Как созданные микробы могут помочь накормить сельскохозяйственные культуры мира

Удобрения имеют решающее значение для глобального продовольственного снабжения, но их производство требует много энергии и приводит к значительным выбросам. Некоторые компании надеются, что микроорганизмы могут помочь.

Растущее количество исследований показывает, что засевание почвы вокруг корней растений полезными микроорганизмами может помочь питать растение, обеспечивая необходимый азот для его роста. Это может помочь сократить потребность в химических удобрениях, производство которых составляет примерно 2% от глобальных выбросов парниковых газов. Это также может снизить затраты для фермеров, что является большим преимуществом — особенно в условиях, когда война в Иране привела к резкому росту цен на энергию и удобрения в последние месяцы.

Люди использовали биологические удобрения, такие как навоз, на протяжении тысяч лет, и компании давно разрабатывают микробные удобрения, включая некоторые, которые полагаются на генную инженерию. Но сложно создать микроорганизмы, которые могут надежно обеспечивать растения азотом, оставаясь при этом жизнеспособными.

Стартап под названием Switch Bioworks применяет новый подход, который по сути позволяет микроорганизмам укореняться и развиваться в здоровые колонии, прежде чем перейти в режим производства азота. «Нам нужно переосмыслить удобрения», — говорит Тим Шнабель, основатель и генеральный директор компании.

Воздух состоит почти на 80% из азота, но растения не могут использовать этот «свободный» азот напрямую, потому что он не реагирует легко с другими элементами. Вместо этого они полагаются на так называемый фиксированный азот, который был преобразован в более реакционноспособные соединения, такие как аммиак. В природе микроорганизмы могут выполнять эту фиксацию азота. Некоторые растения, такие как бобовые, даже имеют симбиотические отношения с азотфиксирующими бактериями, размещая их в узлах своих корней. Синтетическое удобрение по сути является промышленной фиксацией азота через процесс Габера-Боша, который использует природный газ для производства аммиака, который затем вносится на поля.

Биологические удобрения стремятся заменить часть синтетических удобр