پایش ریشه گیاهان جهت بهبود تولیدات کشاورزی
دانشمندان دانشگاه ناتینگهام (University of Nottingham) انگلستان به راهی برای بهینه سازی فرآیند جذب آب و مواد مغذی توسط ریشه گیاهان دست پیدا کردند که از این طریق گیاه قادر خواهد بود محصولی بزرگتر و با کیفیت بهتری را تولید کند . این پروژه تحقیقاتی از طرف اتحادیه اروپا مورد پشتیبانی قرار گرفته است .
مالکوم بنت (Malcolm Bennett) گیاه شناس دانشگاه ناتینگهام و مسئول هماهنگ کننده پروژه فوق ، در این رابطه می گوید : ” برای ده ها هزار سال است که محصولات کشاورزی فقط بر اساس آن بخشی از گیاه که بیرون خاک بوده و دیده می شود ، کشت می شوند . ما در نظر داریم تا با به کار گیری مواد مغذی و کارآمد ، بازدهی فرآیند جذب آب و مواد غذایی را در گیاهان افزایش دهیم . برای رسیدن به این هدف ، باید به نحوه رشد ریشه گیاه دست پیدا کنیم . در این تحقیقات ما تلاش کردیم تا نیمه پنهان گیاهان را کشف کنیم . “
در آزمایش های این پروژه ، نمونه های گندم توسط یک اسکنر سی تی (CT scanner) یا همان سی تی اسکن بزرگ مورد بررسی قرار گرفتند . اسکنرهای مختلف در مرکز تحقیقات این دانشگاه به دانشمندان این امکان را می دهد که در طول مدت زمان رشد گیاه ، تحولات ساختار ریشه را مشاهده و بررسی کنند . در واقع این نوع سی تی اسکن همانند نمونه های بیمارستانی آن که کاربرد پزشکی دارند ، شراحی شده است .
کریگ استاروک (Craig Sturrock) از دانشمندان خاک شناس که با پروژه فوق الذکر همکاری کرده ، در این رابطه می گوید : ” در طول تلاش های پنج سال گذشته ، ما توانستیم زمان تصویرسازی را از یک ساعت به ده دقیقه برسانیم . اگر ما بتوانیم این زمان را از این هم کوتاه تر کنیم ، خواهیم توانست عملکرد و فرآیندهای سریع تر در رشد ریشه را مورد بررسی قرار دهیم . “
تصاویر به دست آمده از اسکنر می تواند برای ایجاد مدل های کامپیوتری در نحوه رویش ریشه در خاک های مختلف و در شرایط متفاوت رطوبت ، مورد استفاده قرار گیرد .
تونی پریدمور(Tony Pridmore) از دانشمندان علوم کامپیوتری در توضیح جزئیات این روش می گوید : ” ما در حال حاضر ریشه های متعدد گیاه را در تصویرهای مشابه بررسی می کنیم . ما تلاش می کنیم آن ها را به طور جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار دهیم . تصاویر مختلف به ما نشان خواهد داد ریشه گیاه چگونه رشد می کند . در این تصاویر ما می توانیم آب موجود در خاک و وسعت هوای درون خاک را بررسی کنیم . در این زمان می توانیم فعل و انفعالات بین ریشه و خاک را پیدا کرده و به این ترتیب به عملکرد پنهان ریشه ها دست پیدا کنیم . “
استاروک از نتایج آزمایش ها و بررسی چنین می گوید : ” ما دریافته ایم که رشد ریشه گیاه در شرایط رطوبت پایین ، متوقف می شود ، این موضوع دقیقا در شرایط وجود رطوبت بالا نیز صدق می کند . همچنین ما با کمک این تصاویر به مکانیسم رشد سلولی و چگونگی ایجاد محصول با رطوبت کم و بهره بالا از مواد مغذی خاک ، دست پیدا کردیم . “
هدف نهایی این پژوهش ، شناسایی ویژگی ها و ژن های اصلی در ساختار ریشه بوده که جذب آب و مواد غذایی را کنترل می کنند و در نهایت می توانند گیاهان پربازده تر و سازگارتری را ایجاد کنند .
استفانی اسمیت (Stephanie Smith) میکروبیولوژیست دانشگاه ناتینگهام در این رابطه چنین توضیح می دهد : ” ما می دانیم ، اکسین که یک هورمون گیاهی است در تعیین شکل ریشه نقش مهمی ایفا می کند . به طوری که این هورمون باعث می شود تا ریشه گیاه باریک و بلند بوده یا شاخه های زیاد و گسترده داشته باشد . البته باید اعتراف کنم که ما هنوز نیازمند اطلاعات بیشتر در این رابطه هستیم به طور مثال ما باید بدانیم مواد غذایی چطور از خاک جذب ریشه شده و یا ریشه چگونه آب را از خاک می گیرد. “
اطلاعات مکانیسم رشد ریشه و نحوه جذب مواد غذایی، به افزایش میزان محصولات کشاورزی و همچنین محیط زیست زراعی کمک خواهد کرد .
ملکم بنت (Malcolm Bennett) از دیگر محققان مشارکت کننده در این پروژه می گوید : ” در حال حاضر گیاه فقط 40 درصد کود را از خاک جذب می کنند . در واقع بخش بسیاری از کود به خاک نفوذ کرده و باعث آلوده شدن آب های زیرزمینی می شود . بنابر این ما در نظر داریم میزان هدر رفتن مواد مغذی را کاهش داده و به گیاه کمک کنیم تا میزان جذب کود و آب را افزایش دهند . “
پژوهشگران معتقدند برای ادامه این تحقیقات نیاز به همکاری بیشتر بین دانشمندان خاک شناس ، شیمیدان ، ریاضیدان ها، دانشمندان علوم کامپیوتری و زیست شناسان گیاهی احساس می شود .
ترجمه: احسان محمدحسینی – فاطمه کردی
No tags for this post.
