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Num estudo recente publicado no Journal of the American Chemical Society, os engenheiros químicos do MIT introduziram um revolucionário revestimento metal-orgânico concebido para proteger as bactérias fixadoras de azoto, abordando os desafios no aumento da sua produção e transporte para as explorações agrícolas. Os fertilizantes químicos, que contribuem para 1.5% das emissões globais de gases com efeito de estufa, poderiam ser uma alternativa sustentável aos fertilizantes bacterianos.
O revestimento inovador, conhecido como rede metal-fenol (MPN), preserva a integridade das células bacterianas, permitindo melhores taxas de germinação em diversas sementes, incluindo milho e bok choy. Essas bactérias revestidas suportam calor de até 132 graus Fahrenheit, eliminando a necessidade de armazenamento refrigerado durante o transporte. O estudo, liderado por Ariel Furst, destaca o potencial de distribuição generalizada e rentabilidade, tornando os fertilizantes microbianos mais acessíveis aos agricultores.
Os métodos tradicionais Haber-Bosch para a produção de fertilizantes químicos não são apenas intensivos em carbono, mas também esgotam os nutrientes do solo ao longo do tempo. Em contraste, a agricultura regenerativa, que incorpora bactérias fixadoras de azoto, visa restaurar a saúde do solo de forma sustentável. Embora alguns agricultores tenham adoptado fertilizantes microbianos, a fermentação no local continua a ter um custo proibitivo para muitos.
O transporte de bactérias vivas para áreas rurais enfrenta desafios devido à suscetibilidade ao calor e às estruturas delicadas. A solução da Furst envolve a aplicação do revestimento MPN, uma rede metal-fenol que protege as bactérias dos danos causados pelo calor e pela liofilização. Os componentes aprovados pela FDA, incluindo ferro, manganês, alumínio e zinco, garantem segurança e respeito ao meio ambiente.
Os pesquisadores testaram 12 MPNs diferentes, encapsulando Pseudomonas chlororaphis, uma bactéria fixadora de nitrogênio. Todos os revestimentos protegeram eficazmente as bactérias de altas temperaturas e umidade, cruciais para sua viabilidade durante o transporte. Experimentos de germinação de sementes revelaram que o MPN mais eficiente, uma combinação de manganês e galato de epigalocatequina (EGCG), melhorou as taxas de germinação em 150% em comparação com sementes não tratadas.
Ariel Furst, o investigador principal, fundou a Seia Bio para comercializar esta tecnologia para a agricultura regenerativa em larga escala. Espera-se que a relação custo-eficácia do processo de fabrico beneficie os pequenos agricultores sem infra-estruturas para fermentação no local, democratizando o acesso a práticas agrícolas sustentáveis.
O revestimento metal-orgânico pioneiro do MIT marca um avanço significativo em direção à agricultura sustentável, prometendo uma redução nas emissões de gases de efeito estufa e melhoria da saúde do solo. O avanço poderá transformar a forma como os agricultores utilizam fertilizantes, tornando a agricultura regenerativa mais acessível e rentável para todos.