Заводы активируют этот сохраняющий воду способ, когда вода недостаточна. Ученые ЖИВОТА были в состоянии определить, что активация сигнализирует и постоянно включает этот способ экономии воды. Это – возможное решение решения вопроса, который потребляли приблизительно 70 процентов воды, во всем мире используется сельскохозяйственным сектором. Нестабильное водное извлечение, прежде всего сельскохозяйственным сектором, понижает уровень грунтовых вод континента.
Каждый год приблизительно 50 чистых кубических миль воды – который является приблизительно три раза ежегодным объемом воды, льющимся каскадом в Ниагарском водопаде – перемещены от земли до моря, таким образом способствуя повышению уровня моря приблизительно 30 процентов. Согласно Глобальному Отчету о Сельском хозяйстве, спрос на воду в три раза выше сегодня, чем это было 50 лет назад. Будущие перспективы: к 2050 году спрос на воду в сельском хозяйстве, как ожидают, увеличится на другую пятую часть.Приблизительно 80 процентов воды, выпущенной в атмосферу континентальными массивами, не испаряются сразу же, но едут через корни растения и выдерживают испарение листа.
Это делает поиск хлебных злаков с улучшенным водным использованием главным вопросом для ограничения использования паводка в сельском хозяйстве и обеспечения продовольственной безопасности для будущего.Как заводы регулируют газовый обмен
Заводы управляют обменом углекислым газом (CO2) и водяной пар через поры, называемые устьицами, расположенными на их листьях. Закрытие устьиц уменьшает водную потерю, но также и препятствует поглощению CO2. В зависимости от температуры и влажности, поглощение молекул CO2 стоит заводам приблизительно 500 – 1 000 молекул воды.
Когда вода недостаточна, однако, заводы способны к сокращению внутренних концентраций CO2, таким образом делая поглощение CO2 более эффективным.«У заводов есть способность сократить водную потерю во время поглощения CO2 в половине», говорит Эрвин Грилл, профессор Ботаники в ЖИВОТЕ – «но они только переключатся на этот способ экономии воды, когда вода будет в дефиците».
С пахотными зерновыми культурами заводы с постоянно активируемой стратегией экономии воды сохранили бы влажность в земле, чтобы использовать его для роста и выживания позже во времена засухи.Гормон завода активирует способ экономии водыПоскольку команда ученых ЖИВОТА обнаружила, гормон завода, названный abscisic кислотой, ответственен за включение способа экономии воды.
Этот гормон завода произведен в больших количествах во времена нехватки воды. На образцовом заводе Arabidopsis, также известном как кресс уха мыши, есть 14 рецепторов, ответственных за восприятие этого определенного для завода гормонального сигнала. Мюнхенские исследователи смогли продемонстрировать, что увеличенное производство некоторых из этих рецепторов заставит заводы переключаться на способ экономии воды, даже когда вода не в дефиците.
Выгода – то, что только три из рецепторов отрицательно не влияли на рост завода. До 40 процентов воды, требуемой ранее, могли быть спасены, не затрагивая работу завода.Начальная буква экспериментирует выставочные эффекты экономии воды при моделируемых полевых условиях«Следующий шаг должен видеть, могут ли эти эффекты экономии воды также наблюдаться при полевых условиях», говорит Ганс Шнайдер, профессор Исследований Поля в ЖИВОТЕ и соавторе исследования. Начальные эксперименты моделирования, проводимые в фитопалатах Гельмгольца Центрума Мюнхен, немецкий Научно-исследовательский центр для Здоровья окружающей среды, поддерживают это предположение.
«Еще неизвестно, если хлебные злаки, такие как пшеница, зерно и рис могут произвести больше биомассы с тем же самым количеством воды, используя этот механизм», говорит профессор Грилл. «Мы оптимистичны. Так как включенные механизмы присутствуют на всех заводах, должно быть возможно передать эти результаты образцового завода Arabidopsis хлебным злакам.
Это было бы важным шагом к обеспечению будущей продовольственной безопасности».