Как да отключим заспали функции на растенията, за да отключим земеделие без торове

функции на растенията

Растенията са сред най-безстрашните изследователи на Земята. Преди около 460 милиона години първите растения започнали да напускат езерата и реките и се появили на сушата, за да я превземат. По това време повърхността на Земята е била предимно гола скала.

Растенията е трябвало да се справят с изключителни предизвикателства, преминавайки от водата към сушата. Културите, които отглеждаме сега, също се борят, за да се адаптират към новите реалности на променящия се климат. И има начин да им помогнем в тази борба, събуждайки отново тяхната древна устойчивост.

Всички растения се нуждаят от 17 хранителни вещества, за да съществуват. Азотът, фосфатът и калият са най-важните. Недостиг на който и да е от тези елементи спира растежа на растението.

Така че в продължение на хилядолетия хората са опитомявали култури и, доставяйки нужните им хранителни вещества, са увеличавали максимално производството им. Нашите предци са събирали и разпръсквали по нивите, за да ги наторяват, „нощна почва“ (човешки фекалии) или гуано (птича тор). След това създадохме глобална индустрия и търговия със синтетични азотни торове. Възходът на човешката цивилизация е зависим от използването на органични или синтетични хранителни вещества в селското стопанство.

Тези селскостопански практики може да са увеличили производството на храна, но също така са направили културите мързеливи.

Древни връзки
Растенията е трябвало да приедприемат гениални еволюционни решения, за да оцелеят на сушата. Един от начините, по които са еволюирали, е да изградят симбиотична (взаимно изгодна) връзка с почвените гъби (арбускуларна микориза), които, действайки като примитивни корени, да осигурят на ранните растения достъп до хранителни вещества от земята. В замяна гъбите получават енергийни стимули от фотосинтезата на растенията.

Нашите земеделски практики са потиснали тези симбиотични взаимоотношения.

За регулация на енергийния баланс на растенията ние разчитаме на химически торове, които обаче допринасят за увеличаване на парниковите газове в атмосферата и трайно замърсяване на почвата.

Въпреки всичко, древните симбиотични взаимоотношения все още са актуални и приложими при съвременното земеделие.

Растенията са развили собствена коренна система преди около 350-400 милиона години, но през цялото това време симбиозата им с гъбите не е нарушена и е продължила да функционира.

След това, преди около 100 милиона години, някои растения – познатите ни днес като семейство бобови, включително боб, грах и леща – развиват връзка с бактерии в почвата. Бактериите, наречени rhizobia, разграждайки чрез ензими азота от въздуха, го доставят до растението, което обезсмисля съществуването на корени при семейство бобови.

Някои от дивите растения все още използват тези първични трансформации, за достъп до хранителни вещества . Условията, от които растенията се нуждаят, за да отключат симбиотичните взаимоотношения, не се проучват и използват достатъчно в съвременните практики за производство на храни.

Изследвания
В последните години се наблюдава научна активност за анализ на взаимодействието на растенията с почвените микроорганизми, за да стане възможно повторно активиране на заспалите им функции. Производството на храни трябва да се увеличи, за да се изхрани нарастващото население на света. Но действащите практики са неустойчиви, защото при половината от произвежданата храна се използват химични стимуланти. Само синтетичният азот е генерирал около 10% от емисиите на парникови газове в селското стопанство през 2018 г..

Последните изследвания на растителните гени разкриват невероятния потенциал на растенията. Съвременните зърнени култури имат същия древен генетичен код като бобовите растения, което би им позволило да се свържат с азотфиксиращи бактерии.

Когато преди 100 милиона години бобовите растения развиват способността си за връзка с азотфиксиращи бактерии, те са използвали много от функциите, които вече са били налични в биологията им, за да взаимодействат с арбускуларни микоризни гъби. Зърнените култури пропускат този еволюционен трик, защото вече са били отделени, еволюционно, от бобовите растения.

Добрата новина е, че изследванията показват, че е възможно да се прехвърлят уникалните свойства на бобовите растения за фиксиране на азот към други култури.

През последните няколко години изследователите драматично разшириха нашето разбиране за това как растенията взаимодействат с полезните микроорганизми. Поне лабораторно, имитирайки наторена почва, можем да създадем условия, които стимулират зърнените култури да взаимодействат по-активно с гъбите и да рекапитулират процесите, които наблюдаваме при бобовите растения, необходими за връзка с азотфиксиращи бактерии. Изследователите преквалифицират растенията, за да търсят полезни микроорганизми.

Тези открития са жизненоважни за разработването на зърнени култури, които могат да фиксират азота без наша помощ и да имат достъп до други основни хранителни вещества чрез взаимодействие с гъбите. Вече знаем, че всички култури притежават основния механизъм, използван досега само от бобовите растения, за взаимодействие с полезни бактерии.

Можем да стимулираме всички култури да се ангажират по-активно и продуктивно с полезните гъби и бактерии. И не е нужно да започваме от нулата, само трябва да събудим заспалите функции на зърнените растения.

Това не е лесен процес, разбира се. Най-голямото предизвикателство е в прехвърлянето на способността за фиксиране на азот от бобовите към зърнените култури, която включва и функцията за разпознаване на полезни бактерии.

В бъдеще може да стане възможно отглеждането на култури без химически торове. Това не само ще преобрази съдбата на дребните фермери в страните с ниски доходи, които нямат достъп до торове, но и да намали замърсяването не почвата и емисиите на парникови газове.

Въпреки че почвените взаимодействия на растенията с микроорганизмите до голяма степен остават „невидими“ за нас, именно те може да отключат големите пробиви в бъдещето на земеделието.

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Следваща публикация

Саудитска Арабия и Русия призовават за финансиране на изкопаемите горива

чт окт. 19 , 2023
351 Русия, Саудитска Арабия и други държави от Персийския залив призоваха Световната банка да продължи […]

Може да ви интересува

test 66