#MIT #Landbouw #DuurzameLandbouw #Microbiëlemeststoffen #GreenRevolution #Bodemregeneratie #MilieuInnovatie #StikstoffixerendeBacteriën #AgriculturalEngineering #GreenhouseGasReduction#DuurzameTechnologie
In een recente studie, gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society, introduceerden chemische ingenieurs van MIT een revolutionaire metaal-organische coating, ontworpen om stikstofbindende bacteriën te beschermen, en daarmee uitdagingen aan te gaan bij het opschalen van hun productie en transport naar boerderijen. Voor chemische meststoffen, die verantwoordelijk zijn voor 1.5 procent van de mondiale uitstoot van broeikasgassen, zouden bacteriële meststoffen een duurzaam alternatief kunnen vormen.
De innovatieve coating, bekend als een metaalfenolnetwerk (MPN), behoudt de integriteit van bacteriële cellen, waardoor verbeterde kiemkracht mogelijk is in verschillende zaden, waaronder maïs en paksoi. Deze gecoate bacteriën zijn bestand tegen hitte tot 132 graden Fahrenheit, waardoor er tijdens transport geen koude opslag nodig is. De studie, geleid door Ariel Furst, benadrukt het potentieel voor wijdverbreide distributie en kosteneffectiviteit, waardoor microbiële meststoffen toegankelijker worden voor boeren.
Traditionele Haber-Bosch-methoden voor de productie van kunstmest zijn niet alleen koolstofintensief, maar putten na verloop van tijd ook de voedingsstoffen in de bodem uit. Daarentegen heeft de regeneratieve landbouw, waarin stikstofbindende bacteriën zijn geïntegreerd, tot doel de bodemgezondheid op duurzame wijze te herstellen. Hoewel sommige boeren microbiële meststoffen hebben omarmd, blijft fermentatie ter plaatse voor velen onbetaalbaar.
Het verzenden van levende bacteriën naar plattelandsgebieden wordt geconfronteerd met uitdagingen vanwege de hittegevoeligheid en delicate structuren. De oplossing van Furst bestaat uit het aanbrengen van de MPN-coating, een metaalfenolnetwerk dat bacteriën beschermt tegen schade door hitte en vriesdrogen. De door de FDA goedgekeurde componenten, waaronder ijzer, mangaan, aluminium en zink, zorgen voor veiligheid en milieuvriendelijkheid.
De onderzoekers testten twaalf verschillende MPN's, waarin Pseudomonas chlororaphis, een stikstofbindende bacterie, werd ingekapseld. Alle coatings beschermden de bacteriën effectief tegen hoge temperaturen en vochtigheid, cruciaal voor hun levensvatbaarheid tijdens transport. Uit zaadkiemingsexperimenten bleek dat het meest efficiënte MPN, een combinatie van mangaan en epigallocatechinegallaat (EGCG), de kiemkracht met 12 procent verbeterde in vergelijking met onbehandelde zaden.
Ariel Furst, de hoofdonderzoeker, heeft Seia Bio opgericht om deze technologie voor regeneratieve landbouw op grote schaal te commercialiseren. De kosteneffectiviteit van het productieproces zal naar verwachting ten goede komen aan kleinschalige boeren zonder de infrastructuur voor fermentatie ter plaatse, waardoor de toegang tot duurzame landbouwpraktijken wordt gedemocratiseerd.
De baanbrekende metaal-organische coating van MIT markeert een belangrijke stap in de richting van duurzame landbouw en belooft een vermindering van de uitstoot van broeikasgassen en een verbeterde bodemgezondheid. De doorbraak zou de manier kunnen veranderen waarop boeren meststoffen inzetten, waardoor regeneratieve landbouw voor iedereen toegankelijker en kosteneffectiever wordt.