Pod każdym polem dzieje się coś, czego nie widać
Kiedy patrzysz na pole obsiane grochem albo łubinem, widzisz rośliny. Ale pod ziemią trwa w tym czasie coś znacznie ciekawszego: cicha, precyzyjnie zorganizowana współpraca między korzeniami a bakteriami glebowymi.
To nie metafora. Rośliny strączkowe potrafią tworzyć z bakteriami symbiozę, dzięki której wykorzystują azot obecny w powietrzu. A azot jest jednym z najważniejszych składników potrzebnych roślinom do wzrostu.
Korzenie wysyłają sygnał
Wszystko zaczyna się, gdy nasiona kiełkują. Młode korzenie wydzielają do gleby związki chemiczne, między innymi flawonoidy. Są one sygnałem dla określonych bakterii glebowych, należących do grup takich jak Rhizobium czy Bradyrhizobium.
Nie każda bakteria współpracuje z każdą rośliną. Poszczególne gatunki strączkowych tworzą relacje z różnymi grupami bakterii, dlatego groch, soja, fasola czy łubin mogą potrzebować innych partnerów w glebie.
Bakterie pomagają stworzyć brodawki
Gdy bakterie rozpoznają odpowiedni sygnał, zaczynają zasiedlać korzeń. Roślina nie traktuje ich jak intruzów. Przeciwnie, tworzy specjalne struktury zwane brodawkami korzeniowymi.
To właśnie w nich zachodzi cały proces. Bakterie dostają się do wnętrza korzenia, przekształcają się w wyspecjalizowaną formę i zaczynają wiązać azot atmosferyczny.
Wykorzystują do tego enzym zwany nitrogenazą. Dzięki niemu azot z powietrza, którego w atmosferze jest około 78%, może zostać przekształcony w formę dostępną dla rośliny.
Roślina wykorzystuje ten azot do budowy aminokwasów, białek i innych związków potrzebnych do wzrostu. W zamian dostarcza bakteriom cukry powstałe podczas fotosyntezy.
Każda ze stron dostaje to, czego sama nie potrafi wytworzyć.
Ile azotu może powstać w ten sposób?
Skala tego procesu może być duża, ale zależy od wielu czynników: gatunku rośliny, pogody, jakości gleby, jej pH, wilgotności oraz obecności odpowiednich bakterii.
Rośliny strączkowe mogą związać od kilkudziesięciu do ponad 200 kilogramów azotu na hektar w ciągu sezonu. W bardzo dobrych warunkach wartości mogą być jeszcze wyższe.
Nie znaczy to jednak, że strączkowe nie potrzebują żadnego wsparcia. Nadal wymagają odpowiedniej gleby, a także dostępu do fosforu, potasu i mikroelementów. Gdy w glebie brakuje właściwych bakterii, rolnicy czasem stosują też inokulację, czyli zaprawianie nasion bakteriami wspierającymi tworzenie brodawek.
Co zostaje w glebie po zbiorach?
Po zakończeniu wegetacji aktywne wiązanie azotu ustaje. W glebie zostają jednak korzenie, brodawki oraz część resztek pożniwnych.
W czasie ich rozkładu zgromadzony azot stopniowo wraca do obiegu. Może zostać wykorzystany przez kolejne rośliny, szczególnie jeśli po strączkowych uprawiane są zboża lub inne gatunki potrzebujące dużo azotu.
Nie cały azot zostaje jednak na polu. Część wywożona jest razem z plonem, dlatego rzeczywista korzyść dla kolejnej uprawy zależy od gatunku rośliny, wielkości zbioru i sposobu gospodarowania resztkami pożniwnymi.
Właśnie dlatego strączkowe są tak ważnym elementem dobrze zaplanowanego płodozmianu.
Dlaczego to ma znaczenie?
Produkcja amoniaku, podstawowego składnika nawozów azotowych, jest jednym z bardziej energochłonnych procesów w przemyśle chemicznym.
Rośliny strączkowe nie zastępują całkowicie nawożenia mineralnego, ale mogą ograniczać zapotrzebowanie na azot syntetyczny w całym płodozmianie. To mniej zależności od nawozów, lepsze wykorzystanie składników odżywczych i większa różnorodność upraw.
Dla osób jedzących fasolę, soczewicę, ciecierzycę czy groch to też ciekawa perspektywa. Strączkowe są nie tylko źródłem białka. Ich uprawa może wspierać bardziej zróżnicowane rolnictwo i pomagać utrzymywać żyzność gleby.
Pod każdym polem naprawdę dzieje się coś, czego nie widać. Korzenie wysyłają sygnały, bakterie odpowiadają, a wspólnie tworzą system, który od wieków wspiera rolnictwo.