Utomlands
De flesta jordbruksstäder i USA, Ryssland, Kanada och andra länder odlas med hjälp av mineralgödselmedel. En betydande del av dem är kvävegödselmedel. Utan dem minskar avkastningen på många jordbruksulfater med 30, och ibland 50%. Men i allt högre grad jämförs effekten av att applicera gödselmedel med negativ påverkan på naturen. Det beräknas till exempel att den årliga produktionen av kvävegödselmedel endast i Förenta staterna åtföljs av utsläpp som är lika med avgaser på två miljoner bilar. Och skadliga utsläpp i produktionsprocessen är inte alla negativa konsekvenser.Systematisk och massiv användning av kvävegödselmedel för jordbruksgrödor leder oupphörligt till en överträdelse av rotationen av näringsämnen i en naturlig miljö. Och detta är redan märkbart i de intensiva jordbruksregionerna.
Under de första åren av "bommer av gödselmedel" accelererades mikrobiologiska processer i marken, ökade produktiviteten hos växter. Men jordens agrokemiska analyser visade att den initiala intensifieringen av biologiska processer snabbt förändrades till destruktionen av jordens organiska substans. Kvävegödselmedel förlorade sin effektivitet, eftersom amid- och ammoniakformerna av gödselmedel förvandlades till nitrater följt av tvättning i grundvatten och floder. Förutom oproduktiva förluster av kväve, skadliga utsläpp, ett annat farligt symptom manifesterade sig själv: försämrade mikrobiotajorden. I en sådan situation ger ett ännu större antal gödselmedel ingen mening - kostnaderna växer och avkastningen av grödor minskar.
Det blev uppenbart att något annat tillvägagångssätt för näringsnäring krävs. Sök, införandet och kommersialiseringen av sådana lösningar kommer att bestämmas av morgondagens agribusiness.
Användbara mikrober
Växter kan inte absorbera kväve från luften. Men det här är perfekt att göra mikrober - endofyter. Är det möjligt att "undervisa" jordbrukskulistorer för att självständigt producera kväve med hjälp av mikroorganismer?
Professor Sharon Doti, en mikrobiologi från University of Washington säger att naturen redan har löst detta problem. Sharon började studera Willows och Poplar - träd växer längs floderna i jordar, extremt dåligt kväve. När DTO undersökte DNA-endofyträd i laboratoriet - gener visade att mikroberna kan fixa kväve. Forskare undrade: Är det möjligt att använda endofyter för jordbruket? Forskare tog plantorna av grödor och blötläggde dem i badrummet med endofyter från poplas och observerade sedan utvecklingen av plantor.
Växter med endofyter hade större rötter och löv. Och vissa typer av tomater och bulgariska paprika fördubblades nästan antalet frukter som de producerade. Sharon Doti-koncernen anser att studien av endofyter i de inre vävnaderna i Poplar också lovande att skapa mikrobiella droger som minskar fält förorenade med touulti och tungmetaller.
Även om resultaten är lovande, förstår amerikanska forskare att framgång i laboratoriet inte alltid bekräftas på fältet. Dessutom är det nödvändigt att skapa industriell produktion av sådana mikroorganismer så att de inte är dyra. Vissa försök att utveckla användbara mikrober för jordbruk misslyckades på grund av de höga produktionskostnaderna.
Användbara koloniserare
I slutet av förra året tillkännagav två amerikanska företag starten av samarbete om skapandet av nya mikrobiella produkter. Mosaic Company och Bioconsortia, Inc. Samarbetet började på utveckling och produktion av kvävefixering av mikrobiella produkter för majs, vete och andra stora våta kulturer. I den officiella utgåvan sade företrädare för företaget:"Vi tror att deras ackumulerade erfarenhet och tillgång till marknaden inom gödselmedel och näring av grödor är det perfekta sättet att komma in på marknaden för innovativa kvävefixering av mikrobiella produkter. Våra mikrober kommer att komplettera och utöka den etablerade affären för produktion av näringsämnen för crops mosaik i intresse för tillverkare i hela Amerika. "
Endofytiska bakterier med vilka forskare arbetar kan avgöra växtens inre vävnader, utan att orsaka sina sjukdomar och inte har någon negativ inverkan på utvecklingen. Intressant är att bakteriellt endofyter koloniserar samma miljömässiga nischer som fytopatogena mikroorganismer, därför kan de betraktas som en potentiell metod för biokontrolfytopatogen.
Mosaik och biokonsorti avser att skapa mikrobiella produkter för användning i mark och bearbetning av frön. Den nya produkten kan användas separat eller i kombination med traditionella kemikalier och gödningsmedel. Bioconsortia forskare avser att "ta med tillståndet" naturliga sporbildande bakterier med hjälp av teknik för att förbättra stammar och redigeringsgener. Bioconsortia patenterade det avancerade mikrobiella urvalet (AMS), multi-sign-screening, koloniseringsteknik, liksom en befintlig samling av kvävefixerande bakterier. Inom ramen för det mosaikavtalet kommer mosaiken att få exklusiva rättigheter till kvävefixeringsteknik för stora våta kulturer i Nord- och Sydamerika. Bioconsortia kommer att behålla alla rättigheter till teknik för frukter, grönsaker, gräsmattor och dekorativa kulturer och för alla typer av användning utanför Amerika.
Lagring, förtroende, universalitet
Trots det aktiva intresset för många gödningsmedelstillverkare och agrokemikalier till mikrobiella produkter, förväntar sig att de kommer att vara fria att vara vanliga gödningsmedel inom en snar framtid, inte värt det. Tillverkare av innovativa mikrobiella produkter måste lösa några viktiga problem. En av dem är förtroendet för jordbruksproducenterna till ny teknik. Exempelvis var Biogro Bio-Breed Bio-kommersiellt härledd från flera stammar av användbara mikroorganismer effektivt i växande ris. Men bönderna litade inte på att utveckla. Som ett resultat fungerade mer än hälften av de företag som producerar Biogro inte i denna verksamhet och två år.
Det andra problemet är villkoren för lagring av bioprodukter. Jordbrukare föredrar att köpa behandlade frön. De är fortfarande lämpliga för användning även vid lagring i flera månader eller år. Skapade bioprodukter är mer krävande på lagringsförhållanden och kan ännu inte behålla sina egenskaper under en lång period.
Ett annat problem var den "smala specialiseringen". Till skillnad från traditionella gödselmedel som kan användas för någon typ av grödor var som helst i världen, är endofyter inte en universell lösning. Dessutom är det nödvändigt att anpassa mikroberna till olika klimatiska och miljömässiga situationer. Skaparna av nya produkter förstår att den positiva effekten direkt beror på vilken typ av jordbruk, som jord och klimat. Om en av villkoren inte passar - kommer lösningen inte att fungera. Närvaron av bekämpningsmedel eller andra mikroorganismer i jorden kan också negativt påverka kväveens framgång.
Med andra ord finns det fortfarande mycket arbete, innan endofyter på allvar kan pressa traditionella gödningsmedel. Men, döma av situationen, det är bara en fråga om tid.
Larisa Yuzhaninova
För att förbereda artikeln används NPR.org-information, jordbruksglasögon, modern bonde.