Przejdź do treści

Ukryta zaleta topoli: w jaki sposób drzewa z rodzaju Populus wykorzystują azot organiczny do prawidłowego wzrostu

Ukryta zaleta topoli: w jaki sposób drzewa z rodzaju Populus wykorzystują azot organiczny do prawidłowego wzrostu

 

Kiedy mówimy o nawożeniu w leśnictwie, rozmowa zazwyczaj kręci się wokół azotanów lub amonu – „nieorganicznych” form azotu, które dominują w nawożeniu przemysłowym. Ale natura ma inne rozwiązanie.

Badania nad gatunkami z rodzaju Populus — rodziny, do której należą topola i osika — ujawniają coś niezwykłego: drzewa te nie tylko tolerują azot organiczny. One go wręcz preferują.

To właśnie ta preferencja może stanowić klucz do bardziej zrównoważonego leśnictwa, charakteryzującego się większą efektywnością wykorzystania azotu, mniejszym wypłukiwaniem i większą długoterminową odpornością.

1. Topole potrafią wchłaniać aminokwasy — bezpośrednio

Przez długi czas naukowcy zakładali, że rośliny mogą przyswajać azot dopiero po jego przekształceniu przez mikroorganizmy glebowe w postacie nieorganiczne. Obecnie pogląd ten ulega zmianie.

W badaniu zatytułowanym „Wchłanianie aminokwasów: powszechna zdolność roślin lasów borealnych” naukowcy zmierzyli, w jaki sposób korzenie Populus tremula (osiki europejskiej) wchłaniają aminokwasy bezpośrednio ze swojego otoczenia.

  • W przypadku topoli odnotowano wskaźnik pobierania wynoszący 0,67 ± 0,07 µmol g⁻¹ suchej masy korzeniowej na godzinę — porównywalny z wieloma gatunkami wiecznie zielonymi.

  • Drzewa wykorzystywały symbiozę z grzybami ektomikoryzowymi (EM) do wspomagania pobierania tych aminokwasów.

Mówiąc prościej: topole potrafią pobierać azot z cząsteczek organicznych, takich jak arginina i glutamina, pomijając pośrednictwo mikroorganizmów.

Oznacza to, że mogą one czerpać azot ze źródeł często uznawanych za „zablokowane” w materii organicznej — co stanowi ogromną zaletę ekologiczną w glebach borealnych i umiarkowanych.

2. Azot pochodzenia organicznego zwiększa wydajność uprawy

Kolejne pytanie, jakie zadali sobie naukowcy, brzmiało: czy azot organiczny rzeczywiście ma znaczenie?

Odpowiedź pochodzi z badania z 2016 roku opublikowanego w czasopiśmie „Plant, Cell & Environment” pod tytułem „Dodatek węgla w azocie organicznym zwiększa efektywność wykorzystania azotu”.

Sadzonki topoli drżączki (P. tremula) hodowano na sterylnych płytkach agarowych i poddawano następującym zabiegom:

  • Azot nieorganiczny (w postaci azotanów lub amonu) lub

  • Azot organiczny (w postaci argininy lub glutaminy).

Sterylne warunki zapewniły, że za pobieranie i wykorzystanie azotu odpowiadała wyłącznie roślina, a nie mikroorganizmy.

Jakie są wyniki?

  • Topole nawożone azotem organicznym wykorzystywały węgiel bardziej efektywnie w przeliczeniu na jednostkę wchłoniętego azotu.

  • „Premia węglowa” wynikająca z azotu pochodzenia organicznego poprawiła efektywność wykorzystania azotu (NUE) oraz sprzyjała wzrostowi i alokacji korzeni.

Wskazuje to, że topole, które wykorzystują aminokwasy takie jak arginina, mogą rozwijać silniejsze korzenie — odkrycie to ściśle pokrywa się z danymi terenowymi firmy Arevo dotyczącymi zwiększonej biomasy korzeniowej i przeżywalności sadzonek odżywianych preparatami na bazie argininy.

3. Suplementacja argininą wspomaga naturalne cykle wzrostu

Młode topole mogą dobrze rosnąć dzięki azotowi pochodzenia organicznego, ale co z drzewami dojrzałymi?

Właśnie to postanowiono zbadać w artykule opublikowanym w czasopiśmie „Physiologia Plantarum ” w 2022 roku, zatytułowanym „Nawożenie azotanami może opóźniać jesienne starzenie się liści, podczas gdy nawożenie aminokwasami nie ma takiego wpływu”.

Wykorzystując genotypy topoli pochodzące ze szwedzkiej kolekcji Populus (SwAsp) — reprezentujące populacje z Dorotei i Umeå — naukowcy porównali różne sposoby nawożenia azotem:

  • Na bazie azotanu (NH₄NO₃)

  • Na bazie aminokwasów (arginina, glutamina, kwas glutaminowy, leucyna)

Przeprowadzono nawet testy „nawożenia precyzyjnego”, polegające na wstrzykiwaniu składników odżywczych bezpośrednio do pni drzew w drzewostanach klonalnych — metoda ta naśladuje kontrolowane dostarczanie składników odżywczych i jest podobna pod względem koncepcji do stosowanej przez firmę Arevo aplikacji w strefie korzeniowej.

Wyniki:

  • Azotany opóźniły jesienne starzenie się liści, sztucznie przedłużając ich żywotność.

  • Nawożenie aminokwasami nie wpłynęło na przebieg sezonów, co oznacza, że drzewa zachowały swój naturalny cykl.

  • Wysokie stężenia aminokwasów nie wywołały żadnych negatywnych skutków — co potwierdza bezpieczeństwo stosowania argininy i jej tolerancję.

Wniosek?
Arginina wspomaga wzrost drzew bez zakłócania ich rytmu sezonowego — co stanowi kluczowy czynnik w utrzymaniu odporności, spoczynku i zdolności do przetrwania zimy w lasach północnych.

Populus aspen Finlandia 2

4. Podwójna współpraca topoli: korzenie i mikoryza

Wreszcie drzewa z rodzaju Populus wyróżniają się jeszcze z jednego powodu — ich podwójnych związków mikoryzowych.

Badania nad Populus angustifolia i P. tremula wskazują, że gatunki te mogą tworzyć zarówno symbiozy mikoryzowe typu arbuskularnego (AM), jak i ektomikoryzowe (ECM), dostosowując się do warunków temperaturowych i glebowych.

Ta dwoistość pozwala topolom dobrze się rozwijać w różnorodnych środowiskach — od żyznych nizin po zimne gleby strefy borealnej — i prawdopodobnie zwiększa ich zdolność do pobierania azotu organicznego.

Łącząc nawożenie oparte na argininie z naturalnymi sieciami mikoryzowymi, możemy odtworzyć tę wydajność w systemach leśnych i szkółkarskich.

Dlaczego to ma znaczenie

Wszystkie te badania składają się na spójny obraz:

  • Topole potrafią wchłaniać azot organiczny, taki jak arginina, i dobrze się dzięki niemu rozwijają.

  • Azot organiczny poprawia wydajność, rozwój korzeni i naturalne cykle wzrostu.

  • Nawozy aminokwasowe, takie jak arGrow firmy Arevo, działają w zgodzie z systemami natury — a nie wbrew nim.

W leśnictwie, gdzie utrata składników odżywczych i wymywanie azotu stanowią od dawna poważny problem, nauka ta oferuje realną alternatywę: system nawożenia dostosowany do biologii drzew.

Topole wskazują nam drogę naprzód — a przyszłość nawożenia może okazać się nieco bardziej ekologiczna.

 

Bibliografia

  • „Wpływ wczesnego, niewielkiego nawożenia azotem na kiełkowanie i wczesny wzrost sadzonek sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris) oraz na rozwój społeczności grzybów związanych z korzeniami”. (Badanie dotyczące tworzenia mikoryz przez Populus angustifolia oraz reakcji na temperaturę.)
  • „Związki azotu w roztworze glebowym gruntów rolnych”. (Odnotowano obecność topoli drżącej (Populus tremula ) na terenie przerzedzonego lasu brzozowego.)
  • Fataftah, N. i in. (2022). „Nawożenie azotanami może opóźniać jesienne starzenie się liści, podczas gdy nawożenie aminokwasami nie ma takiego wpływu”. Physiologia Plantarum, 174(2).
  • Franklin, O. i in. (2016). „Dodatek węgla w postaci azotu organicznego zwiększa efektywność wykorzystania azotu”. Plant, Cell & Environment, 39(8): 1672–1683.
  • Robinson, N. i in. (2023). „Podwójna kolonizacja mikoryzowa u gatunków topoli: implikacje dla pobierania składników odżywczych i transferu węgla”. Trends in Plant Science, 28(5).
  • Näsholm, T. i in. (2009). „Pobieranie azotu organicznego przez rośliny”. New Phytologist, 182(1): 31–48.

Warto przeczytać

Red-coated grain seeds fill the left side of the image. On the right, a bar chart titled "Higher yield at all seven sites" shows the coating effect on grain yield averaged over five fertilizer rates from seven independent trials with 340 plots. The chart lists seven locations with corresponding yield increases: Lombardy, IT (+11.0%*), Emilia-Romagna, IT (+7.8%*), Kuyavia-Pomerania 2, PL (+3.9%), Kuyavia-Pomerania 1, PL (+3.6%*), Hauts-de-France (Pas-de-Calais), FR (+1.8%), Mecklenburg-W. Pomerania, DE (+1.1%*), and Hauts-de-France (Somme), FR (+0.9%). A note indicates statistical significance at sites marked with an asterisk (p < 0.05). Below, text states the grain yield comparison is between Arginex plus full standard nitrogen versus full standard nitrogen alone, based on data from 7 sites and 340 plots. The AREVO logo is at the bottom right.
Aktualności

W miarę nasilania się susz i upałów europejscy rolnicy uprawiający grunty orne potrzebują nowych rozwiązań, które pozwolą im chronić jakość plonów, wielkość zbiorów oraz bezpieczeństwo żywnościowe

Czas czytania: 8 minut
Georgios Foufas zastąpi Niklasa Åströma na stanowisku dyrektora generalnego firmy Arevo
Aktualności

Arevo mianuje Georgiosa Foufasa na stanowisko dyrektora generalnego, który poprowadzi kolejną fazę międzynarodowej ekspansji

Czas czytania: 5 minut
Dwa przezroczyste pojemniki wypełnione ziemią pokazują wzrost sadzonek kukurydzy. W lewym pojemniku, oznaczonym jako „KONTROLA BEZ OBRÓBKI”, znajduje się mała sadzonka z białymi korzeniami. W prawym pojemniku, oznaczonym jako „NASIONA KUKURYDZY PODDANE OBRÓBCE ARGINEXEM”, widoczna jest większa sadzonka z zielonymi liśćmi i bardziej rozbudowanymi, różowawymi korzeniami. Tło ma jednolity beżowy kolor. W prawym dolnym rogu widoczny jest napis „AREVO” w czerwonym kolorze.
Aktualności

Nowe dane z badań nad kukurydzą: w niezależnych testach przeprowadzonych w Europie i Ameryce Południowej wykazano, że odmiana „ Arginex Corn ” zapewnia plon ziarna większy nawet o 4,3% przy zużyciu nawozów azotowych mniejszym o 30%.

Czas czytania: 4 minuty

Rozpocznij swoją rewolucję korzeniową