Takarék Agrár24 • 2021. június 7. 07:00
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.
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
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.
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