Forscher des Instituts für Angewandte Ökologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben einen neuen pflanzlichen Inhibitor entwickelt, der die Effizienz und Stabilität von Düngemitteln verbessern kann. Der aus natürlichen Pflanzen gewonnene Hemmstoff kann den Abbau von Harnstoff im Boden verlangsamen und die Stickstoffaufnahme durch Nutzpflanzen erhöhen. Das Forschungsteam hat für seine Erfindung ein US-Patent erhalten, das das erste seiner Art in China ist.
Düngemittel sind für die Steigerung der Ernteerträge und die Gewährleistung der Ernährungssicherheit unerlässlich. Herkömmliche Düngemittel enthalten jedoch häufig synthetische Inhibitoren, die schnell abgebaut werden können, mehr kosten und ein Risiko für die Umwelt darstellen. Diese Inhibitoren sollen den Stickstoffverlust aus dem Boden durch die Wirkung von Enzymen wie Urease und Nitrifikatoren verhindern. Stickstoffverlust kann die Wirksamkeit von Düngemitteln verringern und zu Umweltverschmutzung und Treibhausgasemissionen führen.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, haben Forscher auf der ganzen Welt nach neuen und besseren Inhibitoren gesucht, die die Düngemittelleistung verbessern können. Einige internationale Düngemittelunternehmen wie BASF aus Deutschland und Euro Chem aus Russland haben neue Produkte wie LIMUS und DMPSA auf den Markt gebracht, diese basieren jedoch immer noch auf früheren Inhibitoren wie NBPT und DMPP und weisen nur begrenzte Innovationen auf.
In dieser Studie haben die Forscher einen anderen technischen Ansatz gewählt. Sie haben einen pflanzlichen Hemmstoff namens Farnesen aus natürlichen Pflanzen extrahiert und untersucht. Farnesen kann die Aktivität von Urease, einem Enzym, das die Hydrolyse von Harnstoff katalysiert, wirksam hemmen. Dadurch kann Farnesen die Freisetzung von Ammoniak und Nitrat aus Harnstoff verlangsamen und so die Verfügbarkeit von Stickstoff für Pflanzen erhöhen.
Das Team hat den Inhibitor in einem Mikrokosmos-Experiment getestet und herausgefunden, dass er die Stickstoffausnutzungsrate von Düngemitteln deutlich verbessern kann. Sie haben außerdem ein chinesisches Erfindungspatent und ein US-amerikanisches Erfindungspatent für ihren Inhibitor erhalten, der Chinas erster pflanzlicher Ureaseinhibitor ist, der in den USA den Schutz geistigen Eigentums erhält
Dieser Erfolg schließt die Lücke im Forschungsbereich pflanzlicher Inhibitoren in China, bereichert die Materialbibliothek von Inhibitoren und stärkt die internationale Wettbewerbsfähigkeit des Instituts im Bereich neuer Düngemittel. Darüber hinaus bietet es umfassende technische Unterstützung für die Entwicklung neuer grüner und stabiler Düngemittel.