Пшеница может сама удерживать удобрения и снижать выбросы азота

Økologisk Nu
Пшеница может сама удерживать удобрения и снижать выбросы азота

Пшеница — это не только одна из важнейших культур в мире. Она также гораздо хитрее, чем большинство думает. Новые исследования Университета Аархуза показывают, что растения пшеницы активно помогают себе удерживать азот, один из самых важных и проблемных элементов сельского хозяйства. Они делают это с помощью химии, сообщает университет в пресс-релизе. Под землей корни выделяют естественные вещества, которые замедляют деятельность микроорганизмов, преобразующих азот в формы, легко исчезающие из почвы. Результат прост: больше азота остается в почве, и меньше уходит в окружающую среду. Большая проблема современного сельского хозяйства Азот необходим для роста культур, но система неэффективна. Сегодня растения поглощают менее половины удобрений, внесённых в поля. Остальное уходит: как вымывание в водную среду или как закись азота, мощный парниковый газ. Поэтому сельское хозяйство десятилетиями ищет решения. Одним из вариантов были химические так называемые ингибиторы нитрификации, которые могут замедлить потерю азота, но они дорогие, требуют повторного применения и могут влиять на жизнь в почве. А что если растения смогут делать работу сами? Именно это теперь лучше понимают учёные. Этот феномен называется биологическим ингибированием нитрификации (BNI) и отражает способность растений самостоятельно регулировать содержание азота в почве. «Растения не пассивны», — объясняет постдоктор Пурна Кумар Хатри из Института агроэкологии Университета Аархуза. «Они активно борются за питательные вещества. И у них гораздо более продвинутые стратегии, чем мы думали раньше.» Химический язык в почве В центре внимания — группа природных веществ с техническим названием бензоксазиноиды. Они встречаются в злаках, таких как пшеница, кукуруза и рожь, и давно известны своей ролью в защите растений от вредителей и сорняков. Теперь исследования показывают, что некоторые из них также замедляют деятельность бактерий, отвечающих за нитрификацию — процесс, при котором азот становится более летучим и легче уходит. Иными словами: растение активно влияет на свою собственную почву. В эксперименте учёные сравнили разные сорта пшеницы. Некоторые имели особую генетическую особенность, которая делала их лучше в выделении активных веществ из корней. Результат был очевиден: эти сорта пшеницы могли значительно сильнее подавлять нитрификацию. Другие исследования показывают, что такие свойства могут снизить потери азота на 20–30%. В то же время первые полевые испытания показывают, что это не влияет на урожайность. «Если мы сможем увеличить использование азота примерно на десять процентов на практике, это окажет огромное влияние как на экономику, так и на окружающую среду», — говорит Пурна Кумар Хатри. Решение, растущее на поле Одно из преимуществ собственной механизма растений — точность. В то время как химические средства добавляются в больших дозах, растение само выделяет небольшие количества именно там, где растут корни. Это делает решение более целенаправленным и потенциально более щадящим для экосистемы почвы. Учёные сейчас работают над превращением химических знаний в селекцию растений. Цель — разработать сорта пшеницы, которые ещё лучше удерживают азот самостоятельно. Если это удастся, будущие урожаи смогут: требовать меньше удобрений, снижать климатическое воздействие и одновременно обеспечивать стабильные урожаи. «Здесь химия встречается с генетикой», — говорит Пурна Кумар Хатри, добавляя: «Когда мы понимаем механизмы, мы можем начать их улучшать.»

Пшеница — это не только один из важнейших сельскохозяйственных культур мира. Она также гораздо более хитра, чем большинство думает.

Новые исследования Университета Орхуса показывают, что растения пшеницы активно помогают себе сохранять азот, один из самых важных и проблемных элементов питания в сельском хозяйстве.

Они делают это с помощью химии. Об этом пишет университет в пресс-релизе.

Под землей корни выделяют естественные вещества, которые замедляют деятельность микроорганизмов, преобразующих азот в формы, легко исчезающие из почвы.

Результат прост: больше азота остается в почве, и меньше уходит в окружающую среду.

Большая проблема в современном сельском хозяйстве

Азот необходим для роста культурных растений. Но система неэффективна. Сегодня растения поглощают менее половины удобрений, внесенных в поля. Остальное исчезает:

Поэтому сельское хозяйство десятилетиями пыталось найти решения. Одним из вариантов были химические так называемые ингибиторы нитрификации. Они могут замедлить потерю азота, но дорогие, требуют повторного применения и могут влиять на жизнь в почве. Но что если растения сами смогут выполнять эту работу?

Именно это теперь лучше понимают ученые.

Феномен называется биологическим ингибированием нитрификации (BNI), и он охватывает способность растений самостоятельно регулировать содержание азота в почве.

“Растения не пассивны,” объясняет постдоктор Пурна Кумар Хатри из Института агроэкологии Университета Орхуса.

“Они активно борются за питательные вещества. И у них гораздо более продвинутые стратегии, чем мы долгое время предполагали.”

Химический язык в почве

В центре внимания — группа природных веществ с немного техническим названием бензоксазиноиды. Они встречаются в злаках, таких как пшеница, кукуруза и рожь, и давно известны своей защитной ролью против вредителей и сорняков.

Теперь исследования показывают, что некоторые из них также замедляют деятельность бактерий, ответственных за нитрификацию: процесс, при котором азот становится более летучим и легче уходит. Иными словами: растение активно влияет на свою собственную почву.

В эксперименте ученые сравнили разные типы пшеницы. Некоторые обладали особой генетической особенностью, которая делала их лучше в выделении активных веществ из корней.

Результат был очевиден: эти линии пшеницы могли значительно сильнее подавлять нитрификацию.

Другие исследования показывают, что такие свойства могут снизить потери азота на 20–30%. В то же время первые полевые испытания свидетельствуют, что это не влияет на урожайность.

“Если мы сможем увеличить использование азота примерно на десять процентов в практике, это будет иметь огромные экономические и экологические последствия,” говорит Пурна Кумар Хатри.

Решение, которое растет в поле

Одно из преимуществ механизма растений — точность.

В то время как химические средства добавляются в больших дозах, растение само выделяет небольшие количества именно там, где растут корни. Это делает решение более целенаправленным и потенциально более щадящим для экосистемы почвы.

Учёные сейчас работают над превращением химических знаний в селекцию растений. Цель — разработать сорта пшеницы, которые еще лучше смогут сохранять азот самостоятельно.

Если это удастся, будущие урожаи смогут:

“Здесь химия встречается с генетикой,” говорит Пурна Кумар Хатри и добавляет:

“Когда мы понимаем механизмы, мы также можем начать их улучшать.”