Frigöring av slem runt majsens stagrot. Genom att utsöndra slem förändras växtrötter rhizosfärens egenskaper positivt, vilket påverkar upptaget av vatten och näringsämnen från marken. Kredit:Andrea Carminati
Som ett resultat av klimatförändringarna, spannmålsgrödor kommer utan tvekan att utsättas för längre och tätare perioder av torka. Hur väl de överlever detta beror på deras interaktion med vatten, näringsämnen, bakterie, och svampar i jorden. Det nya forskningsnätverket "RhizoTraits", koordineras av University of Bayreuth, försöker nu komma till botten med spannmålssorternas varierande motståndskraft. Resultaten ska införlivas i bioekonomiska koncept för att stärka livsmedelsförsörjningen. Det tyska förbundsministeriet för utbildning och forskning (BMBF) finansierar projektet initialt under fyra år till beloppet av 1, 9 miljoner euro, varav en miljon kommer att gå till University of Bayreuth.
Samarbetspartners i det nya forskningsnätverket är Münchens tekniska universitet, Karlsruhes tekniska högskola och Bayerns statliga jordbruksinstitut. Namnet "RhizoTraits" kommer från rhizosfären, jordzonen där växtrötter söker efter näring och vatten, och där de interagerar med en mängd olika mikroorganismer. "Dessa underjordiska processer är nyckeln till spannmålsväxternas anpassningsförmåga och motståndskraft mot klimatförändringar. Det är därför vi behöver veta mer om vilka specifika egenskaper hos rhizosfären som gynnar eller skadar växter i tider av torka. Skillnaderna mellan olika spannmålssorter måste Detta är det enda sättet att göra våra jordbruksekosystem mer robusta på lång sikt, " förklarar juniorprofessor Dr Johanna Pausch, samordnare för forskarförbundet. Hon leder arbetsgruppen för agroekologi vid University of Bayreuth och är medlem i Bayreuth Centre of Ecology &Environmental Research (BayCEER).
Livsmedelssäkerhet i tider av klimatförändringar
Inblick i rhizosfären. Längssnitt genom kornets rotnät. Kredit:Maire Holz
Ju mer exakt och heltäckande interaktionerna inom rhizosfären förstås, desto mer tillförlitligt kan konsekvenserna av klimatförändringarna för jordbruket förutsägas. Men forskningspartnerna till "RhizoTrait" sysslar inte bara med prognoser. Viktigare är jordbruks- och livsmedelspolitiska åtgärder som förutser dessa förutsebara konsekvenser av klimatförändringarna. "Baserat på våra gemensamma forskningsresultat, vi hoppas kunna föreslå innovativa koncept som syftar till att säkerställa att jordbrukets avkastning håller jämna steg med behoven hos en växande världsbefolkning trots förändrade klimatförhållanden. Vi ser dessa handlingsrekommendationer som ett bidrag till en bioekonomi där hållbarhet och livsmedelssäkerhet är nära kopplade, säger Pausch.
Gamla grödor:en värdefull informationskälla
En speciell egenskap hos det planerade forskningsarbetet är att gamla grödor, knappast relevant för jordbruk idag, ingår i dess utredningar. De flesta av de spannmålssorter som odlas idag har förädlats under de senaste 50 åren. Fokus har legat på att öka avkastningen, medan tillräckliga tillgångar på vatten och näringsämnen har tagits för givet. Frågan om dessa växter kan anpassa sig till klimatrelaterad brist på vatten och näringsämnen har därför i stort sett ignorerats.
Under denna utveckling, dock, vissa gener som är viktiga för spannmålsväxternas motståndskraft kan ha gått förlorade. De gör det möjligt för växter att påverka markförhållandena till sin egen fördel. Till exempel, rötterna kan utsöndra ämnen som främjar etableringen av kolonier av svampar och bakterier i omedelbar närhet. Symbios med svampar som tillför näringsämnen eller symbios med bakterier som kan binda kväve från luften gör växter mindre mottagliga för konsekvenserna av torka eller andra extrema händelser. Gamla växtsorter kan visa om den genetiska grunden för ett sådant självskydd har förändrats genom en ren skördeinriktad förädling. Dessutom, de kan innehålla ytterligare indikationer på vilka rhizosfäregenskaper som kan öka växternas stresstolerans.
