Returnering af nitrogen til jord uden kemikalier

Mens landbrugsproduktionen rundt om i verden kæmper med faldende jordsundhed, Australske forskere undersøger produktionen af ​​en bæredygtig organisk nitrogengødning fremstillet af cyanobakteriel akvatisk biomasse - ideel til dårligt nedbrudte områder, der er afhængige af kemisk gødning.

"Mange jordarter nedbrydes og bliver mindre frugtbare. Dette udfordrer landbruget til at producere tilstrækkelig mad af høj kvalitet til at fodre den konstant voksende befolkning, som yderligere forværres af klimatisk ustabilitet, der truer afgrødeproduktionen, "siger Flinders Universitetsforsker lektor Kirsten Heimann.

Forskere i Australien, USA og Europa tester en ny biogødning fremstillet af et hurtigt voksende ferskvand cyanobakterium Tolypothrix, som kan fiksere nitrogen fra atmosfæren uden behov for yderligere nitrogengødskning, gør biomassen billig at producere sammenlignet med alternative mikroalgal- og makroalgale biogødningsstoffer.

Denne form for giftfri blågrønalger kan dyrkes i ferskvand, og endda lidt saltvand eller industrielt spildevand, f.eks. fra kulkraftværker, har forskergruppen fundet. Opsamling af biobrændstof kan også bruges til at opveje produktionsomkostninger.

Energimængder til produktion af Tolypothrix biomasse kan opvejes ved at producere biogas, hovedsagelig en metanrig gas til enten at tørre biomassen for at ekstrahere sundheds-supplement phycocyanin af høj værdi eller til at producere kulstof og nitrogenrige flydende og faste biogødningsstoffer for at afhjælpe infertilitet i jorden.

I en nylig artikel i Chemosphere, Dr. Heimann og kolleger i Australien, USA og Spanien undersøger Tolypothrix -produktionen som en bæredygtig løsning til biologisk jordforbedring, som kombineret med biogas eller det spirulina-lignende ernæringspulver lover "stærkt økonomisk afkast for regionale og fjerntliggende landbrugssamfund."

"Australske jordbund, især i det marginale hvedebælte i det vestlige Australien, er strukturelt nedbrudt, som ikke kan overvindes ved anvendelse af kunstgødning, "siger lektor Heimann, fra Flinders University Center for Marine Bioproducts Development i South Australia.

"For at forbedre jordstrukturen, organiske kulstofanvendelser er nødvendige for at returnere jordens evne til at opretholde et sundt jordmikrobiom og forbedre jordens kationudveksling af næringsstoffer og vandholdningskapacitet. "

Forskere siger, at konvertering af damproduceret cyanobakteriel biomasse produceret på landbrugsjord ville udgøre en stor in-situ kilde til vedvarende nitrogenrig gødning, også med til at reducere kulstofemissioner fra produktion og transport af kunstgødning.

Der forventes højere energi- og fødevarekrav som en konsekvens af den forventede globale befolkningstilvækst, forudsagt af FN at nå 8,5 milliarder i 2030, 9,7 milliarder i 2050 og 10,9 milliarder i 2100.

Disse fremskrivninger tilskynder til forskning i biogødning og biogasproduktion gennem bæredygtig energiproduktion ved hjælp af organisk affaldsmateriale fra kontrolleret produktion af biomasse såsom mikroalger og flercellede cyanobakterier.

Forskere har tidligere rapporteret fotosyntetisk fiksering af CO2 ved hjælp af cyanobakterier på 100 til> 200 tons CO2ha − 1y − 1under udendørs dyrkningsforhold i åbne damme, racerbanedamme, fotobioreaktorer og vedhæftede vækstbioreaktorer.

I modsætning til mange cyanobakterielle arter, Tolypothrixsp., et ferskvand cyanobakterium, er trådformet og danner aggregater, der selv flokkulerer, gør det meget let at høste fra suspensionskulturer, reducere afvandingsomkostninger med op til 90%, undersøgelser tyder på.

Artiklen, "Forbehandling af biomasse af N2-fikserende cyanobakteriet Tolypothrix til co-produktion af metan, "af C Velu, OP Karthikeyan, DL Brinkman, S Cirés og K Heimann, er blevet offentliggjort i Kemosfæren