Nova studija objavljena u Global Change Biology otkrila je da je dodavanje predatora mikrobioma tla - protista i nematoda - poljoprivrednom tlu povećalo biljnu biomasu za 53%, što je bolje od efekta dodanog sintetičkog azotnog đubriva. Nalazi sugeriraju da bi upravljanje mrežom hrane u tlu moglo smanjiti ovisnost usjeva o konvencionalnim unosima dušika uz održavanje ili poboljšanje prinosa.
Kako su grabežljivci tla nadmašili dušično đubrivo
Istraživači su proveli kontrolisane eksperimente u staklenicima koristeći kanabis (konoplja) kao test usev. Biljke su primile jedan od četiri tretmana: kontrola bez dodataka, samo sintetičko dušično gnojivo, samo grabežljivci mikrobioma tla (protisti i nematode) ili kombinacija gnojiva i predatora. Samo tretman predatora-proizveo je povećanje nadzemne biomase za 53% u poređenju sa neoplodnom kontrolom -, što je veći dobitak nego samo azotno đubrivo.
Mehanizam se, prema autorima studije, usredsređuje na "mikrobnu petlju" u rizosferi. Protisti i nematode se hrane bakterijama u tlu, oslobađajući dušik zaključan u bakterijskoj biomasi natrag u oblike{1}}dostupne biljkama. Ovaj pritisak paše također preoblikuje sastav bakterijske zajednice, favorizirajući vrste koje potiču rast biljaka i kruženje nutrijenata. Rezultat je efikasniji prijenos dušika iz organske tvari tla u biljku.
Implikacije za smanjenje azotnog đubriva
Autori studije su istakli da njihovi nalazi podržavaju sve veći broj istraživanja mikrobioma tla koji pokazuju da biološko upravljanje zemljištem može djelomično zamijeniti unos sintetičkih gnojiva. Ako se rezultati zadrže na nivou polja, namjerno uvođenje ili ohrabrivanje populacija grabežljivaca moglo bi omogućiti poljoprivrednicima da smanje stope primjene dušika bez žrtvovanja produktivnosti.
Ovo je u skladu sa širim pomakom industrije prema biološkim izmjenama tla. Switch Bioworks je nedavno pokrenuo terenska ispitivanja u SAD-u za projektovane mikrobe koji-fiksiraju azot u kukuruzu, a kompanije poput Pivot Bio komercijalizirale su mikrobne azotne proizvode sa istim ciljem - smanjenjem upotrebe sintetičkog đubriva putem bioloških puteva.
Mrežni pristup ishrani usjeva
Za razliku od dizajniranih mikroba ili bioloških fiksatora dušika, pristup baziran na predatorima{0}} radi s postojećom ekologijom tla umjesto uvođenjem novih organizama. Protisti i nematode su prirodne komponente zdravog tla koje se često iscrpljuje intenzivnom obradom tla, fumigacijom i velikom upotrebom gnojiva. Studija sugerira da bi obnavljanje ovih populacija - kroz smanjenu obradu tla, dodavanje organske tvari ili ciljanu inokulaciju - moglo otključati dušik koji je već prisutan u mikrobnoj biomasi tla.
Istraživanje je provedeno korištenjem jedne vrste usjeva u uslovima staklenika, a autori su upozorili da je potrebna validacija na terenu za više usjeva, tipova tla i klimatskih zona prije nego što se rezultati mogu prevesti u komercijalne preporuke. Skaliranje od saksija staklenika do poljoprivrednih polja uvodi varijable - uključujući postojeće populacije grabljivica tla, režime obrade tla i hemijske inpute - koje bi mogle utjecati na veličinu odgovora biomase.
Za industriju gnojiva, studija dodaje dokaze da mikrobiom tla predstavlja i konkurentsku prijetnju i komercijalnu priliku. Kompanije koje mogu razviti proizvode koji poboljšavaju korisne interakcije s hranom u tlu - umjesto da jednostavno zamjenjuju sintetički molekul azota-za-molekul - mogu naći diferenciranu poziciju na tržištu jer regulatori i farmeri sve više daju prioritet zdravlju tla.
