Akvaponie je udržitelný systém produkce potravin, který využívá odpady bohaté na živiny z akvakultury k produkci zeleniny v hydroponických systémech. Živiny z akvakulturních odpadů jsou přeměněny na vstřebatelné formy pro rostlinné využití prospěšnými mikroorganismy přítomnými v kultivačních jednotkách. Tyto mikroorganismy jsou také zodpovědné za další biologické procesy, jako je metanogeneze a redukce síranů, a přispívají ke snížení náchylnosti k nemocem. Dr. Zala Schmautz z Zurich University of Applied Sciences ve Švýcarsku a Dr. Ewumi Azeez Folorunso z Laboratoře výživy na FROV JU dokončili projekt, který zkoumal vliv rostlinných druhů a pěstebních systémů na početnost, diverzitu a metagenomy mikroorganismů v akvaponických a hydroponických systémech. Jak je vidět v terénních studiích, rostlinné druhy jsou hlavními determinanty typů mikrobiálních společenstev nalezených v půdních rhizobiomech (Anthony et al., 2020; Nkongolo & Narendrula-Kotha, 2020). Početné výzkumy věnované pochopení tohoto přirozeného výběru přinesly zavedené přístupy udržitelného pěstování, jako např. meziplodiny obilnin a luštěnin, které zvyšují výnos bílkovin a snižují potřebu hnojení dusíkem.
Na druhé straně existuje jen málo informací o vlivu rostlinných druhů nebo systémů pěstování na mikrobiální konsorcia v systémech bez půdy, jako je akvaponie a hydroponie (Schmautz et al., 2022). Pochopení dopadu těchto proměnných pomůže nejen optimalizovat tyto systémy, ale také poskytne nový rozměr pro řešení problémů, jako jsou škůdci, choroby a dynamika živin v pěstebních systémech (Folorunso et al., 2021). Silným ukazatelem vlivu rostlinných druhů a pěstebních systémů na mikrobiální diverzitu je příjem živin rostlinami v pěstebních systémech. Například příjem železa a dusíku v rostlinách jsou produkty aktivity sideroforů a nitrifikace, což jsou oba biologické procesy diktované současnými mikrobiálními komunitami v kultivačních systémech. V předběžných výsledcích naší studie jsme identifikovali významné rozdíly v příjmu železa a celkového dusíku (mimo jiných živin) v hydroponii a akvaponii, stejně jako mezi bazalkou a salátem (obrázek 1). To může naznačovat nesrovnalosti v mikrobiomu napříč dvěma kultivačními systémy a rostlinnými druhy v očekávaném výsledku metagenomu. Očekává se, že výsledek metagenomu poskytne měřítko pro charakterizaci mikrobiálních společenstev napříč dvěma systémy a rostlinnými druhy a další manipulaci k řešení stávajících problémů v systémech produkce bez půdy.
Odkaz na video.
Literární zdroje
Anthony, M. A., Crowther, T. W., Maynard, D. S., van den Hoogen, J., & Averill, C. (2020). Distinct assembly processes and microbial communities constrain soil organic carbon formation. One Earth, 2(4), 349–360. https://www.cell.com/one-earth/pdf/S2590-3322(20)30142-1.pdf
Folorunso, E. A., Roy, K., Gebauer, R., Bohatá, A., & Mraz, J. (2021). Integrated pest and disease management in aquaponics: A metadata-based review. Reviews in Aquaculture, 13(2), 971–995. https://doi.org/10.1111/raq.12508
Nkongolo, K. K., & Narendrula-Kotha, R. (2020). Advances in monitoring soil microbial community dynamic and function. Journal of Applied Genetics, 61(2), 249–263. https://doi.org/10.1007/s13353-020-00549-5
Schmautz, Z., Walser, J.-C., Espinal, C. A., Gartmann, F., Scott, B., Pothier, J. F., Frossard, E., Junge, R., & Smits, T. H. M. (2022). Microbial diversity across compartments in an aquaponic system and its connection to the nitrogen cycle. Science of The Total Environment, 852, 158426. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158426
