Testele au arătat că aceste seminţe se pot dezvolta cu succes, inclusiv în soluri sărăturate în care materialul semincer netratat nu ar fi putut germina. Astfel, consideră cercetătorii MIT, acest proces care nu este deloc costisitor şi nu necesită echipament specializat, ar putea deschide noi orizonturi în ceea ce priveşte agricultura practicată în zone cu suprafeţe arabile dificil de gestionat, afirmă cei de la Science Daily.

Rezultatele cercetării au fost publicate recent în jurnalul PNAS, într-o lucrare semnată de Augustine Zvinavashe şi de Hui Sun, respectiv de coordonatorul de lucrări post-doctorale Eugen Lim şi de profesorul de inginerie civilă şi de mediu, Benedetto Marelli.

Cercetarea a apărut pe fondul studiilor anterioare ale lui Marelli, orientate către utilizarea mătăsii ca adjuvant menit să crească viaţa la raft a materialului semincer destinat producţiei de culturi agricole.

„Când mă ocupam de cercetările pe acest segment, m-am oprit asupra biofertilizanţilor cu aport de nutriţional pentru soluri”, a afirmat profesorul Marelli. Aceşti fertilizanţi folosesc microbii care trăiesc în simbioză cu anumite plante şi care transformă azotul din aer într-o formă care poate fi uşor integrată de plante.

Nu numai că vorbim de un generator natural de azot pentru plante, dar soluţia aceasta combate problemele apărute la tratamentele clasice cu fertilizanţi.

„Una dintre cele mai mari probleme cu fertilizanţii pe bază de azot este aceea că ei au un impact serios asupra mediului, ca urmare a consumului mare de energie destinat producţiei acestora. Aceşti fertilizanţi artificiali au, totodată, un impact negativ asupra calităţii solului”, potrivit precizărilor sursei citate.

Chiar dacă aceste bacterii fixatoare de azot apar în mod natural în solurile de pe mapamond, diferite ca varietăţi în funcţie de regiuni, acestea sunt greu de întreţinut în afara mediului lor de cultură, şi anume solul. Însă, mătasea poate păstra intact materialul biologic în cauză, aşa că Marelli şi echipa sa au decis să încerce soluţia şi pe bacteriile fixatoare de azot, mai exact pe rizobacterii.

„Ne-a venit ideea să le folosim (n.r. – rizobacterii) în acoperirea integrală a materialului semincer, iar odată ce acesta fost semănat, bacteriile să fie resuscitate”, a continuat sursa citată. Testele preliminare nu au generat rezultate satisfăcătoare, astfel că bacteriile nu erau păstrate în condiţii optime pentru a supravieţui.

„Drumul mătăsii” până în pământ, „pavat” cu trehaloză

În acel moment de impas, Zvinavashe a venit cu ideea să fie adăugat un nutrient special în mixul de acoperire, şi anume trehaloza, un dizaharid folosit de anumite organisme pentru a supravieţui în medii sărace în umiditate. Mătasea, bacteriile şi trehaloza au fost amestecate cu apă, sub formă de suspensie, iar cercetătorii au îmbăiat seminţele în acest mix pentru a genera o acoperire integrală a acestora. Ulterior, seminţele au fost folosite atât în facilităţile de cercetare din cadrul MIT, cât şi în cele ale Universităţii Politehnice Mohammed VI din Ben Guerir, Maroc.

„S-a dovedit că tehnologia funcţionează de minune”, a precizat Zvinavashe, citată de Sciencedaily.com.

Plantele rezultate, susţinute de producţia de fertilizant natural generat de bacterii, s-a dezvoltat mult mai bine decât cele crescute din seminţe netratate, chiar dacă vorbim de soluri neproductice din punct de vedere agricol.

În practică, aceste tratamente ale materialului semincer pot fi aplicate fie prin înmuiere, fie prin pulverizare, afirmă cercetătorii. Fiecare dintre cele două procese poate fi făcut în condiţii normale de temperatură şi de presiune.

„Procesul este rapid, uşor şi poate fi cuantificat, astfel încât să le permită atât fermelor mari, cât şi cultivatorilor neexperimentaţi să se folosească de această tehnologie”, a precizat la rândul său, Zvinavashe.

Seminţele pot fi înmuiate pentru câteva secunde, iar mixul generează o acoperire de doar câţiva microni.

„Mătasea obişnuită folosită de cercetători este solubilă în apă, astfel că imediat ce materialul semincer este încorporat în sol, bacteriile sunt eliberate”, a mai precizat Marelli.

Chiar şi aşa, noua formă de înveliş organic furnizează îndeajuns de multă protecţie şi nutrienţi pentru a permite materialului semincer să germineze în soluri cu niveluri de salinitate care, în mod normal, ar bloca o dezvoltare normală.

„Semănăm în soluri din care, în mod normal, nimic nu răsare”, a mai precizat cercetătorul.

În mod normal, rizobacteriile generează fertilizant pentru leguminoase, cum sunt fasolea şi năutul, două culturi pe care s-au focusat şi cercetătorii. Însă, adaugă specialiştii, tehnologia poate fi adaptată şi altor tipuri de culturi, parte din abordarea actuală a echipei.

„Există o cerere mare de reorientare a utilizării rizobacteriilor şi către culturi, în afară de leguminoase”, a punctat Marelli. O soluţie în acest sens ar fi modificarea genetică a bacteriilor şi a plantelor, a amândurora sau, poate, chiar nu va mai fi nevoie de aceste procese costisitoare.

„Abordarea noastră este una aproape agnostică în ceea ce priveşte plantele şi bacteriile. (…) Ar fi fezabil să stabilizăm, încapsulăm şi să livrăm [n.r. – rizobacteriile] în sol, astfel încât acestea să devină viabile şi pentru germinarea altor plante”, a mai punctat el.
Chiar dacă ţintită pe leguminoase, metoda ar putea însemna mult pentru diferite regiuni cu multiple zone de teren sărăturat.

„Şi spunem asta bazându-ne pe determinarea şi deschiderea colegilor din Maroc”, a mai afirmat Marelli.

Următorul pas pe care îl vor întreprinde cercetătorii este de a dezvolta noi sisteme de tratament la sămânţă. Acestea nu numai că ar proteja materialul semincer de soluri sărăturate, dar le-ar face şi rezistente la secetă prin aplicarea de adjuvanţi care aderă la sămânţă şi absorb umiditatea din pământ.

Între timp, în 2020, echipa va demara procesul de însămânţări pe diverse terenuri din Maroc. Şi asta deoarece rezultatele obţinute au fost în condiţii de mediu controlat.

Cercetarea a fost finanţată în parte de Universitatea Politehnică Mohammed VI, prin programul de cercetare al MIT, Oficiul de Cercetare Navală, respectiv de către Office of the Dean for Graduate Fellowship and Research.

În România, în Insula Mare a Brăilei (IMB), pol de cercetare agricolă aplicată, echipele de specialişti conduse de ing. Lucian Buzdugan favorizează activitatea microbiană din sol, cultivând specii de leguminoase precum soia şi lucerna. Datorită bacteriilor fixatoare de azot, acestea utilizează azotul din aerul de la nivelul rădăcinilor, lasă apoi în sol însemnate cantităţi de azot biologic nepoluant.

Sursa foto: MIT