Această nouă tehnică permite dezvoltarea agriculturii, chiar în condiții de secetă

De ani de zile, teoriile convenționale generale au susținut că rădăcinile nu cresc atât de adânc în solul dur, deoarece este prea dificil pentru ele să-l împingă fizic. Dar o nouă cercetare a dezvăluit un alt motiv: creșterea lor este controlată de un semnal biologic care poate fi „oprit”, permițându-le să străpungă pământul compact. Acest lucru ar însemna dezvoltarea agriculturii, chiar și-n condiții extreme de secetă.

Compactarea solului este o provocare majoră cu care se confruntă agricultura modernă, determinată parțial de greutatea tot mai mare a echipamentelor agricole care pot trece peste aceeași suprafață a solului de multe ori pe sezon. Zdrobite sub greutatea solului de deasupra, zonele mai adânci sunt, de asemenea, foarte compactate, ceea ce face dificilă pătrunderea rădăcinilor în acele straturi de pământ bogate în umiditate și substanțe nutritive.

Impactul acestei compactări a solului este profund: deoarece reduce creșterea rădăcinilor, afectând în mod negativ absorbția apei și a nutrienților, compactarea solului poate provoca pierderi de randament de până la 25%. Numai în Marea Britanie, pierderile asociate compactării solului sunt estimate între 400 și 650 de milioane de euro în fiecare an.

Este o descoperire care ar putea ajuta culturile să crească chiar și în cele mai deteriorate soluri

Acest lucru se datorează faptului că, atunci când compactarea este combinată cu seceta, randamentele culturilor se pot reduce cu până la 75%, ceea ce se estimează că va costa fermierilor miliarde de dolari în fiecare an. Pe măsură ce secetele devin mai frecvente, dezvoltarea culturilor rezistente la aceste provocări devine mai importantă.

Fursecuri pentru Crăciun din două ingrediente. Se prepară rapid și poți mânca oricâte vrei, pentru nu conțin zahăr

Cu ce să ungi carnea de porc înainte de a o băga la cuptor. Sarea și piperul nu fac totul, acesta ingredientul care îi va da un gust special

În ciuda importanței sale clare pentru fermierii din întreaga lume, mecanismul din spatele creșterii rădăcinii în sol compactat a rămas neclar. Rădăcinile care nu au reușit să pătrundă în soluri foarte compacte au fost pur și simplu considerate prea slabe pentru a face acest lucru.

Cu toate acestea, s-a descoperit recent că rădăcinile sunt, de fapt, capabile să penetreze solul foarte compact – după ce sensibilitatea lor la semnalul hormonal al plantei este perturbată.

Studiul a constatat că acest semnal sau „comutator” este controlat de un hormon numit etilenă, care este eliberat ca gaz de la vârfurile rădăcinilor plantei. În solurile libere, necompactate, acest gaz este liber să se difuzeze în pământ. Dar în solurile dure și compactate, gazul etilenic nu se poate difuza și este, în schimb, prins în zona ocupată de vârful rădăcinii, determinând acumularea de etilenă în țesuturile rădăcinii.

Schimbările climatice vor face ca aceste pierderi să fie și mai mari

Astfel, studiul a constatat că această acumulare de etilenă determină rădăcinile să nu mai crească mai mult în solul compactat. Prin urmare, etilena acționează ca un semnal foarte clar de „stop” pentru extinderea rădăcinilor în soluri compactate.

În experimentele studiului, s-au folosit plante cu o mutație genetică specifică ce nu le-a mai putut simți semnalele de etilenă. S-a constatat că rădăcinile au capacitatea de a pătrunde în solul compactat, dar aleg să nu facă acest lucru atunci când li se prezintă semnalul de oprire pe bază de etilenă.

Studiile s-au efectuat folosind două tipuri foarte diferite de sol (nisip și argilă) și două specii de plante foarte diferite: orez și Arabidopsis (o rudă apropiată a rapiței din semințe de ulei). Faptul că s-a observat același comportament în diferite soluri și plante sugerează că descoperirile pot fi aplicabile pe scară largă altor culturi, tipuri de sol și geografii.

Descoperirile acestui studiu deschid noi oportunități de a selecta culturi noi, rezistente la compactare. La fel cum Gregor Mendel, „părintele geneticii”, a crescut pentru prima dată diferite soiuri de mazăre. Crescătorii își pot analiza acum colecțiile pentru soiurile ale căror rădăcini sunt mai puțin sensibile la etilenă, alegând să creeze plante noi cu această diferențiere.

Această tehnică va ajuta la dezvoltarea agriculturii

Cu toate acestea, deoarece acest semnal hormonal este, de asemenea, important pentru alte procese ale plantelor, cum ar fi rezistența la agenți patogeni, ar putea fi adoptate și abordări mai direcționate de modificare genetică pentru a bloca răspunsul etilenic în țesuturile vârfului rădăcinii, mai degrabă decât planta ca un întreg. Timpul va spune care dintre aceste abordări distincte se va dovedi cea mai eficientă.

Descoperirile acestea au potențialul de a conduce la producții de culturi protejate sau crescute la nivel mondial, mai ales având în vedere că compactarea solului rămâne o problemă persistentă în practicile agricole intensive. Numai în Europa, 36 de milioane de hectare (dintr-un total de 68 de milioane de hectare) de terenuri cultivate sunt predispuse la compactarea solului.

Culturile cu rădăcini care pot pătrunde mai adânc în acest sol compactat vor oferi o serie de beneficii evidente. În primul rând, rădăcinile culturilor vor putea accesa surse de substanțe nutritive în straturi mai adânci ale solului, care în prezent nu le sunt accesibile. La rândul său, acesta va sprijini creșterea culturilor mai mari și mai sănătoase.

În al doilea rând, soiurile de culturi care au sisteme radiculare mai extinse vor putea asigura surse de apă mai fiabile, conferind o rezistență mai mare în perioadele de secetă, care urmează să crească odată cu schimbările climatice.

Noua înțelegere a modului în care rădăcinile pătrund în solurile dure ar putea fi un pas important către creșterea de noi tipuri de culturi care ar putea fi mai rezistente la compactarea solului. Astfel de culturi vor contribui la reducerea pierderilor de randament asociate cu stresul puternic al solului și daunele din diferite geografii din întreaga lume.