Stellen Sie sich vor, Pflanzen würden nicht nur in Wasser gelöste Nährstoffe zu sich nehmen, sondern tatsächlich winzige Mineralpartikel direkt aus dem Boden fressen. Eine Studie beleuchtet, dass Weizen und Salat nicht nur passive Fresser sind – sie schnappen, transportieren und verwerten feste Mineralien aktiv von ihren Wurzeln bis zu ihren Trieben.
Diese Entdeckung ist nicht nur überraschend, sondern weist auch auf neue Wege hin, das Pflanzenwachstum und die Umweltgesundheit zu fördern und ebnet den Weg für intelligentere Anbaumethoden.
Pflanzen nehmen Nährstoffe traditionell in gelöster Form auf, die Aufnahme fester Mineralpartikel ist jedoch weitgehend unerforscht. Aktuelle landwirtschaftliche Praktiken und Umweltverträglichkeitsprüfungen übersehen möglicherweise das Potenzial der Pflanzen, diese Partikel direkt zu nutzen.
Die Erkenntnisse dieser Studie über die direkten Aufnahmewege liefern ein entscheidendes Verständnis dafür, wie Pflanzen mit ihrer Bodenumgebung interagieren, und verändern möglicherweise die Art und Weise, wie wir die Nährstoffversorgung von Nutzpflanzen und die Bodengesundheit steuern. Aufgrund dieser Herausforderungen besteht dringender Bedarf, dieses Phänomen eingehender zu untersuchen.
Die Studie wurde von Forschern des State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture durchgeführt. veröffentlicht In Öko-Umwelt und Gesundheituntersucht, wie Weizen- und Salatpflanzen Kaolinpartikel aufnehmen und transportieren. Mithilfe kovalenter Markierung und modernster Mikroskopietechniken verfolgten die Forscher die Bewegung der Partikel und lieferten damit bahnbrechende Erkenntnisse über die Fähigkeit der Pflanzen, mit ihrer nicht löslichen mineralischen Umgebung in Kontakt zu treten.
Die Forscher untersuchten mithilfe von Hydrokultur- und Bodensystemen, wie Weizen- und Salatpflanzen Kaolinpartikel aufnehmen und transportieren. Mithilfe moderner Techniken wie Fluoreszenzfarbstoffen und Lanthanmarkierungen zeigte die Studie, dass diese Mineralpartikel an den seitlichen Wurzelaustrittsstellen aufgenommen werden und dabei den schützenden Casparischen Streifen umgehen.
Dieser unerwartete Weg deutet auf einen direkten Mechanismus der Mineralaufnahme hin, der in der Pflanzenwissenschaft bisher nicht dokumentiert wurde. Während Weizen in Hydrokulturen eine höhere Aufnahmerate zeigte, wurde bei beiden Arten eine signifikante Verlagerung von Partikeln in die Triebe beobachtet, wenn es in Erde angebaut wurde.
Diese Erkenntnisse lassen darauf schließen, dass Wechselwirkungen im Boden die Fähigkeit der Pflanzen zur Nutzung fester Mineralien verbessern können. Damit werden traditionelle Ansichten zur Pflanzenernährung in Frage gestellt und neue Wege zur Optimierung der Landwirtschaft aufgezeigt.
Dr. Yongming Luo, der leitende Forscher der Studie, erklärte: „Unsere Ergebnisse stellen lang gehegte Annahmen über die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mineralien in Frage. Die Fähigkeit von Nutzpflanzen, feste Mineralien direkt zu nutzen, könnte zu innovativen Strategien für die Biofortifizierung und verbesserte Phytoremediationsfähigkeiten führen und erhebliche Vorteile für eine nachhaltige Landwirtschaft und ein Umweltmanagement bieten.“
Diese Studie eröffnet neue Möglichkeiten für landwirtschaftliche Praktiken und könnte möglicherweise zur Entwicklung von Nutzpflanzensorten führen, die für eine direkte Mineralaufnahme optimiert sind und so die Wachstumseffizienz und Umweltverträglichkeit verbessern. Darüber hinaus könnte das Verständnis dieser Wege unseren Ansatz zur Bodenbewirtschaftung revolutionieren und Strategien entwickeln, die die natürlichen Fähigkeiten der Pflanzen nutzen, um Nährstoffkreisläufe zu verbessern und die Abhängigkeit von chemischen Düngemitteln zu verringern.
Weitere Informationen:
Jie Yang et al, Nutzpflanzen transportieren unregelmäßig geformte Mineralpartikel von der Wurzel zum Spross: Verfolgung und Quantifizierung, Öko-Umwelt und Gesundheit (2024). DOI: 10.1016/j.eehl.2024.05.002
Zur Verfügung gestellt vom Staatlichen Schlüssellabor für Boden und nachhaltige Landwirtschaft