Šaknys patiria spaudimą: Tyrėjai atskleidžia šaknų augimo paslaptis!

Šaknys patiria spaudimą: Tyrėjai atskleidžia šaknų augimo paslaptis!

2025 m. rugpjūčio mėn. Braunšveigo technikos universiteto mokslininkai, bendradarbiaudami su Jülich tyrimų centru (FZJ), pradėjo novatorišką tarpdisciplininį projektą, skirtą šakninių tinklų plėtrai. Smulkūs saldžiavaisiai medžiai (Robinia pseudoacacia) buvo persodinti specialiai įrengtoje MRT laboratorijoje Gyvybės ir geomokslų institute, siekiant ištirti sudėtingus procesus skirtingomis sąlygomis. Bandomojo tyrimo tikslas – žymiai pagerinti supratimą apie augalų ir dirvožemio sąveiką bei aplinkos veiksnių poveikį šaknų augimui. tu-braunschweig.de.

Tyrime ypač daug dėmesio skiriama tam, kaip sausi laikotarpiai veikia šaknų augimą ir aplinkinį dirvožemį. Galų gale, šaknų sistemos yra labai svarbios augalų vandens absorbcijai, jų įtvirtinimui dirvožemyje ir vandens kaupimui dirvožemyje. Tyrime taip pat nagrinėjamos įvairios medžių rūšys, tokios kaip ąžuolai ir tuopos, siekiant kiekybiškai įvertinti jų reakciją į sausrą. Taip siekiama tobulinti būsimus šaknų-dirvožemio-vandens sistemos modelius ir numatyti augalų reakcijas pasikeitus aplinkos sąlygoms.

Technologinės naujovės šaknų stebėjimui

Bandomojo tyrimo metu naudojami šiuolaikiniai vaizdo gavimo metodai, įskaitant magnetinio rezonanso tomografiją (MRT) ir kompiuterinę tomografiją (KT). Šios technologijos leidžia matyti šaknis, dirvą, vandenį ir orą. Projekto metu gauti 4D vaizdų duomenys rodo šaknų vystymąsi skirtinguose dirvožemio tipuose tiek įprastomis, tiek sausomis sąlygomis. Kitas tyrimo aspektas – robinijų šaknų mazgelių susidarymas, kurie simbiozėje su rizobijomis tampa augalui prieinamu azotu.

KT nuskaitymai jau suteikia įžvalgų apie mazgų augimą ir šaknų tinklą smėlingose ​​dirvose, o MRT vertinimai optimizuoja vandens turinčių šaknų vizualizavimą. Šis išsamus šaknų vystymosi vaizdas yra labai svarbus norint suprasti, kaip medžiai reaguoja į sausrą ir kokias prisitaikymo strategijas jie naudoja.

Mikrobų ir tvaraus žemės ūkio vaidmuo

Augalų sveikatai ir augimui didelę įtaką daro ir mikroorganizmai. Tyrimai rodo, kad tikslingas mikrobų naudojimas žemės ūkyje gali padėti įveikti tokius iššūkius kaip derliaus sumažėjimas ar dirvožemio nuovargis. Vienas iš pavyzdžių yra Rhizo4Bio projektas, kuriame nagrinėjamas atokus kviečių derliaus sumažėjimas. Nustatyta, kad monokultūros ženkliai sumažina dirvožemio mikrobiomo įvairovę, o tai daro neigiamą poveikį derliui, pvz. bioekonomie.de pranešė.

Be to, pabrėžiama mikorizinių grybų, skatinančių šaknų vystymąsi, svarba. Šie grybai glaudžiai sąveikauja su augalų šaknimis ir prisideda prie maistinių medžiagų tiekimo. Daugiau nei 80 procentų visų sausumos augalų sudaro natūralius junginius su šiais mikrobais.

Tvarios trąšos ir žvilgsnis į ateitį

Intensyvi žemdirbystė ir per didelis fosfatinių trąšų naudojimas sukelia ekologines problemas. Karlsrūhės technologijos instituto (KIT) Botanikos institutas, vadovaujamas Natalijos Requenos, tiria šių sąveikų molekulinius mechanizmus. Rezultatai skirti padėti skatinti tvarų požiūrį į žemės ūkį ir pagilinti supratimą apie mikrobų vaidmenį, pvz. kit.edu rodo.

Bendros dabartinių tyrimų projektų išvados ne tik praplės mūsų žinias apie augalų ir mikrobų sąveiką, bet ir suteiks pagrindinius tvarios praktikos ir maisto saugumo pagrindus ateityje.