Ratunek dla rolników i ziemii. Polscy naukowcy zdecydowanie zredukują zużycie nawozów

Powstała kompozycja związków bogatych w pierwiastki kluczowe dla prawidłowego rozwoju roślin. Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego chcą nowatorskie rozwiązanie wdrożyć w rolnictwie.

Publikacja: 01.10.2024 07:55

Badacze z UJ opracowali wyjątkowy preparat. Ma on ograniczyć konieczność nawożenia. Badacze przekonu

Badacze z UJ opracowali wyjątkowy preparat. Ma on ograniczyć konieczność nawożenia. Badacze przekonują, iż nadaje się on do zastosowania w rolnictwie przemysłowym, uprawach szklarniowych, ogrodnictwie, a także w ekologicznych hodowlach roślin

Foto: AdobeStock

Badacze z Uniwersytetu Jagiellońskiego opracowali nawóz do szerokiego stosowania w uprawach roślin naczyniowych. Innowacja polega na połączeniu ważnych dla roślin związków chemicznych z wyselekcjonowanym szczepem endofitycznych drożdży. Naukowcy twierdzą, że wdrożenie nowej formuły pozwoliłoby zredukować o ponad połowę ilość stosowanych nawozów sztucznych.

Koniec z negatywnymi skutkami nawożenia

W Instytucie Nauk o Środowisku UJ opracowano kompozycję związków bogatych w pierwiastki kluczowe dla prawidłowego rozwoju roślin, w tym np. azot, potas, fosfor, sód i wapń. Naukowcy odkryli, że gdy połączy się te związki w odpowiednich proporcjach, w mieszaninie w sposób samoistny powstaje koloid złożony z nanocząstek. Mają one średnicę około 100 nm i nie są rozpuszczalne w wodzie. Badacze wskazują, że to właśnie wielkość tych struktur nadaje kompozycji pożądane właściwości. Chodzi o optymalne tempo, w jakim potrzebne roślinom pierwiastki i minerały są uwalniane do gleby w bezpośrednie sąsiedztwo korzeni roślin. Co ważne, opracowaną kompozycję naukowcy z UJ uzupełniają wyselekcjonowanym szczepem endofitycznych drożdży (ich zadaniem jest stymulacja roślin naczyniowych do rozwijania mykoryzy z obecnymi w glebie strzępkami grzybów). Dzięki temu grzyby przyczyniają się do lepszego nawadniania roślin i przekazywania im różnego rodzaju substancji pochodzących z podłoża. Powolne uwalnianie cennych dla roślin pierwiastków i minerałów zwiększa efektywność nawozu, ponieważ zostaje znacznie wydłużony okres, w jakim raz podany nawóz skutecznie oddziałuje na rośliny.

– Gdy zastosujemy w nawożeniu cząstki o odpowiednich rozmiarach, uzyskujemy większą efektywność nawożenia w porównaniu z tradycyjnie stosowanymi preparatami, które do gleby trafiają w formie jonów. Takie nawozy działają stosunkowo krótko, co powoduje, że są one nieefektywne, kosztowne, a dla środowiska mocno obciążające – mówi prof. dr hab. Katarzyna Turnau z Instytutu Nauk o Środowisku UJ.

Jak wyjaśnia, nawozy tradycyjne w niewielkim stopniu są wchłaniane przez rośliny, podczas gdy większość przenika do wód gruntowych lub też spływa do wód powierzchniowych po obfitszych opadach deszczu. – Mimo to w rolnictwie wciąż stosuje się nadmiarowe ilości nieefektywnych nawozów, godząc się na negatywne skutki. Są nimi oczywiście wysokie koszty, konieczność częstszego opryskiwania i, co bardzo istotne, wręcz tragiczny wpływ na środowisko naturalne – twierdzi Turnau.

Skuteczny sposób na suszę

Gdy minerały dostarczane są do gleby w postaci umożliwiającej ich powolne uwalnianie, znacznie więcej z podanych substancji zostaje wykorzystane przez rośliny, a mniej marnuje się w procesie wypłukiwania. To przynosi szereg korzyści: dla uzyskania pożądanego efektu potrzeba znacznie mniej preparatu i jednocześnie można go rzadziej dostarczać. W konsekwencji chemiczne i mikrobiologiczne wspomaganie upraw może być o wiele tańsze, a stosowane nawozy w mniejszym stopniu mogą negatywnie oddziaływać na środowisko. A – jak podkreśla prof. dr hab. Szczepan Zapotoczny z Wydziału Chemii UJ, współtwórca opracowanej technologii – w trakcie badań udało się ustalić, że opracowana kompozycja minerałów podana w formie nanocząstek ulega bardzo nieznacznemu wypłukiwaniu. – Mówiąc dokładniej, około kilkunastokrotnie wolniej w porównaniu z tempem, w jakim wypłukiwane są z gleby minerały podawane w powszechnie stosowanych nawozach. Oznacza to, że nawóz podany w postaci cząstek o odpowiedniej wielkości może wspomagać rośliny przez znacznie dłuższy okres i nie trafi on do wód gruntowych czy powierzchniowych – zauważa Zapotoczny.

Czytaj więcej

W Japonii to już działa. Silnik rakiety kosmicznej napędzany krowim łajnem

Dodawane do mieszaniny minerałów wyselekcjonowane drożdże mają dwojaką rolę. Po pierwsze, silnie stymulują rozwój mykoryzy w obrębie roślin (sprawiają, iż nawożone rośliny chętniej wchodzą w symbiotyczne związki z grzybami, które w zamian za niektóre składniki odżywcze mogą przekazać roślinom wodę oraz substancje, do których mają one ograniczony dostęp). Po drugie, drożdże te, z racji wytwarzania znaczących ilości polisacharydów, z których zbudowana jest ich otoczka, stanowią swoisty podziemny rezerwuar wody, który może służyć roślinom w okresie niedoboru opadów.

– Rolnictwo coraz częściej boryka się z anomaliami pogodowymi. Jedną z nich jest susza i systematycznie rosnące średnie temperatury. To oczywiście nie sprzyja uprawie roślin, dlatego retencja wody w obrębie systemów korzeniowych ma kluczowe znaczenie dla efektywności rolnictwa. Obecność drożdży powoduje, że rośliny lżej przechodzą okresy suszy. Co więcej, gdy po suszy woda deszczowa trafi do gleby, rośliny wspomagane drożdżami znacznie szybciej wracają do formy, a później wzrastają w o wiele lepszej kondycji – wskazuje prof. dr hab. Szczepan Zapotoczny.

Naukowcy z UJ twierdzą, że poprzez przywracanie równowagi mikrobiologicznej gleb możliwe będzie systematyczne odchodzenie od stosowania w niektórych rodzajach produkcji podłoży torfowych.

Badacze z Uniwersytetu Jagiellońskiego opracowali nawóz do szerokiego stosowania w uprawach roślin naczyniowych. Innowacja polega na połączeniu ważnych dla roślin związków chemicznych z wyselekcjonowanym szczepem endofitycznych drożdży. Naukowcy twierdzą, że wdrożenie nowej formuły pozwoliłoby zredukować o ponad połowę ilość stosowanych nawozów sztucznych.

Koniec z negatywnymi skutkami nawożenia

Pozostało 93% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Biznes Ludzie Startupy
Prąd popłynie z latawca. Polska firma rzuca wyzwanie wiatrakom i panelom solarnym
Materiał Promocyjny
BaseLinker uratuje e-sklep przed przestojem
Biznes Ludzie Startupy
Smartfony już rządzą. Co Polacy kupują przez aplikacje mobilne?
Biznes Ludzie Startupy
Polski bot znajdzie pracę, pomoże z CV i doradzi studia
Biznes Ludzie Startupy
Tworzył gry, teraz dba o zdrowie. Polak stworzył nowy sposób zdalnego badania
Biznes Ludzie Startupy
Polacy budują globalną platformę. Mają sposób na błyskawiczne podpisanie umowy