Belgische onderzoekers werpen nieuw licht op nitrificatieremmers

Planten staan in concurrentie met bepaalde bacteriën en archaea die ook de stikstof in de bodem kunnen gebruiken. Via nitrificatie  zetten deze micro-organismen ammoniakale stikstof om in nitrieten en nitraten. Deze stoffen lekken weg in de bodem, waardoor ze niet meer bruikbaar zijn voor de landbouwgewassen en negatieve gevolgen hebben voor de biodiversiteit. Daarnaast kunnen nitraten worden omgezet worden in het sterke broeikasgas lachgas.

Het vinden van stoffen die de nitrificatie door micro-organismen blokkeren is de sleutel tot een efficiënter gebruik van stikstof in de landbouw. Wanneer deze microscopische bodemorganismen minder stikstof verbruiken, blijft er meer over voor planten en is er minder bemesting nodig. Eerder onderzoek naar nitrificatie had vooral een sterke focus op bacteriën, en liet de archaea buiten beschouwing. De onderzoekers van het Centrum voor Planten Systeembiologie hebben daar juist de focus op gelegd.

Het huidige aanbod van commerciële nitrificatieremmers tegen bacteriën is niet alleen beperkt, ze zijn ook weinig of niet doeltreffend tegen archaea. Om de efficiëntie van nitrificatieremmers te verhogen, gingen de onderzoekers op zoek naar nitrificatie-inhibitoren tegen archaea. Ze ontwikkelde daarvoor twee testmethodes en gingen voor bijna 50.000 stoffen na of ze functioneel kunnen worden ingezet.  

De wetenschappers konden nitrificatieremmers voor archaea beschrijven en toonden daarnaast aan dat een combinatie van remmende stoffen tegen bacteriën en archaea het beste resultaat oplevert. Momenteel zijn de beschikbare nitrificatieremmers allemaal synthetische moleculen. Met de nieuwe testmethoden kunnen de wetenschappers ook op zoek gaan naar natuurlijke moleculen die ook kunnen dienen als nitrificatieremmers. In een volgende stap willen de onderzoekers kijken naar planten die zelf inhibitoren aanmaken en uitscheiden in de bodem.

Meer informatie is te vinden in de publicaties 'High-throughput assays to identify archaea-targeting nitrification inhibitors' in Frontiers in Plant Science, 'Enhancing agroecosystem nitrogen management: microbial insights for improved nitrification inhibitions in Cell en 'Drug discovery-based approach identifies new nitrification inhibitors' in Journal of Environmental Management.