Исследование корневой системы сельхозкультур для увеличения производства зерна в Австралии
Исследователи из Университета Западной Австралии заявляют, что «следующим рубежом» в сельскохозяйственной науке является понимание корневой системы и функций сельскохозяйственных растений. Это может значительно увеличить производство зерна в Австралии, сохранить рентабельность ферм и помочь прокормить мир, несмотря на усиление засух и изменение климата.
В рамках проекта исследователи экспериментировали с корнями люпина. Цель — улучшить использование воды и усвоение питательных веществ у сортов узколистного люпина, на которые приходится половина всех зернобобовых, производимых в Австралии (индустрия стоимостью более 600 миллионов долларов в год).
Исследование, опубликованное в международном журнале Plant Soil, предупреждает, что австралийские производители зерна сталкиваются с растущими угрозами из-за бедных почв, суровых условий выращивания и снижения, менее предсказуемых осадков из-за изменения климата.
Чтобы помочь в решении этой проблемы, команда под руководством главных исследователей, профессоров Зеда Ренгеля и Кадамбота Сиддика, использовала новые методы скрининга и современное компьютерное моделирование для изучения изменчивости корневых систем люпина.
«Мы проанализировали крупнейшую в мире коллекцию генетических ресурсов люпина и выявили огромную генетическую изменчивость в корневых системах», — сказал профессор Зед Ренгель.
«Наши результаты могут быть использованы в селекции новых сортов люпина с измененной корневой системой и функцией, которые могут давать более высокие урожаи на почвах с относительно ограниченными водными и питательными ресурсами».
Похожие подходы также можно использовать для выявления генетической изменчивости корневой системы и функции у австралийских зерновых культур, таких как пшеница и ячмень, — сказал профессор Кадамбот Сиддик, директор Института сельского хозяйства.
Профессор Сиддик отметил, что изменение климата и повышенный риск засухи делают императивом для Австралии разработку новых способов повышения водо- и nutrient-эффективности культур.
Эффективные в усвоении почвенных ресурсов (воды и питательных веществ) корни являются основой для выращивания высокоурожайных культур на австралийских почвах, но до сих пор в значительной степени игнорировались учеными — «это следующий рубеж сельскохозяйственной науки».
«Традиционные корневые системы культур плохо подходят для суровых условий австралийского сельского хозяйства. Их неэффективное использование воды и удобрений не только снижает урожайность, но и увеличивает засоление и цветение воды (эвтрофикацию) из-за чрезмерного стока питательных веществ.
«Условия торговли для фермеров — стоимость товара относительно себестоимости производства — постоянно ухудшались со временем. Хотя это в значительной степени компенсировалось повышением эффективности производства, наступление изменения климата может в конечном итоге сделать сельское хозяйство нерентабельным и угрожать нашей способности кормить мир.
«Использование азотных и фосфорных удобрений для выращивания культур на бедных питательными веществами австралийских почвах с ограниченным водным ресурсом — это большие затраты, которые будут расти для производителей зерна по мере роста цен на энергию и истощения запасов фосфоритов.
«Улучшенные и более эффективные системы захвата корнями могут снизить затраты и существенно увеличить урожайность зерна в Австралии, с дополнительным преимуществом, что лучшее усвоение азота может также значительно улучшить качество зерна».
Исследование, проведенное в сотрудничестве с Департаментом сельского хозяйства и продовольствия Западной Австралии, Тасманийским институтом сельскохозяйственных исследований и Университетом штата Пенсильвания (США), финансировалось грантом Австралийского исследовательского совета (Discovery Project) и прокладывает путь для дальнейших аналогичных исследований пшеницы и ячменя.