Agenții de umectare sporesc rezistența la secetă a plantelo și creșterea lor

Vasileios Giannakopoulos, cercetător student doctorand la Universitatea Lancaster, se află în ultimele etape ale proiectului său de cercetare de 3 ani și este încântat de rezultate: “Acest lucru nu va avea un impact doar asupra industriei de gazon, ci și asupra provocării legate de încălzirea globală și de securitatea alimentară”.

Scopul cercetării, care reprezintă o colaborare între Universitatea Lancaster și ICL, a fost de a investiga modul în care agenții de umectare pot modifica relațiile dintre sol și plante și cum pot crește și răspunde mai bine plantele la uscarea solului. “Agenții de umectare sunt acum folosiți în principal în industria gazonului și sunt foarte eficienți în combaterea repulsiei apei din sol și a petelor uscate localizate, dar cu această cercetare sperăm să dovedim efectele lor la nivelul fiziologiei plantelor și să deschidem ușile și pentru alte industrii”, a declarat Vasileios într-un interviu anterior, anul trecut. În momentul de față, Vasileios își încheie și pregătește teza de doctorat pentru a o depune. L-am întrebat despre rezultatele cheie ale celor trei ani de cercetare.

Rezultatul cheie 1: Îmbunătățirea disponibilității apei în sol

Cercetarea demonstrează că aplicarea de agenți tensioactivi pe sol crește disponibilitatea apei în sol. Aceasta înseamnă că, pentru același nivel de umiditate din sol, apa a fost mai disponibilă pentru rădăcini cu ajutorul agenților tensioactivi. Vasileios: “În timpul testelor din laborator, am folosit un sol nisipos care a fost amestecat fie cu apă, fie cu apă plus un agent tensioactiv, până la saturație. Am măsurat disponibilitatea apei din sol pentru o gamă de umidități ale solului, folosind psihometre cu termocuplu.”

Imaginea 1. Pregătirea probei pentru măsurătorile din interiorul acestor camere, respectiv psihrometre.

Rezultatul cheie 2: Creșterea transpirației

Aplicarea unui agent tensioactiv a contribuit la creșterea transpirației orzului cu aproximativ 13% în condiții de udare bună și de cerere ridicată de evaporare. Acest lucru înseamnă că stomatele frunzelor au fost mai deschise atunci când s-a aplicat un agent tensioactiv. Vasileios: “Plantele de orz au fost cultivate într-un sol nisipos (fie tratat cu tensioactiv, fie doar cu apă) într-o seră și au fost bine udate. Transpirația în condiții de cerere ridicată de evaporare a fost măsurată într-o cameră de schimb de gaze pentru întreaga plantă. Doar lăstarii se aflau în interiorul camerei, rădăcinile fiind ținute în exterior.”

Imaginea 2. Camera de schimb de gaze a plantei întregi (cu excepția rădăcinilor).

Imaginea 3. Măsurători ale gradului de deschidere a stomatelor plantei (conductanța stomatală).

Rezultatul-cheie 3: Îmbunătățirea rezistenței la secetă

Cercetarea a demonstrat că aplicarea de agenți tensioactivi a îmbunătățit rezistența la secetă a plantelor. Experimentul a fost similar cu rezultatul-cheie 2. Au fost folosite aceleași specii și aceeași compoziție a solului, dar de data aceasta plantele au fost măsurate în condiții de uscăciune ușoară a solului. Vasileios: “Am constatat că starea apei din frunze la plantele de orz care cresc în solul tratat cu agenți tensioactivi a fost mai mare decât la plantele netratate, în condiții de cerere de evaporare scăzută. Plantele care au fost tratate cu un agent tensioactiv au suferit în mod clar mai puțin stresul provocat de secetă. Măsurătorile au fost efectuate cu ajutorul unei camere de presiune.”

Imaginea 4. Măsurarea stării apei din frunze cu ajutorul unei camere de presiune.

Rezultatul cheie 4: Creșterea îmbunătățită a plantelor

Cercetarea a arătat că utilizarea agenților de umectare a crescut creșterea plantelor. Biomasa uscată a lăstarilor a fost cu aproximativ 20% mai mare atât la plantele de orz, cât și la cele de porumb, în comparație cu plantele netratate. Vasileios: “Orzul și porumbul au fost cultivate pe un sol nisipos ca și până acum, jumătate din plante au fost tratate cu agenți tensioactivi, iar cealaltă jumătate a servit drept martor netratat. Acestea au fost menținute bine udate și au fost hrănite în mod regulat. Același îngrășământ a fost folosit în toate experimentele. După trei săptămâni de creștere, plantele au fost recoltate, biomasa lăstarilor (frunze/tulpini) a fost uscată la cuptor până la obținerea unei mase constante și cântărită pentru a obține biomasa uscată a lăstarilor.”

Covid-19: Fii pregătit să ai un plan B

Din cauza Covid-19, proiectul lui Vasileios a fost întârziat cu câteva luni. Unele dintre experimente nu erau încă finalizate și, cu laboratoarele închise, Vasileios avea nevoie de un plan B. “A trebuit să iau în considerare faptul că laboratoarele ar putea să nu se deschidă deloc și că, în schimb, trebuia să fac simulări pe calculator pentru a prezice comportamentul instalației.” Din fericire, laboratoarele s-au deschis vara trecută, iar Vasileios a putut să își desfășoare cercetările așa cum era prevăzut. “Aproape așa cum era prevăzut”, adaugă el. “O parte a cercetării de doctorat constă în faptul că lucrurile nu merg întotdeauna conform planului și că te adaptezi în mod constant la situații neprevăzute. Covid-19 ne-a acordat mai puțin timp decât ne așteptam pentru experimente. Am vrut să testez impactul agenților tensioactivi asupra distribuției umidității solului și impactul putativ asupra relațiilor dintre plante și apă, dar timpul nu a permis acest lucru și a trebuit să schimb puțin acest obiectiv.”

Ce urmează

În următoarele săptămâni, Vasileios își va finaliza teza de doctorat, care va fi examinată de doi experți, unul de la Universitatea Lancaster și un expert extern. Examinatorii vor citi teza cu atenție, iar în timpul susținerii sale, Vasileios va răspunde la întrebările lor și va discuta orice feedback. “Sperăm că va fi o discuție fructuoasă și, după prezentarea unei teze revizuite și finale, cine știe care va fi următorul pas? Această cercetare are încă multe întrebări fără răspuns.” În ceea ce privește ambițiile sale viitoare, Vasileios speră să rămână în mediul academic, dar nu exclude nici un loc de muncă în industrie. “Cred că voi începe să caut poziții post-doctorale în Marea Britanie, de preferință în domeniul surfactanților, al relațiilor plante-apă, al stresului provocat de secetă, care sunt toate legate de securitatea alimentară. Știu că nu pot acoperi totul în același timp, dar vreau să continui să învăț și să rămân implicat în cercetare. O descoperire poate fi mică, dar este întotdeauna o contribuție semnificativă la cunoaștere și la societatea noastră.”