การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ใน Global Change Biology พบว่าการเพิ่มผู้ล่าไมโครไบโอมในดิน - กลุ่มผู้ประท้วงและไส้เดือนฝอย - ลงในดินเกษตรกรรมช่วยเพิ่มมวลชีวภาพของพืชได้ถึง 53% ซึ่งทำได้ดีกว่าผลกระทบของปุ๋ยไนโตรเจนสังเคราะห์ที่เติมเข้าไป ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าการจัดการสายใยอาหารในดินสามารถลดการพึ่งพาพืชผลจากปัจจัยการผลิตไนโตรเจนทั่วไป ในขณะที่ยังคงรักษาหรือปรับปรุงผลผลิตได้
ผู้ล่าในดินมีประสิทธิภาพเหนือกว่าปุ๋ยไนโตรเจนอย่างไร
นักวิจัยได้ทำการทดลองเรือนกระจกแบบควบคุมโดยใช้กัญชาเป็นพืชทดสอบ พืชได้รับการรักษาหนึ่งในสี่วิธี: การควบคุมที่ไม่มีการเติม ปุ๋ยไนโตรเจนสังเคราะห์เพียงอย่างเดียว ผู้ล่าไมโครไบโอมในดิน (กลุ่มโปรติสต์และไส้เดือนฝอย) เพียงอย่างเดียว หรือการใช้ปุ๋ยร่วมกับสัตว์นักล่ารวมกัน การบำบัดแบบนักล่า-เพียงอย่างเดียวทำให้มีมวลชีวภาพเหนือพื้นดินเพิ่มขึ้น 53% เมื่อเทียบกับการควบคุมที่ไม่ได้รับการผสมพันธุ์ - ซึ่งได้รับมากกว่าการให้ปุ๋ยไนโตรเจนเพียงอย่างเดียว
ผู้เขียนรายงานกล่าวว่ากลไกนี้มุ่งเน้นไปที่ "วงจรจุลินทรีย์" ในไรโซสเฟียร์ กลุ่มผู้ประท้วงและไส้เดือนฝอยกินแบคทีเรียในดิน โดยปล่อยไนโตรเจนที่กักขังอยู่ในชีวมวลของแบคทีเรียกลับคืนสู่รูปแบบ-ที่มีอยู่ของพืช แรงกดดันจากแทะเล็มนี้ยังปรับเปลี่ยนองค์ประกอบของชุมชนแบคทีเรีย โดยสนับสนุนสายพันธุ์ที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชและการหมุนเวียนของสารอาหาร ผลลัพธ์ที่ได้คือการถ่ายโอนไนโตรเจนจากอินทรียวัตถุในดินไปยังพืชได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ผลกระทบต่อการลดการใช้ปุ๋ยไนโตรเจน
ผู้เขียนรายงานการศึกษาตั้งข้อสังเกตว่าการค้นพบนี้สนับสนุนการวิจัยไมโครไบโอมในดินที่เพิ่มมากขึ้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการจัดการดินทางชีวภาพสามารถทดแทนปุ๋ยสังเคราะห์ได้บางส่วน หากผลลัพธ์อยู่ในระดับภาคสนาม การจงใจแนะนำหรือสนับสนุนประชากรนักล่าอาจช่วยให้เกษตรกรลดอัตราการใช้ไนโตรเจนโดยไม่ทำให้ผลผลิตลดลง
สิ่งนี้สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของอุตสาหกรรมในวงกว้างไปสู่การแก้ไขดินทางชีวภาพ เมื่อเร็วๆ นี้ Switch Bioworks ได้เปิดตัวการทดลองภาคสนามของสหรัฐอเมริกาสำหรับการออกแบบไนโตรเจน-ในการตรึงจุลินทรีย์ในข้าวโพด และบริษัทอย่าง Pivot Bio ก็ได้จำหน่ายผลิตภัณฑ์ไนโตรเจนจากจุลินทรีย์ในเชิงพาณิชย์โดยมีเป้าหมายเดียวกัน - ในการลดการใช้ปุ๋ยสังเคราะห์ผ่านวิถีทางชีวภาพ
แนวทางสายใยอาหารเพื่อโภชนาการพืชผล
แตกต่างจากจุลินทรีย์เชิงวิศวกรรมหรือสารตรึงไนโตรเจนทางชีวภาพ วิธีการแบบนักล่า-ทำงานร่วมกับระบบนิเวศน์ของดินที่มีอยู่ แทนที่จะสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ๆ ผู้ประท้วงและไส้เดือนฝอยเป็นส่วนประกอบตามธรรมชาติของดินที่มีสุขภาพดีซึ่งมักจะหมดสิ้นลงเนื่องจากการไถพรวนอย่างเข้มข้น การรมควัน และการใช้ปุ๋ยอย่างหนัก การศึกษาชี้ให้เห็นว่าการฟื้นฟูประชากรเหล่านี้ - ผ่านการไถพรวนที่ลดลง การเติมอินทรียวัตถุ หรือการฉีดวัคซีนแบบกำหนดเป้าหมาย - สามารถปลดล็อกไนโตรเจนที่มีอยู่แล้วในชีวมวลจุลินทรีย์ในดิน
การวิจัยดำเนินการโดยใช้พืชชนิดเดียวในสภาพเรือนกระจก และผู้เขียนเตือนว่าจำเป็นต้องมีการตรวจสอบความถูกต้องภาคสนามสำหรับพืชหลายชนิด ประเภทของดิน และเขตภูมิอากาศ ก่อนที่จะแปลผลลัพธ์เป็นคำแนะนำเชิงพาณิชย์ได้ การขยายขนาดจากกระถางเรือนกระจกไปจนถึงพื้นที่ฟาร์มทำให้เกิดตัวแปร - รวมถึงประชากรนักล่าในดินที่มีอยู่ ระบบการไถพรวน และข้อมูลทางเคมี - ที่อาจส่งผลต่อขนาดของการตอบสนองของมวลชีวมวล
สำหรับอุตสาหกรรมปุ๋ย การศึกษานี้เพิ่มหลักฐานว่าไมโครไบโอมในดินแสดงถึงทั้งภัยคุกคามทางการแข่งขันและโอกาสทางการค้า บริษัทที่สามารถพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ส่งเสริมปฏิสัมพันธ์ทางสายใยอาหารในดินที่เป็นประโยชน์ - แทนที่จะเพียงแค่เปลี่ยนโมเลกุลไนโตรเจนสังเคราะห์-เป็น-โมเลกุล - อาจพบตำแหน่งทางการตลาดที่แตกต่าง เนื่องจากหน่วยงานกำกับดูแลและเกษตรกรให้ความสำคัญกับสุขภาพของดินมากขึ้น
