Не столь очевидное экологическое решение – фундаментальная наука

Автор Ваня Панкевич

Как прокормить 7 миллиардов человек, не нанеся вреда почве и морю?

*

Мы знаем, что отказ от воды, пластмассы, сокращение количества отходов и использование возобновляемых источников энергии – это действия, способствующие устойчивости планеты. Но есть еще много вещей, которые могут повлиять на нашу жизнь. Например, биологическое удобрение продуктов питания является одним из них. Это не популярная тема, она не стоит на повестке дня, но каким бы ни был режим питания человека, в какой-то момент ему понадобится еда, выращенная с применением удобрений. Проблема в том, что химическая добавка бесшумно и постоянно нарушает баланс биосферы.

После «зеленой революции», то есть с 1960-х годов, массовое производство этих азотных добавок изменило сельское хозяйство, обеспечив колоссальный рост производства продуктов питания без необходимости увеличения посевных площадей. Однако компост, нанесенный на почву, в конечном итоге стекает в реки и моря, и последствия могут быть катастрофическими, как это происходит в Мексиканском заливе в США: сверху вы уже можете видеть пятно, вызванное избытком добавки. , источник питания для определенных организмов, которые они экстравагантно культивируют и, потребляя кислород из водной среды, вызывают смерть других живых существ.

Высокая стоимость этих соединений и форма их производства, для которой требуется большое количество природного газа, невозобновляемого источника, являются другими осложнениями. Не говоря уже о том, что после внесения в почву эти удобрения, когда они не попадают в грунтовые воды, разлагаются с образованием парниковых газов.

Что делать? Прекратить использование удобрений? Однако это не злодеи в истории. Удобрение почвы азотом – вопрос выживания: как накормить более 7 миллиардов ртов? Одно из возможных решений – преобразовать атмосферный азот в аммиак.

Даже при таком изобилии газа растения не поглощают его непосредственно из воздуха, отсюда и необходимость его преобразования, которое может быть биологическим, физическим или промышленным. В биологической сфере специализированные бактерии фиксируют азот и превращают его в аммиак, перенося это соединение в почву или непосредственно в корень растения. В физике молния контактирует с азотом в атмосфере, образуя нитраты. В промышленном секторе для производства азотных удобрений используется большое количество естественной энергии.

Бразилия пользуется преимуществами биологической фиксации азота в посевах сои более 30 лет. Молекулярный путь бобовых растений способствует взаимодействию с этими бактериями, ризобиями, на долю которых приходится 50% азота, используемого растениями. Другими словами, в Бразилии 50% удобрений экономится на сое, что делает эту культуру одной из самых важных для нашей экономики. Травы, такие как кукуруза, пшеница и рис, три из пяти наиболее производимых в мире, взаимодействуют с другими типами бактерий, ассоциативными бактериями, которые, по сравнению с ризобиями, фиксируют азот в меньшем масштабе.

Ученые всего мира работают над улучшением взаимодействия азотфиксирующих бактерий с этими травами. Йоханна Доберейнер, бразильский микробиолог, посвятила свою жизнь изучению этих организмов. Если сегодня страна является первым производителем сои в Южной Америке, она внесла большой вклад благодаря своим исследованиям бактериальных инокулянтов, которые являются эффективными альтернативами интенсивному использованию химических удобрений. Производство сахарного тростника, крупнейшим экспортером которого является Бразилия, также извлекло пользу из результатов его исследований – урожай использует до 60% азота из инокулянтов.

То, как мы производим продукты питания, не является экологически рациональным, и для удовлетворения спроса необходимо его заново изобретать. Инвестиции в науку и развитие биопрепаратов должны быть на повестке дня, наряду с общественным стремлением заменить пластик и ископаемое топливо. Подобные решения способствуют устойчивому развитию сельского хозяйства для будущих поколений и должны стать более популярными.

*

Ваня Панкевич – биолог, исследователь и соучредитель GoGenetic, биотехнологической компании, созданной при Федеральном университете Параны.

Подпишитесь на рассылку новостей Serrapilheira, чтобы следить за последними новостями института и блога Ciência Fundamental. У вас есть предложенная повестка дня? Узнайте, как сотрудничать здесь.

Back to top button