Według badań zachęcanie do zdrowej interakcji między roślinami i mikroorganizmami może zmniejszyć zapotrzebowanie na nawozy, które szkodzą środowisku i zwiększają plony.

Poprawa plonów przez bakterie

Naukowcy chętnie przyczynią się do promowania naturalnego i zrównoważonego wzrostu roślin, ponieważ zmiana klimatu zagraża ekspansji populacji i produkcji roślinnej.

Naukowcy z uniwersytetów w Warwick i Justus Liebig w Niemczech zademonstrowali dziś nowatorską strategię zwiększania pobierania składników odżywczych przez rośliny i wzrostu w badaniu opublikowanym w Microbiome.

Zmniejszyłoby to popyt na nawozy, środki produkcji rolnej, które mogą być szkodliwe dla środowiska.

Nawozy mogą uwalniać do atmosfery silny gaz cieplarniany, podtlenek azotu, rozpuszczając się w glebie lub przedostając się do strumieni.

Zespół badawczy zbadał skuteczność partnerstw symbiotycznych lub sferoidalnych między roślinami i bakteriami, a także wpływ tego naturalnego zjawiska na interakcje z innymi drobnoustrojami glebowymi.

Rośliny strączkowe, w tym groch i fasola, współpracują z bakteriami symbiotycznymi zwanymi ryzobiami, które „wiążą” azot z powietrza i dostarczają go roślinom jako składników odżywczych.

Bakterie te mogą pomóc roślinom w pozyskiwaniu składników odżywczych z gleby w celu promowania rozwoju lub budowania odporności na stres.

Ze względu na te cechy rośliny strączkowe są w większości niezależne od stosowania nawozów chemicznych i zapewniają zrównoważoną rolniczą metodę produkcji żywności.

Rośliny strączkowe mogą wchodzić w interakcje z różnymi gatunkami ryzobiów, ale powodzenie tej interakcji zależy od rodzaju gleby i zdolności bakterii do wiązania azotu lub wydajności symbiotycznej, donosi Phys Org.

Bionawozy zamiast nawozów

Rada ds. Badań Biotechnologii i Nauk Biologicznych (BBSRC) sfinansowała badanie, w ramach którego zbadano wpływ różnych wydajności symbiotycznych na wzrost i odżywianie roślin, a także na inne drobnoustroje glebowe, które mogą działać jako „bionawozy” w celu poprawy zdrowia roślin i gleby.

Badania przeprowadzono na krewnych grochu i fasoli, które mogą wchodzić w interakcje z różnymi rodzajami bakterii wiążących azot na różnych typach gleby.

Zespół ocenił reakcje molekularne rośliny i zawartość minerałów przy użyciu różnych szczepów bakterii.

Do udokumentowania zbiorowisk bakterii i grzybów wykorzystano różne obszary, w tym glebę, obszar wokół i wewnątrz korzenia.

Wiedza o efektach „wydajności symbiotycznej” powstała poprzez połączenie wszystkich tych różnych typów i lokalizacji danych.

Symbioza między roślinami a bakteriami

Według profesora Patricka Schäfera z Uniwersytetu Justusa Liebiga w Gießen w Niemczech symbioza z bardzo zróżnicowaną populacją drobnoustrojów na powierzchni korzeni odgrywa znaczącą rolę we wzroście i kondycji roślin.

Zgodnie z badaniami Schäfera i jego zespołu, stan odżywienia gleby ma wpływ na korzystne ryzobium, które wiąże azot atmosferyczny w zamian za składniki odżywcze z roślinami strączkowymi.

Dr Beatriz Lagunas, współautorka badania z University of Warwick’s School of Life Sciences, stwierdziła, że ​​ich badania wykazały, w jaki sposób symbioza z różnymi gatunkami bakterii może zmienić cały mikrobiom korzenia.

Ich zespół odkrył, że bakterie wiążące azot mogą, w zależności od otoczenia, instalować mikrobiom korzystny dla roślin.

Odkryli również szczepy drobnoustrojów, które pewnego dnia mogą funkcjonować jako korzystne, przyjazne dla środowiska nawozy.

Profesor Miriam Gifford z Wydziału Nauk Przyrodniczych Uniwersytetu Warwick dodała, że ​​odkrycie to ma krytyczne konsekwencje dla wykorzystania takich bakterii wiążących azot, aby zapewnić produkcję polową niezbędnych roślin strączkowych, takich jak fasola i groch.

Po tych badaniach zespół bada obecnie, w jaki sposób mikroorganizmy wpływają na różne gatunki roślin, aby ocenić rozwój roślin i odporność na stres.

Aby ocenić skuteczność wykorzystania tych bakterii jako bionawozów do wzrostu roślin strączkowych, zespół ma nadzieję współpracować z przedsiębiorstwami rolniczymi.

Mogłoby to pomóc w ograniczeniu stosowania nawozów sztucznych i ich negatywnego wpływu na środowisko,  informuje Vertical Farm Daily.

Badanie przeprowadzone przez Lagunasa, Schäfera, Gifforda i kilku członków zespołu zostało niedawno opublikowane w czasopiśmie Microbiome.

Opracowanie: irme.pl