För de flesta av oss, vårt närmaste möte med grundämnet fluor är sannolikt vår tandkräm eller en kommunal vattenförsörjning med tillsatt fluor.

Men överskott av fluor kan vara ett problem. Till exempel, höga halter av fluor i jorden kan skada växter. Fluor i jordar kan också påverka mikrober och andra organismer högre upp i näringskedjan.

En ny studie undersökte om jordens fluornivåer i Nya Zeeland är tillräckligt höga för att skada en specifik mikrob som heter Rhizobium.

Rhizobium-bakterier lever i rotknölar hos baljväxter, som bönor och linser. Dessa bakterier "fixar" atmosfäriskt kväve, göra näringsämnena till en form som värdväxten kan använda.

Kvävefixering av Rhizobia innebär att bönder behöver använda mindre kvävegödsel. Det kan spara stora kostnader.

Om fluorhalterna i jorden blir tillräckligt höga för att skada Rhizobia, det kan påverka baljväxtgrödor som bakterierna hjälper till att stödja.

Dessutom, betesmarker för betande boskap innehåller ofta klöver, en annan baljväxt. Höga fluornivåer kan skada Rhizobia som lever i klöverrotknölar. I sista hand, som kan påverka boskapen som äter klövern.

Men det finns mycket okänt om fluor och dess specifika effekter på mikrober. "Ingen har undersökt den potentiella inverkan av fluor på Rhizobia, säger Christopher Anderson, en forskare vid Massey University i Nya Zeeland.

I studien, Anderson och kollegor fann att höga nivåer av fluor är giftiga för Rhizobia och vitklöver.

I laboratoriestudier, fluornivåer över 100 mg per liter hämmade Rhizobias tillväxt. Höga fluorkoncentrationer ledde också till förändringar i bakteriernas form och metaboliska aktivitet.

Dessa höga fluorhalter påverkade också vitklövern. Vid fluorkoncentrationer över 100 mg per liter, vitklöverplantor överlevde inte.

Lyckligtvis, det finns några goda nyheter också. Koncentrationen av fluor vid vilken det är giftigt är mycket större än den koncentration som forskarna hittade i Nya Zeelands jordar.

"Detta betyder att det inte är några problem, just nu, av fluorhalter i jord som påverkar Rhizobia i Nya Zeelands jordar, säger Andersson.

Denna upptäckt ger förtroende för byråer i Nya Zeeland som har till uppgift att säkerställa hållbara jordbrukssystem. "Utan vår forskning, de skulle fortfarande vara i mörkret, säger Andersson.

Rhizobia – och en av värdväxterna, vitklöver – är viktiga delar av det Nya Zeelands sätt att odla djur.

"I Nya Zeeland, vi har turen att vi kan odla gräs året runt, " säger Anderson. "Vår boskap hålls på bete hela året."

Rhizobium-bakterier associerade med klöver fixerar kväve från atmosfären. När klöverväxter dör, de bryts ner i jorden. Det fixerade kvävet blir tillgängligt för andra växter.

"Så, vi behöver inte använda så mycket syntetiska kvävegödselmedel, såsom urea, till våra betesmarker med klöver", säger Anderson.

Men bönder måste applicera andra gödselmedel på Nya Zeelands betesmarker, inklusive fosforgödselmedel. Det är där oro över fluorhalterna kommer in.

Fluor är ett ganska vanligt grundämne i jordskorpan. Det är koncentrerat i vissa material, som fosfatstenar. Dessa stenar är huvudingrediensen i många gödselmedel med fosfor.

I områden där fosforgödselmedel appliceras år efter år, fluor kan ackumuleras i jordar med tiden. Denna ackumulerade fluor kan bli en jordförorening.

"Men i vissa fall, biologiska system är mycket toleranta mot föroreningar, säger Andersson.

Anderson syftar till att bestämma fluornivåer vid vilka det är giftigt för djur. "Vi skulle särskilt vilja titta på daggmaskar, " säger Anderson. "Dagmaskar är mycket användbara ekologiska indikatorer."

Forskare vill också titta på betande djur, som kan äta en ansenlig mängd jord. När djur får i sig för mycket fluor, de kan utveckla fluoros. Det kan orsaka ben, tänder, och njurproblem.

"Vi måste se till att vetenskapen tar hand om alla aspekter av pastoralsystemet - jord, mikroorganismer, växter, och djur, säger Andersson.