Naukowcy z Purdue University i University of Wisconsin-Madison we współpracy ze startupem Pivot Bio wykazali, że wykorzystanie zmodyfikowanych genetycznie mikroorganizmów może zapewnić wystarczającą podaż azotu dla upraw takich jak kukurydza, co prawdopodobnie pozwoliłoby na redukcję zużycia syntetycznych nawozów azotowych o 40 funtów, przy jednoczesnym osiągnięciu takiego samego poziomu plonów.
Historycznie, mówi profesor nauk o środowisku na Michigan State University, dr Bruno Basso, zarządzanie azotem było trudne – ponieważ system gleba-roślina-atmosfera jest tak silnie ze sobą powiązany. A teraz nawozy azotowe stają przed wieloma wyzwaniami: jak zatrzymać najlepsze w glebie, nieprzewidywalnością pogody, a nawet tym, jak wchłaniane są składniki odżywcze. Ta nowa technologia ma na celu przezwyciężenie tych problemów i zwiększenie zarówno produktywności, jak i zrównoważonego rozwoju środowiska.
Prawdziwy przełom polega na wykorzystaniu „diazotrofów”, specjalnych bakterii, które mogą naturalnie przekształcać azot atmosferyczny w amon. Ten proces, znany jako biologiczne wiązanie azotu (BNF), był głównym źródłem azotu dla upraw przed pojawieniem się nawozów syntetycznych. Jednakże diaotrofy, których rodzime formy stanowią większość diazotrofów, zmniejszają swoją aktywność wiązania azotu, jeśli są wystawione na wysokie poziomy azotu przez dłuższy czas. Naukowcy z Pivot Bio opracowali teraz zmodyfikowane genetycznie diazotrofy, które nadal wykonują BNF nawet przy wysokich poziomach azotu, maksymalizując bezpośrednie dostarczanie azotu bezpośrednio do upraw.
W centrum tej technologii Pivot Bio oferuje PROVEN® 40, produkt drugiej generacji wykorzystujący modyfikowane genetycznie mikroby do skutecznego wiązania azotu atmosferycznego nawet w glebach nawożonych syntetycznie. Testy zarówno w laboratoriach, jak i w warunkach polowych wykryły azot atmosferyczny w chlorofilu liści kukurydzy i udowodniły, że azot ten był w rzeczywistości dostarczany z powietrza przez mikroby. Ta innowacja ma głębokie implikacje, ponieważ rośliny pod wpływem PROVEN 40 miały wyższy poziom azotu na początku sezonu i potrzebowały mniej syntetycznego nawozu.
W 2017 r. Pivot Bio rozszerzył wykorzystanie produktów na ponad 13 mln akrów w USA w tym zakresie, co pokazuje rosnącą zmianę w kierunku przyjaznych dla środowiska roztworów azotowych. Według dr Basso technologia ta może znacznie zmniejszyć zanieczyszczenie rolnicze, a zatem służy nie tylko rolnikom, ale także ekosystemom i bezpieczeństwu żywnościowemu świata.
