Вчені виявили сорт кукурудзи, який отримує азот з повітря
Відкриття може призвести до скорочення використання добрив для кукурудзи та зменшення загальних затрат. Взаємодія з азотфіксуючими бактеріями дозволяє кукурудзі процвітати без добрив. Клейка цукриста речовина, знайдена в аборигенній кукурудзі з регіону Сьєрра-Міше, підтримує фіксацію азоту.
Кукурудзяний сорт, що вирощується на полях зі зниженим рівнем азоту, видобуває 28-82 % необхідного йому азоту із атмосфери. Клейка речовина на повітряних коріннях кукурудзи приваблює бактерії та інші мікроби, які фіксують азот. Команда з Університету Каліфорнії в Дейвісі, Університету Вісконсин-Медісон та Mars, Inc., співпрацювала з місцевою громадою у регіоні Сьєрра-Міше, Мексика.
Багатопрофільна команда дослідників виявила, що аборигенний сорт кукурудзи може отримувати азот з атмосфери, замість того, щоб брати його з синтетичних добрив.
Якщо вивести звичайні сорти кукурудзи з цією рисою, це може зменшити потребу в додаванні добрив і збільшити врожайність в регіонах з поганим ґрунтом. Кукурудза, що отримує азот з повітря, також може допомогти фермерам країн, що розвиваються, які не мають доступу до дорогих добрив.
"Це дослідження тривало 40 років та стало значним проривом у наших спробах знайти більш раціональний спосіб вирощування кукурудзи, однієї з найважливіших культур світу", - заявив співавтор дослідження Говард-Яна Шапіро, керівник аграрного відділу компанії Mars, Inc.
Азот є основною поживною речовиною для рослин. Хоча азот становить 78 % атмосфери, відомо, що тільки бобові культури мають здатність використовувати його за рахунок їх асоціації з бактеріями. Для зернових культур, таких як кукурудза, фермери повинні покладатися насамперед на азотні добрива.
Відкриття
Дослідники провели багато років у пошуках аборигенних сортів на батьківщині сучасної кукурудзи, в Мексиці Існувала гіпотеза, що такі сорти можуть бути в асоціації з азотфіксуючими бактеріями. У 80-х роках було з’ясовано, що таку кукурудзу вирощують на полях з дефіцитом азоту в районі Сьєрра-Міше поблизу Оаксаки. Лише в 2000-х роках нові технології дозволити дослідникам інтенсивно вивчити цей азотфікуючий процес.
"Було важко визначити цей місцевий сорт і показати, що асоціація з бактеріями фактично сприяє азотному харчуванню рослини", - заявив співавтор Алан Беннет, професор кафедри рослинництва Коледжу сільськогосподарських наук та природокористування при Університеті Каліфорнії в Дейвісі.
Як це працює
Для отримання азоту з повітря аборигенна кукурудза використовує повітряні коріння. У певні періоди року ці коріння виділяють клейку речовину, яка забезпечує середовище з низьким вмістом кисню і високим вмістом цукру, необхідне для залучення азотфіксуючих бактерій. Вони перетворюють азот з повітря у форму, яку може використати кукурудза.
"Наше дослідження показало, що клейка цукриста речовина, виявлена в кукурудзі регіону Сьєрра-Міше, є ключовим компонентом фіксації азоту", - зазначив співавтор Жан-Мішель Ане, професор агрономії та бактеріології в коледжі сільськогосподарських наук при Університеті Вісконсин-Медісон .
Надія на стійке сільське господарство
Дослідникам потрібно ще багато часу для виведення комерційної кукурудзи з такою рисою, але це перший крок для подальшого дослідження програми. Відкриття може призвести до скорочення використання добрив для кукурудзи та зменшення загальних затрат. Для виробництва мінеральних добрив потрібно 1-2% від загального обсягу енергопостачання. Енергоємний процес також відповідає 1-2% світових викидів парникових газів.
Це відкриття має потенціал для створення тривалого та позитивного впливу на стійке сільське господарство.
Також читайте:
- Вчені винайшли нову технологію фотосинтезу - крок до вирішення глобальної кризи продовольчої безпеки
- В Австралії навчились робити екологічно чисту тканину з кокосових відходів
- Вчені запропонували використовувати павуків замість інсектицидів
- Фруктові і овочеві відходи очищають воду від хімічного забруднення краще фільтрів
