קליטת זרחן דרך העלים: השוואת מנגנוני המסת הזרחן בסביבת השורש ועל פני שטח העלה של חיטה וחימצה

זרחן (P) הוא חומר הזנה חיוני לצמחים, אך זמינותו הנמוכה בקרקע מגבילה את הצימוח והיבול. צמחים פיתחו מנגנונים שונים על מנת להתגבר על מגבלה זו. בריזוספירה, ממשק הקרקע-שורש, מנגנונים אלו כוללים החמצה של סביבת השורש ע"י הפרשת פרוטונים וחומצות אורגניות, אינטראקציות עם מיקרואורגניזמים כחיידקים ממיסי זרחן (PSBs) ופטריות לצורך המסה והשגת זרחן מתרכובות בלתי זמינות. עם זאת, יכולתם של צמחים לקלוט זרחן בדרכים חלופיות, כגון דרך פני שטח העלה, טרם נחקרה לעומק.

מחקר זה בוחן את מנגנוני קליטת הזרחן דרך העלים בחיטה וחימצה, תוך התמקדות ביכולתם להמס זרחן מאבק מדברי שנוחת על העלים. האבק מכיל כמויות משמעותיות של זרחן, אך הוא לרוב מצוי בצורות שאינן זמינות לקליטה, ולכן הצמחים צריכים להמס אותו תחילה. בחימצה, הוכחנו שישנם זנים אשר הגיבו חיובית והראו עלייה משמעותית במשקל לאחר יישום האבק על העלים. תגובות אלו קשורות לתכונות ייחודיות על פני שטח העלים, הכוללים pH נמוך, הפרשה מוגברת של חומצות אורגניות (כגון חומצה אוקסלית ומלית), צפיפות גבוהה יותר של טריכומות, ויכולת גבוהה לאחוז אבק על פני העלה.

בחיטה, קווים שהפגינו תגובה חיובית ליישום האבק, הראו הפרשה גבוהה יותר של סוכרים, אלכוהולים, חומצות אמינו וחומצות אורגניות מפני שטח העלים דווקא בתנאי מחסור בזרחן. מטבוליטים אלו לא רק תרמו להמסה של זרחן אלא גם גרמו לשינוי האוכלוסייה המיקרוביאלית בפילוספרה, תוך עלייה ספציפית של אחוז הPSBs. חיידקים אלו המסו באופן פעיל את הזרחן הלא זמין באבק, בדומה למנגנוני ההמסה של המיקרואורגניזמים המוכרים בריזוספירה.

ממצאינו מספקים עדות ישירה לתפקידם הפעיל של PSBs בתהליך קליטת זרחן דרך הפילוספירה. מסלול זה מקביל למנגנונים בריזוספירה אך מציג תכונות ייחודיות המותאמות לסביבה העל קרקעית.