#MIT #Agriculture #Sustainable Farming #MicrobialFertilizers #GreenRevolution #SoilRegeneration #EnvironmentalInnovation #Nitrogen-FixingBacteria #AgriculturalEngineering #GreenhouseGasReduction#SustainableTechnology
Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Journal of the American Chemical Society, οι χημικοί μηχανικοί του MIT παρουσίασαν μια επαναστατική μεταλλική-οργανική επίστρωση σχεδιασμένη να προστατεύει τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο, αντιμετωπίζοντας τις προκλήσεις στην κλιμάκωση της παραγωγής και της μεταφοράς τους σε αγροκτήματα. Τα χημικά λιπάσματα, που συμβάλλουν στο 1.5 τοις εκατό των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, θα μπορούσαν να δουν μια βιώσιμη εναλλακτική λύση στα βακτηριακά λιπάσματα.
Η καινοτόμος επίστρωση, γνωστή ως δίκτυο μετάλλου-φαινόλης (MPN), διατηρεί την ακεραιότητα των βακτηριακών κυττάρων, επιτρέποντας βελτιωμένους ρυθμούς βλάστησης σε διάφορους σπόρους, συμπεριλαμβανομένου του καλαμποκιού και του bok choy. Αυτά τα επικαλυμμένα βακτήρια αντέχουν σε θερμότητα έως και 132 βαθμούς Φαρενάιτ, εξαλείφοντας την ανάγκη αποθήκευσης στο ψυγείο κατά τη μεταφορά. Η μελέτη, με επικεφαλής τον Ariel Furst, υπογραμμίζει τη δυνατότητα ευρείας διανομής και οικονομικής αποδοτικότητας, καθιστώντας τα μικροβιακά λιπάσματα πιο προσιτά στους αγρότες.
Οι παραδοσιακές μέθοδοι Haber-Bosch για την παραγωγή χημικών λιπασμάτων δεν είναι μόνο εντατικές σε άνθρακα αλλά εξαντλούν και τα θρεπτικά συστατικά του εδάφους με την πάροδο του χρόνου. Αντίθετα, η αναγεννητική γεωργία, που ενσωματώνει βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο, στοχεύει στην αποκατάσταση της υγείας του εδάφους με βιώσιμο τρόπο. Ενώ ορισμένοι αγρότες έχουν αγκαλιάσει τα μικροβιακά λιπάσματα, η επιτόπια ζύμωση παραμένει απαγορευτική από πλευράς κόστους για πολλούς.
Η αποστολή ζωντανών βακτηρίων σε αγροτικές περιοχές αντιμετωπίζει προκλήσεις λόγω της ευαισθησίας στη θερμότητα και των ευαίσθητων δομών. Η λύση του Furst περιλαμβάνει την εφαρμογή της επίστρωσης MPN, ενός δικτύου μετάλλου-φαινόλης που προστατεύει τα βακτήρια τόσο από ζημιές από τη θερμότητα όσο και από τη ζημιά κατά την ξήρανση με ψύξη. Τα εγκεκριμένα από τον FDA εξαρτήματα, όπως ο σίδηρος, το μαγγάνιο, το αλουμίνιο και ο ψευδάργυρος, εξασφαλίζουν ασφάλεια και φιλικότητα προς το περιβάλλον.
Οι ερευνητές εξέτασαν 12 διαφορετικά MPN, ενθυλακώνοντας το Pseudomonas chlororaphis, ένα βακτήριο που δεσμεύει το άζωτο. Όλες οι επικαλύψεις προστάτευαν αποτελεσματικά τα βακτήρια από τις υψηλές θερμοκρασίες και την υγρασία, καθοριστικής σημασίας για τη βιωσιμότητά τους κατά τη μεταφορά. Τα πειράματα βλάστησης των σπόρων αποκάλυψαν ότι το πιο αποτελεσματικό MPN, ένας συνδυασμός γαλλικού μαγγανίου και επιγαλλοκατεχίνης (EGCG), βελτίωσε τα ποσοστά βλάστησης κατά 150 τοις εκατό σε σύγκριση με τους μη επεξεργασμένους σπόρους.
Ο Ariel Furst, ο επικεφαλής ερευνητής, ίδρυσε τη Seia Bio για να εμπορευματοποιήσει αυτήν την τεχνολογία για αναγεννητική γεωργία σε μεγάλη κλίμακα. Η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας της διαδικασίας παραγωγής αναμένεται να ωφελήσει τους αγρότες μικρής κλίμακας χωρίς την υποδομή για επιτόπια ζύμωση, εκδημοκρατίζοντας την πρόσβαση σε βιώσιμες γεωργικές πρακτικές.
Η πρωτοποριακή μεταλλική-οργανική επίστρωση του MIT σηματοδοτεί ένα σημαντικό βήμα προς τη βιώσιμη γεωργία, υπόσχοντας μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και βελτίωση της υγείας του εδάφους. Η σημαντική ανακάλυψη θα μπορούσε να μεταμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο οι αγρότες χρησιμοποιούν λιπάσματα, καθιστώντας την αναγεννητική γεωργία πιο προσιτή και οικονομικά αποδοτική για όλους.