Новая технология может облегчить селекцию сельскохозяйственных культур с более качественной и глубокой корневой системой. Этот неразрушающий процесс включает в себя быстрый осмотр листьев растения, чтобы увидеть, насколько глубоко его корни находятся в почве.
Растения с глубокой корневой системой более устойчивы к засухе, чем растения с мелкой корневой системой, потому что их длинные корни могут достигать уровня грунтовых вод, а короткие корни - нет. Растения с глубокой корневой системой также лучше усваивают питательные вещества, такие как азот, который имеет тенденцию проникать глубже в почву с дождевой или поливной водой.
Еще одним преимуществом сокращения выбросов парниковых газов является то, что чем глубже корни растения, тем дольше углекислый газ, который оно улавливает, остается запертым в почве. Это происходит потому, что углекислый газ поглощается листьями и переносится корнями.
По этим и другим причинам растениеводы усердно работают над созданием новых сортов сельскохозяйственных культур с более глубокой корневой системой.
В настоящее время стандартный способ проверить длину корней — выкопать несколько растений на тестовом участке и измерить их корневую систему рулеткой. Мало того, что этот процесс был трудоемким и трудоемким, корни этих растений не могли быть измерены снова позже в ходе исследования, потому что их нельзя было пересаживать.
Это происхождение ЛИДЕРА. ЛИДЕР — это аббревиатура от «LeafElementAccumulationfromDEepRoot», метода измерения корня, созданного профессором Джонатаном Линчем и его коллегами из Университета штата Пенсильвания.
Технология основана на идее, что на любом сельскохозяйственном угодье разные минералы и другие элементы присутствуют на разной глубине в почве. По мере того как корни растения прорастают в почву, они поглощают эти элементы и переносят их с собой в листья.
Таким образом, посмотрев, какие элементы почвы содержатся в листьях, вы можете определить, насколько глубоко разрослась корневая система. Конечно, сначала нужно знать, какие элементы и на какой глубине находятся, что можно определить путем сбора и анализа исходных образцов керна почвы рассматриваемого поля.
Для исследования команда Линча вырастила 30 генетически различных сортов кукурузы на четырех участках по всей территории Соединенных Штатов и протестировала почву и листья на этих участках в течение шестилетнего периода. Анализ листьев проводился в полевых условиях с использованием портативного рентгенофлуоресцентного спектрофотометра. Для растений с длиной корней 30 см (1 фут) и более точность LEADER находится на уровне традиционных методов измерения корней.
Тем не менее на некоторых опытных участках могут отсутствовать четкие границы между разными природными элементами на разной глубине почвы. В этом случае «микроэлементы», такие как стронций, можно закопать в почву на известную глубину перед посадкой урожая. Как только стронций начинает появляться в листьях, ученые-растоводители понимают, что корни достигли этой глубины.
Важно отметить, что хотя в исследовании использовалась кукуруза, LEADER должен работать на всех типах растений.
«Чтобы создать урожай с более глубокими корнями, вам нужно просмотреть тысячи растений. Выкапывать их — дорого и отнимает много времени, поскольку некоторые корни имеют глубину два метра и более», — сказал Линч. «Все хотят культуры с глубокой корневой системой, но до сих пор мы не знали, как их получить».
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Crop Science.