عاجل

تقرأ الآن:

مساعدة جذور النبات على امتصاص أكثر كفاءة للغذاء والماء


عالم الغد

مساعدة جذور النبات على امتصاص أكثر كفاءة للغذاء والماء

في هذا العدد من برنامج فيتوريس سنتعرف على كيفية مساعدة جذور النباتات على تحديد المكان وامتصاص الماء والغذاء بطريقة أكثر كفاءة بكثير.

هذا الروبوت هو جزء من آلية معقدة لتعرية القمح والمحاصيل النباتية الأخرى التي
نمت في التربة بمواد مغذية مختلفة ومحتويات المياه. تم تعريض عينات كبيرة من القمح للماسح الضوئي X لتصوير مقطعي.

مالكولم بينيت، عالم نبات، جامعة نوتنجهام، منسق مشروع FUTUREROOTS، يقول:
“ منذ عشرة آلاف سنة نولد النباتات من خلال الاهتمام بالجزء العلوي منها فقط. اننا نريد أن تستخدم هذه النباتات الغذاء والمياه بطريقة أكثر كفاءة. هذا يتطلب رؤية كيفية نمو الجذور.
لذلك نريد الكشف عن النصف المخفي للنباتات “.

الماسحات الضوئية المختلفة في مركز الأبحاث في جامعة نوتنغهام في المملكة المتحدة، تتيح للعلماء رؤية الكيفية التي تنمو بها الجذور النباتية المختلفة بوقت أقل.
انها تقنية مماثلة لتلك المطبقة في التصوير الطبي.

كريغ ستوروك، عالم في التربة، جامعة نوتنغهام، يقول:
“على مدى السنوات الخمس الماضية، كنا نأخذ الأشعة خلال ساعة واحدة، الآن خلال عشر دقائق فقط. ان تمكنا من اختصار الوقت إلى أكثر من هذا،
سنتمكن من النظر إلى العمليات الأكثر ديناميكية لنمو الجذور”.

الصور التي تم الحصول عليها بالماسحات الضوئية تساعد على خلق نماذج على الحاسوب تتكاثر بدقة وتتيح رؤية نمو الجذور في تربة مختلفة وظروف الرطوبة تحت الأرض.

توني برادمور، عالم حاسوب، جامعة نوتنغهام، يقول: “الآن نبحث في جذور متعددة في ذات الصورة، نحاول فصلها لنتمكن من رؤية طريقة التفاعل مع الأرض. يمكننا أيضا الحصول على سلسلة من الصور لرؤية كيفية نمو الجذر، اننا بصدد تحليل الصورة لنرى اين توجد المياه والفراغات الهوائية في التربة، لنتمكن من دراسة التفاعلات بين بنية التربة وطرق نمو الجذر “. في مشروع بحث أوروبي، العلماء تمكنوا من الحصول على عينات توضح كيف تعمل الجذور على الحفاظ على المياه وعناصر الغذاء. ويقولون إنهم تعلموا بعض الأشياء الجديدة أيضا. كريغ ستوروك، عالم التربة، جامعة نوتنغهام، يقول: “اكتشفنا أنه في ظل ظروف رطوبة منخفضة، الجذور الفرعية لا تتطور كما في ظل ظروف الرطوبة العالية. بفضل هذه الصور يمكن أن نفهم كيف تتطور الجذور من منظور جزيئي. من خلال ربط هذه البيانات مع الآليات الجزيئية نحصل على رؤية واسعة لكيفية تطوير المحاصيل وكذلك الحصول على فائدة أكبر من التربة بظروف رطوبة منخفضة “.

الهدف النهائي هو تحديد الصفات الرئيسية والجينات الرئيسية التي تتحكم في كمية المياه والغذاء، لذلك إن كانت أكثر كفاءة سيصبح بالامكان تطوير محاصيل قابلة للتكيف.

ستيفاني سميث، متخصص بأحياء الدقيقة، جامعة نوتنغهام، تقول:

“نعلم أن الأوكسجين، هو هرمون النبات، ويشارك كثيرا في تحديد كيفية نمو جذور النباتات، لذلك قد تكون هناك جذور ضيقة جدا، أو جذور متفرعة على نطاق واسع. لكننا نرغب في معرفة المزيد. مثلاً، كيف تحصل الجذور على الغذاء من التربة، أو كيف تتناول الماء”.

بالاضافة إلى تطوير محاصيل أكثر إنتاجية، يقول العلماء إن هذه الأبحاث مفيدة لحماية البيئة الزراعية.

مالكولم بينيت، عالم نبات، جامعة نوتنجهام، منسق مشروع FUTUREROOTS، يضيف قائلاً: “حالياً، النبتة لا تأخذ سوى أربعين في المئة من الأسمدة المستخدمة. هذا يعني أن الكثير من الأسمدة في التربة، لا تؤخذ من قبل النبات وهذا يلوث المياه الجوفية. لذلك ما نريد القيام به هو الحد من كمية المواد الغذائية المفقودة وزيادة كمية المواد الغذائية التي تحصل عليها النباتات “.

لتحقيق هذا، هناك حاجة لمزيد من التعاون بين علماء التربة، والكيمياء، والرياضيات، وعلم الحاسوب والأحياء النباتية.

اختيار المحرر

المقال المقبل

عالم الغد

بحوث لتأسيس محطة لشحن السيارات الكهربائية لاسلكياً