Les arrels de les plantes silvestres segreguen compostos que ens estalviarien pesticides i fertilitzants

L’escarabat Diabrotica virgifera virgifera menjant blat de moro.
L’escarabat Diabrotica virgifera virgifera menjant blat de moro.

Un treball d’investigadores del CSIC i del CREAF destaquen que les plantes silvestres són més fèrtils i resistents a les plagues que les varietats de cultius tradicionals gràcies a que segreguen exsudats (substàncies que alliberen les arrels) que les ajuden a captar més nutrients i a defensar-se dels bacteris i fongs patògens del sòl. 

L’escarabat Diabrotica virgifera virgifera menjant blat de moro.
L’escarabat Diabrotica virgifera virgifera menjant blat de moro.

Des dels anys 70, les Nacions Unides parlen de la seguretat alimentària —proporcionar suficient menjar a tots els humans arreu del món— i del repte que suposa. Una de les peces que ajudaria a assolir-la seria millorar l’agricultura, fent-la alhora més productiva i respectuosa amb el medi ambient.

Avui, 5 de desembre, Dia Mundial dels Sòls un estudi publicat a la revista Trends in Plants Science posa les arrels de les plantes en el punt de mira. El motiu és que l’ecòloga del CREAF Catherine Preece i el professor del CSIC al CREAF Josep Peñuelas apunten a que els exsudats de les arrels de les varietat silvestres podrien millorar la fertilitat del sòl i fer els conreus més resistents a les plagues, ja que segreguen major quantitat d’aquests compostos característics comparat amb les varietats que utilitzem per al conreu. Aquests exsudats que alliberen les arrels passen a formar part del món subterrani de la planta: la rizosfera.

“Entre els compostos exsudats es troben sucres, àcids orgànics i altres metabòlits, que poden fer de repel·lents contra els patògens o atraure bacteris beneficiosos, com són els bacteris fixadors de nitrogen que ajuden a les lleguminoses a créixer. Altres milloren la disponibilitat d’alguns nutrients com el fòsfor” explica la Dra. Preece. 

“Entre els compostos exsudats es troben sucres, àcids orgànics i altres metabòlits, que poden fer de repel·lents contra els patògens o atraure bacteris beneficiosos, com són els bacteris fixadors de nitrogen que ajuden a les lleguminoses a créixer. Altres milloren la disponibilitat d’alguns nutrients com el fòsfor” explica la Dra. Preece. En el cas de les varietats que utilitzem per cultivar, “després d’anys de selecció artificial, els exsudats han perdut algunes d’aquestes propietats que les plantes silvestres sí que conserven” afegeix.

“Si a través d’encreuaments o tècniques genètiques podem fer que les varietats actuals recuperin la capacitat de sintetitzar alguns exsudats als camps de conreu, milloraríem la productivitat i estalviaríem fertilitzants i pesticides”, remarca Josep Peñuelas. Fins ara, s’havien utilitzat algunes característiques genètiques de les plantes silvestres per millorar-ne la productivitat o augmentar-ne la fertilitat, especialment en gira-sols, blat i patata. En canvi, pocs programes, per no dir cap, han incorporat característiques associades a l’exsudació de les arrels, un punt clau que ens aproparia més a la seguretat alimentària.

Les plantes salvatges són amargues però resistents als depredadors

La revisió duta a terme per l’equip del CREAF defensa que els exsudats poden millorar la resistència a les plagues. I és que els conreus actuals tendeixen a tenir menys resistència als atacs d’herbívors que els seus ancestres salvatges, degut a que la selecció directa els ha fet perdre propietats que protegeixen la planta però són poc desitjables per al consum humà, com són el gust amarg, la toxicitat, la duresa o pilositat.

Camp de blat de moro. Photo by Allef Vinicius on Unsplash
Camp de blat de moro. Photo by Allef Vinicius on Unsplash

Un cas interessant és el del blat de moro, que sovint és devorat per la larva de l’escarabat Diabrotica virgifera virgifera. L’antecessor de les panotxes actuals, la teosinte (Zea mays subs. parviglumis), i les varietats europees produeixen i emeten unes substàncies anomenades sesquiterpens a les arrels, que atrauen a un nematode que s’alimenta de la larva de l’escarabat. En canvi, les varietats americanes, que són les que més consumim, han deixat de sintetitzar-les. Si reincorporessin la capacitat d’alliberar aquest compost, es milloraria enormement la productivitat i reduiria l’ús de pesticides.

D’altra banda, els sistemes d’agricultura intensiva contemporanis utilitzen uns nivells molt alts de fertilitzants per contrarestar els dèficits en nitrogen, fòsfor o altres nutrients del sòl necessaris per la planta. Diversos estudis han trobat que les espècies salvatges aprofiten millor els nutrients del sòl, perquè entre les substàncies que segreguen per les arrels s’hi troben enzims especialitzats en mobilitzar minerals o en captar ferro, un element que sovint és escàs. A més, els exsudats de les arrels tenen també un rol important en promoure les interaccions positives amb microorganismes, com per exemple per iniciar una col·laboració amb fongs i donar lloc a les anomenades micorrizes. L’estudi més gran realitzat per a aquest àmbit es va fer amb 27 espècies de cultius i els seus parents salvatges, i conclou que els camps tractats es beneficien de les micorrizes només quan hi ha limitació de fòsfor, a diferència dels ancestres salvatges que en treuen profit sempre, indistintament de la disponibilitat.

 

Article de referència:

Catherine Preece and Josep Peñuelas (2019). A Return to the Wild: Root Exudates and Food Security. Trends in Plant Science. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2019.09.010

Articles relacionats

Notícies
Anna Ramon

La manca de pluges fa avançar la primavera a l’hemisferi nord

La ciència ja ha demostrat que el canvi climàtic està avançant la primavera fenològica. Fins ara, els hiverns suaus provocats per l’escalfament global se’n consideraven la causa principal. Tot i això, un estudi publicat avui a la revista Nature Climate Change afegeix que la manca de pluja també provoca que les plantes brotin abans d’hora a l’hemisferi nord. En aquesta zona del planeta, les pluges han disminuït la seva freqüència els darrers trenta anys i ara es demostra que això afecta també el calendari natural de les plantes.

Hem canviat la versió del Wordpress. Per llegir entrades anteriors al 2020 en els diferents idiomes (català, castellà o anglès), ves a la portada del blog, escull l'idioma amb el selector del menú superior i cerca l’entrada a la barra de la lupa.

Dona’t d’alta al Newsletter per rebre totes les novetats del CREAF al teu e-mail.

Ajuda'ns a moure

l'ecologia