O óxido nitroso é um poderoso gás de efeito estufa. Seu potencial de aquecimento global pode ser até 300 vezes maior do que o CO₂ ao longo de um período de 100 anos. Globalmente, mais da metade das emissões de óxido de nitrogênio produzidas pelo homem vêm da agricultura. Uma redução no fertilizante de nitrogênio usado e uma melhoria na eficiência do uso de nitrogênio das culturas são, portanto, medidas importantes na proteção do clima.
Uma equipe internacional, coordenada pelo Centro de Metabolômica de Viena (VIME) da Universidade de Viena, apresenta agora um novo conceito em Trends in Plant Science com o qual a eficiência da fertilização nitrogenada é aumentada e a emissão de óxido de nitrogênio (N₂ O) reduzido.

O principal objetivo desses novos estudos, com base em muitos anos de pesquisa, é oferecer aos agricultores uma alternativa econômica melhor, onde eles podem usar inibidores biológicos derivados de plantas cultivadas em vez de fertilizantes químicos altamente poluentes. Uma tarefa importante da pesquisa é entender melhor o complexo ecossistema do microbioma solo-raiz e desenvolver plataformas tecnológicas que possam usar um equilíbrio solo-raiz para a agricultura sustentável de próxima geração. A equipe internacional liderada pela Universidade de Viena deu agora um passo importante nessa direção.

Os microrganismos do solo produzem gases de efeito estufa

O pano de fundo do estudo é um processo no cultivo de plantas que produz o gás de efeito estufa nocivo conhecido como nitrificação. Os microrganismos do solo convertem o fertilizante de nitrogênio em óxido de nitrogênio e outras substâncias. Para neutralizar isso, os inibidores de nitrificação são usados ​​na agricultura, o que pode retardar a nitrificação do fertilizante nitrogenado.

Esses inibidores são recomendados pelo IPCC como forma de mitigar as mudanças climáticas e já estão sendo utilizados na agricultura; mas também podem apresentar desvantagens, como baixa eficiência, não biodegradáveis ​​e tóxicas ao meio ambiente. No entanto, também existem naturalmente os chamados inibidores biológicos de nitrificação (BNI):por exemplo, as raízes das plantas podem exsudar compostos com efeito semelhante que têm um efeito inibidor sobre os microrganismos nitrificantes no solo.

Nova abordagem para uma busca mais eficiente de inibidores naturais de nitrificação

O Centro Metabolômico de Viena (VIME) com a participação do Centro Internacional de Pesquisa em Ciências Agrícolas do Japão (JIRCAS) apresenta agora uma nova abordagem com a qual a desaceleração natural do processo de nitrificação pode ser melhor compreendida e utilizada.

O biólogo de sistemas e ecologista Wolfram Weckwerth, diretor do VIME e principal autor do estudo, explica que "com uma abordagem metodológica nova e holística, estamos abrindo um novo capítulo na compreensão da interação entre exsudatos de raízes de plantas e os compostos inibidores de nitrificação no solo e, acima de tudo, desenvolvemos plantas que realizam esse processo de forma mais eficiente. Idealmente, essas culturas não apenas fornecerão nossos alimentos básicos, mas também podem melhorar significativamente o balanço negativo de gases climáticos na agricultura."

Arindam Ghatak, também ecologista da Universidade de Viena e um dos principais autores do estudo, acrescenta que “é importante caracterizar as substâncias liberadas pelas raízes das plantas e decodificar a interação com os organismos do solo. plataformas complexas de análise metabolômica, podemos testar as substâncias mensageiras das raízes e, portanto, seu potencial para inibir ou impedir o processo de nitrificação. Isso é possível usando tecnologias OMICS como proteômica e metabolômica."