基因编辑的土壤细菌可以为玉米生产提供第三氮源

如果玉米曾经嫉妒大豆与固氮细菌的关系，那么基因编辑的进步有朝一日可能会创造一个公平的竞争环境。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校最近的一项研究表明，在玉米生长早期，基因编辑细菌可以从空气中提供相当于35磅的氮，这可能会减少作物对氮肥的依赖

该研究发表在《农学杂志》上

该研究的合著者、伊利诺伊州农业、消费者和环境科学学院作物科学系的研究助理教授Connor Sible说：“取代所有合成氮肯定是有意义的。也许100年后，我们会发现微生物和基因调整来接近这一目标，但这些微生物还没有实现。然而，我们必须从某个地方开始，这项工作表明玉米的固氮具有潜力。”

Sible和他的合著者测试了Pivot Bio的PROVEN和PROVEN 40产品，其中分别包括一种或两种土壤细菌，可以将大气中的氮转化为植物可用的形式。编辑后的版本增强了参与固氮的关键基因的活性，使更多的基因可供植物利用。当在种植时使用时，细菌会在植物根部定植，将营养物质输送到最需要的地方

该公司声称，生物固定氮可以替代相当于每英亩40磅的肥料氮

“缺乏同行评审的已发表数据来支持这一说法。也没有研究估计氮替代值的大小以及在生长周期中何时积累额外的氮，”洛根·伍德沃德说，他作为伊利诺伊州的博士生完成了这项研究。“我们的目标是填补这些知识空白。”

研究人员在三个田间季节使用玉米的标准农艺措施进行种植，包括每英亩0、40、80、120或200磅的氮肥。然后，他们测量了V8阶段（八片完全领叶）和R1阶段（吐丝）植物组织中的氮含量，以及每个季节结束时的粮食产量。植物和土壤稳定同位素氮的稀释表明，接种地块的额外氮吸收来自大气，补充了土壤和肥料供应

分析表明，在所有氮肥施用量下，接种剂平均每英亩增加2蒲式耳玉米营养生长、氮积累、粒数和产量。在中等氮肥施用量下，产量每英亩增加了4蒲式耳。这相当于每英亩肥料10-35磅的氮

作物科学教授、资深研究作者Fred Below表示：“总体产量反应是积极的，但幅度不大。在生长初期，35磅的肥料当量在季末降至约10磅。”。“很明显，仍然需要施肥。你需要足够的氮来建造一个快乐健康的植物，因为健康的植物可以产生养活微生物所需的根糖。没有氮，植物无法养活自己或接种的微生物，因此在没有一些肥料氮的情况下，功效会大大降低。”

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虽然现在的产品不能取代合成肥料，但研究小组认为这项技术显示出希望，并希望它能得到改进，带来更大的效益。尽管如此，这些产品在今天的某些应用中仍然有用

Sible说：“每个农场都有土壤不能提供足够氮或肥料丢失或不可用的田地，因此提供第三种氮源的微生物接种剂可能会有所帮助。”。“有时玉米田会收到‘保险氮’，如果一年中氮容易流失，会额外提供20磅。也许固氮接种剂可以减少对额外20磅的需求，这可能会对所有玉米带英亩产生很大影响。”