Bayer werkt samen met startup om gewassen te ontwikkelen die zichzelf kunnen bevruchten

Eerst, een inleiding

Om te begrijpen wat deze nieuwe groep probeert te doen, is eerst een snelle opfriscursus biochemie nodig:zoals we al zeiden, planten hebben stikstof nodig, en stikstof kan van nature rondzweven in de lucht en de bodem. Lijkt me een goede match, Rechtsaf? Niet helemaal. Planten kunnen die stikstof niet zomaar opzuigen; het moet worden omgezet in een vorm die ze daadwerkelijk kunnen opnemen. De meeste planten kunnen dit zelf niet, dus antwoorden ze op een helper.

Bij sommige gewassen vooral peulvruchten zoals bonen, erwten, en linzen, die helper is een bacterie in de Rhizobia-familie. Deze bacterie is verbazingwekkend en vitaal en onaangekondigd! Het leeft in de grond, redelijk slapend, totdat hij een waardplant vindt die hij leuk vindt. Dan grijpt het zich vast aan de wortels van de plant, waarop het deze kleine bolvormige knobbeltjes begint te vormen. Dit is geen parasitaire relatie - de bacterie heeft de plant nodig, en de plant heeft de bacteriën ook nodig. Nadat het een knobbel heeft gevormd, de bacterie voert een actie uit genaamd "stikstoffixatie, ” waarin het stikstof omzet in ammoniak. Ammoniak is een verbinding van stikstof en waterstof – de waterstof is ook gewoon rond in de lucht en de bodem, wachten op iets om het te gebruiken - en planten kunnen het meteen opeten. Dus de bacteriën creëren al deze heerlijke ammoniak in de grond, waardoor het rijk en vruchtbaar blijft voor alle planten die daar willen groeien. Iedereen wint:de bacterie mag groeien, en de plant (en de grond, en de planeet) wordt gezonder.

andere gewassen, vooral grassen zoals maïs en tarwe, trekken deze stikstofbindende bacteriën niet aan. (We weten niet helemaal waarom, dat is een van de dingen die dit nieuwe bedrijf probeert uit te vinden.) Dat betekent dat wij mensen moeten ingrijpen als de helpers om die gewassen te verbouwen in de hoeveelheid die we nodig hebben, en dat doen we door de stikstof zelf vast te leggen in de vorm van kunstmest. De FAO schat dat in 2018, het wereldgebruik van kunstmest zal de 200 miljoen ton overschrijden, die veel heeft, veel nadelige gevolgen. Het vereist aardolie of aardgas om te maken - dat zijn beide goede bronnen van waterstof, een van de belangrijkste componenten van ammoniak – en is vatbaar voor explosies. Het is ook, natuurlijk, verwoestend voor het milieu; overtollig kunstmestgebruik komt in de waterlopen terecht, vissen vergiftigen, algenbloei veroorzaken, en in het algemeen de natuurlijke wereld te vernietigen.

Er worden veel inspanningen geleverd om het gebruik van kunstmest te verminderen; soms gaat het om hightech toepassingen, of soms met behulp van duurzame praktijken zoals vruchtwisseling. (De laatste cycli stikstofbindende planten, zoals linzen, met stikstof nutteloze planten, zoals maïs.) Maar deze nieuwe samenwerking tussen Bayer en Gingko Bioworks probeert iets anders.

Wat als maïs zichzelf zou kunnen oplossen?

Het idee hier is dat sommige planten aanlokkelijk zijn voor die behulpzame bacteriën, en sommige niet. Wat als we een manier zouden kunnen bedenken om die nuttige bacteriën te laten klonteren op de wortels van planten waar ze niet veel interesse in hebben getoond, zoals maïs? theoretisch, dit zou een enorme stap voorwaarts zijn:maïs zou (als voorbeeld) ineens kunnen, zoals peulvruchten, natuurlijk voorkomende stikstof omzetten in ammoniak die het kan gebruiken. Plots wordt de behoefte aan meststoffen drastisch verminderd of volledig geëlimineerd - samen met het aardgasverbruik en de vervuiling die met meststoffen gepaard gaat.

Dit is een ongelooflijk moeilijk project; ze zullen moeten analyseren, zegt bedraad, honderdduizenden verschillende bacteriën om de kwaliteiten te vinden waarnaar ze op zoek zijn, en vervolgens begonnen met het kweken van op maat gemaakte bacteriën in een laboratorium met die kwaliteiten, en zoek dan uit hoe je die nieuwe, op maat gemaakte bacteriën in een verkoopbare vorm kunt krijgen (zoals een zaadcoating). Het is nog nooit eerder gedaan. Maar het bedrijf is optimistisch; ze wijzen erop dat de bacteriën die op peulvruchten glommen een symbiotische relatie hebben met de plant - het is houdt van daar de bacteriën hebben. Ze hebben dus goede hoop dat ze een manier kunnen vinden om die symbiotische relatie tot stand te brengen met een plant die het nog niet heeft meegemaakt.

Wie is hier het doelwit?

Hoewel dit echt een wereldveranderende prestatie zou kunnen zijn als het nieuwe bedrijf de puzzel kan oplossen, het is vermeldenswaard dat de beweging voor duurzame landbouw al enkele oplossingen voor deze problemen heeft. Gewasrotatie, geeft peulvruchten en andere stikstofbindende bacterievriendelijke planten de kans om ammoniak in de bodem te injecteren. Organische meststoffen, die niet zijn gemaakt van aardolie of aardgas, langzaam ontleden, een oplossing voor de langere termijn bieden zonder al te groot risico op afvloeiing. Dekgewassen, zoals klaver en rogge, kan worden geplant net na een zomeroogst, ammoniak terug in de bodem brengen voordat de oogst van het volgende jaar wordt gezaaid. Deze, en meer, zijn oplossingen die al bestaan, maar het nieuwe bedrijf richt zich niet op boeren die deze methoden al gebruiken. Het bedrijf Bayer/Gingko Bioworks richt zich op grootschalige monocrop-boeren, en zou in theorie een grote hulp kunnen zijn bij het verminderen van het gebruik van kunstmest. Maar het is zeker niet de enige weg vooruit.