Bulgular, Frontiers in Plant Science, Trends in Microbiology ve Journal of Environmental Management dergilerinde yayınlanmıştır.

Azot ve Toprak Mikrobiyomu

Bitkilerin büyüyebilmesi için topraktaki azota ihtiyaçları vardır. Ancak bu bitkiler, topraktaki nitrojeni de kullanabilen belirli bakteri ve arkelerle rekabet eder. Bu mikroorganizmalar, nitrifikasyon adı verilen bir işlemle nitrojeni (amonyak formunda) nitrit ve nitratlara dönüştürür.

Bu nitritler ve nitratlar toprağa, yeraltı sularına ve dinlenme sularına sızarak bunları tarımsal ürünler için kullanılamaz hale getirir ve biyolojik çeşitliliği ile su kalitesini olumsuz etkiler. Ayrıca nitratlar güçlü bir sera gazı olan nitro oksit veya gülme gazına dönüştürülebilir. Çiftçiler genellikle mahsullerinin yeterli nitrojene sahip olmasını sağlamak için aşırı gübreleme yaparlar ve bu da biyolojik çeşitlilik ve çevresel sorunlara yol açar.

Nitrifikasyonu Durdurma Çabaları

Mikroorganizmalar tarafından nitrifikasyonu engelleyen maddelerin (nitrifikasyon inhibitörleri olarak bilinir) bulunması, tarımda nitrojenin daha verimli kullanılmasının anahtarıdır. Bu mikroskobik toprak organizmaları daha az nitrojen tükettiğinde bitkiler için daha fazla kullanılabilir hale gelir ve gübreleme ihtiyacı azalır. Önceki araştırmalar genellikle toprak bakterilerine odaklanarak arkeleri göz ardı etmişti. VIB-UGent Bitki Sistemleri Biyolojisi Merkezi'nden araştırmacılar, bu gizemli mikroorganizmalara odaklanarak bu boşluğu dolduruyor.

"Bu arkelerin topraktaki nitrojen tüketimi açısından önemi uzun süre göz ardı edilmiştir. Mevcut ticari inhibitörler sadece sınırlı değil, aynı zamanda arkeler üzerinde etkili değildir. Nitrifikasyon inhibisyonunun etkinliğini artırmak için arkeler üzerinde de etkili nitrifikasyon inhibitörleri araştırdık." diyen Dr. Fabian Beeckman, VIB-UGent Bitki Sistemleri Biyolojisi Merkezi'nde bir doktora sonrası araştırmacısıdır.

Araştırma grubu, arkelerdeki nitrifikasyon inhibitörlerini tanımlamak için geliştirdikleri iki test yöntemiyle yaklaşık 50.000 molekülü inceledi.

Proje koordinatörü Dr. Hans Motte, "Sadece arkeler için nitrifikasyon inhibitörlerini tanımlamakla kalmadık, aynı zamanda bakteri ve arkeler üzerinde etkili olan inhibitörlerin kombinasyonunun en iyi sonuçları verdiğini gösterdik." diyor. "Bu sonuç çok umut verici. Artık en iyi inhibitörleri bulup birleştirecek araçlara sahibiz, bu da tarımda nitrojen kullanımını gerçek anlamda azaltmamıza yardımcı oluyor."

Sürdürülebilir Bir Gelecek

Verimli nitrojen yönetimi, Avrupa İklim Yasası ve Avrupa Nitrat Direktifi kapsamındaki bir hedeftir. Araştırmacılar bu bağlamda sürdürülebilirlik konusunda bir adım daha ileri gitmektedirler.

Beeckman laboratuvarının grup lideri Profesör Tom Beeckman, "Şu anda tüm nitrifikasyon inhibitörleri sentetik moleküllerdir." diyor. "Yeni test yöntemlerimizle artık nitrifikasyon inhibitörü olarak görev yapabilen doğal molekülleri araştırabiliyoruz. Bir sonraki adımda, bu ürünleri kendileri üreten ve toprağa salgılayan bitkilere bakabiliriz. Bu, verimli organik tarım ve sürdürülebilir tarım sistemleri için yeni olanaklar sunmaktadır."