Ngành nông nghiệp toàn cầu đang đối mặt với những thách thức do tình trạng suy thoái bạc mầu của đất. Giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học Australia nghiên cứu sản xuất phân bón nitơ hữu cơ bền vững từ sinh khối vi khuẩn lam thủy sinh, thích hợp cho các khu vực bị thiệt hại nặng do sử dụng phân bón hóa học.

“Nhiều vùng đất bị thoái hóa và bạc màu. Tình huống này gây khó khăn cho ngành nông nghiệp, đang cố gắng sản xuất đủ lương thực chất lượng cao cung cấp cho dân số thế giới đang tăng liên tục. Làm trầm trọng thêm thách thức là sự bất ổn của khí hậu đe dọa sản xuất cây trồng, ” PGS Kirsten Heimann, nhà nghiên cứu thuộc Đại học Flinders giải thích.

Phân bón sinh học từ vi khuẩn lam

Tham gia cùng các nhà khoa học Flinders là các nhà khoa học Mỹ và Châu Âu nghiên cứu đánh giá chức năng một loại vi khuẩn sinh học mới, vi khuẩn lam (cyanobacterium) Tolypothrix, loại thủy sinh nước ngọt, có khả năng quang hợp, tự sản xuất thức ăn và phát triển rất nhanh, có khả năng cố định nitơ từ khí quyển mà không cần bón thêm nitơ. Phương pháp này cho phép sinh khối được sản xuất rẻ hơn nhiều, thay thế cho các nhà cung cấp sinh khối vi mô và vĩ mô.

Nhóm nghiên cứu phát hiện được, có thể nuôi trồng vi khuẩn lam không độc này trong nước ngọt, trong nước thải công nghiệp hoặc nhiễm mặn như từ các nhà máy nhiệt điện than; nhiên liệu sinh học thu thập được có thể sử dụng để cân đối một phần chi phí sản xuất.

Năng lượng đầu vào sản xuất sinh khối Tolypothrix được bù đắp bằng việc sản xuất khí sinh học, một loại khí giàu methan làm khô sinh khối, chiết xuất phycocyanin giá trị cao trong bảo vệ và tăng cường sức khỏe hoặc sản xuất carbon, chất lỏng giàu nitơ và phân bón thể rắn sinh học giúp khắc phục sự bạc màu của đất.

Cải tạo đất sinh học

Trong một bài báo trên tạp chí Chemosphere , nhóm nghiên cứu của TS Heimann đã xác định vi khuẩn lam Tolypothrix là ứng viên bền vững cho vấn đề cải tạo đất bằng phân bón sinh học, kết hợp với khí sinh học hoặc bột dinh dưỡng như spirulina, mang lại “lợi nhuận kinh tế rất lớn công đồng nông dân vùng sâu vùng xa và các vùng đất hoang hóa, bạc màu”.

Sản xuất sinh khối từ vi khuẩn lam từ ao nuôi trồng sản xuất trên đất canh tác cung cấp một nguồn phân bón giàu nitơ tái tạo khổng lồ tại chỗ, giảm đáng kể lượng khí thải carbon từ sản xuất và vận chuyển phân bón hóa học.

Nguồn phân bón sinh học bền vững

Tolypothrixsp loại vi khuẩn lam nước ngọt, có dạng sợi và tạo thành các khối tự kết tụ, khiến việc thu hoạch từ môi trường nuôi cấy huyền phù trở vô cùng đơn giản, giảm chi phí khử nước đến 90%.

Nuôi trồng vi khuẩn lam làm giảm phát thải carbon do sự quang hợp cố định của vi khuẩn lam hấp thụ từ 100 đến> 200 tấn CO2/ha trong điều kiện nuôi trồng ngoài trời trong ao mở, ao mương, kết hợp với lò phản ứng quang và lò phản ứng sinh học tăng trưởng.

Sự gia tăng dân số, yêu cầu giảm xả thải khí nhà kích và trung hòa carbon này thúc đẩy tiến trình sản xuất sinh khối và khí sinh học, tạo ra năng lượng bền vững, sản xuất phân bón sinh học từ vi tảo và vi khuẩn lam đa bào là giải pháp tối ưu chống suy thoái, bạc màu đất và tăng năng suất cây trồng.