Pinnases on tihtil fosforit küll, aga taimed ei saa seda elutähtsat ainet kätte. Uued uuringud näitavad, et raudoksiid võib fosfori taas ringlusesse tuua.
Fosfor on taimede kasvu jaoks kriitiline toitaine. Ilma fosforväetisteta ei saa põllumehed tagada taimede tervist ega saaki. Seetõttu on Maa fosforitsükli mõistmine oluline ülemaailmsete toiduvarude kaitsmiseks.
Kuigi fosfori orgaanilisi vorme leidub mullas ohtralt, vajavad taimed ja mikroobid oma kasvu soodustamiseks mitteorgaanilist fosforit. Orgaanilisel kujul on fosfor seotud süsinikuaatomitega otse või kaudselt. Et fosforit kätte saada, toodavad taimed ja mikroobid ensüüme. Nende abiga lõhkutakse orgaanilises fosforis sisalduv süsinikside ja tekitatakse taimedele kättesaadav mitteorgaaniline fosfor.
Uus viis hädavajalik fosfor taimedele kättesaadavaks teha
Uued andmed näitavad aga, et on veel üks võimalus fosfor taimedele kättesaadavaks muuta. Raudoksiidid ehk pinnases ja setetes looduslikult esinevad raua ja hapniku ühendid võivad läbi viia reaktsiooni, mis muudab orgaanilise fosfori anorgaaniliseks vormiks. Rahvakeeli on jutt roostest. Üllataval kombel avastasid teadlased ka selle, et raudoksiidid “taaskasutavad” fosforit taimeensüümidega sarnasel kiirusel. Raud suudab fosfori taimedele kättesaadavaks teha 10 korda kiiremini kui ränioksiidi sisaldavad mineraalid.
Kaevandamine ei ole ainus viis fosfori saamiseks
“Praegu on fosforväetiste peamiseks allikaks kaevandamine,” ütles tööd juhtinud Northwesterni ülikooli teadlane Ludmilla Aristilde. „See on piiratud ressurss, mis meil lõpuks otsa saab. Mõnede hinnangute kohaselt võib see otsa saada juba 50 aasta või paarisaja aasta pärast. Otsime võimalusi, kuidas kasutada fosfori ringlussevõtuks looduspõhiseid lahendusi, sest ilma selleta ei saa meil olla toiduga kindlustatust. Kuid enne, kui saame seda teha, peame mõistma loodusliku fosfori ringlussevõtu aluseks olevaid mehhanisme. Leidsime, et mineraalid mängivad protsessis olulist ja varem tundmatut rolli.”
Reklaam
Kuidas fosfor looduses ringleb
Kui surnud taimestik või mikroobid mullas lagunevad, jätavad nad maha hulga toitaineid, sealhulgas DNA ja RNA, mis on olulised orgaanilise fosfori allikad. Mikroobid ja elustaimed kasutavad ensüüme, et lõhustada fosforit DNA ja RNA komponentidest ning muuta see taimedele toitainena kättesaadavaks. Seni eeldas enamik teadlasi, et ensüümide kasutamine on looduse ainus mehhanism orgaanilise fosfori taaskasutamiseks.
“Fosfori keskkonnadünaamikat käsitlevate väliuuringute tulemused näitasid, et setetes oleva orgaanilise fosfori muundamiseks tuleb kaaluda bioloogiast kaugemale jäävaid mehhanisme,” ütles Aristilde. “Minu rühm hakkas uurima mineraale, eriti raua oksiide, kuna need on teadaolevalt võimelised toimima katalüsaatoritena.”
Kadunud fosfori juhtum
Laboratoorsetes katsetes uuris Aristilde ja tema meeskond fosfori saatust rauda sisaldavates muldades ja setetes. Pärast mitmete katsete läbiviimist leidsid teadlased, et osa anorgaanilisest fosforist oli kummalisel kombel puudu.
“Vaatasime ja ennäe, me leidsime, et fosfor oli raudoksiidi pinnale kinni jäänud!” ütles Aristilde. “Põhimõtteliselt saab mineraalidega fosforit DNA ja RNA molekulidest taaskasutada. “
Reklaam
Mars on rauast punane
Uus teave mitte ainult ei laienda seda, kuidas me mõtleme fosforiringlusest meie planeedil, vaid võib anda ka ülevaate meie naaberplaneetide kohta.
“Mars on punane, sest see on täis raudoksiide,” ütles Aristilde. “Kui sealt leitakse anorgaanilist fosforit, on mõistlik küsida: “Kas see fosfor võib olla orgaanilist päritolu?””
Viide uuringule: https://www.nature.com/articles/s41467-024-47931-z
Loe ka: Fosforit pole vaja kaevandada – see tuleb eraldada reoveest
One thought on “Leiti uus viis saada fosforit toidujulgeoleku tagamiseks”