Nová studie publikovaná v Global Change Biology zjistila, že přidání predátorů půdního mikrobiomu - protistů a háďátek - do zemědělské půdy zvýšilo rostlinnou biomasu o 53 %, čímž překonalo účinek přidaného syntetického dusíkatého hnojiva. Zjištění naznačují, že řízení potravní sítě půdy by mohlo snížit závislost plodin na konvenčních vstupech dusíku při zachování nebo zlepšení výnosů.
Jak půdní predátoři překonali dusíkaté hnojivo
Vědci provedli kontrolované skleníkové experimenty s použitím konopí (konopí) jako testovací plodiny. Rostliny dostaly jedno ze čtyř ošetření: kontrola bez přísad, samotné syntetické dusíkaté hnojivo, samotné predátory půdního mikrobiomu (protistové a háďátka) nebo kombinace hnojiva a predátorů. Pouze ošetření predátorem-vedlo k 53% nárůstu nadzemní biomasy ve srovnání s nehnojenou kontrolou -, což je větší zisk než samotné dusíkaté hnojivo.
Mechanismus se podle autorů studie soustředí na "mikrobiální smyčku" v rhizosféře. Protistové a hlístice se živí půdními bakteriemi a uvolňují dusík uzavřený v bakteriální biomase zpět do rostlinných{1}}dostupných forem. Tento pastevní tlak také přetváří složení bakteriální komunity a upřednostňuje druhy, které podporují růst rostlin a koloběh živin. Výsledkem je efektivnější přenos dusíku z půdní organické hmoty do rostliny.
Důsledky pro snížení dusíkatých hnojiv
Autoři studie poznamenali, že jejich zjištění podporují rostoucí počet výzkumů půdních mikrobiomů, které ukazují, že biologické hospodaření s půdou může částečně nahradit vstupy syntetických hnojiv. Pokud se výsledky udrží na poli, záměrné vysazování nebo povzbuzování populací predátorů by mohlo zemědělcům umožnit snížit dávky dusíku bez obětování produktivity.
To je v souladu s širším průmyslovým posunem směrem k biologickým úpravám půdy. Společnost Switch Bioworks nedávno zahájila v USA polní pokusy s umělými mikroby fixujícími dusík- v kukuřici a společnosti jako Pivot Bio komercializovaly produkty mikrobiálního dusíku se stejným cílem - snížení používání syntetických hnojiv prostřednictvím biologických cest.
Potravinový webový přístup k výživě plodin
Na rozdíl od uměle vytvořených mikrobů nebo biologických fixátorů dusíku pracuje přístup založený na predátorech- spíše se stávající ekologií půdy, než se zaváděním nových organismů. Protisti a háďátka jsou přirozenou součástí zdravých půd, které jsou často vyčerpány intenzivním zpracováním půdy, fumigací a intenzivním používáním hnojiv. Studie naznačuje, že obnova těchto populací - snížením obdělávání půdy, přidáváním organické hmoty nebo cíleným očkováním - by mohla uvolnit dusík již přítomný v půdní mikrobiální biomase.
Výzkum byl proveden s použitím jediného druhu plodiny ve skleníkových podmínkách a autoři varovali, že před převedením výsledků do komerčních doporučení je nutná terénní validace napříč různými plodinami, půdními typy a klimatickými zónami. Přechod ze skleníkových nádob na zemědělská pole zavádí proměnné - včetně stávajících populací půdních predátorů, režimů zpracování půdy a chemických vstupů -, které by mohly ovlivnit velikost reakce biomasy.
Pro průmysl hnojiv studie přidává důkaz, že půdní mikrobiom představuje jak konkurenční hrozbu, tak komerční příležitost. Společnosti, které dokážou vyvinout produkty zlepšující prospěšné interakce s půdou a potravou - namísto pouhého nahrazení syntetické molekuly dusíku-za-molekuly -, mohou najít odlišné postavení na trhu, protože regulační orgány a zemědělci stále více upřednostňují zdraví půdy.
