Разработка синтетических удобрений стала одним из величайших достижений прошлого века, обеспечив обильный источник азота, который резко увеличил урожайность и помог прокормить растущее население планеты.
Однако этот продукт также является климатической и экологической катастрофой. Сам процесс производства выделяет огромное количество углекислого газа, а после внесения в почву он провоцирует образование закиси азота — парникового газа, который намного мощнее CO2. Синтетические удобрения ответственны примерно за 5% мировых климатических выбросов, а также загрязняют грунтовые воды, озера и реки.
Pivot Bio, биотехнологическая компания из Беркли, Калифорния, использует силу микробов для доставки нужного количества азота непосредственно к корням сельскохозяйственных культур. Это позволяет аграриям значительно сократить применение синтетических удобрений и связанное с ними загрязнение.
Азот – незаменимый элемент для фотосинтеза, но большинство растений не могут усваивать его напрямую из воздуха. Производители удобрений помогают им, разрывая прочные тройные связи молекул азота и соединяя их с водородом для получения аммиака. После внесения на поля большая часть удобрений превращается в аммоний и нитраты — азотсодержащие соединения, которые растения могут поглощать для роста.
Некоторые бактерии и микроорганизмы в почве выполняют аналогичную работу естественным образом, хотя и не с такой стабильной эффективностью. Pivot выводит этот природный процесс на новый уровень, используя генную инженерию для «настройки» отобранных микробов на увеличение объема азота, доставляемого к корням растений на протяжении всего вегетационного периода.
Все больше фермеров начинают применять эту технологию в своих хозяйствах. В прошлом году продукция компании была внесена на 5 миллионов акров земли, что значительно превышает 1 миллион акров, использованных два года назад.
Ключевые показатели
- Отрасль: Продовольствие и сельское хозяйство
- Год основания: 2011
- Штаб-квартира: Беркли, Калифорния, США
- Значимый факт: По данным Pivot Bio, их продукты позволяют заменить до 40 фунтов (около 18 кг) синтетических удобрений на акр. Фермеры, выращивающие кукурузу в США, обычно вносят от 150 до 220 фунтов (68–100 кг) удобрений ежегодно, в зависимости от сорта и ожидаемой урожайности.
Потенциал воздействия
Pivot реализует свои микробы в виде покрытия для семян или в жидкой форме, которую аграрии вносят в борозды во время посева.
Компания утверждает, что текущая версия их основного продукта, разработанного для кукурузы, способна заменить около 25% от нормативного объема синтетических удобрений без снижения урожайности. Компания также разработала микробы, доставляющие азот, специально для пшеницы, сорго и других зерновых культур. Все эти продукты продаются по цене, сопоставимой или даже более низкой, чем традиционные удобрения. Pivot добавляет, что продукция компании была применена на более чем 10 миллионах акров (с учетом повторного использования), причем подавляющее большинство этих площадей находится в пределах США.
Pivot заявляет, что производство одной тонны аммиака в качестве удобрения генерирует 2,6 миллиона метрических тонн углекислого газа, тогда как производство микробов, необходимых для доставки эквивалентного объема азота в полевых условиях, создает всего около 35 тысяч тонн выбросов. Компания оценивает, что с начала 2022 года их клиенты сократили выбросы на эквивалент более чем 900 000 тонн. Около 78% этого сокращения пришлось на прошлый год, хотя компания отмечает, что часть этого роста связана с улучшением сбора данных.
Ряд академических исследований подтвердили заявления компании о том, что их продукты способны уменьшить использование удобрений и выбросы без снижения урожайности.
Нюансы
Некоторые фермеры сообщали о неоднозначных результатах в своих хозяйствах. Важно понимать, что продукты Pivot не обязательно *увеличивают* урожайность по сравнению с использованием стандартных доз синтетических удобрений. Это не делает их технологию менее важной для климата, но, безусловно, усложняет ее продвижение среди фермеров.
Многие аграрии неохотно сокращают использование проверенных временем синтетических удобрений, если новые политики не обязывают их к этому, или если «зеленые» решения не обещают повышения продуктивности.
Другой очевидной проблемой подхода Pivot является то, что это не является полным решением проблемы загрязнения, вызванного синтетическими удобрениями, поскольку технология пока может заменить лишь часть их объема.
Дальнейшие шаги
Тем не менее, это значительная доля в отрасли, которую крайне сложно «очистить», и которая, к тому же, продолжает расти.
Генеральный директор компании Крис Эбботт подчеркивает, что Pivot может сэкономить фермерам деньги, поскольку их продукты конкурентоспособны по стоимости с синтетическими удобрениями, но при этом более надежно доставляют азот, который действительно идет на рост растений.
Компания ожидает, что следующее поколение микробов, которое должно быть готово к посевной кампании 2026 года в США, будет на 25% эффективнее в производстве азота у корней культур. Эбботт верит, что с будущими усовершенствованиями эти продукты в конечном итоге смогут заменить до половины синтетических удобрений на полях, при сохранении или даже увеличении урожайности.
Если Pivot достигнет этой цели и продолжит завоевывать доверие фермеров, технология сможет существенно сократить один из крупнейших источников климатического загрязнения в сельском хозяйстве.
Ознакомьтесь со списком 15 перспективных климатических технологий 2024 года.
