#MIT #Poľnohospodárstvo #Udržateľné poľnohospodárstvo #Mikrobiálne hnojivá #Zelená revolúcia #Regenerácia pôdy #Environmentálne inovácie #Baktérie viažuce dusík #Poľnohospodárske inžinierstvo #Redukcia skleníkových plynov #Udržateľné technológie
V nedávnej štúdii publikovanej v časopise Journal of the American Chemical Society, chemickí inžinieri MIT predstavili revolučný kovový-organický povlak určený na ochranu baktérií viažucich dusík, čím sa riešia problémy pri zvyšovaní ich výroby a prepravy na farmy. Chemické hnojivá, ktoré prispievajú k 1.5 percentám globálnych emisií skleníkových plynov, by mohli vidieť udržateľnú alternatívu v bakteriálnych hnojivách.
Inovatívny povlak, známy ako metal-fenolová sieť (MPN), zachováva integritu bakteriálnych buniek, čo umožňuje lepšiu klíčivosť v rôznych semenách, vrátane kukurice a bok choy. Tieto potiahnuté baktérie odolávajú teplu až do 132 stupňov Fahrenheita, čím sa eliminuje potreba skladovania v chlade počas prepravy. Štúdia, ktorú vedie Ariel Furst, zdôrazňuje potenciál rozsiahlej distribúcie a nákladovej efektívnosti, vďaka čomu sú mikrobiálne hnojivá pre poľnohospodárov dostupnejšie.
Tradičné Haber-Boschove metódy na výrobu chemických hnojív sú nielen náročné na uhlík, ale časom aj vyčerpávajú pôdne živiny. Na rozdiel od toho, regeneratívne poľnohospodárstvo, ktoré obsahuje baktérie viažuce dusík, má za cieľ trvalo obnoviť zdravie pôdy. Zatiaľ čo niektorí farmári prijali mikrobiálne hnojivá, fermentácia na mieste zostáva pre mnohých cenovo zakázaná.
Preprava živých baktérií do vidieckych oblastí čelí problémom v dôsledku citlivosti na teplo a jemných štruktúr. Furstovo riešenie zahŕňa aplikáciu povlaku MPN, kovovo-fenolovej siete, ktorá chráni baktérie pred poškodením teplom aj mrazom. Komponenty schválené FDA, vrátane železa, mangánu, hliníka a zinku, zaisťujú bezpečnosť a šetrnosť k životnému prostrediu.
Výskumníci testovali 12 rôznych MPN, ktoré zapuzdreli Pseudomonas chlororaphis, baktériu viažucu dusík. Všetky nátery účinne chránili baktérie pred vysokými teplotami a vlhkosťou, čo je rozhodujúce pre ich životaschopnosť počas prepravy. Experimenty s klíčením semien odhalili, že najúčinnejší MPN, kombinácia mangánu a epigalokatechín galátu (EGCG), zlepšila rýchlosť klíčenia o 150 percent v porovnaní s neošetrenými semenami.
Ariel Furst, vedúci výskumník, založil Seia Bio na komercializáciu tejto technológie pre regeneratívne poľnohospodárstvo vo veľkom meradle. Očakáva sa, že nákladová efektívnosť výrobného procesu bude prínosom pre malých farmárov bez infraštruktúry na fermentáciu na mieste, čím sa demokratizuje prístup k udržateľným poľnohospodárskym postupom.
Priekopnícka kovovo-organická vrstva MIT predstavuje významný krok smerom k trvalo udržateľnému poľnohospodárstvu, pričom sľubuje zníženie emisií skleníkových plynov a zlepšenie zdravia pôdy. Tento prielom by mohol zmeniť spôsob, akým poľnohospodári nasadzujú hnojivá, čím by sa regeneratívne poľnohospodárstvo stalo dostupnejším a nákladovo efektívnejším pre všetkých.