به نقل از آی‌ای، تشکیل و منفعت گیری از کودهای شیمیایی به مقدار قابل توجهی از انتشار کردن گازهای گلخانه‌ای همانند اکسید نیتروژن پشتیبانی می‌کند و زیاد تر انرژی‌بر است، چون از فرآیند هابر-بوش(Haber-Bosch) منفعت گیری می‌کند که به دما و سختی بالا نیاز دارد.

به نقل از ویکی‌پدیا، فرآیند هابر-بوش روشی برای تشکیل صنعتی آمونیاک از طریق عکس العمل گاز نیتروژن و گاز هیدروژن و با منفعت گیری از کاتالیزگرهای آهن و روتنیم(در زیاد تر اوقات از ترکیبات ناخالص آنها منفعت گیری می‌بشود) است. در این فرآیند به دمای ۴۵۰ سانتی‌گراد و سختی ۲۰۰ اتمسفر نیاز است.

برای جلوگیری از برخی از این پیامدهای منفی، کشاورزان زیاد تر از کودهای زیستی که حاوی میکروارگانیسم‌های(ریزموجودات) سودمند همانند باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن می باشند، برای افزایش حاصلخیزی خاک و حمایتاز سلامت گیاه منفعت گیری می‌کنند.

با منفعت گیری از کودهای شیمیایی کمتر، این راه حلها بخشی از روشهای کشاورزی سازگار با محیط زیست و پایدار محسوب خواهد شد. با این حال، آنها در برابر آفات از گیاه محافظت نمی‌کنند.

بهینه‌سازی باکتری‌ها

اکنون دانشمندان MIT راهی برای بهینه‌سازی باکتری‌ها برای محافظت از گیاهان در برابر گونه‌های مهاجم اشکار کرده‌اند تا در نهایت بتوانند جانشین کودهای شیمیایی در مزارع شوند.

باکتری‌ها علاوه بر دادن مواد مغذی مورد نیاز به گیاهان، به بازسازی خاک و محافظت از گیاه در برابر حشرات پشتیبانی می‌کنند. اما از آنجایی که این ریزموجودات به گرما و رطوبت حساس می باشند، تولیدکنندگان قبلاً قادر به تشکیل آنها در مقیاس بزرگ و مورد نیاز کشاورزان نبوده‌اند.

مهندسان شیمی در MIT یک پوشش فلزی-آلی تشکیل کرده‌اند که سلول‌های باکتریایی را در برابر صدمه‌های ناشی از محیط‌شان محافظت می‌کند، بدون این که مانع گسترش یا توانایی آنها بشود. این فرآیند آنها را برای محافظت از گیاهان در برابر آفات مزاحم، ایده‌آل و در عین حال پایدار و ایمن می‌سازد.

آریل فورست استادیار مهندسی شیمی در MIT و نویسنده ارشد این پژوهش می‌گوید: آنها این چنین می‌توانند گرمای تا ۵۵ درجه سلسیوس(۱۳۲ درجه فارنهایت) را تحمل کنند، به این معنی که شما ناچار نیستید از انبار سرد برای این میکروب‌ها منفعت گیری کنید.

روشی ایمن

هم فلزات مورد منفعت گیری برای این پوشش‌ها از جمله آهن، منگنز، آلومینیوم و روی و هم ترکیبات آلی این ترکیب توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده «ایمن» محسوب خواهد شد. این ترکیب پلی‌فنول(polyphenol) نام دارد که ماده‌ای است که به طور طبیعی در گیاهان وجود دارد و دارای خواص آنتی اکسیدانی است که از صدمه سلولی جلوگیری می‌کند.

فورست می‌گوید: ما از این ترکیبات غذایی طبیعی منفعت گیری می‌کنیم که به خودی خود فوایدی دارند و سپس زره‌های کوچکی را راه اندازی خواهند داد که از میکروب‌ها محافظت می‌کنند.

پژوهشگران ۱۲ نوع پوشش گوناگون را آزمایش کردند و فهمید شدند که همه آنها از باکتری‌ها در برابر دمای ۵۰ درجه سانتیگراد(۱۲۲ درجه فارنهایت) و رطوبت تا ۴۸ درصدی محافظت می‌کنند. آنها این چنین خاطرنشان کردند که این پوشش ها شدت جوانه‌زنی بذر گیاهان شامل انواع بذر نظیر ذرت و تربچه را تا ۱۵۰ درصد بهبود می‌بخشند.

فورست و تیمش به منظور تجاری‌سازی باکتری‌های پوشش داده شده برای کاربردهای گسترده در کشاورزی احیا کننده اکنون شرکتی به نام Seia Bio تاسیس کرده‌اند. فورست معتقد است که کشاورزان خرد که فاقد ابزار و شرایط مورد نیاز برای کشت این ریزموجودات می باشند، به علت هزینه پایین فرآیند تشکیل، این کودهای میکروبی را مقرون به صرفه‌تر خواهند یافت.

وی می‌گوید: هنگامی به گسترش فناوری فکر می‌کنیم، باید آن را به طوری طراحی کنیم که ارزان و در دسترس باشد و این همان چیزی است که این فناوری آن را در نظر می‌گیرد. این به دموکراتیک کردن کشاورزی احیاکننده پشتیبانی خواهد کرد.

این مطالعه در مجله American Chemical Society انتشار شده است.