#MIT #Сельское хозяйство #Устойчивое сельское хозяйство #Микробные удобрения #Зеленая революция #Восстановление почвы #Экологические инновации #Азотфиксирующие бактерии #Сельскохозяйственная инженерия #Сокращение выбросов парниковых газов #Устойчивые технологии
В недавнем исследовании, опубликованном в Журнале Американского химического общества, инженеры-химики Массачусетского технологического института представили революционное металлоорганическое покрытие, предназначенное для защиты азотфиксирующих бактерий и решающее проблемы расширения их производства и транспортировки на фермы. Химические удобрения, на которые приходится 1.5 процента мировых выбросов парниковых газов, могут стать устойчивой альтернативой бактериальным удобрениям.
Инновационное покрытие, известное как металл-фенольная сеть (MPN), сохраняет целостность бактериальных клеток, позволяя повысить скорость прорастания различных семян, включая кукурузу и бок-чой. Эти покрытые оболочкой бактерии выдерживают температуру до 132 градусов по Фаренгейту, что исключает необходимость хранения в холодильнике во время транспортировки. Исследование, проведенное под руководством Ариэля Ферста, подчеркивает потенциал широкого распространения и экономической эффективности, делая микробные удобрения более доступными для фермеров.
Традиционные методы производства химических удобрений Хабера-Боша не только углеродоемки, но и со временем истощают питательные вещества почвы. Напротив, регенеративное сельское хозяйство, включающее азотфиксирующие бактерии, направлено на устойчивое восстановление здоровья почвы. Хотя некоторые фермеры используют микробные удобрения, ферментация на месте остается для многих непомерно дорогой.
Доставка живых бактерий в сельские районы сталкивается с проблемами из-за чувствительности к теплу и хрупкой структуры. Решение Ферста включает в себя нанесение покрытия MPN, металло-фенольной сети, которая защищает бактерии как от нагревания, так и от повреждений при сушке замораживанием. Одобренные FDA компоненты, в том числе железо, марганец, алюминий и цинк, обеспечивают безопасность и экологичность.
Исследователи протестировали 12 различных MPN, инкапсулировавших Pseudomonas chromraphis, азотфиксирующую бактерию. Все покрытия эффективно защищали бактерии от высоких температур и влажности, что имеет решающее значение для их жизнеспособности во время транспортировки. Эксперименты по прорастанию семян показали, что наиболее эффективный MPN, комбинация марганца и галлата эпигаллокатехина (EGCG), улучшил прорастание на 150 процентов по сравнению с необработанными семенами.
Ариэль Фёрст, ведущий исследователь, основал Seia Bio с целью коммерциализации этой технологии для регенеративного сельского хозяйства в больших масштабах. Ожидается, что экономическая эффективность производственного процесса принесет пользу мелким фермерам, не имеющим инфраструктуры для ферментации на месте, что демократизирует доступ к устойчивым методам ведения сельского хозяйства.
Новаторское металлоорганическое покрытие MIT знаменует собой значительный шаг на пути к устойчивому сельскому хозяйству, обещая сокращение выбросов парниковых газов и улучшение здоровья почвы. Этот прорыв может изменить способ применения фермерами удобрений, сделав регенеративное сельское хозяйство более доступным и экономически эффективным для всех.