Riċerkaturi fl-Università ta 'Aarhus identifikaw seba' komposti ta 'għeruq tal-qamħ li jseħħu b'mod naturali li jrażżnu l-batterji tal-ħamrija nitrifikanti b'mod qawwi daqs inibituri tan-nitrifikazzjoni sintetiċi, u fetħu mogħdija potenzjali ta' tnissil lejn varjetajiet ta 'qamħ li jżommu aktar nitroġenu applikat mingħajr ma jeħtieġu inputs kimiċi addizzjonali jew sagrifiċċju ta' rendiment.
Il-problema tan-nitroġenu l-agrikoltura għadha qed tiffaċċja
Inqas minn nofs in-nitroġenu applikat bħala fertilizzant huwa attwalment meħud mill-uċuħ tar-raba, bil-bqija mitlufa permezz ta 'lissija fil-passaġġi tal-ilma jew emissjoni ta' gass fl-atmosfera bħala ossidu nitruż, gass serra qawwi. Għal għexieren ta' snin ir-rispons primarju kien limiti regolatorji fuq ir-rati ta' applikazzjoni u inibituri tan-nitrifikazzjoni sintetiċi, kimiċi li jnaqqsu l-konverżjoni mikrobjali tal-ammonju f'nitrat iżda jiswew ħafna flus, jeħtieġu applikazzjoni ripetuta, u jistgħu jaffettwaw organiżmi tal-ħamrija mhux-mira.
It-tim ta 'Aarhus, immexxi mir-riċerkatur post-dottorat Purna Kumar Khatri, investiga jekk il-qamħ innifsu jistax iwettaq verżjoni ta' dik il-funzjoni bijoloġikament. Ix-xogħol tagħhom jiffoka fuq l-inibizzjoni tan-nitrifikazzjoni bijoloġika, proċess li fih l-għeruq tal-pjanti jirrilaxxaw komposti naturali li jrażżnu l-mikrobi nitrifikanti responsabbli għall-konverżjoni tal-ammonju f'forma ta' nitrat aktar suxxettibbli għall-lissija-.
X'inhuma l-benzoxazinoids?
Il-benzoxazinoids huma metaboliti sekondarji prodotti b'mod naturali minn uċuħ taċ-ċereali inklużi l-qamħ, il-qamħirrum u s-segala, tradizzjonalment studjati għar-rwol tagħhom fid-difiża tal-pjanti kontra l-insetti, il-ħaxix ħażin u n-nematodi. Ir-riċerkaturi ta 'Aarhus skrinjaw 18-il kompost benzoxazinoid differenti bl-użu ta' analiżi tal-bijoluminixxenza ma 'Nitrosomonas europaea, batterju nitrifikanti mudell, u sabu seba' - inklużi BOA, MBOA, DIBOA u DIMBOA - kapaċi jrażżnu b'mod qawwi n-nitrifikazzjoni f'konċentrazzjonijiet relattivament baxxi. Minħabba li dawn il-komposti huma prodotti u rilaxxati mill-impjant innifsu aktar milli applikati esternament, joffru mekkaniżmu ta 'kunsinna fundamentalment differenti minn inibituri sintetiċi: rilaxx kontinwu u lokalizzat eżattament fejn u meta l-impjant jeħtieġ li jipproteġi n-nitroġenu disponibbli.
Linji tal-qamħ inġinerija juru li l-effett jista 'jiġi amplifikat
L-istudju qabbel linja ġenitur tal-qamħ konvenzjonali ma 'żewġ linji tal-qamħ li jġorru framment ta' kromożomi minn Leymus racemosus, ħaxix selvaġġ magħruf li jtejjeb il-karatteristiċi ta 'inibizzjoni tan-nitrifikazzjoni bijoloġika. Imkabbra b'mod idroponiku, il-linji msaħħa ħarġu konċentrazzjonijiet ogħla b'mod sinifikanti ta 'benzoxazinoids attivi mil-linja ġenitur, u l-exudates ta' l-għeruq tagħhom irażżnu n-nitrifikazzjoni sa darbtejn aktar qawwi - riżultat li jikkorrelata direttament mal-konċentrazzjonijiet ogħla ta 'kompost imkejla.
Xogħol ta' mudellar ikkwotat mir-riċerkaturi jissuġġerixxi l-uċuħ tar-raba' ppermettiet -nitrifikazzjoni-bijoloġika-inaqqas it-telf tan-nitroġenu b'20% sa 30%, u provi bikrija fuq il-post ma wrew l-ebda penalità ta' rendiment assoċjata mal-karatteristika, li jfisser li l-bdiewa jistgħu fil-prinċipju japplikaw inqas fertilizzant waqt il-ħsad ta 'volumi ta' qamħ komparabbli. Khatri qal li l-kobor tal-opportunità huwa sinifikanti anke bi gwadanji modesti ta 'effiċjenza: "Jekk tista' żżid l-effiċjenza tan-nitroġenu-uża anke b'għaxra fil-mija f'kundizzjonijiet reali tal-qasam, l-iffrankar assolut fil-fertilizzant u l-emissjonijiet huma enormi."
Mill-kimika għal mira tat-tnissil
L-għan-fit-tul huwa li s-sejbiet kimiċi jiġu tradotti fi strateġija ta' tnissil: ladarba r-riċerkaturi jidentifikaw liema mogħdijiet bijosintetiċi jipproduċu l-aktar komposti effettivi li jinibixxu nitrifikazzjoni-, dawk li jrabbu l-pjanti jistgħu jagħżlu għal varjetajiet ta' qamħ li jesprimu l-karatteristiċi b'mod aktar qawwi, mingħajr ma jeħtieġu lill-bdiewa jibdlu l-prattiki jew jixtru inputs ġodda. Ir-riċerka hija parti mill-proġett internazzjonali usa' CropSustain, li fih gruppi ta' riċerka paralleli qed jistudjaw kif dawn il-karatteristiċi jaffettwaw il-mikrobijomi tal-ħamrija u organiżmi mhux-immirati fuq medda ta' żmien itwal - mistoqsija li hija importanti għall-adozzjoni regolatorja u kummerċjali anki jekk il-bijoloġija sottostanti tkun robusta.
Is-sejbiet jaslu hekk kif is-swieq globali tan-nitroġenu jibqgħu volatili wara t-tfixkil tal-Istrett ta' Hormuz, li bagħtet il-prezzijiet tal-urea għal kważi-ogħla livelli rekord aktar kmieni din is-sena qabel korrezzjoni parzjali. Filwaqt li l-iskedi taż-żmien tat-tnissil għan-nitrifikazzjoni-li jinibixxu l-varjetajiet tal-qamħ jitħaddmu fuq orizzont ta' bosta-snin aktar milli toffri eżenzjoni immedjata, ir-riċerka żżid ma' korp dejjem jikber ta' alternattivi bijoloġiċi - flimkien ma' prodotti li jiffissaw in-nitroġenu mikrobjali-diġà kkummerċjalizzati minn kumpaniji inklużi Pivot Bio - inaqqas gradwalment is-settur agrikolu sintetiku.
L-istudju, "Benzoxazinoids bħala komposti kandidati għall-inibizzjoni tan-nitrifikazzjoni bijoloġika fil-qamħ," ġie ppubblikat fil-Fiżjoloġija tal-Pjanti u l-Bijokimika u sar f'kollaborazzjoni mal-Università ta 'Kopenħagen, l-Università ta' Aberdeen, u ċ-Ċentru Internazzjonali tat-Titjib tal-Qamħirrum u l-Qamħ (CIMMYT) tal-Messiku, li pprovda materjal taż-żerriegħa għall-prova.
