Rostliny si umí poradit s příliš tvrdou půdou, činí tak však málokdy. K rozeznání zhutnění zeminy přitom nepoužívají mechanická čidla, podobná lidskému hmatu, ale plynný hormon etylen. Pokud pak rostlina zjistí, že je půda příliš tvrdá, rozhodne se zřejmě podpořit kořeny v místech s lepšími podmínkami. Zjistil to mezinárodní tým, jehož součástí jsou vědci z Česka. Studii o objevu publikoval prestižní vědecký časopis Science.
Zhutněná půda je velký problém současného zemědělství. Vzniká kvůli nevhodnému způsobu obdělávání polí i využití těžké mechanizace. Taková zemina je podle odborníků tvrdší, málo provzdušněná, špatně jí proudí voda a kořeny plodin v ní hůře rostou. To brzdí vývoj nadzemních orgánů rostlin a snižuje výnosy plodin. Nové poznatky mohou pomoci ke šlechtění plodin, které by dobře kořenily i ve zhutněné půdě.
Vědci popisují, že pokud kořen narazí na takovou půdu, zpomalí růst do délky a jeho špička ztloustne. A právě na to, jak rostlina rozezná tvrdost půdy, hledal odpověď výzkumný tým.
Rostliny vsadily na plynné „senzory“
Výsledky vědce překvapily. Rostliny totiž nevsadily na mechanická čidla – jakousi obdobu hmatových receptorů v lidské kůži. Využily etylen, tedy plyn, který rostliny tvoří a využívají jako hormon. Pomocí etylenu rostliny „měří“ tvrdost půdy.
Buňky v kořenové špičce stále vytvářejí malé dávky tohoto plynného hormonu. Pokud je půda dobře prokypřená, etylen póry rychle odchází pryč. V případě zhutněné zeminy se však hromadí v buňkách, vysoká hladina pak zpomaluje prodlužování kořene a podporuje jeho tloustnutí, tedy typickou odpověď kořenového systému na tuhou zeminu.
„V Olomouci jsme stanovovali množství látky, z níž etylen v kořenech vzniká, abychom dokázali, že jeho zvýšená koncentrace a hromadění jsou skutečně důsledkem zhutněné zeminy, ne jiného fyziologického procesu,“ uvedl spoluautor výzkumu Michal Karady. Vědec působí v Laboratoři růstových regulátorů, společném pracovišti Ústavu experimentální botaniky AV a Univerzity Palackého.
Pro srovnání se vědci zaměřili na rostliny rýže a huseníčku, které kvůli genetickým mutacím nereagují na zvýšené koncentrace etylenu. Zjistili, že kořeny mutantů dobře pronikají i do zhutněné půdy.
Geneticky normální rostliny by to tedy zvládly také, ovšem kvůli funkčnímu „etylenovému smyslu“ růst kořenů v takové situaci aktivně potlačují. Vědci se domnívají, že je pro ně výhodnější podpořit jiné kořeny, které sahají do míst s lépe prokypřenou zeminou. Na výzkumu spolupracovali vědci ze sedmi zemí.
