Gleba w pobliżu korzeni roślin przetrzymuje więcej wody
Ruch wody z gleby do korzeni determinuje relacje między roślinami a wodą, a także sposobem wchłaniania składników odżywczych. Naukowcy od dawna wiedzieli, że korzenie stymulują zmiany we właściwościach chemicznych, biologicznych i fizycznych ryzosfery (gleby w bezpośredniej bliskości korzeni), ale nowe badania pokazują, że gleba przy korzeniach zawiera o 30% więcej wody, niż dotąd uważano. Opublikowane w czasopiśmie New Phytologist badanie było częściowo finansowane przez projekt WATER WATCH (Nieinwazyjne obrazowanie dynamiki wody w systemie wód gruntowych w glebie roślin), który otrzymał dotację w wysokości 302 tys. euro ze środków działania Marie Curie - Transfer wiedzy, w ramach szóstego programu ramowego UE (6PR). Naukowcy z Niemiec, Szwajcarii i USA stwierdzają, że zgromadzona woda pomaga roślinom w czasie krótkich okresów suszy. Wyniki badań mogą zostać wykorzystane w hodowli roślin i projektowaniu wydajnych systemów irygacyjnych. Wykorzystując urządzenia do tomografii neutronowej ze szwajcarskiego Instytutu Paula Scherrera (PSI), naukowcy pokazali rozmieszczenie wody z dokładnością do ułamków milimetra, nie wyjmując roślin z gleby. Sposób, w jaki rośliny pobierają wodę, jest istotny nie tylko dla opracowania nowych, wydajnie korzystających z zasobów wodnych szczepów roślin, ale także dla poprawienia modeli klimatu - tłumaczy współautor badania Sascha Oswald z Instytutu Nauk o Ziemi i Ochronie Środowiska z niemieckiego Uniwersytetu w Poczdamie - ponieważ zwykle ponad połowa wody, która w wilgotnym klimacie spada na ziemię pod postacią deszczu, jest wchłaniana przez rośliny, a następnie przekazywana przez nie z powrotem do atmosfery. Główny autor badania, Ahmad Moradi z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis w USA, wyjaśnia: Rośliny pobierają wodę z gleby za pomocą cieniutkich korzeni o średnicy kilku milimetrów. Grubsze korzenie pełnią funkcję rurociągów i przesyłają wodę dalej. Chcemy poznać proces rozprowadzania wody wokół tych korzeni. Decydujące procesy rozgrywają się tu na przestrzeni kilku milimetrów. Aby niczego nie przeoczyć, potrzebujemy procedury, która pozwoli pokazać szczegóły o rozmiarze mniejszym niż milimetr, bez konieczności wyjmowania rośliny z gleby. Wykorzystując zaawansowaną technologię, naukowcy przesłali neutrony przez rośliny i glebę wokół korzeni. Cząstki te pozwoliły zaobserwować wnętrze różnych obiektów, na podobnej zasadzie jak w przypadku promieni rentgenowskich, ale w lepszej jakości i wraz z wewnętrznymi szczegółami. Jak wyjaśniają naukowcy, woda rozcieńcza i rozprasza neutrony, a metal i piasek są dla nich niewidoczne. Dr Moradi tłumaczy: Korzenie składają się w niemal 90% z wody. Gdy chcemy je zbadać, lub zaobserwować ruch wody w glebie, neutrony okazują się znacznie skuteczniejsze niż promieniowanie rentgenowskie. Naukowcy uzyskali trójwymiarowy obraz rozmieszczenia wody wokół korzeni i określili ilość wody obecnej w różnych miejscach w glebie. Do pomiaru wykorzystano dostępny w placówce mikroskop, pozwalający na uzyskanie obrazu o rozdzielczości 20 pikseli na milimetr - mówi współautor badania Eberhard Lehmann z instytutu PSI. W ten sposób mogliśmy otrzymać obraz wody z wymaganą dokładnością. Dysponujemy trzema stacjami pomiarowymi, w których możemy tworzyć obrazy przy pomocy neutronów - każdy charakteryzujący się swoistymi cechami. Dzięki temu możemy wypróbować różne opcje badań. Ogromną zaletą placówki w PSI jest to, że działa 24 godziny na dobę, dzięki czemu mogliśmy zaobserwować pełny dobowy cykl. Prof. Oswald, jeden z autorów badania, komentuje: Jeżeli chodzi o praktyczne zastosowanie wyników badania, mogą one pomóc w wyhodowaniu roślin, które będą bardziej odporne na suszę. Możemy także dowiedzieć się, ile dokładnie wody potrzebują rośliny, dzięki czemu unikniemy ich zniszczenia poprzez wysuszenie.Więcej informacji: New Phytologist: http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/(ISSN)1469-8137 Uniwersytet w Poczdamie: http://www.uni-potsdam.de/english/ Instytut Paula Scherrera (PSI): http://www.psi.ch/psi-home Działania programu Marie Curie: http://ec.europa.eu/research/mariecurieactions/
Kraje
Szwajcaria, Niemcy, Stany Zjednoczone