Взаимодействие с азотфиксирующими бактериями позволяет кукурузе в Мексике процветать без удобрения
Команда мексиканских и американских ученых выяснила, каким образом мексиканские разновидности кукурузы добывают азот из воздуха. Открытие может помочь вывести новые сорта культуры для экономии синтетических удобрений и увеличить урожайность при выращивании на неплодородных почвах.
Исследователи потратили 40 лет для того, чтобы найти решение для более продуктивного выращивания кукурузы, одной из ключевых сельхозкультур в мире.
Азот является основным питательным веществом для растений. В то время как азот составляет 78 процентов атмосферы, известно, что только бобовые культуры обладают способностью получать его из воздуха посредством симбиоза с бактериями. При выращивании зерновых культур, таких как кукуруза, фермеры должны полагаться, в основном, на азотные удобрения.
Ученые потратили годы на поиски изолированных участков произрастания древних местных разновидностей кукурузы, которые в ходе эволюции сумели бы «подружиться» с азотфиксирующими бактериями. В 1980-х годах удалось обнаружить такие растения, произрастающие на азотно-дефицитной почве вблизи Оахаки. Но только в 2000-х годах появились новые технологии, позволяющие исследователям досконально изучить этот процесс фиксации азота.
Исследование показало, что один сорт мексиканской кукурузы получает от 28 до 82% необходимого азота из атмосферы. Для этого кукуруза обзавелась воздушными корнями. В определенные периоды года эти корни выделяют гелеобразное вещество или слизь.
Слизь обеспечивает среду с низким содержанием кислорода и сахара, необходимую для привлечения бактерий, которые могут превращать азот из воздуха в форму, которую может поглощать кукуруза.
«Наши исследования показали, что слизь, обнаруженная на кукурузе Sierra Mixe, является ключевым компонентом для фиксации азота», - сказал соавтор научной работы Жан-Мишель Ане, профессор агрономии и бактериологии в Колледже сельскохозяйственных наук в UW-Madison. – «Мы доказал это опытным путем, выращивая сорт Sierra Mixe как в Мексике, так и в Висконсине».
Фото выращивания кукурузы Sierra Mixe в поле в Дэвисе, Калифорния, рядом с современным традиционным сортом кукурузы (на переднем плане). Кукуруза Sierra Mixe может вырасти до 16 футов в высоту. (Автор фото: Алан Беннетт)
Исследователи пока далеки от привязки открытия к коммерческому производству кукурузы, но в дальнейшем не исключают такого варианта.
Открытие может привести к сокращению применений синтетических азотных удобрений для кукурузы, а также открывает возможности для значительного улучшения генетического потенциала культуры.
(Источник: news.agropages.com).
