#MIT #การเกษตร #เกษตรกรรมที่ยั่งยืน #ปุ๋ยจุลินทรีย์ #การปฏิวัติสีเขียว #การฟื้นฟูดิน #นวัตกรรมด้านสิ่งแวดล้อม #แบคทีเรียตรึงไนโตรเจน #วิศวกรรมเกษตร #การลดก๊าซเรือนกระจก#เทคโนโลยีที่ยั่งยืน
ในการศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร American Chemical Society วิศวกรเคมีของ MIT ได้เปิดตัวการเคลือบโลหะ-อินทรีย์แบบใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อปกป้องแบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจน จัดการกับความท้าทายในการขยายขนาดการผลิตและการขนส่งไปยังฟาร์ม ปุ๋ยเคมีซึ่งมีส่วนทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจกร้อยละ 1.5 ของทั่วโลก อาจมองเห็นทางเลือกที่ยั่งยืนในการใช้ปุ๋ยจากแบคทีเรีย
การเคลือบที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่เรียกว่าโครงข่ายโลหะ-ฟีนอล (MPN) ช่วยรักษาความสมบูรณ์ของเซลล์แบคทีเรีย ทำให้อัตราการงอกของเมล็ดพืชต่างๆ ดีขึ้น รวมถึงข้าวโพดและผักกาดกวางตุ้ง แบคทีเรียที่เคลือบเหล่านี้ทนความร้อนได้สูงถึง 132 องศาฟาเรนไฮต์ ทำให้ไม่จำเป็นต้องเก็บความเย็นระหว่างการขนส่ง การศึกษาที่นำโดย Ariel Furst เน้นย้ำถึงศักยภาพในการกระจายสินค้าในวงกว้างและความคุ้มค่า ส่งผลให้เกษตรกรสามารถเข้าถึงปุ๋ยจุลินทรีย์ได้มากขึ้น
วิธีการผลิตปุ๋ยเคมีแบบดั้งเดิมของ Haber-Bosch ไม่เพียงแต่ใช้คาร์บอนเข้มข้นเท่านั้น แต่ยังทำให้ธาตุอาหารในดินหมดไปเมื่อเวลาผ่านไป ในทางตรงกันข้าม การเกษตรแบบปฏิรูปซึ่งมีแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน มีเป้าหมายเพื่อฟื้นฟูสุขภาพของดินอย่างยั่งยืน แม้ว่าเกษตรกรบางรายจะหันมาใช้ปุ๋ยจุลินทรีย์ แต่การหมักในสถานที่ยังคงเป็นเรื่องที่ไม่คุ้มทุนสำหรับหลายๆ คน
การขนส่งแบคทีเรียที่มีชีวิตไปยังพื้นที่ชนบทเผชิญกับความท้าทายเนื่องจากความไวต่อความร้อนและโครงสร้างที่ละเอียดอ่อน โซลูชันของ Furst เกี่ยวข้องกับการใช้การเคลือบ MPN ซึ่งเป็นโครงข่ายโลหะฟีนอลที่ปกป้องแบคทีเรียจากทั้งความร้อนและความเสียหายจากการทำให้แห้งแบบเยือกแข็ง ส่วนประกอบที่ได้รับการรับรองจาก FDA รวมถึงเหล็ก แมงกานีส อลูมิเนียม และสังกะสี ช่วยให้มั่นใจในความปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
นักวิจัยได้ทดสอบ MPN ที่แตกต่างกัน 12 ชนิด โดยห่อหุ้ม Pseudomonas chlororaphis ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจน สารเคลือบทั้งหมดปกป้องแบคทีเรียจากอุณหภูมิและความชื้นสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความมีชีวิตในระหว่างการขนส่ง การทดลองการงอกของเมล็ดพบว่า MPN ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดซึ่งประกอบด้วยแมงกานีสและเอพิกัลโลคาเทชินแกลเลต (EGCG) ช่วยเพิ่มอัตราการงอกได้ถึง 150 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับเมล็ดที่ไม่ผ่านการบำบัด
Ariel Furst หัวหน้านักวิจัยได้ก่อตั้ง Seia Bio เพื่อทำการค้าเทคโนโลยีนี้เพื่อการเกษตรแบบปฏิรูปในวงกว้าง ความคุ้มทุนของกระบวนการผลิตคาดว่าจะเป็นประโยชน์ต่อเกษตรกรรายย่อยที่ไม่มีโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการหมักในสถานที่ ทำให้เกิดประชาธิปไตยในการเข้าถึงแนวทางปฏิบัติทางการเกษตรที่ยั่งยืน
การเคลือบโลหะอินทรีย์แบบบุกเบิกของ MIT ถือเป็นก้าวสำคัญสู่การเกษตรแบบยั่งยืน โดยสัญญาว่าจะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และปรับปรุงสุขภาพของดิน ความก้าวหน้าครั้งนี้สามารถเปลี่ยนวิธีที่เกษตรกรใช้ปุ๋ย ทำให้เกษตรกรรมแบบปฏิรูปเข้าถึงได้มากขึ้นและคุ้มต้นทุนสำหรับทุกคน