Независимо от того, предотвращаете ли вы падение дерева на ваш дом или сохраняете урожай в поле, биомеханика лежит в основе здоровья растений. В сельском хозяйстве механическая поломка растений называется полеганием и приводит к широкомасштабным потерям как количества, так и качества урожая. Полегание представляет собой сложную проблему, и простых вариантов найти пока не удалось. Зеленая революция предоставила одно из таких решений, уменьшив высоту сельскохозяйственных культур, таких как рис, пшеница и кукуруза, тем самым переместив их центр тяжести ближе к земле и повысив механическую устойчивость. В случае с кукурузой имеется еще один механизм поддержки – якорные корни. Влияет ли срок спелости гибрида кукурузы на развитие якорных корней против полегания, выяснили ученые.
Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей Эрин Э. Спаркс, опубликованной в журнале nph.onlinelibrary.wiley.com, в которой упоминается о важности своевременной подкормки высокоурожайных гибридов кукурузы в контексте развития якорных корней против полегания.
То, что в неблагоприятный сезон высокоурожайные гибриды кукурузы могут быть вырваны с корнем, например, сильным ветром, довольно частое явление. Согласно результатам исследования, якорные корни играют решающую роль в устойчивости кукурузы к полеганию, а также способствуют поглощению воды и питательных веществ. Растущий спрос на высокоурожайные гибриды кукурузы приводит к повышению научного интереса к роли якорных корней в селекции.
Когда семена кукурузы прорастают, семенные корни образуются одновременно с формированием зародыша (колеоптиля). Однако эти корешки представляют собой лишь крошечную часть корневой системы, которая впоследствии развернется. Именно придаточные корни, то есть те, которые выходят из каждого узла стебля, под землей или над землей, составляют большую часть корневой системы. Их еще называют вторичными, узловыми, корональными или дефинитивными корнями. Часто, когда придаточные корни возникают из узлов, расположенных над землей, и которые погружаются в почву, их называют якорными корнями, а воздушными – те, что не успели этого сделать.
Якорные корни начинают появляться, когда кукуруза начинает формировать репродуктивные органы, при этом некоторые корни никогда не проникнут в почву. У воздушных корней кукурузы другая задача – выяснено, что они могут образовывать ассоциацию с азотфиксирующими бактериями и таким образом обеспечивать часть потребностей кукурузы в этом элементе.
По результатам исследований, проведенных группой исследователей из Делавэрского университета, якорные корни играют решающую роль в устойчивости кукурузы к полеганию, помимо того, что они служат для поглощения воды и питательных веществ. Чем ближе узел с якорными корнями к земле, тем лучшую защиту от полегания он выполняет. Корни из более высоких узлов постепенно становятся менее эффективными в выполнении этой задачи.
(а). Механика выращивания зерновых культур варьируется в зависимости от весового распределения зерна. Большинство механизмов выращивания зерновых культур основаны на верхнем весе метелки, что показано здесь силуэтом пшеницы и упрощенным распределением веса, сопровождающим иллюстрацию. Напротив, кукуруза имеет различное распределение веса: меньший вес вверху от метелки и больший вес сбоку от початка, что снова проиллюстрировано силуэтом рядом с упрощенным распределением веса. (b) Возможно, из-за такого большего и неравномерного распределения веса растения кукурузы также имеют корни, которые берут начало от стебля, расположенного над почвой. Автор изображения: Эрин Э. Спаркс.
Интересно, что при том, что якорные корни обычно они занимают всю окружность узла, в который они входят, в случае полегания кукурузы на вегетативной стадии они быстро концентрируются на стороне стебля, расположенной близко к земле, чтобы укоренится.
От чего зависит количество и число якорных корней? С точки зрения генетики можно было бы полагать, что раннеспелые гибриды, которые переходят от вегетативной стадии к репродуктивной быстрее, чем поздние гибриды, будут производить меньше якорных корней.
Однако, это не так. Отбирая растения по скороспелости и хорошей производительности, селекционерам удалось сохранить хорошее количество якорных корней у раннеспелых гибридов. Однако в генетическом улучшении все дело в компромиссе. Якорные корни не являются исключением. Для растения их образование является «затратой» плодов фотосинтеза, так же, как и образование зерен и метелок. Сосредоточившись только на урожайности, селекционер уделять слишком много внимания росту початков и недостаточно росту корней. К счастью, сегодня существуют протоколы тестирования, позволяющие выбирать высокоурожайные генотипы, обеспечивая при этом приемлемый уровень толерантности к вегетативному полеганию.
Хотя между гибридами существуют различия в размере и количестве опорных корней, в этом отношении большее влияние оказывает среда выращивания. Таким образом, в условиях стресса или низкой плодородности почвы, несвоевременной поставке питательных веществ, рост якорных корней будет ограничен, и, соответственно кукуруза может стать уязвимой для вегетативного полегания. Логичный вывод – вносить минеральные удобрения вовремя и в нужной дозе.
Многие функции корней кукурузы только начинают раскрываться. Якорные корни играют роль в защите растения от полегания. Воздушные корни могут ассоциироваться с азотфиксирующими бактериями. Подземная часть корней играет ключевую роль в освоении почвенных ресурсов.
По статье Эрин Э. Спаркс, опубликованной на портале nph.onlinelibrary.wiley.com.
Заглавное фото: Наталья Шаповалова, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.
