Budou se zemědělské plodiny hnojit samy?  
Převratná technologie N-Fix umožní mnoha zemědělským plodinám těžit dusík z atmosféry pomocí vnitrobuněčných symbiotických bakterií. Blížíme se k revoluci v zemědělství?


 

Zvětšit obrázek
Gluconacetobacter diazotrophicus. Kredit: Regents of the University of California, US Department of Energy.

Je to pradávný paradox, starý jako sám život. Zelené rostliny potřebují k důstojnému životu dusík, obvykle hodně dusíku. O zemědělských plodinách, na nichž visí naše existence, ani nemluvě. Podstatná část starostí o životodárnou sklizeň spočívá v zajišťování nezbytného dusíku. Přitom ale pozemské rostliny žijí v atmosféře, která je dusíkem doslova nacpaná. Je to doopravdy k vzteku. Dusík je všude kolem nás, topíme se v něm a přitom je velice nedostatkovým zbožím. Vtip je v tom, že atmosférický dusík je pro většinu organismů zcela nedobytný. Jeho molekuly ze dvou atomů dusíku jsou tak pevné, tak nezdolné, že je dovede rozbít jedině mocná síla z prastarého světa, která si nezadá s tolkienovskou magií. Atmosférický dusík dovedou využít jedině bakteriální fixátoři dusíku, vyzbrojení k tomuto účelu bizarním nástrojem – enzymem nitrogenázou. Bakterie fixující dusík mohou žít na volné noze a starat se samy o sebe. Někdy bývají v rostlinných pletivech a tam spolupracují s hostitelem, jako například rhizobia s bobovitými rostlinami. Co kdyby ale mohly být uvnitř prakticky každé buňky kořenů běžných zemědělských plodin?

 

Zvětšit obrázek
Edward Cocking. Kredit: University of Nottingham.


Na první pohled velmi neobvyklý koncept se už ve skutečnosti blíží ke komerčnímu využití. Edward Cocking, šéf Centra pro fixaci dusíku zemědělských plodin na Univerzitě v Nottinghamu, nedávno ohlásil převratnou technologii, která má potenciál změnit tvář globálního zemědělství. S kolegy vyvinul metodu, jak dostat bakteriální lapače dusíku přímo dovnitř buněk kořenů rostlin. Zásadním prvkem Cockingovy technologie je pozoruhodný typ bakterií fixujících dusík, před pár lety objevený v cukrové třtině. Podle Cockinga tyto bakterie mohou úspěšně kolonizovat buňky všech hlavních plodin a tím jim zajistit velkolepý přísun dusíku, který pokryje až 60 procent spotřeby rostliny. Vnitrobuněční fixátoři dusíku se u rostlin občas vyskytují už teď, Cocking a spol. zřejmě přišli na způsob, jak jimi osídlit významné množství buněk u řady druhů plodin.

 

Zvětšit obrázek
Cyklus dusíku v přírodě. Fixace vzdušného dusíku vlevo. Kredit: EPA, Wikimedia Commons.


Cocking jako přední expert na dusík ve vztahu k rostlinám velmi dobře věděl o nutnosti omezit doposud nezbytné intenzivní hnojení dusíkatými hnojivy. Je drahé a velice zatěžuje okolí. V poslední době se nápadně zvyšuje naše závislost na syntetických dusíkatých hnojivech vyráběných z fosilních paliv, jejichž přívětivost vůči prostředí si asi každý dovede představit. Nedávná studie odhaduje, že znečištění dusíkem přináší jen v Evropě ztráty ve výši 60 až 280 miliard liber ročně. Cockingova technologie přezdívaná jako N-Fix by mohla zvrátit situaci v náš prospěch. Jak je v dnešní době bohužel přízračné, Cocking musí vyzdvihovat, že technologie N-Fix není genetickou modifikací ani bioinženýrstvím, jako by to mělo být něco prašivého. Navíc to zřejmě není tak úplně pravda, ale pro komerční úspěch v zastydlé Evropě to bude nezbytné.

 

Dana Elhottová. Kredit: UPB, AVČR.


N-Fix vypadá tak, že se semena zemědělských plodin obalí v substanci, která obsahuje dotyčné bakterie. Bakterie by pak měly proniknout do buněk rostoucích plodin. O bližších detailech Cocking a jeho lidé příliš nemluví. Není divu, pokud se N-Fix prosadí na globálním zemědělském trhu a bude fungovat, jak si představují jeho tvůrci, tak nejspíš půjde o fantastické peníze. Univerzita v Nottinghamu poskytla licenci na N-Fix společnosti Azotic Technologies, která by měla N-Fix dotáhnout a nabídnout na globálním trhu. Kromě nadšení je pochopitelně na místě i obezřetnost, velký zásah do světového zemědělství je nejprve nutné promyslet a vyzkoušet. Laboratorní testy prozatím ukazují, že N-Fix funguje u řady zemědělských plodin a teď se čeká na výsledky terénních experimentů. Možná máme nakročeno na zásadní revoluci v zemědělství. N-Fix by měl být komerčně dostupný do dvou až tří let.


Převratná technologie hnojení plodin vnitrobuněčnými symbiotickými bakteriemi N-Fix zaujala i specialistku na půdní mikrobiologii a ekologii Danu Elhottovou z Oddělení půdní mikrobiologie a půdní chemie Ústavu půdní biologie Biologického centra Akademie věd v Českých Budějovicích. Podle ní by klíčovým mikroorganismem technologie N-Fix mohla být alfaproteobakterie Gluconacetobacter diazotrophicus anebo jiný blízce příbuzný druh. Elhottová vnímá objev jako zajímavý v mnoha směrech a bude jistě přínosné ho sledovat i nadále.

 

 

 

 

Literatura

University of Nottingham News 25.7. 2013, Wikipedia (Nitrogen fixation).

Datum: 29.07.2013 18:08
Tisk článku

Počítač pro ženy - Dusíková Tereza
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 249 Kč
cena: 211 Kč
Počítač pro ženy
Dusíková Tereza
Související články:

Sinice „krmí“ oceány a zachraňují nás před skleníkovým efektem     Autor: Josef Pazdera (21.08.2005)



Diskuze:

Babiš bude nadšen

Miroslav Polák,2013-08-05 16:47:51

http://byznys.ihned.cz/zpravodajstvi-cesko/c1-60369220-babis-rozsiri-na-slovensku-za-pul-miliardy-vyrobu-mocoviny-je-to-byznys-cislo-jedna

Odpovědět

Pavel S,2013-07-30 18:37:18

Odpovědět

energetické nároky

Jana Möllerová,2013-07-30 18:32:09

Bakterií fixujících dusík je v přírodě víc, problém je, že fixace vzdušného dusíku je dosti energeticky náročná. Už takový Azotobacter byl kdysi zkoušen pro zemědělské využití, ale problémem byly organické látky v půdě, které potřebuje. Takže v půdách, kde bylo potřeba zvýšit obsah dusíku v půdě nebyly ani ty organické látky k sežrání a zvýšení obsahu dusíku se nekonalo. Rhizobia to mají vyřešena spoluprací s bobovitými rostlinami, ale najdou se tam příklady podvádějících bakterií a rostliny spolupráci využívají jen když se jim to hodí. Takže i v tomto případě nebude něco za nic - pro bakterie bude využita energie získaná fotosyntézou, která by se jinak využila na něco jiného v těle rostliny. A jde o to, zda bude výhodné za těchto podmínek ten dusík pro rostlinu získávat.

Odpovědět

Potencialni problem?

Martin Krupicka,2013-07-30 18:09:58

Nedostatek dusíku v půdě je jeden z faktorů, který drží normální vegetaci na uzdě a zajišťuje férové (dosud obvyklé) podmínky. V místech bohatých na dusík tomu šéfuje kopřiva, atd... Nehrozí zaplevelení, pokud budou bakterie opravdu fungovat? Jsou to takoví chcipáci, že nejsou schopni odmigrovat z pole někam jinam? Případně, kdyby to zvládli, co se stane? Stane se nedostatkovým prvkem fosfor, takže po chvilce anarchie bude zase všecko při starém?
Nebo je lpění na aktuální druhové skladbě rostlistva jen zbytečným staromilstvím a je potřeba se pořádně svézt na evolučním tobogánu a udělat si zase džungle po celé planetě jako kdysi?

Odpovědět


nedostatkový fosfor

Jan Konečný,2013-07-31 15:00:46

bylo by zajímavé hnojit bakteriemi a mykorhizními inokuly . )

Odpovědět

Bomba!

Jan Kment,2013-07-30 16:11:30

Bylo by opravdu skvělé, kdyby to fungovalo. Nezbývá než doufat, že se obavy pana Konečného nesplní. Oni by si všemožní aktivisté měli opravdu občas něco přečíst, aby se jejich usilovné snažení nestávalo tak zhusta pouhým střílením do tmy.

Odpovědět


Těm ani čtení nepomůže

Pavel Hudecek,2013-07-30 23:31:12

Jejich jednání založeno na víře. Dle Fr. Koukolíka, má víra tu vlastnost, že vypíná rozum, když je ohrožena. Všechny informace, které jsou v rozporu s vírou, tedy "jdou jedním uchem dovnitř a druhým ven".

Odpovědět

Evropa si poradi

Daniel Konečný,2013-07-30 11:20:30

Jakmile se tohle dozvi aktiviste, tak se to bezhlave zaradi hned vedle plodin GMO...A vime, jak se jim tady dari. Ach jo

Odpovědět


jako vzdy...

Jarek Parek,2013-07-30 14:12:29

tento prispevek vznikl bud z neodbytne touhy si pri sebemensi prilezitosti kopnout do "aktivistu", nebo zasadnim nepochopenim priciny odmitani GMO, nebo zasadnim nepochopenim obsahu clanku.

Odpovědět


rad si kopnu

Daniel Konečný,2013-07-30 14:49:32

Takovy aktivismus totiz povazuji za skodlivy, jelikoz se vetsinou zaklada na klamavych nebo primo lzivych kampanich. Co mi podle vas ve clanku uslo? Komentuji ve smyslu, ze tento vynalez zda se splnuje vsechny podminky pro obet nehoraznych vykricenych regulaci, kvuli kterym se tady stane takrka nepouzitelnym. Klidne bych si na to vsadil.
Samozrejme jen predpokladam, ze rostliny budou neskodne, kdyz se tyhle bakterie v necem vyskytuji uz od prirody a nikomu to doted nevadilo. Muzu se mylit. To se jiste jeste proveri. Ale to je/bude temhle aktivistum jedno => nemam je rad => kopnu si
Nedivte se mi.

Odpovědět


Příčina odmítání GMO

Pavel S,2013-07-30 18:38:53

je jediná, a to zvýšená míra blbosti.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace