Выращивание зерновых культур с меньшим количеством удобрений — исследование
Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе нашли способ уменьшить количество азотных удобрений, необходимых для выращивания зерновых культур. Открытие может сэкономить фермерам в США миллиарды долларов на расходах на удобрения, а также принести пользу окружающей среде.
Исследование проводится в лаборатории Эдуардо Блюмвальда, выдающегося профессора наук о растениях, который нашел новый способ улавливания азота, необходимого для роста злаков.
Открытие также может помочь окружающей среде, уменьшив загрязнение азотом, которое может привести к загрязнению водных ресурсов, увеличению выбросов парниковых газов и проблемам со здоровьем человека. Исследование было опубликовано в журнале Plant Biotechnology.
Азот играет ключевую роль в росте растений, а сельскохозяйственные операции зависят от химических удобрений, повышающих продуктивность. Но многое из того, что применяется, теряется, вымываясь в почву и грунтовые воды. Исследование Блюмвальда может создать устойчивую альтернативу.
Исследовательские центры Блюмвальда сосредоточены на увеличении преобразования газообразного азота в воздухе в аммоний почвенными бактериями — процесс, известный как фиксация азота.
Бобовые, такие как арахис и соя, имеют корневые клубеньки, которые могут использовать азотфиксирующие бактерии для обеспечения растений аммонием. Зерновые растения, такие как рис и пшеница, не обладают такой способностью и должны полагаться на получение неорганического азота, такого как аммиак и нитраты, которые получают из удобрений.
«Если растение может производить химикаты, которые заставляют почвенные бактерии фиксировать атмосферный азот, мы могли бы модифицировать растения, чтобы производить больше этих химикатов», — сказал Блюмвальд. «Эти химические вещества будут вызывать фиксацию азота почвенными бактериями, и растения будут использовать образовавшийся аммоний, уменьшая количество используемых вносимых удобрений».
Команда Блюмвальда использовала химический скрининг и геномику для выявления соединений в растениях риса, которые усиливали азотфиксирующую активность бактерий.
Затем они определили пути образования химических веществ и использовали технологию редактирования генов, чтобы увеличить производство соединений, стимулирующих образование биопленок. Эти биопленки содержат бактерии, которые усиливают преобразование азота. В результате увеличилась азотфиксирующая активность бактерий, а также количество аммония в почве для растений.
Процесс также может быть использован другими растениями. Заявка на патент на эту технологию была подана Калифорнийским университетом и находится на рассмотрении.
Источник: Калифорнийский университет в Дэвисе
