Ulusal Bilimler Akademisi Bildirilerinde yayınlanan yeni bir araştırmaya göre, bakteri, ipek ve şeker ile tohumların kaplanması bitkilerin tuzlu topraklarda gelişmesine izin verebilir (1). Yeni teknik, çiftçilere iklim değişikliğiyle bozulmuş marjinal arazileri kullanmaları için erişilebilir ve ucuz bir yol sağlayabilir.
Bitkiler yüksek derecede tuzlu topraklarda iyi gelişmez, ancak iklim değişmeye devam ettikçe toprak daha fazla tuzlanır ve kuraklık ve aşırı sıcaklıklar daha sık görülür. Ayrıca, zayıf su kalitesi ve zirai kimyasalların kullanımı toprak kalitesini düşürür. Örneğin, Fas’ta, “10 yıl önce verimli olan topraklar artık toprağın tuzluluğundan dolayı verimli değil” diyor Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) Prof Benedetto Marelli. Bu nedenle, Marelli ve araştırma ekibi, bunu azaltmak için teknolojiyi kullanmayı umuyor.
Azotlu gübreler genellikle verimi arttırmak ve en uygun yetiştirme koşullarını sağlamak için toprağa eklenir ancak bu durumunda bazı problemlere sebep olduğu bilinmektedir. Aşırı gübreleme, ciddi çevresel etkilerden bahsetmeksizin mahsul verimini azaltabilir – topraktaki mikroplar, azotu iklim değişikliğine katkıda bulunan büyük bir sera gazı olan azot oksite dönüştürür.
‘Akıllı’ biyo-gübreler
Rizobakteriler, nitrojeni havadan azot fiksasyonu olarak bilinen bir işlemle nitrojen amonyağına ve bitkilerin ihtiyaç duyduğu diğer moleküllere çekip çıkarabilen ve böylece doğal bir gübre görevi gören bir tür “azot sabitleyici bakteri” dir. Bu “akıllı” biyo-gübreler, toprak tuzluluğunu ve kuraklığı azaltırken çimlenmeyi artırmak için tasarlanmaktadır. Bununla birlikte, bakteriler çok uzun süre canlı tutulmaz ve gübrelerden daha az ekonomiktir ve bu nedenle birçok küçük çiftçinin erişemeyeceği bir yerdedir.
Bu sorunların üstesinden gelmek için, Marelli ve MIT’deki meslektaşları, rizobakterilerle birleştirilebilecek ve daha sonra tohumları kaplamak için kullanılabilecek ipek bazlı bir materyal geliştirdi. İpek, trehaloz adı verilen bir şeker ile birlikte bakterileri korur. Aslında, trehaloz, aşırı sıcaklık ve kuraklık gibi sert koşullardan kurtulmalarına yardımcı olmak için birçok mikrop tarafından doğal olarak üretilir. Araştırmacılar ayrıca ısı ve tuzlu koşulları tolere ettiği bilinen bir tür rizobakteriler seçtiler.
Stratejilerinin en iyi kısmı, ipek ve şekerin biyolojik olarak çözünebilir olması ve plastikler ve diğer sentetik malzemeler gibi çevreye herhangi bir ek zarar vermemesidir. Ve kaplama tüm işlemi hızlı, kolay ve ölçeklenebilir hale getirerek tohumların üzerine kolayca püskürtülebilir.
Kaplama, tohumlarda çimlenmeyi arttırıyor ve bitki sağlığını iyileştiriyor
Araştırmacılar şu anda, Fas’taki Marakeş-Safi bölgesindeki, sürekli kuraklık stresi ve tuzluluk ile başı dertte olan tarım alanlarına odaklanıyor. İlk tohum partisi Fas, Ben Guerir’deki Mohammed VI Polytechnic University’deki deneysel bir çiftlikte test edildi.
Bu yaklaşımı kullanarak, yazarlar nohut ve rizobakteriler, ipek ve şeker kombinasyonuyla kaplanmış kuru fasulye tohumlarının çimlenme oranlarını arttırdığını ve yüksek tuzlu toprakta kaplanmamış tohumlara kıyasla daha iyi genel bitki sağlığına sahip olduğunu gösterdi.
Daha spesifik olarak, kaplanmamış tohumların % 88’i, kaplanmamış tohumların % 62’sine kıyasla tuzsuz topraklarda filizlenmiştir. Tuzlu toprakta ise, kaplanmış tohumların % 71’i kaplanmamış tohumların % 45’ine oranla filizlenmiştir. Ayrıca kaplanmış tohumlar, sadece iki hafta sonra kaplanmamış olanlara oranla daha iyi gelişmiştir (kök, gövde).
Teknolojiyi genişletmek
Küresel nüfus artmaya devam ederken, tahmin edilen 10 milyar ağzı beslemek için gıda üretiminin 2050 yılına kadar % 70 oranında artması gerekecektir. Bununla birlikte, birçok önemli gıda ürünü artan tuzlu toprak koşulları, yüksek sıcaklıklar ve kuraklık stresi ile iyi gelişmemektedir.
Kaynak: Popüler Tarım | Bilim Haberleri
(1) Zvinavashe, A.T. et al. A Bioinspired Approach to Engineer Seed Microenvironment to Boost Germination and Mitigate Soil Salinity. Proceedings of the National Academy of Sciences (2019). DOI: 10.1073/pnas.1915902116