Ancak geçmişte yapılan araştırmalar, bitkilerin biyokömürlere farklı tepkiler verdiğini ortaya koymuştur. Bazıları daha iyi büyürken, diğerleri sanki hiç gübrelenmemiş gibi tepki vermiş ve hatta bazıları biyokömür gübresinden zehirlenmiştir.

Joseph Gottlieb Kölreuter Bitki Bilimleri Enstitüsü (JKIP) ve Teknik Kimya Enstitüsü'nden KIT araştırmacılarından oluşan disiplinler arası bir ekip, domates fidelerini kullandı ve biyokömür biyokütlesinin kökeninin toprakta bulunan arbusküler mikorizal mantarlarla (AM mantarları) simbiyoz için çok önemli olduğunu buldu.

Ekip, ilk deneyde buğday samanı ve tavuk gübresinden yapılan biyokömürlerin etkisini inceledi. Tavuk gübresi biyokömürü, buğday samanı bazlı biyokömüre kıyasla dokuz kat daha fazla fosfat içeriyordu. Fosfat, bitkilerin büyümesi için gerekli bir moleküldür. JKIP'de moleküler fitopatoloji uzmanı olan Profesör Natalia Requena, "Beklendiği gibi, tavuk gübresi biyokömürü ile gübrelenen domates fideleri hızlı ve parlak bir şekilde büyüdü" diyor. "Doğrudan işleme için çok fazla fosfat mevcuttu."

AM mantarları ile simbiyoz, bitkinin uzun vadeli büyümesini sağlar. İkinci bir deneyde, araştırmacılar AM mantarlarının domates bitkilerinde kolonileşmesini sağladı. Bu mikrofunguslar 400 milyon yıldan fazla bir süredir Dünya'da kara bitkilerinin %80'inin köklerinde yaşamaktadır. Kabukta kolonize olur, fosfatı alır ve bitkiye aktarırlar. Buna karşılık bitki de onlara şeker ve lipid sağlar.

Seçilen molekülleri gözlemleyen araştırmacılar, tavuk gübresine dayalı fosfat bakımından zengin biyokömürün domates ve AM mantarları arasındaki bu simbiyozu bozduğunu tespit etti: Moleküler değişim neredeyse hiç gerçekleşmedi. Buğday samanına dayalı biyokömür ise tam tersini yaptı; bitki ve mikrofunguslar aktif bir simbiyoz geliştirdi. Requena, "Uzun vadede, buğday samanı biyokömürü ile gübrelenen bitkiler diğer mikroorganizmalarla daha uyumlu ve patojenlere karşı çok daha iyi korunuyor" diye açıklıyor. "Bitkilerin bu kadar karmaşık bir moleküler tepki vermesini beklemiyorduk."

Ekip bu sonuçları kanıtlamak için gen ifadesi analizini kullandı. Requena, "Bu karmaşık ve pahalı bir yöntem, ancak bitkinin genlerinde neler olduğunu ve hangi belirteçlerin tetiklenip tetiklenmediğini görmemizi sağlıyor" diyor. Bitkilerin tepkisini daha da iyi anlamak için daha fazla deney yapılması gerekecek. Requena, "Bu tepkiyi çözmeyi başardığımızda, bitkileri uzun vadede daha az fosfata ve dolayısıyla daha az mineral gübreye ihtiyaç duyacakları şekilde programlayabiliriz" diyor.