A produção global de fertilizantes químicos contribui significativamente para as emissões mundiais de gases de efeito estufa, sendo responsável por cerca de 1.5 por cento. Numa tentativa de combater este desafio ambiental, investigadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) estão a explorar a integração de bactérias como uma alternativa mais sustentável aos fertilizantes químicos tradicionais.
Ariel Furst, professor assistente de engenharia química no MIT, liderou o estudo com o apoio do Army Research Office, um prêmio New Innovator do National Institutes of Health, uma concessão do National Institute for Environmental Health Sciences Core Center, o MIT Climate and Sustainability Consortium, e o Centro Deshpande do MIT. Benjamin Burke, Gang Fan, Pris Wasuwanich e Evan Moore também são os autores do estudo.
Reduzindo a pegada de carbono através de fertilizantes bacterianos
Os pesquisadores desenvolveram um novo revestimento metal-orgânico para proteger as células bacterianas de danos, preservando seu crescimento e funcionalidade. No estudo, essas bactérias revestidas demonstraram uma taxa de germinação melhorada para várias sementes, incluindo culturas como milho e bok choy. Esta descoberta poderá revolucionar a utilização de micróbios como fertilizantes.
Ariel Furst destaca a capacidade do revestimento de proteger bactérias durante o processo de secagem, permitindo uma distribuição econômica na forma de pó seco em vez de líquida. Além disso, os micróbios revestidos apresentam resiliência a temperaturas de até 132 graus Fahrenheit, eliminando a necessidade de armazenamento refrigerado durante o transporte.
“Podemos protegê-los do processo de secagem, o que nos permitiria distribuí-los com muito mais facilidade e menor custo, pois são pó seco e não líquido”, afirma. “Eles também podem suportar calor de até 132 graus Fahrenheit, o que significa que você não teria que usar armazenamento refrigerado para esses micróbios.”
Para proteger as bactérias do calor e da liofilização, os pesquisadores aplicaram um revestimento de rede metal-fenol (MPN). Composto por metais como ferro, manganês, alumínio e zinco, juntamente com polifenóis encontrados nas plantas, esses revestimentos formam uma camada protetora. A FDA classifica estes compostos como geralmente considerados seguros (GRAS), garantindo a segurança dos micróbios revestidos.
Além disso, o estudo também criou 12 MPNs diferentes para encapsular bactérias fixadoras de nitrogênio. Esses revestimentos provaram ser eficazes na proteção das bactérias contra temperaturas de até 50 graus Celsius e umidade relativa de até 48%. Os micróbios revestidos também sobreviveram ao processo de liofilização, resolvendo obstáculos críticos no transporte.
O MPN mais eficaz, uma combinação de manganês e polifenol EGCG, apresentou resultados promissores no auxílio à germinação de sementes. Este desenvolvimento tem potencial para democratizar a agricultura regenerativa, oferecendo uma solução barata e acessível.
“Quando pensamos em desenvolver tecnologia, precisamos projetá-la intencionalmente para que seja barata e acessível, e é isso que esta tecnologia é. Ajudaria a democratizar a agricultura regenerativa”, acrescentou.
Ariel Furst, professor assistente de engenharia química no MIT
