„მწვანე ინჟინერია“ _ როგორ ებრძვიან მცენარეები ნიადაგის დატკეპნას?!

ნიადაგის დატკეპნა თანამედროვე სოფლის მეურნეობის ერთ–ერთ ყველაზე სერიოზულ პრობლემად იქცა.

მძიმე ტექნიკის ინტენსიურმა გამოყენებამ, ნიადაგის ხშირ-ხშირად დამუშავებამ და კლიმატის ცვლილებით გამოწვეულმა გვალვებმა მიწის სტრუქტურა მნიშვნელოვნად გააუარესა.

ასეთ პირობებში მცენარეთა ფესვთა სისტემას უჭირს განვითარება, რაც პირდაპირ აისახება მოსავლიანობასა და კულტურების სიცოცხლისუნარიანობაზე. თუმცა, თანამედროვე მეცნიერება გვიჩვენებს, რომ მცენარეები მხოლოდ პრობლემის მსხვერპლნი არ არიან. ისინი თავად იყენებენ ბუნებრივ „საინჟინრო“ მექანიზმებს ნიადაგის წინააღმდეგობის დასაძლევად.

კარგად არის ცნობილი, რომ ზოგიერთი კულტურა ნიადაგის გაფხვიერებაში განსაკუთრებული უნარით გამოირჩევა.

მაგალითად, დაიკონი გრძელი და ძლიერი ფესვებით მძიმე და თიხიან ნიადაგსაც კი არღვევს. თუმცა, მიწის დატკეპნასთან ბრძოლა მხოლოდ ძირხვენების პრივილეგია არ არის.

კვლევებმა აჩვენა, რომ ზოგიერთი მყარი ნიადაგის გასარღვევად საინჟინრო პრინციპებს პრაქტიკულად ყველა მცენარე იყენებს. ეს ცოდნა განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მცენარეთა სელექციონერებისთვის, რაც ქმნის შესაძლებლობას, შეიქმნას ახალი ჯიშები უფრო ძლიერი და აქტიური ფესვთა სისტემებით.

თანამედროვე მძიმე სასოფლო-სამეურნეო მექანიზაციაზე ინტენსიური დამოკიდებულება ნიადაგის დეგრადაციასა და დატკეპნას იწვევს. შედეგად, ფესვებს ეზღუდება ზრდა, მცირდება წყლისა და საკვები ელემენტების ათვისება, ხოლო გვალვის პირობებში პრობლემა კიდევ უფრო მწვავდება.

მეცნიერებისთვის დიდი ხნის განმავლობაში ცნობილი იყო, რომ დატკეპნილ ნიადაგში მცენარეები ფესვების გასქელებით რეაგირებენ, თუმცა პროცესის ზუსტი მექანიზმი გაურკვეველი რჩებოდა. ცნობილი იყო ის, რომ ამ პროცესში მნიშვნელოვან როლს  მცენარეული ჰორმონი _ ეთილენი ასრულებდა.

დატკეპნილ ნიადაგთან წინააღმდეგობისას ფესვები უჩვეულოდ ფართოვდება,  სიგრძეში ვერ იზრდება, მაგრამ სქელდება. ეს პროცესი ძირითადად შიდა უჯრედული ფენების გაფართოების ხარჯზე მიმდინარეობს, რაც ნიადაგში მცირე ბზარების წარმოქმნას უწყობს ხელს და ფესვს გზას უხსნის.

დატკეპნილი ნიადაგი ამცირებს გაზების მოძრაობას, რის გამოც ეთილენი ფესვის გარშემო გროვდება. სწორედ ეს ჰორმონი აძლევს მცენარეს სიგნალს, შეცვალოს ფესვის სტრუქტურა.

კვლევებმა აჩვენა, რომ ფესვის შიდა ფენები უფრო რბილი და მოქნილი ხდება, ხოლო გარე ფენა, ეპიდერმია, სქელდება და მტკიცდება. შედეგად, ფესვი იქცევა ერთგვარ ბიოლოგიურ სოლად, რომელიც მიწაში შეღწევას ამარტივებს.

როგორც ნოტინჰემის უნივერსიტეტის ასოცირებული პროფესორი ბიპინ პანდეი განმარტავს, ეს პროცესი ემყარება საინჟინრო ლოგიკას: რაც უფრო დიდია „მილის“ დიამეტრი და რაც უფრო მტკიცეა მისი გარე კედელი, მით უკეთ უძლებს იგი მექანიკურ დაწოლას.

კოპენჰაგენის, შანხაის ჯიაოტონგისა და ნოტინჰემის უნივერსიტეტების მკვლევრებმა ეს მექანიზმი დეტალურად შეისწავლეს. მათი დასკვნები ავტორიტეტულ სამეცნიერო ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.

ბრინჯზე ჩატარებულმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ეთილენის დაგროვება ააქტიურებს გენ OsARF1-ს. ეს გენი ამცირებს ცელულოზის წარმოქმნას გარკვეულ ფესვის უჯრედებში, რის შედეგადაც ფესვის შიდა ფენა უფრო თხელი და მოქნილი ხდება, ხოლო გარე ფენა მკვრივდება.

მეცნიერების თქმით, ამ პროცესის მართვა შესაძლებელს ხდის ისეთი კულტურების გამოყვანას, რომლებიც უკეთ იტანენ მძიმე, დატკეპნილ ნიადაგებს.

მიუხედავად იმისა, რომ კვლევები ბრინჯზე ჩატარდა, მეცნიერები დარწმუნებულნი არიან, რომ ეს მექანიზმი უნივერსალურია. მისი ელემენტები აღმოჩენილია მოდელურ მცენარე Arabidopsis-შიც, რომელიც ევოლუციურად დაშორებულია ბრინჯისგან.

ეს ნიშნავს, რომ მომავალში შესაძლებელი იქნება ისეთი ჯიშების შექმნა, რომლებიც:

• უკეთ იზრდება დატკეპნილ ნიადაგებში;
• ნაკლებად განიცდის გვალვის ზემოქმედებას;
• ამცირებს ნიადაგის ღრმა მექანიკური დამუშავების საჭიროებას.

ფესვების „მწვანე ინჟინერია“ ნათლად აჩვენებს, რომ მცენარეები აქტიურად ებრძვიან გარემოს გამოწვევებს. მათი ბუნებრივი ადაპტაციური მექანიზმების შესწავლა და სელექციაში გამოყენება სოფლის მეურნეობას ახალ შესაძლებლობებს უხსნის.

მოამზადა, ნატა მაჭარაშვილმა

ჟურნალი „ახალი აგრარული საქართველო“ 01 (160) 2026წ.