Növényi társkereső a talajban a fenntartható tápanyag-utánpótlásért

Növényi társkereső a talajban a fenntartható tápanyag-utánpótlásért

Takarék Agrár24
A mezőgazdasági tevékenységünk alapvető célja az élelmiszer ellátásunk biztosítása, amelynek formája az elsődleges biomassza termelés, tehát a növényi produktum előállítása, valamint ennek felhasználásával, transzformálásával a másodlagos biomassza, az állati termék előállítása is. Ez, különböző technológiák és folyamatok alkalmazásán keresztül valósul meg, melyek lehetnek pozitív és negatív hatással a környezetünkre egyaránt. Ugyanakkor muszáj leszögezni, hogy a Föld mai népességének élelmiszerrel történő ellátása jelenleg nem lenne megoldható ásványi növényi tápanyagok, műtrágyák (a "mű" szó a művi előállításra utal, nem szintetikus) felhasználása nélkül.

Nagy István és Áder János is ott lesz az idei Agrárszektor konferencián!

Az idén először 3 napos konferencián előad többek között Bige László, Gyuricza Csaba, Éder Tamás, Feldman Zsolt, Jakab István, Harsányi Zsolt, Makai Szabolcs, Szabó Levente, Kulik Zoltán, Hollósi Dávid és még sokan mások...

Ne maradjon le az év egyik legjelentősebb agrárszakmai eseményéről!

Amellett, hogy a műtrágyák óriási előrehaladást hoztak a mezőgazdasági termelés színvonalában, a műtrágyázással kapcsolatos egyes negatív előítéletek kialakulásához a helytelen, szakszerűtlen műtrágya felhasználás helyenként tapasztalható következményei vezettek. Fontos kiemelni, hogy a szakszerű műtrágyahasználattal talajaink egyes hibáit javítani és kezelni tudjuk amellett, hogy a termésmennyiség és minőség egyaránt növekszik és javul.

Műtrágyahasználat az európai unióban

Forrás: Fertilizers Europe

Ez hosszú távon csak akkor igaz, ha a talajt, mint élő biomassza használjuk és nem csak mechanikus közvetítő közegként, amit néha fel kell tölteni tápanyaggal, mert utóbbinak a vége az lehet, hogy már csak 50 évig tudunk szántani a meglévő termőterületeken.

Tételezzük fel, hogy a jövőben a nitrogén-műtrágyák minimalizálásával csökkenthető lenne termőtalajaink műtrágyaterhelése!

A pillangós virágú növények, mint például a borsó, a bab és a lóhere különböző fajtái, a gyökereikben található speciális struktúrákon keresztül talajban élő baktériumoktól szerzik be a növekedésükhöz szükséges szerves nitrogént. A Freiburgi Egyetem Biológiai Karának sejtbiológus professzora, Dr. Thomas Ott által vezetett kutatócsoport a gyökérsejtekben kimutatott egy olyan tényezőt, amelyre a növényeknek szükségük van a talajban élő, úgynevezett gyökérszövetes baktériumokkal való kezdeti kapcsolatfelvételhez. Ez a csak a hüvelyesekben megtalálható fehérje, a "szimbiózis formin 1 (SYFO1)" nevű fehérje, mellyel kapcsolatban kimutatták, hogy alapvető szerepet játszik a szimbiózis kialakulásában. Az eredményeket pedig a Current Biology című folyóiratban tették közzé.

Amit a címben társkeresésnek hívtunk, az nem más, mint amikor egy gyökérgümő baktérium találkozik egy hüvelyes növény gyökerével a talajban, és a SYFO1 fehérje hatására a gyökér apró szőrszálai megváltoztatják növekedési irányukat a potenciális szimbiózispartner köré tekeredve. Ezeknek a szimbionta baktériumoknak köszönhetően, a hüvelyesek más növényekkel ellentétben nem igényelnek nitrogéntartalmú műtrágyát.

"Ha pontosan megértenénk, hogyan jön létre a szimbiózis, visszaadhatnánk a haszonnövényeknek ezt a különleges tulajdonságot, amelyet az evolúció során elvesztettek" - Állítják a kutatók.

A kutatócsoport a Medicago truncatula (előnyös tulajdonságai miatt, a termesztett lucerna közeli rokona lett a pillangósvirágú növények egyik modell szervezete) pillangós növényen mutatta ki, hogy azon növények gyökérszőrzete, amelyekben a SYFO1 génjét kikapcsolták, gyakorlatilag már nem képes a baktériumok köré tekeredni. További vizsgálatok során a kutatók felfedezték, hogy a fehérje a sejteken kívül kötődik a sejtváz egyik összetevőjéhez, az aktinhoz, és egyúttal a sejtfalhoz is, így megváltoztatja a növekedés irányát: ahelyett, hogy egyenesen nőnének, az apró szőrszálak irányt változtatnak, és hurkot alkotnak a baktérium körül.

"A SYFO1 különleges innovatív lépést jelent a növények evolúciójában. Míg a forminfehérjék számos formában jelen vannak a sejtekben, és kölcsönhatásba lépnek az aktinnal, ez a speciális típus csak a baktériumok szimbiózisjelzéseire reagál." - magyarázzák a kutatók.

A pillangósvirágú növények és a rhizobium baktériumok között kialakuló kapcsolat a biológiai nitrogénkötés leghatékonyabb módja. Kutatás célja tehát, a nitrogénkötő szimbiózisban szerepet játszó növényi gének azonosítása ezen keresztül pedig hatékonyabb nitrogénkötő kapcsolatok kialakítására. Mindezzel visszaadhatnánk a haszonnövényeknek a különleges, talajbéli "társkereső" tulajdonságot, amelyet az evolúció során elvesztettek! Amennyiben a sejtések beigazolódnak az óriási lépés lenne egy alacsonyabb környezetterheléssel működő növénytermesztés irányába, és alapvetően rendezné át a műtrágya felhasználásunkat világszinten.

A pillangósok gyökérgümőiben a rhizobium baktériumok által ammóniává redukált nitrogén mennyisége jelentős, évente és hektáronként elérheti az 50-250 kg megkötött légköri nitrogént. A kötött nitrogén nagyrésze gazdanövény testébe épül, körülbelül egytizede pedig a talajba kerül.

Ha még azt is hozzátesszük, hogy csak a nitrogénműtrágyák gyártásának és logisztikájának, tehát a termelőhöz juttatásának, mekkora az ökológiai lábnyoma, akkor jelen gondolatkísérlet ténylegesen komoly innovációt jelent a növénytermesztés, a gazdatársadalom, a környezet és az emberiség számára egyaránt. Minden hatékonyabb talajművelésre való áttérés költséggel, átmeneti áldozatokkal jár, de megtérülő beruházás, így az ehhez szükséges eszközök, gépek, input anyagok beszerzése a Takarékbank Agrárcentrumokban elérhető finanszírozással is megvalósítható.

Írta: Dózsa Gergely, Takarékbank Agrárcentrum

Támogatott tartalom! A cikk megjelenését a Takarékbank támogatta.

Címlapkép forrása: Getty Images
NEKED AJÁNLJUK
CÍMLAPRÓL AJÁNLJUK
Állattenyésztés

Ki szeretne drágább csirkét venni?

A broilercsirkék tartása drámai fejlődésen ment keresztül, jelenleg azonban egyre növekvő ellenérzéseket vált ki a társadalomban.

FIZETETT TARTALOM
KONFERENCIA
Agrárszektor Konferencia 2024
Kistermelőknek és fiatal gazdáknak most 50% kedvezménnyel! Decemberben ismét Agrárszektor konferencia!
EZT OLVASTAD MÁR?