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In un recente studio pubblicato sul Journal of the American Chemical Society, gli ingegneri chimici del MIT hanno introdotto un rivoluzionario rivestimento metallo-organico progettato per proteggere i batteri che fissano l’azoto, affrontando le sfide legate all’aumento della loro produzione e del trasporto alle aziende agricole. I fertilizzanti chimici, che contribuiscono all’1.5% delle emissioni globali di gas serra, potrebbero vedere un’alternativa sostenibile nei fertilizzanti batterici.
L'innovativo rivestimento, noto come rete metallo-fenolo (MPN), preserva l'integrità delle cellule batteriche, consentendo tassi di germinazione migliori in vari semi, tra cui mais e cavolo cinese. Questi batteri rivestiti resistono al calore fino a 132 gradi Fahrenheit, eliminando la necessità di celle frigorifere durante il trasporto. Lo studio, condotto da Ariel Furst, evidenzia il potenziale di una distribuzione capillare e di un rapporto costo-efficacia, rendendo i fertilizzanti microbici più accessibili agli agricoltori.
I metodi tradizionali Haber-Bosch per la produzione di fertilizzanti chimici non solo sono ad alta intensità di carbonio, ma nel tempo impoveriscono anche i nutrienti del suolo. Al contrario, l’agricoltura rigenerativa, che incorpora batteri che fissano l’azoto, mira a ripristinare la salute del suolo in modo sostenibile. Anche se alcuni agricoltori hanno adottato i fertilizzanti microbici, per molti la fermentazione in loco resta un costo proibitivo.
La spedizione di batteri vivi nelle aree rurali deve affrontare sfide dovute alla sensibilità al calore e alle strutture delicate. La soluzione di Furst prevede l'applicazione del rivestimento MPN, una rete metallo-fenolo che protegge i batteri sia dai danni dovuti al calore che alla liofilizzazione. I componenti approvati dalla FDA, tra cui ferro, manganese, alluminio e zinco, garantiscono sicurezza e rispetto dell'ambiente.
I ricercatori hanno testato 12 diversi MPN, incapsulando Pseudomonas lororaphis, un batterio che fissa l'azoto. Tutti i rivestimenti hanno protetto efficacemente i batteri dalle alte temperature e dall’umidità, fondamentali per la loro vitalità durante il trasporto. Gli esperimenti sulla germinazione dei semi hanno rivelato che l’MPN più efficiente, una combinazione di manganese ed epigallocatechina gallato (EGCG), ha migliorato i tassi di germinazione del 150% rispetto ai semi non trattati.
Ariel Furst, il ricercatore capo, ha fondato Seia Bio per commercializzare questa tecnologia per l'agricoltura rigenerativa su larga scala. Si prevede che il rapporto costo-efficacia del processo di produzione andrà a beneficio dei piccoli agricoltori senza infrastrutture per la fermentazione in loco, democratizzando l’accesso a pratiche agricole sostenibili.
Il pionieristico rivestimento metallo-organico del MIT segna un passo significativo verso l'agricoltura sostenibile, promettendo una riduzione delle emissioni di gas serra e una migliore salute del suolo. La svolta potrebbe trasformare il modo in cui gli agricoltori utilizzano i fertilizzanti, rendendo l’agricoltura rigenerativa più accessibile ed economicamente vantaggiosa per tutti.