Jauns pētījums, kas publicēts žurnālā Global Change Biology, atklāja, ka augsnes mikrobiomu plēsēju - protistu un nematodu - pievienošana lauksaimniecības augsnei palielināja augu biomasu par 53%, pārspējot pievienotā sintētiskā slāpekļa mēslojuma ietekmi. Rezultāti liecina, ka augsnes barības tīkla pārvaldība varētu samazināt ražas atkarību no parastajām slāpekļa ievadēm, vienlaikus saglabājot vai uzlabojot ražu.
Kā augsnes plēsēji pārspēja slāpekļa mēslojumu
Pētnieki veica kontrolētus siltumnīcas eksperimentus, izmantojot kaņepes (kaņepes) kā testa kultūru. Augi saņēma vienu no četrām apstrādēm: kontroli bez piedevām, tikai sintētisko slāpekļa mēslojumu, tikai augsnes mikrobiomu plēsējus (protistus un nematodes) vai mēslojuma un plēsēju kombināciju. Tikai plēsēju -apstrāde radīja virszemes biomasas pieaugumu par 53%, salīdzinot ar neapaugļotu kontroli, - lielāku pieaugumu nekā tikai ar slāpekļa mēslojumu.
Mehānisms, pēc pētījuma autoru domām, ir vērsts uz "mikrobu cilpu" rizosfērā. Protisti un nematodes barojas ar augsnes baktērijām, izdalot baktēriju biomasā bloķēto slāpekli atpakaļ augos{1}}pieejamās formās. Šis ganīšanas spiediens arī pārveido baktēriju kopienas sastāvu, dodot priekšroku sugām, kas veicina augu augšanu un barības vielu apriti. Rezultāts ir efektīvāka slāpekļa pārnešana no augsnes organiskajām vielām uz augu.
Ietekme uz slāpekļa mēslojuma samazināšanu
Pētījuma autori atzīmēja, ka viņu atklājumi atbalsta pieaugošo augsnes mikrobiomu pētījumu skaitu, kas parāda, ka bioloģiskā augsnes apsaimniekošana var daļēji aizstāt sintētisko mēslojumu. Ja rezultāti atbilst lauka mērogā, plēsēju populāciju apzināta ieviešana vai veicināšana varētu ļaut lauksaimniekiem samazināt slāpekļa lietošanas daudzumu, nezaudējot produktivitāti.
Tas atbilst plašākai nozares pārejai uz bioloģiskiem augsnes grozījumiem. Uzņēmums Switch Bioworks nesen uzsāka ASV lauka izmēģinājumus ar inženierijas slāpekli{3}}fiksējošiem mikrobiem kukurūzā, un tādi uzņēmumi kā Pivot Bio ir komercializējuši mikrobu slāpekļa produktus, kuru mērķis ir tas pats mērķis - samazināt sintētiskā mēslojuma izmantošanu, izmantojot bioloģiskos ceļus.
Pārtikas tīkla pieeja kultūraugu uzturam
Atšķirībā no mākslīgiem mikrobiem vai bioloģiskiem slāpekļa fiksētājiem, uz plēsējiem{0}} balstītā pieeja darbojas ar esošo augsnes ekoloģiju, nevis ievieš jaunus organismus. Protisti un nematodes ir dabiskas veselīgas augsnes sastāvdaļas, kuras bieži noplicina intensīva augsnes apstrāde, fumigācija un intensīva mēslojuma izmantošana. Pētījums liecina, ka šo populāciju atjaunošana - ar samazinātu augsnes apstrādi, organisko vielu pievienošanu vai mērķtiecīgu inokulāciju - varētu atbrīvot slāpekli, kas jau atrodas augsnes mikrobu biomasā.
Pētījums tika veikts, izmantojot vienu kultūraugu sugu siltumnīcas apstākļos, un autori brīdināja, ka, pirms rezultātus var pārvērst komerciālos ieteikumos, ir nepieciešama lauka apstiprināšana vairākās kultūrās, augsnes tipos un klimatiskajās zonās. Mērogošana no siltumnīcas podos līdz saimniecības laukiem ievieš mainīgos lielumus -, tostarp esošās augsnes plēsēju populācijas, augsnes apstrādes režīmus un ķīmisko vielu ievadi -, kas var ietekmēt biomasas reakcijas lielumu.
Mēslošanas līdzekļu nozarei pētījums papildina pierādījumus tam, ka augsnes mikrobioms ir gan konkurences drauds, gan komerciāla iespēja. Uzņēmumi, kas var izstrādāt produktus, kas uzlabo augsnes labvēlīgo barības tīkla mijiedarbību, - nevis vienkārši aizstāj sintētisko slāpekļa molekulu-pret-molekulu -, var atrast atšķirīgu tirgus pozīciju, jo regulatori un lauksaimnieki arvien vairāk nosaka augsnes veselību.
