Разработка микробиологических удобрений как способ сокращения синтетического питания

Производство синтетических азотных удобрений методом Габера-Боша требует значительных энергозатрат и связано с выбросами парниковых газов, на долю которых приходится около 2% от мирового показателя. В связи с ростом цен на энергоресурсы и химическую продукцию, актуальность поиска альтернативных биологических решений для питания сельскохозяйственных культур возрастает. Специалисты отмечают, что микроорганизмы способны фиксировать атмосферный азот, делая его доступным для растений.

Одной из проблем при внедрении микробных удобрений является энергозатратность процесса фиксации азота для самих бактерий, что препятствует формированию устойчивых колоний в почве. Стартап Switch Bioworks разрабатывает технологию генетического переключателя: микробы начинают активную выработку аммиака только после формирования достаточной популяции вокруг корневой системы. В качестве триггера рассматривается снижение уровня азота в почве до определенного значения. В настоящий момент компания проводит полевые испытания на посевах кукурузы в шести штатах США. По предварительным оценкам, продукция Switch Bioworks сможет заменить до 25% объема традиционных удобрений, а в перспективе — до 50%.

Другой игрок на рынке, компания Pivot Bio, занимается развитием микробиологических удобрений с 2011 года. Ассортимент препаратов охватывает широкий спектр культур, включая кукурузу, хлопок, пшеницу, сорго и ячмень. Методы внесения препаратов варьируются: от обработки семян до внесения при посеве. Как и в случае со Switch Bioworks, прогнозы компании предполагают замещение примерно четверти потребности в азоте за счет биологических продуктов.

Эксперты, в частности Дэн Блаустин-Режто из Breakthrough Institute и профессор Джон Хэвлин из Университета штата Северная Каролина, подчеркивают, что, несмотря на перспективность технологии, полная замена синтетических удобрений в обозримом будущем не представляется возможной. Полевые исследования остаются важным этапом для проверки эффективности разработок, так как показатели в лабораторных условиях не всегда совпадают с реальными результатами в поле и данными независимых экспертов.