Ερευνητές του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας μελετούν την ανάπτυξη καινοτόμων και φιλικών προς το περιβάλλον στρατηγικών για την αύξηση της απόδοσης των αζωτούχων λιπασμάτων και τη μείωση του περιβαλλοντικού τους αποτυπώματος. Όσο περίεργο κι αν ακούγεται, τα συνθετικά λιπάσματα επιταχύνουν την κλιματική αλλαγή. Η ευρεία χρήση τους στη σύγχρονη γεωργία συμβάλλει στην κάλυψη ενός αυξανόμενου παγκόσμιου πληθυσμού και στις διαρκώς αυξανόμενες ανάγκες σε τρόφιμα, αλλά δυστυχώς ο αντίκτυπός τους στην κλιματική αλλαγή είναι ορατός.
Το άζωτο (Ν) είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο για τη ζωή και το περιβάλλον, και τα φυτά εξαρτώνται θεμελιωδώς από το άζωτο, καθώς είναι η πιο άφθονη θρεπτική ουσία που απαιτείται για τη διεξαγωγή των βιολογικών τους διεργασιών. Υπολογίζεται ότι περισσότεροι από 150 εκατομμύρια τόνοι συνθετικών λιπασμάτων προστίθενται στο έδαφος κάθε χρόνο παγκοσμίως για τη διαχείριση των ελλείψεων αζώτου που επηρεάζουν την ανάπτυξη και τη ζωτικότητα των φυτών.
Ωστόσο, η διαχείριση του αζώτου είναι μια μοναδική και πολύπλοκη διαδικασία. Η χρήση αζωτούχων λιπασμάτων είναι πολύ αναποτελεσματική καθώς το 50-70% του εφαρμοζόμενου αζώτου (Ν) δεν παραμένει στο έδαφος για απορρόφηση από τα φυτά, αλλά χάνεται με εξάτμιση ή έκπλυση με τη μορφή αμμωνίας. Ρέει στα υπόγεια ύδατα με τη μορφή νιτρικών ιόντων (ρύπανση αζώτου) και τελικά απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα ως οξείδιο του αζώτου (N2O). Το τελευταίο είναι ένα από τα πιο σημαντικά αέρια του θερμοκηπίου (GHG), 300 φορές πιο επικίνδυνο από το διοξείδιο του άνθρακα. Και η περιβαλλοντική ρύπανση που προκύπτει από τις παραπάνω διεργασίες κοστίζει στην Ευρώπη έως και 320 δισεκατομμύρια ευρώ ετησίως, που είναι διπλάσια από τα εισοδηματικά οφέλη από τη χρήση αζωτούχων λιπασμάτων.
Οι ερευνητές επιδιώκουν τώρα να βελτιώσουν την αποδοτικότητα χρήσης αζώτου (NUE) που απαιτείται για τη βελτιστοποίηση των αποδόσεων των καλλιεργειών και του γεωργικού εισοδήματος, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις περιβαλλοντικές απώλειες και περιορίζοντας τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής.
Η νιτροποίηση είναι η λέξη-κλειδί
Η απώλεια των εφαρμοζόμενων αζωτούχων λιπασμάτων οφείλεται κυρίως στη δράση συγκεκριμένων μονοκύτταρων μικροβιακών κοινοτήτων (βακτήρια και αρχαία) που ονομάζονται νιτροποιητές που μετατρέπουν το άζωτο του αμμωνίου σε νιτρικά. Η βραδύτερη μετατροπή αυτών των μικροβίων θα είχε ως αποτέλεσμα πιο αποτελεσματική διαχείριση του αζώτου στο έδαφος και θα μείωνε το περιβαλλοντικό αποτύπωμα των συνθετικών λιπασμάτων.
Πολλές ενώσεις που ονομάζονται αναστολείς νιτροποίησης (NIs) μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με αζωτούχα λιπάσματα για να επιτευχθεί αυτή η καθυστέρηση. Αν και αυτές οι ενώσεις είναι λίγες σε αριθμό και ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό ως προς την αποτελεσματικότητά τους (ανάλογα με το έδαφος στο οποίο εφαρμόζονται), λίγα είναι γνωστά για τον τρόπο δράσης τους, την περιβαλλοντική μοίρα και τις πιθανές τοξικές επιδράσεις στο περιβάλλον.
Ερευνητές του Τμήματος Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας και του Τμήματος Περιβάλλοντος του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας χρησιμοποίησαν αναστολείς από ερευνητές που αναπτύσσουν καινοτόμες και φιλικές προς το περιβάλλον στρατηγικές για την αύξηση της αποτελεσματικότητας των αζωτούχων λιπασμάτων και τον περιορισμό των περιβαλλοντικών τους επιπτώσεων. Ειδικότερα, η χρήση βιολογικών αναστολέων νιτροποίησης (BNs) που παράγονται από τα φυτά μέσω των ριζών τους είναι μια πολλά υποσχόμενη πρακτική για την επιβράδυνση του κύκλου του αζώτου και τον περιορισμό της κλιματικής αλλαγής.
Οι δύο σχολές του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας διευθύνονται από τον Δημήτρη Καρπούζα, Καθηγητή Περιβαλλοντικής Μικροβιολογίας και Βιοτεχνολογίας, Σχολή Βιοχημείας και Βιοτεχνολογίας, και Δημήτρη Καρπούζα, Επίκουρο Καθηγητή Περιβαλλοντικής Μικροβιολογίας, Σχολή Περιβάλλοντος. Η Πόπη Παπαδοπούλου συνεργάζεται με μια πολυμελή ομάδα ερευνητών από την Ελλάδα, την Πορτογαλία και την Ινδία για να ανακαλύψει νέους καινοτόμους συνθετικούς και βιολογικούς αναστολείς νιτροποίησης PN για άμεση χρήση στη σύγχρονη γεωργική πρακτική.
Μια ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, σε συνεργασία με ερευνητικές ομάδες του Πανεπιστημίου της Βιέννης (Αυστρία), της Ecole Centrale de Lyon (Γαλλία) και του Πανεπιστημίου της Αλμπέρτα, ανέπτυξε έναν νέο συνθετικό αναστολέα νιτροποίησης PN με ειδική δράση κατά της νιτροποίησης. archaea (Καναδάς) ), που έχουν ήδη ανακαλύψει τον παράγοντα, μελετούν τον μηχανισμό δράσης του σε βιοχημικό επίπεδο. Ταυτόχρονα, συνεργαζόμαστε με ιδιωτικούς οργανισμούς για την ανάπτυξη νέων λιπασμάτων, συμπεριλαμβανομένων μειγμάτων PN και νέων βιολογικών PN, με στόχο τη μεγιστοποίηση της χρήσης αζωτούχων λιπασμάτων στη γεωργία και τον περιορισμό των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.
Αυτές οι ερευνητικές δραστηριότητες συντονίζονται από το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας και χρηματοδοτούνται από την Ευρωπαϊκή Ένωση μέσω του προγράμματος ACTIONr (www.actionr.eu) συνολικού προϋπολογισμού 1,5 εκατ. ευρώ, αλλά και από ιδιωτικούς φορείς όπως το Ίδρυμα Grantham των ΗΠΑ (1,1 εκατ. $ ) χρηματοδοτείται επίσης. ) να επενδύσουν στην ανάπτυξη καινοτόμων εργαλείων και στρατηγικών για τον περιορισμό της κλιματικής αλλαγής.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η παραπάνω ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας κατέχει τη μεγαλύτερη συλλογή νιτροποιητικών μικροοργανισμών στον κόσμο. Με βάση αυτή τη συλλογή, ανέπτυξε μια σειρά από καινοτόμα εργαλεία και υπηρεσίες για την αξιολόγηση νέων αναστολέων νιτροποίησης καθώς και για την ανάλυση της οικοτοξικότητας νέων βιοκτόνων ενώσεων όπως γεωργικά και κτηνιατρικά φάρμακα.
Ιστοσελίδες: https://env.uth.gr/ και https://bio.uth.gr
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ. [email protected], [email protected]
Πηγή: magnesianews.gr