_ Metodă nouă de măsurare adâncimea rădăcinilor poate duce la culturi mai rezistente

Pe măsură ce schimbările climatice înrăutățesc condițiile globale de secetă, împiedicând producția de culturi, căutarea modalităților de captare și stocare a carbonului atmosferic care provoacă fenomenul s-a intensificat. Cercetătorii de la Penn State au dezvoltat un nou instrument de înaltă tehnologie care ar putea stimula schimbări în modul în care culturile rezistă la secetă, dobândesc azot și stochează carbon mai adânc în sol.

În descoperirile publicate recent în Crop Science, ei descriu un proces în care adâncimea rădăcinilor plantelor poate fi estimată cu precizie prin scanarea frunzelor cu spectroscopie de fluorescență cu raze X, un proces care detectează elemente chimice din frunziș.

Metoda recunoaște că rădăcinile preiau elementele pe care le întâlnesc, în funcție de adâncimea pe care o ating și există o corelație între elementele chimice din frunze și adâncimea rădăcinii.

Noua tehnologie face obiectul unei cereri provizorii de brevet de către Penn State, deoarece promite să grăbească planta- procesul de reproducere, conform liderului echipei de cercetare Jonathan Lynch, profesor distins de științe a plantelor la Colegiul de Științe Agricole. Capacitatea de a măsura adâncimea rădăcinilor plantelor fără a le excava este o tehnologie care schimbă jocul, a spus el.

„Știm de mult despre beneficiile culturilor cu rădăcini mai adânci – sunt mai secete. tolerant și au o capacitate îmbunătățită de a absorbi azot, care tinde să se deplaseze adânc cu apa, dar problema a fost cum să măsori adâncimea rădăcinilor în câmp”, a spus el.

„Pentru a reproduce cu rădăcini mai adânci. culturi, trebuie să vă uitați la mii de plante. Dezgroparea lor este costisitoare și necesită timp, deoarece unele dintre aceste rădăcini sunt jos cu doi metri sau mai mult. Toată lumea vrea culturi cu rădăcini adânci, dar până acum nu știam cum să obținem ei.”

Un beneficiu suplimentar pentru culturile cu rădăcini mai adânci, a remarcat Lynch, este că acestea stochează carbonul în sol mai eficient. Iar solul este locul potrivit pentru a pune carbon, a subliniat el, pentru că carbonul din atmosferă este un lucru rău - provoacă încălzirea globală. Carbonul din sol este un lucru bun – crește fertilitatea.

„Avand rădăcini mai adânci înseamnă că carbonul pe care plantele îl obțin din fotosinteză este stocat mai adânc în sol atunci când își construiesc rădăcini. Și carbonul mai adânc este pus. în sol, cu atât rămâne mai mult timp în sol”, a spus el.

„Departamentul de Energie al SUA estimează că doar a avea culturi adânc înrădăcinate în America ar putea compensa anii din emisiile noastre totale de carbon. uriașă—gândiți-vă la toate hectarele care cresc culturi în America. Dacă acele rădăcini cresc doar puțin mai adânc, atunci stocăm cantități masive de carbon mai adânc în sol.”

Dezvoltarea noii metode – care cercetătorii numiti LEADER (Leaf Element Accumulation from Deep Root) – au durat șase ani și au implicat colectarea și analiza a peste 2.000 de probe de miez de sol la patru locuri de cercetare din toată țara, a remarcat Molly Hanlon, o fostă cercetătoare postdoctorală în grupul de cercetare al lui Lynch. care a condus studiul.

A implicat cultivarea unui set de 30 de linii de porumb distincte genetic la Centrul de Cercetare Agricolă Russell E. Larson din Penn State, Centrul de Cercetare și Educație Agricolă al Universității din Colorado, Universitatea din Wisconsin Arlington Stația de Cercetare Agricolă și Stația de Cercetare Agricolă Hancock de la Universitatea din Wisconsin.

Cercetătorii au descoperit că au putut clasifica corect parcelele cu cele mai lungi lungimi de rădăcină adâncă – mai mare de 30 sau 40 de centimetri – folosind metoda LEADER cu precizie ridicată.

Un principiu major al științei solului este că proprietățile biologice, fizice și chimice variază în funcție de adâncimea solului, a explicat Hanlon, acum cercetător senior la Centrul de Știință a Plantelor Donald Danforth din St. Louis.

„Și rădăcinile plantelor cresc prin aceste straturi diferite de sol”, a spus ea. „Elementele sunt apoi transportate la lăstar, unde putem analiza rapid și ușor conținutul elementar al țesutului frunzelor folosind fluorescența cu raze X. În acest fel, frunzele pot servi ca indicatori sau senzori ai locului în care se află rădăcinile în sol”.

În studiu, cercetătorii au reușit să estimeze cu precizie adâncimea rădăcinilor analizând acumularea foliară a elementelor care apar în mod natural în diverse soluri. Ca metodă alternativă de evaluare a adâncimii rădăcinilor, atât în ​​experimente pe teren, cât și în seră, au injectat stronțiu în sol la o adâncime stabilită ca trasor pentru analiza LEADER. Mai târziu, au recoltat plante care cresc în apropiere și au stabilit că stronțiul detectat în frunze este puternic corelat cu adâncimea rădăcinilor lor.

Deși metoda LEADER a fost realizată cu porumb, oferă o aplicare mai largă, a sugerat Lynch.

„Se arată promițător ca instrument pentru măsurarea adâncimii rădăcinilor în diferite specii de plante și soluri”, a spus el. „A avut sens să facem această cercetare cu porumb – este una dintre cele mai importante culturi din lume, cultivată pe scară largă ca aliment de bază pentru oameni, hrană pentru animale, ca biocombustibil și ca materie primă în industrie.

„Culturile de porumb cu rădăcini mai adânci care pot absorbi mai multă apă și azot în condiții limitative, cu o stocare sporită a carbonului în sol ar fi o dezvoltare majoră. Dar această metodă LEADER poate fi folosită cu toate plantele."

(Fluierul)