חוקרים - מאוניברסיטת פרדו ומאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון בשיתוף עם הסטארט-אפ Pivot Bio - הדגימו כיצד השימוש בחיידקים ערוכים בגנים יכול לספק מספיק אספקת חנקן לגידולים כמו תירס עם הפחתה צפויה של 40 פאונד של שימוש בדשן חנקן סינתטי בזמן השגת אותה רמה של יבול יבול.
מבחינה היסטורית, אומר פרופסור למדעי הסביבה באוניברסיטת מישיגן סטייט, ד"ר ברונו באסו, ניהול החנקן היה קשה - מכיוון שמערכת האדמה-צמח-אטמוספירה קשורה זה בזה בצורה כה הדוק. ועכשיו דשני חנקן עומדים בפני מספר אתגרים: כיצד לשמור בצורה הטובה ביותר באדמה, אי-חיזוי מזג האוויר ואפילו כיצד נספגים חומרים מזינים. טכנולוגיה חדשה זו שואפת להתגבר על בעיות אלו ולהגדיל הן את הפרודוקטיביות והן את הקיימות הסביבתית.
פריצת הדרך האמיתית טמונה בשימוש ב"דיאזוטרופים", חיידקים מיוחדים שיכולים להמיר באופן טבעי חנקן אטמוספרי לאמוניום. תהליך זה, המכונה קיבוע חנקן ביולוגי (BNF), היה המקור העיקרי לחנקן לגידולים לפני הופעת הדשנים הסינטטיים. עם זאת, דיאוטרופים, שהצורות המקומיות שלהם מהוות את רוב הדיאזוטרופים, מפחיתים את פעילות קיבוע החנקן שלהם אם הם נחשפים לרמות גבוהות של חנקן לתקופות ממושכות. חוקרי Pivot Bio הנדסו כעת דיאזוטרופים ערוכים בגנים אשר ממשיכים לבצע BNF גם ברמות גבוהות של חנקן, תוך מקסימום אספקה ישירה של חנקן ישירות לגידולים.
בליבה של טכנולוגיה זו, Pivot Bio מציעה PROVEN® 40, מוצר דור שני המשתמש בחיידקים ערוכים בגנים כדי לקבע ביעילות חנקן אטמוספרי אפילו בקרקעות המופרות באופן סינטטי. בדיקות הן במעבדות והן במסגרות שדה עקבו אחר חנקן אטמוספרי לכלורופיל עלי תירס והוכיחו כי חנקן זה סופק למעשה מהאוויר על ידי החיידקים. לחידוש זה יש השלכות עמוקות מכיוון שלצמחים תחת PROVEN 40 היו רמות גבוהות יותר של חנקן בתחילת העונה והזדקקו לפחות דשן סינטטי.
בשנת 2017, Pivot Bio הרחיבה את השימוש במוצרים ליותר מ-13 מיליון דונם בארה"ב מבחינה זו, והדגימה את המעבר הגובר לפתרונות חנקן ידידותיים לסביבה. לדברי ד"ר באסו, טכנולוגיה זו יכולה להפחית את הזיהום החקלאי באופן משמעותי ולכן משרתת לא רק את החקלאים אלא את המערכות האקולוגיות ואת הביטחון התזונתי בעולם.