Волоски на корнях растений — ключ к снижению эрозии почвы
Микроскопические волоски на корнях растений играют ключевую роль в снижении эрозии почвы, как показало новое исследование Университета Бристоля, опубликованное в Communications Biology. Они усиливают сцепление почвы, связывая её частицы при взаимодействии с окружающим грунтом.
Почвенная эрозия — серьёзная глобальная угроза для современного сельского хозяйства. Превращение лесов и естественных лугов в поля и пастбища под такие культуры, как кофе, хлопок и масличная пальма, часто ускоряет эрозию сверх способности почвы к восстановлению. Это ведёт к загрязнению водоёмов, заилению рек и повышению риска наводнений, что особенно актуально в условиях роста населения и изменения климата.
Исследователи из Университетов Бристоля и Эксетера изучили роль корневых волосков — микроскопических структур, чьё влияние ранее было мало изучено по сравнению с макроскопическими свойствами корней (диаметр, длина, площадь поверхности).
Учёные сравнили дикий тип растения Arabidopsis thaliana, имеющий корневые волоски, с его мутантной формой, лишённой волосков, но с идентичной общей структурой корней. Оказалось, что при достаточной плотности посадки растения с волосками практически полностью предотвращали потерю почвы, в то время как растения без волосков не могли остановить эрозию.
Для оценки пользы волосков использовали три метода:
- Центрифугирование образцов в стерильном геле показало, что проростки без волосков удалялись легче, чем проростки с обильными волосками.
- Тесты на выдёргивание подтвердили, что волоски стабилизируют растение в почве, увеличивая усилие, необходимое для его извлечения.
- Эксперименты в лабораторном ландшафте в Эксетере продемонстрировали, что корневые волоски снижают водную эрозию почти до нуля.
Профессор Клэр Грирсон, один из ведущих авторов исследования, пояснила: «Есть три возможных механизма: почва может связываться непосредственно с поверхностью волосков, волоски могут выделять укрепляющий почву материал, или их выделения перерабатываются микробами в укрепляющее вещество. Наши знания о свойствах растений, минимизирующих эрозию, могут помочь в создании и отборе наиболее подходящих сельскохозяйственных культур».
Профессор Квайн из Эксетера добавил: «Мы поражены, насколько разительной была разница при высокой плотности корней: с волосками эрозия была почти нулевой, а без волосков — всё ещё значительной».
Сейчас команда работает над проверкой этих гипотез и идентификацией задействованных молекул.