Diepere plantenwortels als oplossing tegen de verdroging van de aarde? Tegen de achtergrond van het vandaag gepresenteerde rapport van het VN-klimaatpanel IPCC komen de uitkomsten van het onderzoek van de Universität für Bodenkultur in Wenen (BOKU) als geroepen. IPCC concludeert dat, als het niet lukt de klimaatverandering te beteugelen, tussen 2050 en 2100 een wereldwijd voedseltekort dreigt. Naast de klimaatverandering is ook intensiever landgebruik daar debet aan. Het gevolg, volgens IPCC, is dat in de afgelopen zestig jaar er 40 procent meer gebied verdroogd is, met alle gevolgen van dien voor de landbouw en biodiversiteit loopt op.
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de celbioloog Professor Jürgen Kleine-Vehn van BOKU heeft onderzoek gedaan naar de wisselwerking tussen plantenhormonen auxine en cytokinine. Auxine is verantwoordelijk voor de groei naar bodemdiepte, cytokinine voor horizontale groei. Hun bevindingen zouden een efficiëntere plantenteelt mogelijk kunnen maken in tijden van steeds vaker voorkomende en langer durende hittegolven.
Droogtestress
De algemene verwachting is dat in Europa de winters warmer en natter en de zomers warmer en droger zullen worden. Dit brengt de teelt van planten en daarmee onze voedselzekerheid in gevaar. Maar planten leveren niet alleen ons voedsel, het zijn belangrijke zuurstofleveranciers en van vitaal belang voor het overleven van de mens. De steeds toenemende hitte en droogtestress waaraan onze gewassen worden blootgesteld, is mede daarom een belangrijk onderwerp van onderzoek.
De onderzoekers vermoeden dat het wortelstelsel sterk beïnvloed kan worden door de wisselwerking tussen auxine en cytokinine. Het zou bijvoorbeeld mogelijk zijn om gewassen zo te kweken dat hun wortels dieper in de bodem kunnen doorgroeien in plaats van breder. Dit zou hen in staat stellen om het dieper gelegen grondwater te bereiken.
In veel regio’s is het directe bodemoppervlak veel te droog voor de teelt van bepaalde planten. De enig mogelijke maatregel op dit moment is dan uitgebreide irrigatie door diepgelegen grondwater op te pompen. Dit is duur, complex en inefficiënt, mede omdat het gepaard gaat met een constante verdamping aan de oppervlakte.
De wetenschappelijke bevindingen over wortelsystemen kunnen ook helpen om de concurrentie tussen gewassen in de bodem te verminderen: wortelsystemen die voornamelijk in de diepte groeien, komen immers minder in contact met hun buurplanten. Daardoor kunnen boeren de afstand tussen bepaalde gewassen verkleinen en zo de opbrengst per oppervlakte-eenheid verhogen. Nog los van het gegeven dat de planten hiermee beter bestand zijn tegen periodes van extreme droogte.
Publicatie:
Dinneny, J.R./Dünser, K./Kleine-Veh, J./LaRue, T./Lindner, H./ Martopawiro, S./Novak, O./Petřík, I./Ruiz Rosquete, M./Sarkel, E./Sasidharan, R./Schöller, M./Wabnik, K./ Waidmann, S. (2019): Cytokinin functions as an asymmetric and anti-gravitropic signal in lateral roots. In: Nature Communications 10, Article 3540.
