Saknes zem spiediena: pētnieki atklāj sakņu augšanas noslēpumus!

Saknes zem spiediena: pētnieki atklāj sakņu augšanas noslēpumus!

2025. gada augustā Braunšveigas Tehniskās universitātes pētnieki sadarbībā ar Jülich pētniecības centru (FZJ) uzsāka revolucionāru starpdisciplināru projektu, kas veltīts sakņu tīklu izaugsmei. Mazie siseņi (Robinia pseudoacacia) tika pārstādīti speciāli aprīkotā MRI laboratorijā Dzīvības un ģeozinātņu institūtā, lai izpētītu sarežģītos procesus dažādos apstākļos. Pilotpētījuma mērķis ir būtiski uzlabot izpratni par augu un augsnes mijiedarbību un vides faktoru ietekmi uz sakņu augšanu tu-braunschweig.de.

Pētījums īpaši koncentrējas uz to, kā sausie periodi ietekmē sakņu augšanu un apkārtējo augsni. Galu galā sakņu sistēmām ir izšķiroša nozīme augu ūdens uzsūkšanā, to noenkurošanā augsnē un ūdens uzglabāšanā augsnē. Pētījumā aplūkotas arī dažādas koku sugas, piemēram, ozoli un papeles, lai kvantitatīvi noteiktu to reakciju uz sausumu. Tas ir paredzēts, lai uzlabotu sakņu-augsnes-ūdens sistēmas nākotnes modeļus un ļautu prognozēt augu reakcijas mainītos vides apstākļos.

Tehnoloģiskās inovācijas sakņu novērošanai

Izmēģinājuma pētījumam tiek izmantotas modernas attēlveidošanas metodes, tostarp magnētiskās rezonanses attēlveidošana (MRI) un datortomogrāfija (CT). Šīs tehnoloģijas ļauj padarīt redzamas saknes, augsni, ūdeni un gaisu. Projekta ietvaros iegūtie 4D attēlveidošanas dati parāda sakņu attīstību dažādos augsnes veidos gan normālos, gan sausos apstākļos. Vēl viens izpētes aspekts ir robīniju sakņu mezgliņu veidošanās, kas nonāk simbiozē ar rizobiju un tādējādi padara augam pieejamu slāpekli.

CT skenēšana jau sniedz ieskatu mezgliņu augšanā un sakņu tīklā smilšainās augsnēs, savukārt MRI novērtējumi optimizē ūdeni saturošu sakņu vizualizāciju. Šim visaptverošajam sakņu attīstības priekšstatam ir izšķiroša nozīme, lai saprastu, kā koki reaģē uz sausumu un kādas adaptīvās stratēģijas tie izmanto.

Mikrobu loma un ilgtspējīga lauksaimniecība

Augu veselību un augšanu lielā mērā ietekmē arī mikroorganismi. Pētījumi liecina, ka mērķtiecīga mikrobu izmantošana lauksaimniecībā spēj pārvarēt tādas problēmas kā ražas samazināšanās vai augsnes nogurums. Viens no piemēriem ir Rhizo4Bio projekts, kas nodarbojas ar kviešu ražas samazināšanās attālumu. Tika konstatēts, ka monokultūras būtiski samazina augsnes mikrobioma daudzveidību, kas negatīvi ietekmē ražu, piemēram, bioekonomie.de ziņots.

Turklāt tiek uzsvērta mikorizas sēņu nozīme, kas veicina sakņu attīstību. Šīs sēnes cieši mijiedarbojas ar augu saknēm un veicina barības vielu piegādi. Vairāk nekā 80 procenti no visiem sauszemes augiem veido dabiskus savienojumus ar šiem mikrobiem.

Ilgtspējīgi mēslošanas līdzekļi un ieskats nākotnē

Intensīvā lauksaimniecība un pārmērīga fosfātu mēslojuma izmantošana rada ekoloģiskas problēmas. Karlsrūes Tehnoloģiju institūta (KIT) Botāniskais institūts Natālijas Rekenas vadībā pēta šo mijiedarbību molekulāros mehānismus. Rezultāti ir paredzēti, lai palīdzētu veicināt ilgtspējīgas pieejas lauksaimniecībā un padziļinātu izpratni par mikrobu lomu, piemēram, kit.edu rāda.

Pašreizējo pētniecības projektu apvienotie atklājumi ne tikai paplašinās mūsu zināšanas par mijiedarbību starp augiem un mikrobiem, bet arī nodrošinās fundamentālus pamatus ilgtspējīgai praksei un nodrošinātībai ar pārtiku nākotnē.