Les plantes poden fabricar part del seu propi fertilitzant

Quan la planta allibera l'excés de substància química a terra, aquesta ajuda a certs bacteris del sòl a convertir el nitrogen de l'aire en una forma que les plantes properes poden utilitzar per créixer. Aquest procés de conversió s'anomena fixació de nitrogen.

Les plantes absorbeixen només entre el 30 i el 50% del nitrogen present als fertilitzants. Gran part del nitrogen que no utilitzen flueix als cursos d'aigua, cosa que pot crear “zones mortes” sense oxigen, asfixiant diverses formes de vida aquàtica. Un excés de nitrogen a terra produeix òxid nitrós, un potent gas que contribueix a l'escalfament global. Els bacteris fixadors de nitrogen produeixen un enzim anomenat nitrogenasa, el “fixador” en la fixació de nitrogen. La nitrogenasa només es troba als bacteris i només pot actuar en entorns amb molt poc oxigen.

Durant dècades, els científics han intentat desenvolupar cultius de cereals que produeixin nòduls radiculars actius o colonitzar cereals amb bacteris fixadors de nitrogen sense gaire èxit. Blumwald diu: "Nosaltres utilitzem un enfocament diferent. Vam dir que la ubicació dels bacteris fixadors de nitrogen no és important, sempre que el nitrogen fixat pugui arribar a la planta i aquesta pugui utilitzar-lo. Els científics van determinar com la planta produeix aquestes substàncies químiques i quins gens controlen aquest procés.

Experiments

L’equip va utilitzar l’eina d’edició genètica Crispr per modificar les plantes de blat i que produïssin més d’una d’aquestes substàncies químiques, una flavona anomenada apigenina. El blat, ara amb més apigenina de la que necessita, allibera l'excés a través de les arrels a terra. En els experiments que van realitzar, l'apigenina del blat va estimular els bacteris del sòl a crear biopel·lícules protectores, cosa que va permetre que la nitrogenasa fixés el nitrogen i que les plantes de blat l'assimilessin. El blat també va mostrar un rendiment més gran que les plantes de control quan es va cultivar en una concentració molt baixa de fertilitzant nitrogenat.

En estimular la fixació biològica de nitrogen directament al voltant de l'arrel, el blat que produeix part del seu propi fertilitzantpodria reduir les dosis necessàries d'abonament aplicat. Segons les estimacions manejades a l'estudi per als Estats Units, on es calcula que gairebé 500 milions d'acres estan sembrats amb cereals, un estalvi conservador del 10% en fertilitzant ja suposaria més de 1.000 milions de dòlars a l'any per als agricultors.