#MIT #Agriculture #SustainableFarming #MicrobialFertilizers #GreenRevolution #SoilRegeneration #EnvironmentalInnovation #Nitrogen-FixingBacteria #AgricultureEngineering #GreenhouseGasReduction #SustainableTechnology
وفي دراسة حديثة نشرت في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية، قدم المهندسون الكيميائيون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا طلاء معدني عضوي ثوري مصمم لحماية البكتيريا المثبتة للنيتروجين، ومعالجة التحديات في توسيع نطاق إنتاجها ونقلها إلى المزارع. الأسمدة الكيماوية، التي تساهم بنسبة 1.5 في المائة من انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية، يمكن أن ترى بديلاً مستداماً في الأسمدة البكتيرية.
يحافظ الطلاء المبتكر، المعروف باسم شبكة الفينول المعدني (MPN)، على سلامة الخلايا البكتيرية، مما يسمح بتحسين معدلات الإنبات في البذور المختلفة، بما في ذلك الذرة وملفوف بوك تشوي. تتحمل هذه البكتيريا المغلفة حرارة تصل إلى 132 درجة فهرنهايت، مما يلغي الحاجة إلى التخزين البارد أثناء النقل. تسلط الدراسة التي أجراها آرييل فورست الضوء على إمكانية التوزيع على نطاق واسع وفعالية التكلفة، مما يجعل الأسمدة الميكروبية في متناول المزارعين.
إن طرق هابر-بوش التقليدية لإنتاج الأسمدة الكيماوية ليست كثيفة الكربون فحسب، بل إنها تستنزف أيضًا مغذيات التربة بمرور الوقت. وفي المقابل، تهدف الزراعة المتجددة، التي تتضمن البكتيريا المثبتة للنيتروجين، إلى استعادة صحة التربة على نحو مستدام. وفي حين اعتمد بعض المزارعين الأسمدة الميكروبية، فإن التخمير في الموقع لا يزال باهظ التكلفة بالنسبة للكثيرين.
يواجه شحن البكتيريا الحية إلى المناطق الريفية تحديات بسبب قابليتها للحرارة والهياكل الحساسة. يتضمن حل فورست تطبيق طبقة MPN، وهي شبكة معدنية من الفينول تحمي البكتيريا من أضرار الحرارة والتجميد. المكونات المعتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية، بما في ذلك الحديد والمنغنيز والألومنيوم والزنك، تضمن السلامة والصداقة للبيئة.
اختبر الباحثون 12 نوعًا مختلفًا من MPNs، تحتوي على بكتيريا Pseudomonas Chlororaphis، وهي بكتيريا مثبتة للنيتروجين. جميع الطلاءات تحمي البكتيريا بشكل فعال من درجات الحرارة المرتفعة والرطوبة، وهو أمر ضروري لاستمراريتها أثناء النقل. كشفت تجارب إنبات البذور أن MPN الأكثر كفاءة، وهو مزيج من المنجنيز وإيبيجالوكاتشين جالات (EGCG)، أدى إلى تحسين معدلات الإنبات بنسبة 150 بالمائة مقارنة بالبذور غير المعالجة.
قام آرييل فورست، الباحث الرئيسي، بتأسيس شركة Seia Bio لتسويق هذه التكنولوجيا لأغراض الزراعة المتجددة على نطاق واسع. ومن المتوقع أن تفيد فعالية عملية التصنيع من حيث التكلفة صغار المزارعين الذين ليس لديهم البنية التحتية اللازمة للتخمير في الموقع، مما يؤدي إلى إضفاء الطابع الديمقراطي على الوصول إلى الممارسات الزراعية المستدامة.
يمثل الطلاء المعدني العضوي الرائد من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا خطوة كبيرة نحو الزراعة المستدامة، ويعد بتخفيض انبعاثات الغازات الدفيئة وتحسين صحة التربة. ومن الممكن أن يؤدي هذا الاختراق إلى تغيير الطريقة التي يستخدم بها المزارعون الأسمدة، مما يجعل الزراعة المتجددة أكثر سهولة وأكثر فعالية من حيث التكلفة للجميع.