Uprawy przyszłości

Nowe podejście do hodowli roślin może zmienić sposób, w jaki rolnicy myślą o płodozmianie.

Naukowcy z University of Queensland proponują, aby przy wyborze odmian brać pod uwagę nie tylko plon bieżącej uprawy, lecz także jej wpływ na kolejną roślinę.

Liczy się kolejna uprawa

Tradycyjnie hodowla roślin koncentruje się przede wszystkim na zwiększaniu plonów. Badacze sugerują jednak, że równie ważne może być to, co dana roślina pozostawia po sobie w glebie.

Każda uprawa wpływa między innymi na poziom składników odżywczych, dostępność wody, strukturę gleby oraz społeczności mikroorganizmów. Choć korzyści wynikające ze zmianowania roślin są znane od stuleci, ich podłoże genetyczne do tej pory w dużej mierze pozostawało poza zainteresowaniem hodowców.

Zespół z Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation potraktował więc płodozmian nie tylko jako kwestię zarządzania gospodarstwem, ale również jako zagadnienie genetyczne. Zdaniem naukowców znaczenie ma nie tylko to, jaka roślina pojawi się po poprzedniej, ale także jaka odmiana została wybrana.

Duże różnice w plonach

Hipotezę przetestowano w eksperymencie, w którym wykorzystano ponad 300 genetycznie zróżnicowanych odmian fasoli mung. Rośliny uprawiano na stacji badawczej w południowym Queensland , a następnie na wszystkich poletkach posiano tę samą odmianę pszenicy.

Rezultaty okazały się wyraźne. Plony pszenicy różniły się nawet o 1 tonę na hektar, w zależności od tego, jaka odmiana fasoli mung rosła wcześniej.

Niektóre odmiany zwiększyły późniejszy plon pszenicy o 45 proc., podczas gdy po innych plon był nawet o połowę niższy.

Badacze wskazali również konkretne regiony genomu fasoli mung, które miały wpływ na wyniki kolejnej uprawy. Co ciekawe, część tych cech działała w przeciwnych kierunkach. Geny sprzyjające wysokiemu plonowaniu jednej rośliny mogły jednocześnie sprawiać, że pozostawiała ona mniej zasobów w glebie dla następnej uprawy.

Hodowla całego systemu

Naukowcy sprawdzili także, co mogłoby się stać, gdyby podczas selekcji hodowlanej w równym stopniu uwzględniano plon fasoli mung oraz późniejszy plon pszenicy.

Symulacje wskazały możliwość uzyskania korzyści w przypadku obu upraw. Zdaniem badaczy oznacza to, że hodowlę można prowadzić z myślą o produktywności całego systemu rolniczego, a nie wyłącznie o wyniku pojedynczej rośliny. Takie podejście mogłoby również pomóc ograniczyć zapotrzebowanie na dodatkowe środki produkcji, w tym nawozy.

Potrzebne są kolejne badania

Naukowcy podkreślają jednak, że odkrycie wymaga dalszych testów. Wiadomo już, że obserwowany efekt jest rzeczywisty i dziedziczny, ale nadal nie jest jasne, jakie dokładnie mechanizmy biologiczne za nim odpowiadają.

Badacze chcą teraz lepiej zrozumieć te zależności i sprawdzić, czy podobne zjawiska występują w innych systemach płodozmianu.

Wśród przykładów wymieniają rzepak i pszenicę oraz ciecierzycę i jęczmień. Rozwój technologii może znacznie ułatwić takie badania. Naukowcy mają dziś do dyspozycji drony, narzędzia genomiki, modele upraw oraz dużą moc obliczeniową, dzięki którym można analizować zależności na skalę potrzebną w nowoczesnej hodowli roślin.

Nowe spojrzenie na rolnictwo

Badanie opublikowane w czasopismach Nature Genetics i Plant Communications wskazuje na możliwość zmiany sposobu myślenia o hodowli. Zamiast skupiać się wyłącznie na maksymalizacji plonu jednej rośliny, hodowcy mogliby uwzględniać również jej „dziedzictwo” pozostawiane kolejnej uprawie.

Jeśli kolejne badania potwierdzą te wyniki, selekcjonowanie odmian pod kątem całych systemów upraw może stać się kolejnym narzędziem zwiększania wydajności rolnictwa przy jednoczesnym ograniczaniu zużycia zasobów.