Thực phẩm đã qua sử dụng có một kết thúc tốt hơn là chiếm không gian trong các bãi chôn lấp và góp phần vào sự nóng lên toàn cầu.
Các vi khuẩn có lợi phát triển mạnh mẽ trong các hệ thống trồng cây có múi được xử lý bằng các phụ phẩm từ chất thải lên men. Các nhà khoa học của UC Riverside đã phát hiện ra chất thải thực phẩm lên men có thể thúc đẩy vi khuẩn làm tăng sự phát triển của cây trồng, làm cho cây trồng có khả năng chống lại mầm bệnh tốt hơn và giảm lượng khí thải carbon từ trồng trọt.
Nhà vi sinh vật học của UCR, Deborah Pagliaccia, người đứng đầu cuộc nghiên cứu, cho biết: “Các vi sinh vật có lợi tăng lên đáng kể khi chúng tôi bổ sung chất thải thực phẩm lên men vào hệ thống trồng cây. “Khi có đủ những vi khuẩn tốt này, chúng tạo ra các hợp chất chống vi khuẩn và các chất chuyển hóa giúp cây trồng phát triển tốt hơn và nhanh hơn.”
Vì các cây trong thí nghiệm này được trồng trong nhà kính nên lợi ích của các sản phẩm thải bỏ được bảo tồn trong một hệ thống tưới nước khép kín. Rễ cây nhận được một lượng thuốc mới mỗi khi chúng được tưới nước.
Chu kỳ bền vững
“Đây là một trong những điểm chính của nghiên cứu này,” Pagliaccia nói. “Để tạo ra một chu trình bền vững, nơi chúng tôi tiết kiệm nước bằng cách tái chế nó trong một hệ thống tưới tiêu khép kín và đồng thời bổ sung một sản phẩm từ chất thải thực phẩm giúp cây trồng trong mỗi chu kỳ tưới nước”.
Những kết quả này gần đây đã được mô tả trong một bài báo đăng trên tạp chí Frontiers in Sustainable Food Systems. Rác thải thực phẩm gây ra một mối đe dọa nghiêm trọng cho hành tinh. Chỉ riêng ở Mỹ, có tới 50% tổng số thực phẩm bị vứt bỏ. Phần lớn chất thải này không được tái chế mà thay vào đó, chiếm hơn 20% khối lượng bãi chôn lấp của Mỹ.
Sự lãng phí này không chỉ gây thiệt hại về kinh tế mà còn là sự lãng phí đáng kể nguồn nước ngọt được sử dụng để sản xuất thực phẩm, và việc lạm dụng những thứ có thể nuôi sống hàng triệu người có thu nhập thấp đang phải vật lộn với an ninh lương thực.
Sử dụng thay thế chất thải thực phẩm
Để giúp chống lại những vấn đề này, nhóm nghiên cứu UCR đã tìm kiếm các cách sử dụng thay thế cho chất thải thực phẩm. Họ đã kiểm tra các sản phẩm phụ từ hai loại chất thải sẵn có ở Nam California: bã bia - một sản phẩm phụ của quá trình sản xuất bia - và chất thải thực phẩm hỗn hợp do các cửa hàng tạp hóa loại bỏ.
Cả hai loại chất thải này đều được River Road Research lên men và sau đó được bổ sung vào hệ thống thủy lợi tưới cây có múi trong nhà kính. Trong vòng 24 giờ, quần thể vi khuẩn có lợi trung bình lớn hơn XNUMX-XNUMX bậc so với những cây không được điều trị và xu hướng này tiếp tục mỗi khi các nhà nghiên cứu thêm phương pháp điều trị.
Sau đó, nhà khoa học môi trường của UCR, Samantha Ying và nhóm của cô đã nghiên cứu động lực học carbon và các chất dinh dưỡng bao gồm nitơ trong đất của các loại cây trồng được xử lý. Phân tích cho thấy lượng carbon trong nước tưới sau khi được xử lý với các chất thải tăng vọt, sau đó là sự giảm mạnh, cho thấy các vi khuẩn có lợi đã sử dụng carbon có sẵn để tái tạo.
Pagliaccia giải thích rằng phát hiện này có tác động đến sự phát triển của vi khuẩn và trên chính cây trồng. Bà nói: “Nếu các sản phẩm phụ từ chất thải có thể cải thiện tỷ lệ cacbon trên nitơ trong cây trồng, chúng ta có thể tận dụng thông tin này để tối ưu hóa hệ thống sản xuất.
Không có Salmonella
Một phát hiện đáng chú ý khác là cả bia nghiền lẫn phế phẩm thực phẩm hỗn hợp đều không có kết quả xét nghiệm dương tính với Salmonella hoặc các vi khuẩn gây bệnh khác, cho thấy chúng sẽ không đưa bất kỳ yếu tố có hại nào vào cây lương thực.
Georgios Vidalakis, nhà nghiên cứu bệnh thực vật và đồng tác giả nghiên cứu của UCR cho biết: “Có một nhu cầu cấp bách để phát triển các phương pháp nông nghiệp mới. Georgios Vidalakis, một nhà nghiên cứu bệnh học thực vật của UCR cho biết: “Đặc biệt, cây có múi của California đang phải đối mặt với những thách thức lịch sử như bệnh vi khuẩn Huanglongbing và nguồn nước hạn chế.
Kết quả của bài báo cho thấy việc sử dụng hai loại phụ phẩm phế thải thực phẩm này trong nông nghiệp là có lợi và có thể bổ sung cho việc sử dụng các chất phụ gia hóa học tổng hợp của nông dân - trong một số trường hợp, giảm hẳn việc sử dụng các chất phụ gia đó. Đến lượt nó, cây trồng sẽ trở nên ít tốn kém hơn.
Sản phẩm phụ của vỏ
Pagliaccia và Ying gần đây cũng đã nhận được tài trợ của Bộ Nông nghiệp và Thực phẩm California để tiến hành các thí nghiệm tương tự bằng cách sử dụng các sản phẩm phụ từ vỏ quả hạnh từ Corigin Solutions để cải tiến cây trồng. Dự án này cũng được hỗ trợ với sự tài trợ của Ban ươm cây có múi California, Corigin Solutions, và bởi Doanh nghiệp Nông nghiệp và Thực phẩm California.
Đồng tác giả của UCR, Norman Ellstrand, một giáo sư về di truyền học, cho biết: “Việc tăng cường hợp tác nghiên cứu liên ngành và xây dựng quan hệ đối tác khu vực công-tư sẽ giúp giải quyết những thách thức mà hệ thống nông sản thực phẩm toàn cầu đang đối mặt.
Khi các công ty cho phép người trồng trọt sử dụng các phụ phẩm từ rác thải thực phẩm cho các mục đích nông nghiệp, điều đó sẽ giúp thúc đẩy xã hội hướng tới một hệ thống tiêu dùng thân thiện với môi trường hơn.
“Chúng ta phải chuyển đổi từ nền kinh tế 'lấy-làm-tiêu-dùng' tuyến tính của mình sang một nền kinh tế vòng tròn, trong đó chúng ta sử dụng một thứ gì đó và sau đó tìm một mục đích mới cho nó. Quá trình này rất quan trọng để bảo vệ hành tinh của chúng ta khỏi sự cạn kiệt liên tục của các nguồn tài nguyên thiên nhiên và mối đe dọa của khí nhà kính, ”Pagliaccia nói. "Đó là câu chuyện của dự án này."
Để biết thêm thông tin:
Đại học California
www.ucr.edu / bảo vệ cây trồng /