Holder ikke-sjove svampe gødning fra planter?

Afgrøder kan bare ikke undvære fosfor.

Globalt, mere end 45 millioner tons fosforgødning forventes at blive brugt i 2019. Men kun en brøkdel af den tilførte fosfor ender med at være tilgængelig for afgrøder.

I det sydlige Florida, for eksempel, "det menes, at mindre end tyve procent af fosfor anvendt som gødning optages af planter, før det bliver utilgængeligt, " siger Mary Tiedeman, en forsker ved Florida International University.

Virkningen er todelt:økonomisk og miljømæssig. "Gødningsomkostninger er betydelige for landmænd i det sydlige Florida, " siger Tiedeman. "Og fosforsten, den mest udbredte kilde til fosforgødning, er i lav udbud over hele kloden. Det menes, at fosforbjergarter kun vil være tilgængelige i de næste 50 til 200 år."

Tiedeman undersøger, om en sjældent undersøgt proces, der involverer jordsvampe, kan bidrage til lav fosfortilgængelighed for planter i det sydlige Florida. Denne forskning kan også hjælpe med at opklare, hvordan arealanvendelse påvirker svampesamfund i jorden. Det kan også hjælpe os til bedre at forstå vital jord-fosfor dynamik.

"Generelt, svampe spiller en enorm rolle i omsætning af fosfor i jorden, " Tiedeman siger. "De kan frigive fosfor fra mineralske (sten) og organiske (henfaldende stof) kilder. Derfra, planter optager det frigivne fosfor."

Men under specifikke miljøforhold, som dem, der findes i det sydlige Floridas jord, svampe kan bidrage til problemet med manglende fosfor. Nogle svampe er i stand til at lave mineraler ud af grundstoffer opløst i jordvand. Denne proces kaldes "biopræcipitation". Tiedeman spekulerer på, om svampe kan tage opløst (plantetilgængeligt) fosfor og omdanne det til mindre tilgængelige mineralske former.

Jorden i det sydlige Florida tilføjer endnu et lag til puslespillet. "Landbrugsjord i det sydlige Florida er ret unik, " siger Tiedeman. "De blev skabt ved at pulverisere kalksten for at skabe stenet kalkholdig jord."

Kalksten er lavet af calciumcarbonat. Når fosfor er i nærværelse af carbonater i opløsning, den danner et mikroskopisk lag på overfladen af ​​kalkstenen. Selv uden svampe, fosfortilgængeligheden undertrykkes hurtigt i det sydlige Floridas jord.

"Over tid, denne belægning kan blive et "frø" for mere stabil, mindre tilgængelige former for fosfor." siger Tiedeman.

Uden frigjort fosfor, afgrøder kan ikke vokse med succes. Så mange landmænd i det sydlige Florida er blevet ved med at tilføje fosfor til jorden. I en fortsat cyklus, det meste af dette fosfor bliver utilgængeligt for planter. Over tid, store mængder af utilgængeligt fosfor er opsamlet i disse jorder. "Nogle landbrugsjorde i området har 100-200 gange mere fosfor, end hvad der var naturligt til stede. Sammen med høje koncentrationer af P, de typer af P-forbindelser, der findes i disse jordarter, er forvirrende. Nylige undersøgelser har dokumenteret tilstedeværelsen af ​​apatit - en fosforkrystal, der generelt kræver intens varme og tryk for at dannes. En hypotese, som driver Tiedemans forskning, er, at mikroorganismer i jorden skaber stabile fosformineraler.

For at undersøge om svampe er i stand til at danne fosformineraler, Tiedeman bringer svampene ind i laboratoriet. Dette giver hende mulighed for at udforske flere spørgsmål:Hvordan reagerer lokale jordsvampe på doser af tilgængeligt fosfor, mens de lever i kalkstensjord? Bidrager svampe til krystallisation af fosfor?

"Vi planlægger at analysere svampeprøver og eventuelle biprodukter af deres vækst ved hjælp af et scanningselektronmikroskop, " siger Tiedeman. "Det ville give os mulighed for rent faktisk at lede efter krystalformer af fosfor. Det kan også hjælpe os med bedre at forstå, hvordan svampe får krystaller til at dannes." Undersøgelsens resultater er ikke begrænset til det sydlige Florida, selvom. Det anslås, at 10 procent af al agerjord er høj i karbonater, der opfører sig som kalkstens calciumcarbonat. "At undersøge det sydlige Floridas kalkstensjord kan have konsekvenser ud over en regional skala, siger Tiedeman.

"At identificere alle processer, der er involveret i fosfor utilgængelighed i kalkholdige jorde, vil være nyttig i udviklingen af ​​strategier til at forbedre effektiviteten af ​​gødningsforbruget. Dette kan være til stor fordel for producenter og miljøet."

Tiedeman præsenterede sin forskning på det internationale møde i Soil Science Society of America, 6-9 januar, San Diego.