Wykorzystanie produktów bioługowania w zrównoważonym rolnictwie
Zarówno górnictwo, jak i rolnictwo mierzą się z poważnymi wyzwaniami związanymi ze zrównoważonym rozwojem. W przemyśle wydobywczym do ekstrahowania metali często stosuje się niebezpieczne chemikalia, które zanieczyszczają środowisko naturalne. Ponadto brak wystarczających nakładów na innowacyjne rozwiązania, które mogłyby udoskonalić metody wydobycia lokalnych zasobów pierwotnych i wtórnych, skutkuje uzależnieniem Europy od ich importu. Z kolei w rolnictwie powszechne stosowanie chemicznych pestycydów i herbicydów niszczy mikrobiom gleby, zmniejszając ilość składników odżywczych dostępnych dla roślin. W celu zrównoważenia tych strat rolnicy zazwyczaj stosują nawozy sztuczne, które są wypłukiwane z pól do wód gruntowych, tym samym zanieczyszczając żywność i wodę pitną. „Biorąc pod uwagę, że jedna trzecia gruntów rolnych na świecie została znacznie zdegradowana, powstało trudne do przerwania błędne koło. Z tego powodu pilnie potrzebujemy skutecznych rozwiązań alternatywnych”, zauważa Darina Štyriaková, koordynatorka projektu BioRevolution (Biosolution for global mineral crisis and increased food production without chemicals) i dyrektor generalna firmy ekolive, pełniącej funkcję gospodarza projektu. Naukowcy skupieni wokół finansowanego przez Unię Europejską projektu proponują rozwiązanie obu wspomnianych problemów – w postaci opatentowanej techniki biotechnologicznej InnoBioTech®, na potrzeby której dostosowano naturalny proces mikrobiologicznego wietrzenia minerałów. Ta technologia – najbardziej wszechstronna ze wszystkich dostępnych obecnie – uzyskała certyfikat ETV, a ponadto została wyróżniona nagrodą w dziedzinie zrównoważonego rozwoju przyznawaną przez uczelnię WUR. Będące efektem tych prac dwa biostymulatory – ekofertile i microfertile – są już dostępne na rynku rolnictwa ekologicznego. „Nasze ekologiczne rozwiązanie stosowane w górnictwie daje pozostałościom przemysłowym drugie życie w postaci biostymulatorów – doskonałych dla zrównoważonego rolnictwa i gospodarki o obiegu zamkniętym”, zaznacza Štyriaková.
Podkręcenie działania natury
Po zidentyfikowaniu i zebraniu szczepów bakterii najlepiej nadających się do przyspieszonego wietrzenia minerałów zespół projektu opracował opatentowaną technikę ich szybkiego namnażania. Bakterie rozpuszczają minerały z surowców, tworząc odcieki, które następnie są oczyszczane do postaci płynnych składników odżywczych. Jeśli do odpadowego piasku krzemionkowego zastosuje się bakterie probiotyczne, rozpuszczają one minerały, pozostawiając czystą, odporną krzemionkę – przydatną m.in. do produkcji szkła lub ceramiki. Rozpuszczone minerały (takie jak żelazo, krzem manganowy, kobalt i magnez), obok kwasów organicznych i białek, dostarczają biostymulujących metabolitów, które można następnie znaleźć w składzie produktu ekofertile. „Ekofertile stymuluje wzrost nieprawidłowo rozwijających się roślin oraz zwiększa ich odporność zarówno na patogeny, jak i na wysokie temperatury. Ponadto przyczynia się do zwiększenia plonów, jednocześnie poprawiając kondycję systemu korzeniowego i zwiększając zawartość cukru w owocach”, zauważa Štyriaková. Drugi produkt, pod nazwą microfertile, oparty jest na ługowanych resztkach skał krzemionkowych, bogatych w inne pożyteczne mikroorganizmy i ich metabolity, i zawiera pełny zestaw 17 istotnych składników odżywczych potrzebnych roślinom. „Microfertile zwiększa zawartość chlorofilu i stymuluje fotosyntezę, a białka chroniące przez zamarzaniem zapobiegają uszkodzeniom roślin wskutek mrozu. Dzięki składnikom odżywczym powstaje więcej pąków i liści, co poprawia jakość roślin i zwiększa plony”, dodaje Štyriaková. W zależności od warunków, w jakich rośliny są uprawiane, produkty mogą być rozpylane na liście lub aplikowane do strefy korzeniowej w ramach systemu nawadniania kropelkowego.
Owoce ciężkiej pracy bakterii
Sześć zakładów produkcyjnych w krajach środkowej Europy z powodzeniem przetestowało produkty z oferty BioRevolution. Jak twierdzi Štyriaková, „zbiory pomidorów potroiły się, a odporność na stres abiotyczny wzrosła w zakresie temperatur do 35 stopni Celsjusza. Bulwy ziemniaka były większe, wolne od zakażeń i gotowe do sprzedaży dwa tygodnie wcześniej niż zwykle, przy czym plony wzrosły o połowę. Zbiory truskawek zwiększyły się o 60 % (bez pestycydów), ich zawartość cukru zwiększyła się o 150 %, a przydatność handlową osiągnęły po jednym roku uprawowym. Podobny sukces odnieśliśmy w przypadku ok. 70 innych gatunków roślin”. Metoda ta, wykorzystująca jedynie duże zbiorniki, a nie bioreaktory, jest skalowalna i nie zużywa energii. Proces jest również szybki – wymaga zaledwie od dwóch do siedmiu dni przetwarzania, aby wytworzyć około 10 miliardów aktywnych bakterii w jednym litrze biostymulatora. „Nasza technologia po prostu przyspiesza naturalny proces, tak że zachodzi on w ciągu kilku dni lub tygodni, a nie dziesięcioleci”, podkreśla Štyriaková.
Technologia „dobra do wszystkiego”
Oferując szeroką gamę możliwości zastosowania, technologia opracowana w projekcie BioRevolution przyczynia się bezpośrednio do realizacji założeń Europejskiego Zielonego Ładu, w tym jego celu dotyczącego ograniczenia o połowę chemikaliów rolniczych do 2030 roku. „Oprócz zapewnienia rolnikom większych zysków nasze rozwiązanie pomaga poprawić bezpieczeństwo żywnościowe, zmniejsza zużycie wody, wiąże CO2, odkaża glebę i przywraca różnorodność biologiczną”, twierdzi Štyriaková. Obecnie, gdy technologia jest już gotowa, zespół pracuje nad budowaniem partnerstw i przygotowuje się do wprowadzenia swojego rozwiązania na rynek. „Aby zmienić mentalność wielu rolników rozczarowanych poprzednimi produktami reklamowanymi jako biologiczne alternatywy, w pierwszej kolejności skupiamy się na współpracy z dużymi korporacjami. Na szczęście dowody mówią same za siebie”, podsumowuje Štyriaková.
Słowa kluczowe
BioRevolution, odciek, minerały, górnictwo, rolnictwo, składniki odżywcze, gleba, bakterie