Μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Global Change Biology διαπίστωσε ότι η προσθήκη αρπακτικών μικροβιωμάτων του εδάφους - πρωτιστών και νηματωδών - στο γεωργικό έδαφος ενίσχυσε τη φυτική βιομάζα κατά 53%, υπερτερώντας της επίδρασης του προστιθέμενου συνθετικού αζωτούχου λιπάσματος. Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η διαχείριση του τροφικού πλέγματος του εδάφους θα μπορούσε να μειώσει την εξάρτηση των καλλιεργειών από τις συμβατικές εισροές αζώτου, διατηρώντας ή βελτιώνοντας τις αποδόσεις.
Πώς τα αρπακτικά του εδάφους ξεπέρασαν τα αζωτούχα λιπάσματα
Οι ερευνητές διεξήγαγαν ελεγχόμενα πειράματα θερμοκηπίου χρησιμοποιώντας κάνναβη (κάνναβη) ως δοκιμαστική καλλιέργεια. Τα φυτά έλαβαν μία από τις τέσσερις θεραπείες: έναν έλεγχο χωρίς προσθήκες, μόνο συνθετικό αζωτούχο λίπασμα, αρπακτικά μικροβιώματος του εδάφους (πρωτίστες και νηματώδεις) μόνο ή συνδυασμό λιπάσματος και αρπακτικών. Η επεξεργασία μόνο με αρπακτικά-προκάλεσε αύξηση 53% στην υπέργεια βιομάζα σε σύγκριση με τον μη γονιμοποιημένο μάρτυρα - ένα μεγαλύτερο κέρδος από το αζωτούχο λίπασμα που παρέχεται μόνο.
Ο μηχανισμός, σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, επικεντρώνεται στον «μικροβιακό βρόχο» στη ριζόσφαιρα. Οι πρωτιστές και τα νηματώδη τρέφονται με βακτήρια του εδάφους, απελευθερώνοντας άζωτο που είναι εγκλωβισμένο στη βακτηριακή βιομάζα πίσω σε-διαθέσιμες μορφές στα φυτά. Αυτή η πίεση βόσκησης αναδιαμορφώνει επίσης τη σύνθεση της βακτηριακής κοινότητας, ευνοώντας είδη που προάγουν την ανάπτυξη των φυτών και τον κύκλο των θρεπτικών συστατικών. Το αποτέλεσμα είναι μια πιο αποτελεσματική μεταφορά αζώτου από την οργανική ύλη του εδάφους στο φυτό.
Επιπτώσεις για τη μείωση του αζωτούχου λιπάσματος
Οι συγγραφείς της μελέτης σημείωσαν ότι τα ευρήματά τους υποστηρίζουν έναν αυξανόμενο όγκο ερευνών για το μικροβίωμα του εδάφους που δείχνει ότι η βιολογική διαχείριση του εδάφους μπορεί να υποκαταστήσει εν μέρει τις εισροές συνθετικών λιπασμάτων. Εάν τα αποτελέσματα διατηρηθούν σε κλίμακα αγρού, η εσκεμμένη εισαγωγή ή ενθάρρυνση πληθυσμών αρπακτικών θα μπορούσε να επιτρέψει στους αγρότες να μειώσουν τα ποσοστά εφαρμογής αζώτου χωρίς να θυσιάσουν την παραγωγικότητα.
Αυτό ευθυγραμμίζεται με την ευρύτερη στροφή της βιομηχανίας προς τις βιολογικές τροποποιήσεις του εδάφους. Η Switch Bioworks ξεκίνησε πρόσφατα δοκιμές πεδίου στις ΗΠΑ για μηχανικά άζωτο-που διορθώνει μικρόβια στο καλαμπόκι και εταιρείες όπως η Pivot Bio έχουν εμπορευματοποιήσει προϊόντα μικροβιακού αζώτου με στόχο τον ίδιο στόχο - τη μείωση της χρήσης συνθετικών λιπασμάτων μέσω βιολογικών οδών.
Μια προσέγγιση τροφικού ιστού για τη διατροφή των καλλιεργειών
Σε αντίθεση με τα κατασκευασμένα μικρόβια ή τους βιολογικούς σταθεροποιητές αζώτου, η προσέγγιση που βασίζεται σε αρπακτικά-συνεργάζεται με την υπάρχουσα οικολογία του εδάφους αντί για την εισαγωγή νέων οργανισμών. Οι πρωτίστες και οι νηματώδεις είναι φυσικά συστατικά υγιών εδαφών που συχνά εξαντλούνται από την εντατική άροση, τον υποκαπνισμό και τη βαριά χρήση λιπασμάτων. Η μελέτη προτείνει ότι η αποκατάσταση αυτών των πληθυσμών - μέσω μειωμένης άροσης, προσθήκης οργανικής ύλης ή στοχευμένου εμβολιασμού - θα μπορούσε να ξεκλειδώσει το άζωτο που υπάρχει ήδη στη μικροβιακή βιομάζα του εδάφους.
Η έρευνα διεξήχθη χρησιμοποιώντας ένα μεμονωμένο είδος καλλιέργειας σε συνθήκες θερμοκηπίου και οι συγγραφείς προειδοποίησαν ότι απαιτείται επικύρωση πεδίου σε πολλές καλλιέργειες, τύπους εδάφους και κλιματικές ζώνες πριν τα αποτελέσματα μεταφραστούν σε εμπορικές συστάσεις. Η κλιμάκωση από γλάστρες θερμοκηπίου σε αγροκτήματα εισάγει μεταβλητές - συμπεριλαμβανομένων των υπαρχόντων πληθυσμών αρπακτικών του εδάφους, των καθεστώτων οργώματος και των χημικών εισροών - που θα μπορούσαν να επηρεάσουν το μέγεθος της απόκρισης της βιομάζας.
Για τη βιομηχανία λιπασμάτων, η μελέτη προσθέτει στοιχεία ότι το μικροβίωμα του εδάφους αντιπροσωπεύει τόσο ανταγωνιστική απειλή όσο και εμπορική ευκαιρία. Οι εταιρείες που μπορούν να αναπτύξουν προϊόντα που ενισχύουν τις ευεργετικές αλληλεπιδράσεις στον ιστό τροφίμων εδάφους - αντί να αντικαθιστούν απλώς το μόριο συνθετικού αζώτου-για-μόριο - ενδέχεται να βρουν μια διαφοροποιημένη θέση στην αγορά καθώς οι ρυθμιστικές αρχές και οι αγρότες δίνουν ολοένα και περισσότερο προτεραιότητα στην υγεία του εδάφους.
