به نقل از «ایسکانیوز»

میکروب‌ها جای کودهای شیمیایی را می‌گیرند

تاریخ انتشار: ۲۴ آبان ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۰۹۱۰۹۰

به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ تولید کودهای شیمیایی امروز حدود ۱/۵ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای جهان را تشکیل می‌دهد. از این رو، شیمیدانان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) امیدوارند با جایگزینی کودهای شیمیایی با یک منبع پایدارتر مثل باکتری‌ها به کاهش ردپای کربن کمک کنند.

باکتری‌هایی وجود دارند که می‌توانند گاز نیتروژن را به آمونیاک تبدیل کنند و با این کار نه تنها مواد مغذی مورد نیاز گیاهان را تامین می‌کنند، بلکه به بازسازی خاک و محافظت از گیاهان در برابر آفات نیز کمک می‌کنند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

ولی از آنجا که این باکتری‌ها به گرما و رطوبت حساسند، افزایش تولید و ارسال آنها به مزارع با چالش روبه‌روست.

مهندسان شیمی دانشگاه ام‌آی‌تی برای غلبه بر این مانع یک پوشش فلزی آلی ابداع کرده‌اند که از سلول‌های باکتریایی در برابر آسیب محافظت می‌کند؛ بدون اینکه مانع رشد یا عملکرد آنها شود. آنها در مطالعات خود دریافتند که این باکتری‌های پوشش داده شده سرعت جوانه‌زنی انواع دانه‌ها از جمله سبزیجاتی مانند ذرت و کلم بوک چوی یا کلم چینی را بهبود می‌بخشد. در نتیجه به راحتی می‌توان از آن به عنوان کود استفاده کرد.

محققان می‌گویند: می‌توانیم آنها را در برابر فرآیند خشک شدن محافظت کنیم و این کار را بسیار راحت‌تر و با هزینه کمتری انجام دهیم، زیرا آنها به جای مایع، پودر خشک شده‌اند. همچنین می‌توانند گرما را تا دمای ۵۵/۵ درجه سانتی‌گراد را تحمل کنند و در نتیجه کشاورزان مجبور نیستند از انبار سرد برای این میکروب‌ها استفاده کنند.

محافظت از میکروب‌ها

کودهای شیمیایی رایج با استفاده از فرآیندی پرمصرف به نام «هابر- بوش» تولید می‌شوند که از فشارهای بسیار بالا برای ترکیب نیتروژن هوا با هیدروژن برای تولید آمونیاک استفاده می‌کند.

علاوه بر ردپای کربن قابل توجه این فرآیند، یکی دیگر از اشکالات کودهای شیمیایی این است که استفاده طولانی‌مدت از آنها باعث کاهش مواد مغذی در خاک می‌شود. از این رو، برخی از کشاورزان برای کمک به احیای خاک به «کشاورزی احیا کننده» روی آورده‌اند که از استراتژی‌های مختلفی از جمله تناوب زراعی و کمپوست برای سالم نگه داشتن خاک استفاده می‌کند. پس می‌توان حدس زد که باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن -که گاز نیتروژن را به آمونیاک تبدیل می‌کنند- تا چه می‌توانند در این رویکرد کمک‌ کننده باشند.

برخی از کشاورزان مدت‌هاست که از «کودهای میکروبی» استفاده می‌کنند و آنها را از طریق تخمیرهای بزرگ قبل از استفاده در خاک پرورش می‌دهند. اما این روش معمولا برای کشاورزان مقرون به‌صرفه نیست. علاوه براین، در حال حاضر حمل این باکتری‌ها به مناطق روستایی گزینه مناسبی نیست، زیرا آنها در معرض گرما آسیب می‌بینند. آنها برای زنده ماندن در فرآیند خشک شدن انجمادی که برای حمل و نقل آسان انجام می‌شود، بسیار ظریف و شکننده هستند.

محققان دانشگاه ام‌آی‌تی برای محافظت از میکروب‌ها در برابر گرما و خشک شدن در انجماد، تصمیم گرفت پوششی به نام شبکه فلزی-فنول (MPN) را اعمال کند که قبلاً برای محصور کردن میکروب‌ها برای مصارف دیگر مانند محافظت از باکتری‌های درمانی تحویل داده شده به دستگاه گوارش ایجاد کرده بودند.

بیشتر بخوانید: هوش مصنوعی چگونه آینده کشاورزی آسیا را به سمت پایداری می‌برد؟/ کشاورزی مبتنی بر داده در هند

این پوشش‌ها حاوی دو جزء هستند؛ یک فلز و یک ترکیب آلی به نام پلی ‌نول که می‌توانند خود به خود در یک پوسته محافظ جمع شوند. فلزات مورد استفاده برای پوشش‌ها، از جمله آهن، منگنز، آلومینیوم و روی، به عنوان افزودنی‌های غذایی ایمن در نظر گرفته می‌شوند. پلی‌فنول‌ها، که اغلب در گیاهان یافت می‌شوند، شامل مولکول‌هایی مانند تانن‌ها و سایر آنتی‌اکسیدان‌ها هستند. بسیاری از این پلی‌فنول‌ها از سوی سازمان غذا و داروی آمریکا ایمن طبقه‌بندی شده‌اند.

محققان MIT در مطالعات خود از یک باکتری به نام «Pseudomonas chlororaphis» استفاده کردند که یک باکتری تثبیت کننده نیتروژن است و از گیاهان در برابر قارچ‌های مضر و سایر آفات نیز محافظت می‌کند. آنها دریافتند که پوشش‌ها از باکتری‌ها در برابر دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد و همچنین از رطوبت نسبی تا ۴۸ درصد محافظت می‌کنند. این پوشش‌ها همچنین میکروب‌ها را در طول فرآیند خشک کردن انجمادی زنده نگه می‌دارند.

تقویت کننده دانه‌ها

محققان با استفاده از میکروب‌های پوشیده شده با موثرترین MPN یعنی ترکیبی از منگنز و پلی‌فنول به نام «اپی گالوکاتچین گالات» (EGCG) توانایی آنها را برای کمک به جوانه زدن بذرها در یک ظرف آزمایشگاهی آزمایش کردند. آنها میکروب‌های پوشش داده شده را قبل از قرار دادن در ظرف تا دمای ۵۰ درجه سانتی‌گراد گرم کردند و آنها را با میکروب‌های بدون پوشش تازه و میکروب‌های بدون پوشش خشک شده در انجماد مقایسه کردند.

محققان دریافتند که میکروب‌های پوشش داده شده سرعت جوانه زنی بذرها را تا ۱۵۰ درصد در مقایسه با بذرهایی که با میکروب‌های تازه و بدون پوشش تیمار شده بودند، بهبود بخشیدند. این نتیجه در چندین نوع مختلف دانه از جمله شوید، ذرت، تربچه و کلم بوک چوی ثابت بود.

انتهای پیام/

نسترن صائبی صفت کد خبر: 1206620 برچسب‌ها کشاورزی

منبع: ایسکانیوز

کلیدواژه: کشاورزی کودهای شیمیایی باکتری ها میکروب ها داده شده پوشش ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.iscanews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسکانیوز» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۰۹۱۰۹۰ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

کشت خانگی سبزیجات با مایعی غیر قابل آشامیدنی

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از دیلی میل، کشاورزان سالانه ۱۲۸ هزار دلار صرف خرید کود‌های مصنوعی برای رشد محصولات خود می‌کنند. اما ادرار می‌تواند یک جایگزین مقرون به صرفه باشد، زیرا حاوی نیتروژن و فسفر است که برای حفظ و ارتقای رشد محصول ضروری است.

کود گاوی در حال حاضر برای کمک به رشد محصولات زراعی استفاده می‌شود، اما دانشمندان استدلال کرده اند که ادرار آنقدر‌ها متفاوت نیست و می‌تواند جایگزین سازگاری با محیط زیست به جای تخلیه در توالت باشد.

هر فرد به طور متوسط سالانه ۱۳۲ گالن ادرار دفع می‌کند که می‌تواند به ۱۳ پوند کود تبدیل شود.

«دیویانا گراسیا رودریگرز» «Divina Gracia P. Rodriguez» پژوهشگر این طرح می‌گوید: ادرار انسان به اندازه طلا ارزش دارد. به تمام کود‌هایی که تا اکنون از دست داده ایم فکر کنید. زمان آن فرا رسیده است که ما شروع به جمع آوری و استفاده از پسماند خود کنیم.

محققان در حال ساخت سرویس‌های بهداشتی هستند که می‌توانند ادرار را از آب باقیمانده جدا کنند. این شیوه پیش از این در «باهیردار» در اتیوپی آزمایش شده است. پس از جدا شدن از آب، ادرار را می‌توان خشک و به گلوله‌های بی بو و ارزانی تبدیل کرد که می‌تواند در زمین‌های کشاورزی پخش شود تا محصولات را بارور کند.

اگرچه ممکن است این مفهوم برای بیشتر افراد جذاب به نظر نرسد، اما «آن اسپورکلند» «Anne Spurkland» استاد و محقق پزشکی در دانشگاه اسلو این فناوری را کاملا ایمن توصیف می‌کند.

وی می‌گوید راهی برای استفاده از این روش در خانه وجود دارد که یک قسمت ادرار را با ۹ قسمت آب مخلوط کرده و مایع را با آب پاش کوچکی روی خاک سبزیجات اسپری کنید. باکتری‌های خاک، نیتروژن را به واحد‌های سازنده جدیدی تبدیل می‌کنند که گیاهان از آن استفاده می‌کنند.

در حالی که این ایده ممکن است عجیب به نظر برسد، اما محققان دانشگاه میشیگان در مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۰ تایید کردند که کود ادراری را می‌توان بدون ترس از گسترش عفونت‌های مقاوم به آنتی بیوتیک استفاده کرد.

دانشمندان نگران بودند افرادی که کود ادراری به کشاورزان را ارائه می‌دهند ممکن است دچار عفونت‌های دستگاه ادراری (UTIs) و حاوی DNA باکتری باشند. این مطالعه نشان داد که اگر ادرار، تازه مصرف نشده و به مدت ۱۰ ساعت در انکوباتور کهنه شده باشد، ژن‌های مقاوم به آنتی بیوتیک ۹۹ درصد کاهش پیدا می‌کند.

دکتر «کریستا ویگینتون» «Krista Wigginton» یکی دیگر از مجریان این پژوهش می‌گوید: انسان، سالیان سال، ادرار را جمع آوری و از آن به عنوان کود استفاده کرده است، اما پس از اختراع سیستم فاضلاب، این کار متوقف شد.

وی افزود: ما اکنون در تلاشیم تا بفهمیم با این سیستم زیرساختی که داریم، چگونه می‌توانیم در مورد آنچه که وارد سیستم فاضلاب می‌شود متفاوت فکر کنیم و برخی از آن محصولات ارزشمند را قبل از اینکه با هر چیز دیگری مخلوط و رقیق شوند، جذب کنیم.

انتهای پیام/