Page 7 - ChemLife Sayı 50

7
BILIMSEL GELIŞMELER www.chemlife.com.tr CHEMLIFE

Ama önce çiftçileri mikropları kullan- olarak gübreleri daha fazla nitröz oksi- değiştirebileceğini söylediği hektar Genetiği değiştirilmemiş bir Methy-
maya ikna etmeleri gerekiyor. de dönüştürdüğü bir tarlaya uygulan- başına 45 kg nitrojenden büyük bir lobacterium symbioticum türü olan
masından sonra gelmektedir. sıçrama, yani ABD'li ortalama mısır Corteva'nın ürünü de bitki hücrelerin-
DOĞANIN GÜBRELERİ çiftçisinin kullandığı nitrojenin kaba- de yaşıyor. Tür ilk olarak Symborg ta-
Ek olarak, Environmental Research ca dörtte biri. Temme, "Teknik açıdan rafından geliştirilmiştir. Corteva, Nisan
Azot, fosfor ve potasyum, bitkilerin Letters’da yayınlanan bir araştırmaya bakıldığında, daha gidilecek çok yeri- 2022'de Symborg için ürün dağıtmaya
ihtiyaç duyduğu en önemli üç besin göre, tarım alanlarına uygulanan nit- miz var" diyor. başladı ve o yıl içinde start-up'ı satın
maddesi ve kimyasal gübrelerin ana rojenin yaklaşık yarısı ortalama olarak almayı planladığını duyurdu.
bileşenleridir. Fosfor ve potasyumun çevreye karışıyor ve burada vahşi ya-
doğal formları topraktan gelirken, ka- şam yaşam alanlarını bozabiliyor ve Bütün bu firmalar, mikropların sentetik
yaların ayrışması veya bitki ve hayvan- içme suyunu kirletebiliyor. gübrelerden daha verimli bir nitrojen
ların ayrışması yoluyla toprağa salınır- kaynağı olduğunu savunuyorlar. Bir-
ken, nitrojen çoğunlukla havadan gelir. Virginia Üniversitesi'nde nitrojen dön- çok çiftçi sezon başında topraklarını
güsünü inceleyen bir biyojeokimyacı gübreler, bu da toprağın yıkanıp kirli-
Dünya atmosferinin dörtte üçünden olan James Galloway, nitrojene olan liğe neden olma riskiyle karşı karşıya
fazlası, bitkilerin kullanamadığı inert talebin yalnızca dünya nüfusu arttıkça kalmasına neden olur. Ancak Temme,
bir nitrojen formu olan N2'den oluşur. arttığını söylüyor. "Savunulamaz bir mikropların mevsim boyunca nitrojeni
Ancak toprak, biyolojik nitrojen fiksas- çevresel sınıra" çarpmaktan kaçınmak damlattığını ve bunun bir nehirden çok
yonu adı verilen bir süreç olan N2'yi için nitrojeni daha verimli kullanmanın bir bitkiye gitme olasılığını artırdığını
reaktif, bitkiler tarafından kullanılabilir yollarını bulmanın zorunlu olduğunu söylüyor. Iowa Eyalet Üniversitesi'nde
nitrojen formlarına dönüştürmek için söylüyor. Resim 1- Ginkgo Bioworks, tahıl mah- yakın zamanda Pivot Bio tarafından
bir enzim kullanan doğal olarak olu- sullerine nitrojen sağlayacak genetiği finanse edilen bir çalışma, sentetik
şan mikroplarla doludur. Soya fasulyesi TEKNOLOJİNİN ÇÖZÜMÜ değiştirilmiş bir mikrop geliştiriyor. gübre ve şirketin mikropları ile tedavi
gibi pek çok baklagil, köklerinde nitro- Başarılı olursa, ürün Bayer tarafından edilen deneysel arazilerin, yalnızca
jen sabitleyici bakterileri barındıran Sentetik nitrojenin zararlı etkileri art- ticarileştirilecektir. sentetik gübre ile muamele edilen
ve böceklere şeker ve besin sağlayan maya devam ederken Azotic, Corteva arazilere göre daha az nitrat sızdırdı-
nodüller geliştirmiştir. Buna karşılık ve Pivot Bio gibi şirketler çözümün ta- Kendi nitrojen üreten mikrobu ge- ğını buldu.
bakteriler, konakçılarıyla nitrojeni pay- hıl mahsullerine nitrojen sağlayabilen liştiren bir start-up olan Switch Bi-
laşarak baklagillerin ihtiyaç duyduğu mikroplar olduğunu söylüyor. Tek- oworks'ün kurucusu ve CEO'su Tim
gübre miktarını azaltır. nolojik olarak bakıldığında bu büyük Schnabel'e göre, mikropları nitrojen
bir zorluk. N2'nin üçlü bağını ayırmak yapmaya zorlamak, normalde bir değiş
Buna karşılık, Birleşmiş Milletler Gıda (işlem ister bir kimya fabrikasında is- tokuşla olmuyor. Mikropların, ekinler
ve Tarım Örgütü'ne göre insanların tü- ter bakterilerde gerçekleşsin) çok fazla için nitrojen üretmesinde kullandıkları
kettiği kalorinin yaklaşık yarısını oluş- enerji gerektirir. Ek olarak, toprakta enerji, mikropların büyüme veya diğer
turan mısır, pirinç ve buğday gibi tahıl- çok fazla nitrojen varken mikroplar metabolik süreçler için harcayacakları
lar, toprak bakterileriyle bu simbiyotik üretimlerini yavaşlatma eğilimindedir. daha az enerji bırakır.
ilişkiyi geliştirmedi. Tahıllar, toprakta
serbestçe yaşayan nitrojen sabitleyi- Pivot Bio, gen düzenleme yoluyla bu Henüz ticari bir ürünü olmayan bir
ci mikroplardan yararlanabilir, ancak engellerin üstesinden gelmeyi hedefli- yaşındaki Switch, önce toprağı ko-
bu bakteriler tek başına bol hasat için yor. Şirket, 2011 yılında Alvin Tamsir lonileştirmeye odaklanan ve ancak
yeterli nitrojeni sağlamaz. ve Karsten Temme tarafından Chris- daha sonra nitrojen üretip salan bir Resim 2- Azotic Technologies, mikrobu-
topher Voigt'in San Francisco'daki duruma geçen bir mikrop tasarlayarak nun büyüme mevsimi boyunca sürekli
Geçtiğimiz yüzyılda, tahıl çiftçileri, California Üniversitesi'ndeki labora- bu sorunu çözmeyi umuyor. Schnabel, olarak nitrojen sağladığını, verimi artır-
amonyak oluşturmak için yoğun basınç tuvarında biyolojik nitrojen fiksasyonu "İkisini aynı anda yapmaya çalışmıyo- dığını veya çiftçilerin ihtiyaç duyduğu
altında nitrojen ve hidrojeni birleştire- üzerinde çalışırken kuruldu. ruz," diyor. gübre miktarını azalttığını söylüyor.
rek yapılan sentetik nitrojen gübrele-
rine bel bağladılar. Amonyak olduğu 2019'da Pivot Bio, mısır için nitrojen Bir başka girişim olan Kula Bio, enerji Lux Research'te tarım teknolojisi
gibi kullanılabilir veya üre ve amonyum sabitleyici bir mikrop pazarlamaya konusuna farklı bir yaklaşım izliyor. Şir- analisti olan Deepesh Bista, bu tek-
fosfatlar gibi diğer gübrelere dönüştü- başlayan ilk şirketlerden biri oldu ve ket, mikropların genetiğini değiştirmek nolojilerin arkasındaki temel bilim hak-
rülebilir. 20. yüzyılın başlarında sen- ilk üretimini 6 hafta içinde sattı. O za- yerine, doğal Xanthobacter autotrop- kında öğrenilecek çok şey olduğunu
tetik gübre üretiminin sanayileşmesi, mandan beri Pivot Bio, yatırımcılardan hicus bakterilerini bir yakıt deposuy- söylüyor, ancak çiftçiliğin sentetik
mahsul verimini önemli ölçüde artırdı 500 milyon dolardan fazla para topla- la donatıyor, böylece bol miktarda gübreye olan bağımlılığını azaltacak-
ve muhtemelen dünyanın artan nüfu- dı ve sorgum ve ilkbahar buğdayı için nitrojen üretmeye yetecek enerjiye ları konusunda iyimser. Pivot Bio gibi
sunun çoğu için açlığı önledi. nitrojen sabitleyici mikropları piyasaya sahip oluyorlar. Şirket, mikroplarını bir bazı firmaların mümkün olduğunu söy-
sürdü. Geçen yıl, şirket 60 milyon do- biyoreaktörde büyütüyor ve ardından lediği gibi, çiftçilerin sentetik gübreyi
Ancak Cornell Üniversitesi'nde çevre lardan fazla gelir bildirdi. besin kaynaklarını kesiyor. Bu, mikrop- tamamen değiştirebileceklerine daha
bilimcisi olan Benjamin Houlton'a göre ları stres altına sokar, böylece yiyecek az inanıyor.
tarlaları gübreyle doldurmanın sonuç- Şirkette tarım bilimcisi olan Clayton ve enerji biriktirmeye başlarlar.
ları oldu. "Anlayabildiğimiz kadarıyla, Nevins, Pivot Bio'nun, doğal olarak ŞÜPHELER
bu gezegendeki yaşam hiç bu kadar oluşan bakteriler olan Klebsiella vari- Azotik firmasının Kuzey Amerika'nın
nitrojen görmemişti" diyor. "Küresel icola ve Kosakonia sacchari'nin gen- ticarileştirme direktörü Tom Tregun- Daha önce gelen diğer tarım tekno-
bir bakış açısından bu bir Pandora'nın lerini düzenlediğini, böylece sentetik no, diğer şirketlerin mikropları tara- lojileri gibi, nitrojen sabitleyen mik-
kutusu." gübre varlığında bile nitrojen üretip fından üretilen nitrojenin bitkiye top- ropların da şüpheleri var. Bu yılın
bitkilerle daha kolay paylaşabilecek- rak yoluyla taşınması gerektiğinden başlarında, 10 ABD üniversitesinden
Nature Food'daki yakın tarihli bir lerini söylüyor. "Nitrojeni sabitliyor- savunmasız olduğunu iddia ediyor. tarımsal yayım ajanslarından oluşan
tahmine göre, azotlu gübreler küre- sak, bu harika," diyor. "Ama mikrobun Buna karşılık, şeker kamışında keşfe- bir ekip, Azotic, Corteva, Pivot Bio ve
sel sera gazı emisyonlarının yaklaşık tümüne sahip olmasını istemiyoruz." dilen Gluconacetobacter diazotrop- TerraMax'in nitrojen sabitleyici mikrop
%5'ini oluşturuyor. Bu emisyonların hicus adlı bir bakteri olan Azotic'in ürünlerinin performansını sorgulayan
kabaca üçte biri, büyük miktarlarda CEO olarak görev yapan Temme, şir- nitrojen sabitleyici mikrobu bitkinin bir çalışma koleksiyonu yayınladı.
enerji tüketen ve güçlü sera gazı nitröz ketin hedefinin sonunda tüm sentetik içinde yaşar. Ürün, tohumların ekildiği
oksit salabilen gübrelerin yapımında nitrojeni mikroplarla değiştirmek ol- veya yapraklara püskürtüldüğü yerler- Azotic ve Pivot Bio, çiftçilerin verimi
kullanılan işlemlerden geliyor. Geri ka- duğunu söylüyor. ABD Tarım Bakan- de uygulanır. Daha sonra bir bitkinin korumak için sentetik nitrojen uygula-
lanı, gübrelerin mikropların enzimatik lığı verilerine göre, bu, şirketin şimdi hücrelerine göç eder. malarını azaltabileceklerini ve nitrojen