Production of chemical fertilizers accounts for about 1.5 percent of the world's greenhouse gas emissions. MIT chemists hope to help reduce that carbon footprint by replacing some chemical fertilizer with a more sustainable source -- bacteria.
化学肥料的产量约占1全球温室气体排放量的5%MITChemistry通过用更可持续的来源——细菌——替代化学肥料来帮助减少碳足迹
能将氮转化为氨的细菌不仅能提供植物所需的营养物质，还能帮助再生土壤和保护植物然而，这些细菌对热和湿度敏感，因此很难扩大其生产规模并将其运送到工厂
为了克服这一障碍，线粒体化学工程在不阻碍其生长或功能的情况下，设计了一种具有保护特性的金属有机物在一项新的研究中，他们发现这些涂层特征证明了各种种子的终止率，包括甜菜和白菜
这层涂料可能会使农民将大豆作为肥料进行种植，如澳大利亚农业部的RielFurst所说CookCareerDevelopmentAssistantProfessorofChemicalEngineeringtMIT和这些研究成果
她说：“我们可以保护它们免受干燥过程的影响，这将使我们能够更容易地分配它们，而且成本更低，因为它们是游离的粉末而不是液体。”“它们可以承受高达华氏132度的高温，这意味着你不会对这些微生物使用低温储存。”
Benjamin Burke’23和PostdocGangFan是这篇论文的主要作者，发表在《美国化学学会杂志》上麻省理工学院本科生Pris Wasuwanichand Evan Moore’23也是该研究的作者保护微生物
化学肥料是由Haber Bosch公司的高能工艺制造的，该工艺使用极高的压力将空气中的氮气与氢气混合以制备氨
除了这个过程的显著碳足迹外，还有一个长期使用的化学肥料会耗尽油中的营养成分为了帮助恢复土壤，一些农民转向了“再生农业”，即利用各种策略，包括适当的轮作和堆肥，来保持土壤健康将氮转化为氨的固氮特性可以采用这种方法
一些农民已经开始部署这些“微生物肥料”，在开始向土壤施肥之前，在现场种植最小的大型肥料然而，这是最令人望而却步的表现
运送这些细菌到口腔区域目前不是一个可行的选择，因为它们很容易受到损害微粒也很美味，可以在冷冻干燥过程中存活下来，这将使它们更容易运输
为了保护微球免受加热和冷冻干燥的影响，Furstded决定涂上一层先前开发为其他用途的胶囊微球的复合金属酚网络（MPN），例如保护输送到消化道的治疗细菌
涂层包含两种成分——一种叫做聚苯酚的滑石和有机化合物——它们可以自行组装成保护壳用于生态涂层的金属，包括铁、锰、铝和锌，被认为是安全的食品添加剂多酚，是植物中常见的物质，包括大分子的血清素和其他抗氧化剂FDAC将许多多酚分类为GRAS（通常被认为是安全的）
弗斯特说：“我们看到了天然食品级的家禽，它们知道自己有好处，然后它们就形成了保护微生物的小农场。”在这项研究中，研究人员创造了12种不同的MPN，并用它们来包裹假红曲霉，这是一种固定细菌，也可以保护真菌和其他害虫的内脏所有涂层保护细菌的温度高达50摄氏度（华氏122度），相对湿度高达48%在冷冻干燥过程中，涂层也会出现微裂纹
高于种子
使用最有效的MPN（锰和多酚的组合，称为去没食子儿茶素酸盐（EGCG））覆盖的微基质，可以有效地帮助种子终止生长他们在放置鱼之前先将其冷冻成50C，并将其与冷冻干燥的未涂覆的微生物进行比较
研究人员发现，与用新鲜、未经处理的微生物处理的种子相比，经过处理的微生物将这些微生物的终止率提高了150%这一结果与几种不同的种子一致，包括大麦、玉米、萝卜和白菜
Fursthast启动了一家名为“美国生物技术公司”的公司，将该公司的特点商业化，用于可再生农业的大规模使用她希望制造过程的低成本将有助于使微生物肥料能够被那些没有培养这种微生物所需的发酵剂的小规模农场所使用
她说：“当我们考虑开发技术时，我们需要将其设计成昂贵且可获得的，这就是技术的意义所在。这将有助于实现农业的民主化。”
这项研究由陆军研究办公室、国家健康研究所新创新者奖、国家环境健康科学研究所核心中心拨款、IFARAzrieli全球奖学金计划、MITJ WAFS计划、MITClimateandSustainabilityConsortium和MITDeshpandCenter资助