Forskare – från Purdue University och University of Wisconsin-Madison i samarbete med startup Pivot Bio – visade hur användningen av genredigerade mikrober kunde ge tillräckligt med kväve för grödor som majs med en trolig minskning på 40 pund av användningen av syntetiska kvävegödselmedel samtidigt som uppnå samma nivå av skörd.
Historiskt, säger miljövetenskapsprofessor vid Michigan State University Dr. Bruno Basso, har kvävehantering varit svår – eftersom jord-växt-atmosfärsystemet är så starkt kopplat till varandra. Och nu står kvävegödselmedel inför ett antal utmaningar: hur man behåller bäst i jorden, oförutsägbar väderlek och till och med hur näringsämnen absorberas. Denna nya teknik försöker övervinna dessa problem och öka både produktivitet och miljömässig hållbarhet.
Det verkliga genombrottet ligger i användningen av "diazotrofer", speciella bakterier som naturligt kan omvandla atmosfäriskt kväve till ammonium. Denna process, känd som biologisk kvävefixering (BNF), hade varit den största källan till kväve till grödor innan syntetiska gödselmedel. Diaotrofer, vars naturliga former utgör majoriteten av diazotrofer, minskar emellertid sin kvävefixerande aktivitet om de utsätts för höga halter av kväve under längre perioder. Pivot Bio-forskare har nu konstruerat genredigerade diazotrofer som fortsätter att utföra BNF även vid höga nivåer av kväve, vilket maximerar direkt leverans av kväve direkt till grödor.
I kärnan av denna teknologi erbjuder Pivot Bio PROVEN® 40, en andra generationens produkt som använder genredigerade mikrober för att effektivt fixera atmosfäriskt kväve även i jordar som gödslats syntetiskt. Tester både i laboratorier och fältmiljöer spårade atmosfäriskt kväve till majsbladsklorofyll och visade att detta kväve faktiskt tillfördes från luften av mikroberna. Denna innovation har djupa implikationer eftersom plantorna under PROVEN 40 hade högre nivåer av kväve initialt in på säsongen och behövde mindre syntetisk gödsel.
Under 2017 utökade Pivot Bio användningen av produkter för mer än 13 miljoner hektar i USA i detta avseende, vilket visar den växande övergången till miljövänliga kvävelösningar. Enligt Dr. Basso kan denna teknik minska jordbrukets föroreningar avsevärt och tjänar därför inte bara bönderna utan även ekosystemen och världens livsmedelssäkerhet.
