Pšenice může sama udržet hnojivo a snížit emise dusíku

Økologisk Nu
Pšenice může sama udržet hnojivo a snížit emise dusíku

Pšenice není jen jednou z nejdůležitějších plodin na světě. Je také mnohem lstivější, než si většina lidí myslí. Nový výzkum z Aarhuské univerzity ukazuje, že pšeničné rostliny aktivně pomáhají samy sobě udržovat dusík, jeden z nejdůležitějších a nejproblematičtějších živin v zemědělství. Dělají to chemicky, uvádí univerzita ve své tiskové zprávě. Kořeny totiž pod zemí uvolňují přirozené látky, které zpomalují mikroorganismy, jež jinak přeměňují dusík na formy, jež snadno mizí ze země. Výsledek je jednoduchý: více dusíku zůstává v půdě a méně se ztrácí do životního prostředí. Velký problém moderního zemědělství Dusík je klíčový pro růst plodin. Ale systém je neefektivní. Dnes rostliny absorbují méně než polovinu hnojiva, které je aplikováno na pole. Zbytek mizí: - jako vyplavování do vodního prostředí - nebo jako dusíkový oxid, silný skleníkový plyn Proto se zemědělství snaží najít řešení již desetiletí. Jednou z možností jsou chemické takzvané nitrifikace inhibiční látky. Mohou zpomalit ztrátu dusíku, ale jsou drahé, je třeba je opakovaně používat a mohou ovlivnit život v půdě. Ale co kdyby rostliny samy mohly dělat tu práci? Přesně to nyní vědci lépe pochopili. Jev se nazývá biologické potlačení nitrifikace (BNI) a zahrnuje schopnost rostlin samy regulovat dusík v půdě. „Rostliny nejsou pasivní,“ vysvětluje postdoktorand Purna Kumar Khatri z Ústavu agroekologie Aarhuské univerzity. „Aktivně bojují o živiny. A mají mnohem pokročilejší strategie, než jsme si dlouho mysleli.“ Chemický jazyk v půdě V centru stojí skupina přirozených látek s technickým názvem benzoxazinoidy. Ty se vyskytují v obilovinách, jako je pšenice, kukuřice a žito, a jsou dlouhodobě známy tím, že chrání rostliny před škůdci a plevely. Nyní výzkum ukazuje, že některé z nich také zpomalují bakterie zodpovědné za nitrifikaci: proces, při němž se dusík stává více pohyblivým a snadněji se ztrácí. Jinými slovy: rostlina aktivně ovlivňuje svou vlastní půdu. Ve pokusu vědci porovnávali různé typy pšenice. Některé měly zvláštní genetickou vlastnost, která je činí lepšími v uvolňování aktivních látek z kořenů. Výsledek byl jasný: tyto odrůdy pšenice mohly výrazněji potlačit nitrifikaci. Další studie naznačují, že takové vlastnosti mohou snížit ztráty dusíku až o 20–30 %. Současně první pokusy na polích naznačují, že to neovlivňuje výnosy. „Pokud dokážeme zvýšit využití dusíku asi o deset procent v praxi, bude to mít obrovské dopady jak ekonomicky, tak na životní prostředí,“ říká Khatri. Řešení, které roste na poli Jednou z výhod rostlinného mechanismu je přesnost. Kde chemické prostředky jsou přidávány ve velkých dávkách, rostlina sama uvolňuje malé množství přesně tam, kde rostou kořeny. To činí řešení cílenější a potenciálně šetrnější k ekosystému půdy. Vědci nyní pracují na přenesení chemických poznatků do šlechtění rostlin. Cílem je vyvinout odrůdy pšenice, které budou ještě lépe schopné samy si udržovat dusík. Pokud se to podaří, mohou budoucí plodiny: - vyžadovat méně hnojiv - snížit dopad na klima - a zároveň zajistit stabilní výnosy „Tady se setkává chemie s genetikou,“ říká Khatri a dodává: „Když pochopíme mechanismy, můžeme je také začít zlepšovat.“

Ječmen není jen jednou z nejdůležitějších plodin na světě. Je také mnohem mazanější, než si většina lidí myslí.

Nový výzkum z Aarhuské univerzity ukazuje, že rostliny ječmene aktivně pomáhají samy sobě udržet dusík, jeden z nejdůležitějších a nejproblematičtějších živin v zemědělství.

To dělají pomocí chemie. To univerzita uvádí ve své tiskové zprávě.

Pod zemí totiž kořeny uvolňují přirozené látky, které zpomalují mikroorganismy, jež jinak přeměňují dusík na formy, jež se snadno ztrácejí z půdy.

Výsledek je jednoduchý: Více dusíku zůstává v půdě a méně se ztrácí do životního prostředí.

Velký problém v moderním zemědělství

Dusík je klíčový pro růst plodin. Ale systém je neefektivní. Dnes rostliny absorbují méně než polovinu hnojiva, které je aplikováno na pole. Zbytek mizí:

Proto se zemědělství snaží najít řešení již desítky let. Jednou z možností jsou chemické takzvané inhibitory nitrifikace. Mohou zpomalit ztrátu dusíku, ale jsou drahé, je třeba je opakovaně používat a mohou ovlivnit život v půdě. Ale co kdyby si rostliny samy mohly práci usnadnit?

To je přesně to, čemu se nyní vědci lépe porozuměli.

Fenomen nazývaný biologická inhibice nitrifikace (BNI) pokrývá schopnost rostlin samy regulovat dusík v půdě.

„Rostliny nejsou pasivní,“ vysvětluje postdoktorand Purna Kumar Khatri z Ústavu agroekologie na Aarhuské univerzitě.

„Aktivně bojují o živiny. A mají mnohem pokročilejší strategie, než jsme si dlouho mysleli.“

Chemický jazyk v půdě

V centru stojí skupina přirozených látek s trochu technickým názvem benzoxazinoidy. Ty se nacházejí v obilovinách jako ječmen, kukuřice a žito a jsou dlouhodobě známy tím, že chrání rostliny před škůdci a plevely.

Nyní výzkum ukazuje, že některé z nich také zpomalují bakterie, které stojí za nitrifikací: procesem, při němž se dusík stává více pohyblivým a snadněji se ztrácí. Jinými slovy: Rostlina aktivně ovlivňuje svou vlastní půdu.

V pokusu vědci porovnávali různé typy ječmene. Některé měly zvláštní genetickou vlastnost, která je činí lepšími v uvolňování aktivních látek z kořenů.

Výsledek byl jasný: Tyto odrůdy ječmene mohly výrazněji potlačit nitrifikaci.

Další studie naznačují, že takové vlastnosti mohou snížit ztráty dusíku až o 20–30 %. A první pokusy na polích naznačují, že to neovlivňuje výnosy.

„Pokud bychom mohli zvýšit využití dusíku asi o deset procent v praxi, mělo by to obrovské dopady jak ekonomicky, tak na životní prostředí,“ říká Khatri.

Řešení, které roste na poli

Jednou z výhod rostlinného mechanismu je přesnost.

Zatímco chemické prostředky se přidávají ve velkých dávkách, rostlina sama uvolňuje malé množství přesně tam, kde kořeny rostou. To činí řešení nejen cílenější, ale potenciálně i šetrnější k ekosystému půdy.

Vědci nyní pracují na přenesení chemických poznatků do šlechtění rostlin. Cílem je vyvinout odrůdy ječmene, které budou ještě lépe schopné samy si udržet dusík.

Pokud se to podaří, mohou budoucí plodiny:

„Tady se setkává chemie s genetikou,“ říká Khatri a dodává:

„Když pochopíme mechanismy, můžeme je také začít zlepšovat.“