Növénytermesztés

Az utak sózása a talajban csírázó növények zöldülésére rossz hatással van

Eötvös Loránd Tudományegyetem

A talajok sótartalmának növekedése globális probléma, a termőterületek szikesedése világszerte több, mint másfél milliárd embert érint. Az ELTE TTK kutatóinak friss vizsgálatából kiderül, hogy a magas sókoncentráció hogyan befolyásolja többek között a búza csíranövények fejlődését, és hogy mit tehetünk a károk csökkentéséért.

Régóta és sokan vizsgálják azt, hogy a termőföldek magas sótartalma hogyan gátolja a legtöbb gazdaságilag fontos növény csírázóképességét és hogyan csökkenti a terméshozamot. Ugyanakkor még nem tanulmányozták, hogyan hat a szikes talaj a mezőgazdaságban oly sok növényfaj esetében az ültetési protokoll szerint mélyen a talajba vetett magokból fejlődő csíranövények leveleire. Ez annál is meglepőbb, mivel a termőterületek szikesedése világszerte mintegy másfél milliárd embert érint.

Az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) kutatói kimutatták, hogy a zöldülés, azaz a klorofill bioszintézise és a fotoszintetikusan aktív színtestek (kloroplasztiszok) fejlődése gátolt a sötétben nevelt, majd közvetlenül magas sókoncentrációnak kitett búzalevelekben. Ez végül a csíranövények elhalásához vezethet.

Solymosi Katalin, az ELTE Növényszervezettani Tanszék adjunktusa kutatócsoportjával összehasonlító elemzések során azt is megállapította, hogy a talajban csírázó növények zöldülésére a nátrium van a legrosszabb hatással, míg a káliumsók (pl.: a gyakran használt fahamu) és a kalcium-klorid környezetbarátabb jégmentesítő vegyületeknek tekinthetők.

A búzát fajtájától és a talajtípustól függően 5-10 cm mélyen vetik el, így a csírázó növénykék először a talajban, teljes sötétségben fejlődnek. Ezek a növények sárgás színűek, mivel a napfény hiánya miatt nem képződik bennük a növényekre jellemző zöld pigment, a klorofill.

A kontroll oldaton zöldített levéldarabokhoz (balra), illetve a csak ozmotikus stressznek kitett levéldarabokhoz képest (középen) a sóstressznek kitett etiolált levelek (jobbra) sárgák maradtak. A kontroll vagy Hoagland-oldaton a levelek megfelelő vízellátottságúak és ki vannak terülve, a másik két oldaton a levelek összepöndörödése a fennálló ozmotikus stresszre utal.

Klorofill nélkül nem tud kialakulni a fotoszintetikus apparátus, és egy sajátos növényi színtest típus, az etioplasztisz fejlődik a csíranövények leveleiben. Ahogy a fejlődő növénykék levelei fokozatosan elérik a talaj szintjét és fényre kerülnek, végbemegy bennük a klorofill szintézise, bezöldülnek, és a bennük található etioplasztiszok átalakulnak kloroplasztiszokká.

Ezek a zöld színtestek fotoszintetikusan aktívak, és segítenek a növénynek cukrot, ezáltal energiát termelni a túléléshez. Az önfenntartó fotoszintézisre való átállás nélkül a csíranövények idővel felélik a magokban raktározott tápanyagokat és elpusztulnak.

„Egy egyszerű módszert találtunk annak vizsgálatára, hogy hogyan befolyásolja a só a növények zöldülését. A 11 napos, teljes sötétségben, például zárt dobozban történő csíráztatás után a csíranövények levéldarabkáit először 1,5 órán keresztül különböző sókoncentrációknak tettük ki, majd viszonylag gyenge fényen megvilágítva zöldíteni kezdtük – ismerteti a kutatás fő kérdését Sóti Adél, az ELTE doktorandusza, a Planta folyóiratban megjelent tanulmány első szerzője. – A zöldülés, azaz a zöld szín megjelenése vagy ennek hiánya 16 óra megvilágítás után szemmel is könnyen látható, és jelzi, hogy az adott sóoldat mennyire volt káros a folyamatra.”

Meglepő, hogy még a tengervíz sókoncentrációjának a fele (azaz kb. 300 mM NaCl) sem gátolja teljesen a búza zöldülését, de lassítja az etioplasztiszok kloroplasztiszokká alakulását. A tengervíz sótartalmával megegyező, viszonylag magas koncentrációnál (pl.: 600 mM NaCl) azonban a zöldülés teljesen gátolt, és az etioplasztiszok belső membránjai megduzzadnak.

A tanulmány főbb megállapításait és kísérleteit összefoglaló infografika, a Sóti et al. 2023-as cikk grafikus összefoglalójának módosított verziója.

A nagy koncentrációjú sóoldatok legalább két fő mechanizmus révén hatnak negatívan a növényekre. Egyrészt mivel oldott ionokban gazdagok, akadályozhatják a vízfelvételt, és így úgynevezett ozmotikus stresszt okozhatnak, illetve a különböző sóionok a felvételük után közvetlen toxikus hatást gyakorolhatnak a sejtekre, és így zavarhatják azok anyagcseréjét.

Az ERASMUS+ munkatársi mobilitási program keretében a magyar kutatók Beata Mysliwa-Kurdziellel, a krakkói Jagelló Egyetem munkatársával megvizsgálták, hogy az alkalmazott sóoldatok által okozott ozmotikus stressz jelentősen hozzájárult-e a zöldülés gátlásához vagy sem. E vizsgálatokhoz egy nem ionos vegyületet, polietilén-glikolt alkalmaztak a sóoldatokkal egyező ozmolaritási értékekben, hogy imitálják a különböző sóoldatok által okozott ozmotikus stresszt.

„Elektronmikroszkópos vizsgálatainkkal megállapítottuk, hogy az etioplasztiszok belső membránjainak a víztartalmú belső terének (úgynevezett lumenének) megfigyelt hatalmas és abnormális duzzadása nem jelent meg csak ozmotikus stressz alkalmazása során, és csak a magas Na+ koncentrációval kezelt mintákban volt megfigyelhető. Összehasonlító elemzéseink azt mutatták, hogy a magas koncentrációjú (600 mM) KCl, KNO3 vagy 300 mM CaCl2 szintén lassította a zöldülést, de nem idézett elő ilyen markáns ultrastrukturális elváltozásokat” – foglalja össze Solymosi Katalin a tanulmány legfőbb következtetéseit.
Egy teljes sötétségben nevelt kontroll csíranövény levélszegmensében lévő etioplasztisz összehasonlítása a zöldítés előtt (balra), majd utána. Középen a sötétben nevelt levelek kontroll (Hoagland) oldaton történő 16 órás megvilágítása utáni állapot, az etioplasztiszból kifejlődött fiatal zöld színtest látható. Jobbra a 16 órás, sóoldaton (600 mM NaNO3, Hoagland-oldatban oldva) történő megvilágítás utáni, nem zöldült sajátos etioplasztisz látható duzzadt belső membránokkal (fekete csillag). A fekete nyilak a színtesteket körülvevő burkolómembránt, és így a színtestek körvonalait jelzik. Vonal: 1 mikrométer.

Ezek az eredmények megerősíthetik, hogy környezetvédelmi szempontból érdemes a nátriumsók helyett például káliumsókban dúsított fahamut vagy kalcium-kloridot használni az utak jégmentesítésére.

Nagy koncentrációban ugyanakkor egyik sónak sincs pozitív hatása a csíranövények zöldülésére, amit a téli havazások idején nem árt szem előtt tartani, ha azt szeretnénk, hogy jövő tavasszal is szép, sok zöld növényt tartalmazó kertjeink legyenek.

Agrofórum Hírlevél
Iratkozzon fel az Agrofórum hírlevélre!

A feliratkozást követően a rendszer egy megerősítő emailt fog küldeni a megadott email címre. Ha nem érkezne meg a levél, kérjük nézze meg a spam vagy Gmail esetén a Promóciók és az Összes levél mappát.

Enyhíteni tudja a súlyos aszálykárokat az emelkedő légköri szén-dioxid-koncentráció?

2024. november 21. 12:40

Előrejelzések szerint a következő évtizedekben várhatóan a jelenleginél is több és intenzívebb aszályos időszakra számíthatunk majd számos mezőgazdasági szempontból kulcsfontosságú területen.

Korszakváltás küszöbén: 600–650 ezer hektárra fog csökkenni a szemes kukorica vetésterülete Magyarországon

2024. november 21. 08:10

Az EU déli tagállamai a kukoricánál stabilan magas hozamokkal dolgoznak. Kukoricát csak oda vetnek, ahol minden igényét ki tudják elégíteni.

Magyarország vetőmag-nemesítése méltóbb pályát érdemel

2024. november 19. 10:40

Az eddig bevált megközelítések helyébe új módszereket kell léptetnünk annak érdekében, hogy a vetőmag-nemesítésünk ismét megfelelő helyet foglalhasson el mind hazai, mind külföldi megközelítésben.

A kalászosok helye a növényi fehérjeforrások között

2024. november 14. 14:40

A növényi eredetű fehérjeforrások minőségének vizsgálatakor fontos figyelembe venni a fehérje biológiai hozzáférhetőségét és aminosav-összetételét is.

Párizsban tíz százalékkal drágult múlt héten a kukorica

2021. augusztus 2. 06:28

Az árupiaci alapok nettó long, azaz áremelkedésre spekuláló pozíciókat tartanak fenn a kukorica- és szójabab piacán.

15 százalékkal lehet kisebb a francia búzatermés

2024. július 14. 12:10

A csapadékos időjárás megviselte a termést, a párizsi agrárminisztérium 29,7 millió tonnára prognosztizálja a búzatermelést.

Enyhén csökkentették a francia búza termésbesorolását

2023. május 7. 08:39

A francia búza állapota a május 1-je előtti héten romlott, míg a kukorica vetése továbbra is jóval elmarad az átlagtól - közölte a FranceAgriMer mezőgazdasági hivatal pénteken.

A szépen zöldellő vetés rejtett buktatói

2024. január 18. 11:40

A télből kifelé haladva a határt járó gazdálkodók, de az egyszerű utazók is szeretnek elgyönyörködni a tájban, amelyet ilyenkor leginkább az őszi vetések tesznek színesebbé.