Az aszálytűrőbb szója nemesítésében egyre nagyobb figyelmet kap a gyökérzet felépítése. Amerikai kutatók olyan növényeket fejlesztenek, amelyek gyökerei mélyebbre hatolnak a talajban, így száraz időszakban is több vízhez juthatnak.
A fejlesztés másik célja, hogy a növények több szenet juttassanak a talaj mélyebb rétegeibe. A technológia egyelőre szántóföldi kísérleteknél tart, ezért a termésbiztonságra és a szénmegkötésre gyakorolt tényleges hatása még nem ismert.
A gyökérzeten múlhat, mennyi vizet ér el a növény
A szója vízellátásában nemcsak a lehullott csapadék mennyisége számít, hanem az is, hogy a gyökerek milyen mélységből képesek vizet felvenni. Ha a felső talajréteg kiszárad, a mélyebbre hatoló gyökérzet előnyt jelenthet, feltéve, hogy az alsóbb rétegekben még rendelkezésre áll felvehető víz.
A gyökérmélység és az aszálytűrés kapcsolatát korábbi kutatások is vizsgálták. Egy brazil tanulmány 24 termőhely és 55 tenyészidőszak adatai alapján modellezte a különböző gyökérzetű szójaállományok teljesítményét. Az eredmények szerint a mélyebb gyökérzet mérsékelheti a vízhiányból eredő termésveszteséget, de az előny nagysága az időjárástól és a talaj vízkészletétől függ.
A gyökérzet mélysége önmagában nem garantálja a jobb aszálytűrést. A növény vízfelvételét a gyökerek eloszlása, a talaj állapota és a vízhiány időzítése egyaránt befolyásolja.
Génszerkesztéssel alakítják át a szója gyökérzetét
A kaliforniai Salk Intézet kutatói a gyökérnövekedést szabályozó genetikai tulajdonságok módosításával próbálnak nagyobb és mélyebbre hatoló gyökérzetű növényeket létrehozni. A kutatócsoport 2025 májusáig 900 növényi genomot térképezett fel hét termesztett növényfajból, és 347 olyan jelölt gént azonosított, amely kapcsolatba hozható a gyökérzet fejlődésével és a talajban történő széntárolással.
A programban nemcsak szójával, hanem többek között repcével, rizzsel és cirokkal is foglalkoznak. A génszerkesztett szója vizsgálatára az Egyesült Államok több államában állítottak be kísérleteket. Illinois államban szabályozható csapadékellátás mellett követik a növények fejlődését, hogy megállapítsák, a megváltozott gyökérzet valóban javítja-e a vízhiány elviselését.
A vizsgálatoknak arra is választ kell adniuk, hogy a nagyobb gyökértömeg kialakítása jár-e terméscsökkenéssel, illetve miként változik a növények teljesítménye eltérő talaj- és időjárási viszonyok között.
A mélyebb gyökerek a talaj szénkészletét is növelhetik
A kutatók a gyökérzet méretének növelése mellett a szuberin nevű, nehezen lebomló növényi anyag mennyiségét is fokoznák. Ez a gyökérszövetekben található, széntartalmú vegyületcsoport hozzájárulhat ahhoz, hogy a növényi eredetű szén hosszabb ideig maradjon a talajban.
A fejlesztés mögött az a feltételezés áll, hogy a mélyebb talajrétegekbe kerülő szerves anyag egy része tartósabban megőrződhet, mint a felszín közelében található növényi maradványok. A Salk Intézet korábbi laboratóriumi eredmények alapján hektáronként évi egy tonna többlet-szén-dioxid megkötésének lehetőségével számol a módosított gyökérzetű szója esetében.
Ez azonban kutatói becslés, nem igazolt szántóföldi eredmény. A tényleges szénmegkötés megállapításához többéves talajvizsgálatokra van szükség, amelyek a szénkészlet változását és a megkötött szén tartósságát is mérik.
A talaj állapota határt szabhat a gyökérnövekedésnek
A mélyebb gyökérzet előnyei csak akkor érvényesülhetnek, ha a talaj megfelelő feltételeket biztosít a gyökerek fejlődéséhez. Egy 2024-ben publikált brazil szántóföldi vizsgálatban a szója gyökérhosszának több mint 72 százaléka a felső 20 centiméteres talajrétegben helyezkedett el. A vizsgált táblák felében elsősorban a mélyebb rétegek kedvezőtlen kémiai tulajdonságai, 30 százalékában pedig fizikai akadályok korlátozták a gyökérnövekedést.
Ez a termesztésben is lényeges szempont. A tömörödött talajrétegek, a kedvezőtlen kémhatás és a mélyebb rétegek tápanyag-ellátottsága egyaránt befolyásolhatják, hogy a növény mennyire képes kihasználni genetikai adottságait.
A hazai szójatermesztésben ezért a talaj szerkezetének megőrzése, a tömörödés megelőzése és a gyökérzóna állapotának ismerete továbbra is fontos. A mélyebb rétegekre is kiterjedő talajvizsgálat különösen akkor lehet indokolt, ha a gyökérfejlődés akadályozottságára utaló jelek vagy visszatérő, táblán belüli terméskülönbségek tapasztalhatók. A gyökérzetet korlátozó rétegek feltárása nélkül ugyanis egy kedvezőbb genetikai tulajdonságú fajta sem feltétlenül tudja kihasználni a talaj mélyebb vízkészletét.
A termésbiztonság döntheti el a fejlesztés sorsát
A Salk Intézet kutatási programja 18 millió dolláros támogatást kapott a Bezos Earth Fundtól. A következő szakaszban a szántóföldi eredmények alapján értékelik a módosított gyökérzetű növények vízhasznosítását, termőképességét és szénmegkötési teljesítményét.
A termesztés szempontjából különösen fontos kérdés, hogy a mélyebb gyökérzet jelent-e mérhető terméselőnyt vízhiányos évjáratokban, és megőrzi-e a növény a termőképességét kedvező vízellátás mellett is.
A fejlesztés jelenlegi állapotában nem áll rendelkezésre olyan, több termőhelyen és évjáratban igazolt eredménysor, amely alapján a génszerkesztett szója üzemi termesztésben várható többlettermése vagy gazdasági előnye számszerűsíthető lenne.
Forrás: Scientists developing new soybean to store carbon, withstand drought | AP News
