Bayer и Gingko Bioworks хотят заставить кукурузу обеспечивать себя азотом

03 January, Розділ Новини, переглядів 1 701

ayer и стартап Gingko Bioworks создали новую компанию, которая будет помогать кукурузе и пшенице приманивать к себе азотфиксирующие бактерии.
В чём проблема?
Чтобы понять, что эта новая компания пытается сделать, сначала требуется ликбез с биохимии. Как мы сказали, растения нуждаются в азоте, и его можно найти естественным путем: он содержится в воздухе и почве. Кажется, это идеально, не так ли? Не совсем. Растения не могут просто всасывать этот азот в чистом виде. Он должен быть преобразован в форму, которую они смогут поглотить. Большинство растений не могут сделать это сами, поэтому полагаются на помощника.
В случае некоторых культур, особенно бобовых (таких как фасоль, горох и чечевица), этим помощником является бактерия в семье Rhizobia. Эти бактерии удивительны, жизненно важны и незадействованные! Они живут в почве, и не работают, пока не найдут растение-хозяина, которого любят. Затем они закрепляются на корни этого растения, и начинают образовывать маленькие сферические узелки. Это не паразитические отношения: бактерии нуждаются в растении, а растение ― в бактериях. После того, как узелки сформированы, бактерии "фиксируют азот", который потом превращается в аммиак. Аммиак представляет собой соединение азота и водорода ― водород также находится в воздухе и в почве, ожидая пока его используют ― и растения наконец-то могут это сожрать. Таким образом, бактерии создают вкусный аммиак в почве, делая её богатой и плодородной для любых растений, которые хотят там расти дальше. Все побеждают: бактерии растут, а растение (как и почва, и планета) становится более здоровыми.
Другие культуры, например, кукуруза и пшеница, не привлекают эти азотфиксирующие бактерии. (Мы не совсем знаем, почему: это одна из тех вещей, которую новая компания пытается понять.) Это означает, что мы, люди, должны прикладывать усилия, чтобы выращивать эти культуры в нужном количестве, ― вносить азотные удобрения. По оценкам ФАО, к 2018 году мировое потребление удобрений превысит 200 миллионов тонн, что имеет много негативных последствий. Для этого требуется добыча нефти или природного газа ― они являются хорошими источниками водорода, одним из ключевых компонентов аммиака. Это также, разрушительно для окружающей среды: избыточное использование удобрений воздействует на водные ресурсы, отравляет рыбу, вызывает "цветение" воды и в целом разрушает природный мир.
Уже прилагается много усилий по сокращению использования удобрений: иногда это связано с применением высокотехнологичных приложений или использованием устойчивых методов, таких как севооборот. (Меняют растения, которые фиксируют азот (например, чечевица), на те, которые это не делают (например, кукуруза.) Но это новое сотрудничество Bayer/Gingko Bioworks призвано создать нечто иное.
Что, если бы кукуруза могла сама себе поставлять азот?
Идея здесь в том, что некоторые растения привлекают эти полезные бактерии, а некоторые нет. Что, если мы сможем выяснить, как заставить эти полезные бактерии пристать к корням растений, к которым они не проявляют большого интереса (например, кукуруза)? Теоретически это было бы огромным шагом вперед: кукуруза (как пример) внезапно сможет, подобно бобовым, превращать природный азот в аммиак, который она сможет поглощать. Внезапно потребность в удобрениях либо резко сократится, либо полностью устранится ― наряду с использованием природного газа и загрязнением, которое приходит с удобрениями.
Это невероятно сложный проект. Компания должна проанализировать сотни тысяч различных бактерий, чтобы найти необходимые качества. Затем нужно приступить к выращиванию на заказ бактерий в лаборатории с этими качествами, а потом выяснить, как их упаковать в нужную форму (например, покрытие для семян). Это никогда не делалось раньше, но компания оптимистична. Они указывают, что бактерии, которые симпатизируют бобовым, имеют симбиотические отношения с растениями: культурам тоже нравятся бактерии. Таким образом, в компании надеются, что они смогут найти способ привить эти "любовные" чувства растений к бактериям.
Кому это будет интересно?
Хотя это действительно может стать мировым достижением, стоит отметить, что у устойчивого сельского хозяйства уже есть некоторые решения этих проблем. Благодаря севообороту, бобовые и другие привлекательные для бактерий растения, вводят аммиак в почву. Органические удобрения, которые не производятся из нефти или природного газа, медленно разлагаясь, также обеспечивают долгосрочное решение.
Эти и многие другие решения уже существуют, но новая компания не нацелена на фермеров, которые уже используют эти методы. Компания Bayer/Gingko Bioworks нацелена на крупномасштабных фермеров с монокультурами. Поэтому теоретически это может значительно помочь в сокращении использования удобрений.
Напомним, ранее Aggeek писал о стартапе Indigo Agriculture, который занимается обработкой семян бактериями и грибками. Компания полагает, что, тщательно калибруя их, она поможет фермерам повысить урожайность.

Азот необходим для роста растений, но он также стал серьезной проблемой для устойчивого сельского хозяйства. Многие культуры (например, кукуруза, пшеница и рис) нуждаются в огромном количестве азота, но не могут сами его производить. Это означает, что фермеры должны использовать удобрения, очень много удобрений. Новая, ещё не названая компания, созданная Bayer (одной крупнейших агрохимических компаний в мире) и бостонским стартапом Gingko Bioworks, попытается это изменить. Ей поручено использовать ресурсы и опыт обеих материнских фирм, чтобы придумать способ заставить бактерии, содержащие азот, держаться нужных растений.

//aggeek.net/