Το σιτάρι μπορεί ακόμη και να κρατήσει τα λιπάσματα και να μειώσει τις εκπομπές αζώτου

Økologisk Nu
Το σιτάρι μπορεί ακόμη και να κρατήσει τα λιπάσματα και να μειώσει τις εκπομπές αζώτου

Η σίκαλη δεν είναι απλώς ένα από τα πιο σημαντικά καλλιεργητικά προϊόντα στον κόσμο. Είναι επίσης πολύ πιο πονηρή από ό,τι πιστεύουν οι περισσότεροι. Νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο Aarhus δείχνει ότι τα φυτά σίκαλης βοηθούν ενεργά τον εαυτό τους να διατηρεί το άζωτο, ένα από τα πιο σημαντικά και πιο προβληματικά θρεπτικά συστατικά της γεωργίας. Το κάνουν με χημεία. Το αναφέρει το πανεπιστήμιο σε δελτίο τύπου. Κάτω από το έδαφος, οι ρίζες εκκρίνουν φυσικές ουσίες που επιβραδύνουν τα μικροοργανισμούς που αλλιώς μετατρέπουν το άζωτο σε μορφές που εύκολα χάνονται από το έδαφος. Το αποτέλεσμα είναι απλό: Περισσότερο άζωτο παραμένει στο έδαφος και λιγότερο χάνεται στο περιβάλλον. Ένα μεγάλο πρόβλημα στη σύγχρονη γεωργία Το άζωτο είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη των καλλιεργειών. Αλλά το σύστημα είναι αναποτελεσματικό. Σήμερα, τα φυτά απορροφούν λιγότερο από το μισό από τα λιπάσματα που προστίθενται στα χωράφια. Τα υπόλοιπα χάνονται: ως αποπλύσεις στο υδάτινο περιβάλλον ή ως αέριο του θερμοκηπίου, ένα ισχυρό αέριο του θερμοκηπίου Γι' αυτό, η γεωργία προσπαθεί εδώ και δεκαετίες να βρει λύσεις. Μία επιλογή ήταν οι χημικοί αναστολείς της νιτρικοποίησης. Μπορούν να επιβραδύνουν την απώλεια του αζώτου, αλλά είναι ακριβοί, πρέπει να χρησιμοποιούνται ξανά και μπορούν να επηρεάσουν τη ζωή στο έδαφος. Αλλά τι θα γινόταν αν τα ίδια τα φυτά μπορούσαν να κάνουν τη δουλειά; Ακριβώς αυτό έχουν κατανοήσει καλύτερα οι ερευνητές τώρα. Το φαινόμενο ονομάζεται βιολογική αναστολή της νιτρικοποίησης (BNI), και καλύπτει την ικανότητα των φυτών να ρυθμίζουν το άζωτο στο έδαφος. «Τα φυτά δεν είναι παθητικά», εξηγεί ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Purna Kumar Khatri από το Ινστιτούτο Αγροοικολογίας του Πανεπιστημίου Aarhus. «Αγωνίζονται ενεργά για τα θρεπτικά συστατικά. Και έχουν πολύ πιο εξελιγμένες στρατηγικές από ό,τι είχαμε καταλάβει μέχρι τώρα.» Ένας χημικός κώδικας στο έδαφος Στο επίκεντρο βρίσκεται μια ομάδα φυσικών ουσιών με το τεχνικό όνομα benzoxazinoids. Βρίσκονται σε δημητριακά όπως η σίκαλη, το καλαμπόκι και το σιτάρι και είναι γνωστά εδώ και καιρό ότι προστατεύουν τα φυτά από παράσιτα και ζιζάνια. Τώρα, η έρευνα δείχνει ότι πολλά από αυτά επίσης επιβραδύνουν τα βακτήρια που ευθύνονται για την νιτρικοποίηση: τη διαδικασία όπου το άζωτο γίνεται πιο εύπλαστο και πιο εύκολα χάνεται. Με άλλα λόγια: Το φυτό επηρεάζει ενεργά το δικό του έδαφος. Στη δοκιμή, οι ερευνητές συνέκριναν διάφορους τύπους σίκαλης. Μερικοί είχαν μια ειδική γενετική ιδιότητα που τους καθιστά καλύτερους στην εκκένωση των ενεργών ουσιών από τις ρίζες. Το αποτέλεσμα ήταν σαφές: Αυτές οι γραμμές σίκαλης μπορούσαν σε μεγαλύτερο βαθμό να εμποδίσουν τη νιτρικοποίηση. Άλλες μελέτες δείχνουν ότι τέτοιες ιδιότητες μπορούν να μειώσουν τις απώλειες αζώτου έως και 20–30%. Ταυτόχρονα, οι πρώτες δοκιμές σε αγρούς δείχνουν ότι αυτό δεν επηρεάζει την απόδοση. «Αν μπορούμε απλώς να αυξήσουμε τη χρήση του αζώτου κατά περίπου δέκα τοις εκατό στην πράξη, θα έχει τεράστιες επιπτώσεις τόσο οικονομικά όσο και στο περιβάλλον», λέει ο Purna Kumar Khatri. Μια λύση που μεγαλώνει στο χωράφι Ένα από τα πλεονεκτήματα της αυτο-μηχανισμού των φυτών είναι η ακρίβεια. Ενώ τα χημικά μέσα προστίθενται σε μεγάλες δόσεις, το φυτό απελευθερώνει μικρές ποσότητες ακριβώς εκεί που μεγαλώνουν οι ρίζες. Αυτό καθιστά τη λύση πιο στοχευμένη και ενδεχομένως πιο ήπια για το οικοσύστημα του εδάφους. Οι ερευνητές εργάζονται τώρα για να μετατρέψουν αυτή τη χημική γνώση σε φυτοτεχνική βελτίωση. Ο στόχος είναι να αναπτύξουν ποικιλίες σίκαλης που είναι ακόμη καλύτερες στο να διατηρούν το άζωτο από μόνο τους. Αν τα καταφέρουν, οι μελλοντικές καλλιέργειες: θα απαιτούν λιγότερα λιπάσματα θα μειώσουν το κλιματικό αποτύπωμα και ταυτόχρονα θα διασφαλίσουν σταθερές αποδόσεις «Εδώ συναντάται η χημεία με τη γενετική», λέει ο Purna Kumar Khatri και προσθέτει: «Όταν κατανοούμε τους μηχανισμούς, μπορούμε επίσης να αρχίσουμε να τους βελτιώνουμε.»

Το σιτάρι δεν είναι απλώς ένα από τα πιο σημαντικά γεωργικά προϊόντα στον κόσμο. Είναι επίσης πολύ πιο πονηρό από ό,τι νομίζουν οι περισσότεροι.

Νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο Aarhus δείχνει ότι τα φυτά σιταριού βοηθούν ενεργά τον εαυτό τους να διατηρούν το άζωτο, ένα από τα πιο σημαντικά και πιο προβληματικά θρεπτικά συστατικά στη γεωργία.

Το κάνουν με χημεία. Αυτό αναφέρει το πανεπιστήμιο σε μια δελτίο τύπου.

Κάτω από το έδαφος, οι ρίζες εκκρίνουν φυσικές ουσίες που επιβραδύνουν τα μικροοργανισμούς που αλλιώς μετατρέπουν το άζωτο σε μορφές που εύκολα χάνονται από το έδαφος.

Το αποτέλεσμα είναι απλό: Περισσότερο άζωτο παραμένει στο έδαφος και λιγότερο χάνεται στο περιβάλλον.

Ένα μεγάλο πρόβλημα στη σύγχρονη γεωργία

Το άζωτο είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη των καλλιεργειών. Αλλά το σύστημα είναι αναποτελεσματικό. Σήμερα, τα φυτά απορροφούν λιγότερο από το μισό από τα λιπάσματα που εφαρμόζονται στα χωράφια. Τα υπόλοιπα χάνονται:

Γι' αυτό, η γεωργία προσπαθεί εδώ και δεκαετίες να βρει λύσεις. Μια επιλογή ήταν χημικοί παράγοντες που ονομάζονται αναστολείς νιτριφication. Μπορούν να επιβραδύνουν την απώλεια αζώτου, αλλά είναι ακριβοί, πρέπει να χρησιμοποιούνται ξανά και ξανά και μπορούν να επηρεάσουν τη ζωή στο έδαφος. Αλλά τι θα γινόταν αν τα ίδια τα φυτά μπορούσαν να κάνουν τη δουλειά;

Ακριβώς αυτό έχουν κατανοήσει καλύτερα οι ερευνητές τώρα.

Το φαινόμενο ονομάζεται βιολογική αναστολή νιτριφication (BNI), και καλύπτει την ικανότητα των φυτών να ρυθμίζουν το άζωτο στο έδαφος από μόνα τους.

“Τα φυτά δεν είναι παθητικά,” εξηγεί ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Purna Kumar Khatri από το Ινστιτούτο Αγροοικολογίας του Πανεπιστημίου Aarhus.

“Αγωνίζονται ενεργά για τα θρεπτικά συστατικά. Και έχουν πολύ πιο εξελιγμένες στρατηγικές από ό,τι είχαμε καταλάβει μέχρι τώρα.”

Μια χημική γλώσσα στο έδαφος

Στο επίκεντρο βρίσκεται μια ομάδα φυσικών ουσιών με το τεχνικό όνομα benzoxazinoids. Βρίσκονται σε δημητριακά όπως το σιτάρι, το καλαμπόκι και η σίκαλη και ήταν γνωστά εδώ και καιρό ότι προστατεύουν τα φυτά από παράσιτα και ζιζάνια.

Τώρα, η έρευνα δείχνει ότι πολλά από αυτά επίσης επιβραδύνουν τα βακτήρια που ευθύνονται για τη νιτριφication: τη διαδικασία όπου το άζωτο γίνεται πιο εύκολα διαφεύγον και πιο εύκολα χάνεται. Με άλλα λόγια: Το φυτό επηρεάζει ενεργά το δικό του έδαφος.

Στη δοκιμή, οι ερευνητές συνέκριναν διάφορους τύπους σιταριού. Μερικά είχαν μια ειδική γενετική ιδιότητα που τα καθιστούσε καλύτερα στην έκκριση των ενεργών ουσιών από τις ρίζες τους.

Το αποτέλεσμα ήταν σαφές: Αυτά τα γραμμικά σιταριού μπορούσαν σε μεγαλύτερο βαθμό να εμποδίσουν τη νιτριφication.

Άλλες μελέτες δείχνουν ότι τέτοιες ιδιότητες μπορούν να μειώσουν τις απώλειες αζώτου έως και 20–30%. Ταυτόχρονα, τα πρώτα πειράματα σε χωράφια δείχνουν ότι αυτό δεν επηρεάζει την απόδοση.

“Αν μπορούμε απλώς να αυξήσουμε την εκμετάλλευση του αζώτου κατά περίπου δέκα τοις εκατό στην πράξη, θα έχει τεράστιες επιπτώσεις τόσο οικονομικά όσο και για το περιβάλλον,” λέει ο Purna Kumar Khatri.

Μια λύση που μεγαλώνει στο χωράφι

Ένα από τα πλεονεκτήματα της αυτονομίας των φυτών είναι η ακρίβεια.

Ενώ τα χημικά μέσα εφαρμόζονται σε μεγάλες δόσεις, το φυτό απελευθερώνει μικρές ποσότητες ακριβώς εκεί που μεγαλώνουν οι ρίζες. Αυτό καθιστά τη λύση πιο στοχευμένη και πιθανώς πιο ήπια για το οικοσύστημα του εδάφους.

Οι ερευνητές εργάζονται τώρα για να μετατρέψουν αυτή τη χημική γνώση σε βελτίωση των φυτών. Ο στόχος είναι να αναπτύξουν ποικιλίες σιταριού που είναι ακόμη καλύτερες στο να διατηρούν το άζωτο από μόνα τους.

Αν τα καταφέρουν, οι μελλοντικές καλλιέργειες θα μπορούν:

“Εδώ, η χημεία συναντά τη γενετική,” λέει ο Purna Kumar Khatri και προσθέτει:

“Όταν κατανοούμε τους μηχανισμούς, μπορούμε επίσης να αρχίσουμε να τους βελτιώνουμε.”