חוּץ לָאָרֶץ
רוב הערים החקלאיות בארה"ב, רוסיה, קנדה ומדינות אחרות גדלות באמצעות דשנים מינרליים. חלק משמעותי מהם הוא דשנים חנקן. בלעדיהם, התשואה של יושבות חקלאיות רבות פוחתת ב -30, ולפעמים 50%. אבל יותר ויותר, ההשפעה של החלת דשנים מושווה להשפעה שלילית על הטבע. לדוגמה, ההערכה היא כי הייצור השנתי של דשנים חנקן רק בארצות הברית מלווה פליטות השווה גזי פליטה של שני מיליון מכוניות. פליטות מזיקות בתהליך הייצור אינן כל השלכות שליליות.שימוש שיטתי ומסיבי של דשנים חנקן לגידולים חקלאיים מוביל ללא הרף לפגיעה של סיבוב של חומרים מזינים בסביבה טבעית. וזה כבר בולט באזורים של חקלאות אינטנסיבית.
בשנים הראשונות של "בום של דשנים", תהליכים מיקרוביולוגיים באדמה מואצים, פרודוקטיביות של צמחים גדל. אבל הניתוחים האגרוכימיים של הקרקע הראו כי ההתגברות הראשונית של תהליכים ביולוגיים השתנתה במהירות להרס החומר האורגני של הקרקע. דשנים חנקן איבדו את יעילותם, שכן צורות Amide ואמוניה של דשנים הפכו לחנקות ואחריו שטיפת מי תהום ונהרות. בנוסף להפסדים בלתי יציבים של פליטות חנקן, מזיקות, סימפטום מסוכן נוסף המתבטא בעצמו: השפלה את אדמת המיקרוביוטיה. במצב כזה, מספר גדול עוד יותר של דשנים לא הגיוני - העלויות גדלות, ותשואה של יבולים יורדת.
זה היה ברור כי גישה אחרת לתזונה תזונה נדרשת. חיפוש, ההקדמה והמסחור של פתרונות אלה ייקבעו על ידי מחר agribusiness.
חיידקים שימושיים
צמחים אינם מסוגלים לספוג חנקן מהאוויר. אבל זה מסוגל לחלוטין לעשות חיידקים - endophytes. האם אפשר "ללמד" אמנים חקלאיים כדי לייצר באופן עצמאי חנקן באמצעות מיקרואורגניזמים?
פרופ 'שרון דוטי, מיקרוביולוג מאוניברסיטת וושינגטון אומר שהטבע כבר פתר בעיה זו. שרון החל ללמוד ערבות וערצפון - עצים שצומחים לאורך גדות נהרות בקרקעות, חנקן גרוע ביותר. כאשר DTO בחן את עצי ה- DNA Endophyte במעבדה - גנים הראו כי החיידקים יכולים לתקן חנקן. מדענים תהו: האם ניתן להשתמש Endophytes לחקלאות? החוקרים לקחו את שתילי הגידולים וספגו אותם בחדר האמבטיה עם אנדופיטס מן הפופלאות, ולאחר מכן הבחינו בפיתוח של שתילים.
צמחים עם Endophytes היו שורשים גדולים יותר ועלים. וכמה סוגים של עגבניות ופלפלים בולגריים כמעט הכפיל את מספר הפירות שהם הפיקו. קבוצת שרון דוטי סבורה כי המחקר של Endophytes ברקמות הפנימיות של צפצפה הוא גם מבטיח ליצור תרופות מיקרוביאליות הפחתת שדות מזוהמים עם toulti ו מתכות כבדות.
למרות שהתוצאות הן מבטיחות, חוקרים אמריקאים מבינים שההצלחה במעבדה אינה מאושרת תמיד בתחום. בנוסף, יש צורך ליצור ייצור תעשייתי של מיקרואורגניזמים כאלה, כך שהם לא יקרים. כמה ניסיונות לפתח חיידקים שימושיים לחקלאות נכשלו בשל עלויות גבוהות של הייצור.
קולמנים שימושיים
בסוף השנה שעברה, שתי חברות אמריקאיות נוספות הודיעו על תחילת שיתוף הפעולה על יצירת מוצרי מיקרוביאל חדשים. חברת פסיפס וביוקונפורט, Inc. שיתוף פעולה החלה בפיתוח וייצור של מוצרי מיקרוביאלית חנקן לתירס, חיטה ותרבויות רטובות אחרות. בשחרור הרשמי אמרו נציגי החברה:"אנו מאמינים כי הניסיון המצטבר שלהם וגישה לשוק בתחום הדשן ותזונה של גידולים הם הדרך האידיאלית להיכנס לשוק של מוצרי מיקרוביאלית חנקן חדשניים. חיידקים שלנו ישלימו והרחיב את העסק הוקמה לייצור חומרים מזינים עבור היבול פסיפס באינטרסים של יצרנים בכל אמריקה ".
חיידקים endophytic עם אילו החוקרים פועלים מסוגלים ליישב את הרקמות הפנימיות של הצמח, מבלי לגרום למחלותיו ואין לו השפעה שלילית על התפתחות. מעניין, חיידקים endophytes להתנחל באותם נישות סביבתיות כמו מיקרואורגניזמים phytophogenic, ולכן הם יכולים להיחשב שיטה פוטנציאלית של biocontrol phytopathogen.
פסיפס וביוקונפורטיה מתכוונים ליצור מוצרים מיקרוביאליים לשימוש בקרקע ובזרעי עיבוד. המוצר החדש יכול לשמש בנפרד או בשילוב עם כימיקלים מסורתיים ודשנים. חוקרי Bioconsortia מתכוונים "להביא לתנאי" חיידקים טבעיים הנבגים באמצעות טכנולוגיות לשיפור זנים ועריכה גנים. Biocononortia פטנט מבחר מיקרוביאלי מתקדם (AMS) תהליך, רב לחתום הקרנת, קולוניזציה טכנולוגיה, כמו גם אוסף קיים של חיידקים תיקון חנקן. במסגרת הסכם הפסיפס יקבל פסיפס זכויות בלעדיות לטכנולוגיית קיבוע חנקן לתרבויות רטובות גדולות בצפון ובדרום אמריקה. Bioconsortia ישמור על כל הזכויות לטכנולוגיה עבור פירות, ירקות, מדשאות ותרבויות דקורטיביות ועל כל סוגי השימוש מחוץ לאמריקה.
אחסון, אמון, אוניברסליות
למרות האינטרס הפעיל של יצרני דשנים רבים ואגרוכימיה למוצרים מיקרוביאליים, מצפים שהם יהיו חופשיים להיות דשנים רגילים בעתיד הקרוב, לא שווה את זה. יצרנים של מוצרים מיקרוביאליים חדשניים יצטרכו לפתור כמה בעיות חשובות יותר. אחד מהם הוא אמון של יצרנים חקלאיים לטכנולוגיות חדשות. לדוגמה, BioGro ביו גזע ביו נגזר מסחרית ממספר זנים של מיקרואורגניזמים שימושיים היה יעיל באורז גדל. אבל החקלאים לא סומך על פיתוח. כתוצאה מכך, יותר ממחצית החברות המייצרות ביוגו לא עבדה בעסק הזה ובשנתיים.
הבעיה השנייה היא התנאים לאחסון bioproducts. החקלאים מעדיפים לקנות זרעים מטופלים. הם נשארים מתאימים לשימוש גם כאשר מאוחסנים במשך מספר חודשים או שנים. Bioproducts שנוצרו הם תובעניים יותר על תנאי אחסון ולא יכול עדיין לשמור על הנכסים שלהם לאורך תקופה ארוכה.
בעיה נוספת היתה "התמחות צרה". שלא כמו דשנים מסורתיים שניתן להשתמש בהם עבור כל סוג של יבולים בכל מקום בעולם, Endophytes הם לא פתרון אוניברסלי. בנוסף, יש צורך להתאים את החיידקים למצבים אקלימיים וסביבתיים שונים. יוצרי מוצרים חדשים מבינים כי האפקט החיובי תלוי ישירות בסוג החקלאות, כגון קרקע ואקלים. אם אחד התנאים אינו מתאים - הפתרון לא יעבוד. נוכחות של חומרי הדברה או מיקרואורגניזמים אחרים באדמה יכול גם להשפיע לרעה על ההצלחה של חנקן.
במילים אחרות, יש עדיין הרבה עבודה, לפני Endophytes יכול ברצינות לחץ דשנים מסורתיים. אבל, אם לשפוט לפי המצב, זה רק עניין של זמן.
Larisa Yuzhaninova
בהכנת המאמר, NPR.ORG מידע משמש, Agribusiness גלובל, חקלאי מודרני.