Krig mod ukrudt tager afgifter på gavnlige bakterier i jorden

Mens bønder kæmper i deres overjordiske krig mod ukrudt, de kan utilsigtet skabe underjordiske ofre - utilsigtet angribe de gavnlige bakterier, der hjælper afgrøder med at beskytte sig mod fjendens svamp, ifølge Cornell University forskning.

Specifikt, Cornell-forskere fandt negative konsekvenser af det ukrudtsdræbende herbicid glyphosat på Pseudomonas, en jordvenlig bakterie.

"Gavnlige Pseudomonas i jorden kan hjælpe afgrøder med at trives. De kan producere plantestimulerende hormoner for at fremme plantevækst og svampedræbende midler til at besejre problematiske svampe - såsom Pythium og Fusarium - der findes i landbrugsjord, men tidligere undersøgelser rapporterede, at overfloden af ​​gavnlige bakterier faldt, når herbicidet glyphosat siver ned under jorden, sagde Ludmilla Aristilde, adjunkt i biologisk og miljøteknik. "Vores undersøgelse søger at forstå, hvorfor dette sker."

Jordbakterier kræver deres proteiner - sammensat af aminosyrer - og deres stofskifte for at understøtte cellulær vækst og produktionen af ​​vigtige metabolitter for at opretholde deres underjordiske kamp. Men glyphosat påført afgrøder kan dræne ned i jorden og forstyrre molekylfabrikkerne i bakteriecellerne i nogle arter, forstyrrer deres stofskifte- og aminosyremaskineri.

De nye resultater viser, at glyphosat ikke målretter mod aminosyreproduktionen og metaboliske gadgets ligeligt blandt Pseudomonas-arterne. For eksempel, når Pseudomonas protegens, en bakterie, der bruges som biokontrolmiddel til kornafgrøder, og Pseudomonas fluorescens, bruges som en svampebiokontrol til frugttræer, blev udsat for varierende glyphosatkoncentrationer, forskerne bemærkede ingen negative virkninger. Imidlertid, hos to arter af Pseudomonas putida, bruges til jordsvampekontrol til majs og andre afgrøder, bakterierne havde især hæmmet væksten, sagde Aristilde, som er fakultet i Cornell's Atkinson Center for a Sustainable Future.

"Dermed, hvis en landmand bruger Pseudomonas fluorescens som en biokontrol, så er det nok okay at bruge glyphosat, "Aristilde sagde." Men hvis landmanden bruger Pseudomonas putida til at bekæmpe svampen i jorden, så er det mere sandsynligt, at glyphosat forhindrer bakterierne i at gøre sit arbejde."

Undersøgelsen giver molekylære detaljer for, hvorfor glyphosat uønskede virkninger på Pseudomonas er artsspecifikke. "Det er faktisk gode nyheder, fordi vi - som samfund - sandsynligvis ikke helt vil stoppe med at bruge herbicid, "sagde Aristilde." Hvis det er tilfældet, landmænd har brug for at vide, hvilken gavnlig jordbiokontrol, de bruger, kan være modtagelig. Hvis de bruger en stamme, der er modtagelig og er i modstrid med deres herbicidapplikation, så er det et problem. Det er bundlinjen."

"Glyphosat-inducerede specifikke og udbredte forstyrrelser i Metabolomet af Soil Pseudomonas Species" blev offentliggjort i Grænser for miljøvidenskab i juni 2017.