Terwijl de landbouwproductie over de hele wereld worstelt met een afnemende bodemgezondheid, Australische onderzoekers onderzoeken de productie van een duurzame organische stikstofmeststof gemaakt van aquatische cyanobacteriële biomassa - bij uitstek geschikt voor sterk aangetaste gebieden die afhankelijk zijn van chemische meststoffen.

"Veel bodems zijn aangetast en minder vruchtbaar. Dit daagt de landbouw uit om voldoende voedsel van hoge kwaliteit te produceren om de voortdurend groeiende bevolking te voeden, die nog wordt verergerd door klimatologische instabiliteit die de gewasproductie bedreigt, ", zegt Flinders University-onderzoeker universitair hoofddocent Kirsten Heimann.

Wetenschappers in Australië, VS en Europa testen een nieuwe biomeststof gemaakt van een snelgroeiende zoetwatercyanobacterie Tolypothrix, die stikstof uit de atmosfeer kan binden zonder dat extra stikstofbemesting nodig is, waardoor de biomassa goedkoop te produceren is in vergelijking met alternatieve bio-meststoffen voor microalgen en macroalgen.

Deze vorm van niet-giftige blauwalgen kan in zoetwater worden gekweekt, en zelfs licht zout of industrieel afvalwater zoals van kolencentrales, het onderzoeksteam heeft gevonden. Het afvangen van biobrandstof kan ook worden gebruikt om de productiekosten te compenseren.

De energie-input voor de productie van Tolypothrix-biomassa kan worden gecompenseerd door de productie van biogas, in wezen een methaanrijk gas voor het drogen van de biomassa om het hoogwaardige gezondheidssupplement fycocyanine te extraheren of om koolstof- en stikstofrijke vloeibare en vaste biomeststoffen te produceren om de onvruchtbaarheid van de bodem te herstellen.

In een recent artikel in Chemosphere, Dr. Heimann en collega's in Australië, de VS en Spanje onderzoeken de productie van Tolypothrix als duurzame oplossing voor biologische bodemverbetering, die in combinatie met biogas of het spirulina-achtige voedingspoeder "sterk economisch rendement belooft voor regionale en afgelegen landbouwgemeenschappen".

"Australische bodems, met name in de marginale tarwegordel in West-Australië, zijn structureel gedegradeerd, die niet kunnen worden overwonnen door toepassing van synthetische meststoffen, " zegt universitair hoofddocent Heimann, van het Flinders University Centre for Marine Bioproducts Development in Zuid-Australië.

"Om de bodemstructuur te verbeteren, Toepassingen van organische koolstof zijn nodig om het vermogen van de bodem te herstellen om een ​​gezond bodemmicrobioom in stand te houden en om de kationenuitwisseling van voedingsstoffen en het waterhoudend vermogen van de bodem te verbeteren."

Onderzoekers zeggen dat conversie van in vijvers geproduceerde cyanobacteriële biomassa geproduceerd op landbouwgrond een belangrijke in-situ bron van hernieuwbare stikstofrijke meststof zou zijn, ook helpen om de koolstofemissies van de productie en het transport van kunstmest te verminderen.

Er wordt een hogere vraag naar energie en voedsel voorspeld als gevolg van de verwachte groei van de wereldbevolking, door de VN voorspeld tot 8,5 miljard in 2030, 9,7 miljard in 2050 en 10,9 miljard in 2100.

Deze projecties stimuleren onderzoek naar biofertilizers en biogasproductie door middel van duurzame energieopwekking met behulp van organisch afvalmateriaal van gecontroleerde productie van biomassa zoals microalgen en meercellige cyanobacteriën.

Onderzoekers hebben eerder melding gemaakt van fotosynthetische fixatie van CO2 door cyanobacteriën van 100 tot> 200 ton CO2ha−1y−1onder buitenkweekomstandigheden in open vijvers, racebaan vijvers, fotobioreactoren en aangehechte groeibioreactoren.

In tegenstelling tot veel cyanobacteriële soorten, Tolypothrixsp., een zoetwatercyanobacterie, is filamenteus en vormt aggregaten die zichzelf uitvlokken, waardoor het heel gemakkelijk is om uit suspensieculturen te oogsten, het verlagen van de ontwateringskosten tot 90%, studies suggereren.

Het artikel, "Biomassavoorbehandelingen van de N2-fixerende cyanobacterie Tolypothrix voor coproductie van methaan, " door C Velu, OP Karthikeyan, DL Brinkman, S Cirés en K Heimann, is gepubliceerd in Chemosfeer