Koreni kukuruza luče određene hemikalije koje utiču na kvalitet zemljišta. U nekim poljima, ovaj efekat povećava prinose pšenice zasađene posle kukuruza na istom zemljištu za više od 4%. To su dokazali istraživači sa Univerziteta u Bernu. Iako nalazi iz nekoliko eksperimenata na terenu pokazuju da su ovi efekti veoma varijabilni, dugoročno mogu pomoći da se uzgoj žitarica učini održivijim, bez potrebe za dodatnim đubrivima ili pesticidima.
Biljke proizvode obilje specijalnih hemikalija. Neki od njih se ispuštaju u zemljište i utiču na njegov kvalitet. Ovo, zauzvrat, utiče na sledeću biljku koja će rasti u tlu. Do sada je bilo malo istraživanja o tome u kojoj meri se izlučene hemikalije mogu koristiti u poljoprivredi za povećanje produktivnosti.
Međutim, nedavno su istraživači sa Instituta za biljne nauke (IPS) na Univerzitetu u Bernu sproveli terenske eksperimente u ovoj oblasti. Svojim nalazima objavljenim u naučnom časopisu eLife, istraživači su pokazali da specijalizovani metaboliti iz korena biljke kukuruza mogu da dovedu do povećanja prinosa naknadno zasađene pšenice pod realističnim poljoprivrednim uslovima.
Na osnovu ranijih studija koje su sproveli istraživači sa Instituta za biljne nauke (IPS) na Univerzitetu u Bernu, poznato je da takozvani benzoksazinoidi — prirodne hemikalije koje biljke kukuruza oslobađaju kroz svoje korenje — menjaju sastav mikroorganizama u zemljišta na korenu i stoga utiču na rast narednih biljaka koje rastu u zemljištu. Ova studija je istraživala da li se povratne informacije između biljaka i zemljišta ove vrste takođe javljaju u realnim poljoprivrednim uslovima.
„Ovakvi terenski eksperimenti su od suštinskog značaja za testiranje prenosivosti osnovnih istraživanja u praksu i na taj način procenjuju potencijalnu agronomsku korist“, objašnjava Valentin Gfeler, koji je radio na projektu kao doktorant na IPS-u, a sada radi u Istraživačkom institutu za organsku poljoprivredu FiBL. . Tokom dvogodišnjeg poljskog eksperimenta, u početku su uzgajane dve linije kukuruza, od kojih je samo jedna ispuštala benzoksazinoide u zemljište. Tada su na različito uslovljenim zemljištima gajene tri sorte ozime pšenice.
Na osnovu toga, bilo je moguće pokazati da izlučivanje benzoksazinoida poboljšava klijavost i povećava bokovanje, rast i prinos useva.
Pored povećanog roda, primećen je i niži nivo zaraze nekim štetočinama. „Povećanje prinosa od 4% možda ne zvuči spektakularno, ali je i dalje značajno s obzirom na to koliko je postalo izazovno povećanje prinosa pšenice bez dodatnih inputa“, objasnio je Matijas Erb, profesor za biotičke interakcije na Institutu za biljne nauke, koji je vodio studiraju zajedno sa Klausom Šlepijem sa Univerziteta u Bazelu.
„Međutim, ostaje da se vidi da li efekti ove vrste zaista čine značajnu razliku za ukupnu poljoprivrednu produktivnost i održivost, jer prinos zavisi i od mnogih drugih faktora“, objašnjava Erb. Studija pokazuje potencijal korišćenja specijalizovanih biljnih jedinjenja za poboljšanje produktivnosti useva kroz rotacije specifične za sortu.
U okviru Međufakultetske istraživačke saradnje (IRC) „Jedno zdravlje“ na Univerzitetu u Bernu (vidi okvir), takođe je bilo moguće istražiti kvalitet pšenice na nivou pojedinačnih hemijskih elemenata. Zajedno sa Institutom za geografiju Univerziteta u Bernu i Agroskopom, švajcarskim centrom izvrsnosti za poljoprivredna istraživanja, bilo je moguće pokazati da povećanje žetve zbog benzoksazinoida nema negativan uticaj na kvalitet zrna pšenice.
Da bi bolje razumeli osnovni mehanizam, istraživači su završili različite analize tla i korena. Biljke koje proizvode benzoksazinoid akumulirale su ove hemikalije i njihove produkte razgradnje u tlu blizu svog korena.
Štaviše, u saradnji sa Univerzitetom u Bazelu, potvrđeno je da benzoksazinoidi utiču na zajednicu bakterija i gljivica u i na korenu kukuruza. Međutim, hranljive materije u tlu nisu promenjene. Benzoksazinoidi su se takođe pokazali kao posebno postojani u zemljištu. U kojoj meri benzoksazinoidi preko mikroorganizama u zemljištu direktno ili indirektno utiču na rast pšenice i ukupan prinos biće predmet daljeg istraživanja.
Da bi testirali efekte svojstava zemljišta, zajedno sa Univerzitetom u Bazelu i Agroskopom, istraživački tim je sproveo još jedan dvogodišnji terenski eksperiment kako bi istražio kako ove povratne informacije o biljnom tlu od benzoksazinoida deluju u heterogenijem polju. Sastav hemije zemljišta i mikroorganizama na dotičnom polju znatno je varirao. Istraživači su uspeli da pokažu da uticaj benzoksazinoida na rast i otpornost pšenice zavisi od ovog različitog sastava.
„Bolje razumevanje efekata svojstava zemljišta na povratne informacije između biljaka i tla je ključno u smislu buduće upotrebe u održivoj poljoprivredi“, objašnjava Valentin Gfeler.
