p Todo ano, uma "zona morta" do tamanho de Massachusetts se espalha pelo Golfo do México. O rio Mississippi, que viaja pelo cinturão agrícola do país, varre o excesso de fertilizante e despeja os produtos químicos no Golfo, onde eles se alimentam de algas crescentes, esgotar o oxigênio, e matar a vida marinha. p Em todos os EUA, versões menores de zonas mortas semelhantes infectam lagos, lagoas, e rios. Em anos com maior pluviosidade, como 2018, o rio Charles de Massachusetts coleta poluentes suficientes das ruas da cidade ao redor, estacionamentos, e campi paisagísticos para fazer com que a qualidade da água diminua. Crescimento descontrolado de algas, muitas vezes o resultado do excesso de fertilizante, pode danificar a marinha, humano, e até a saúde do animal de estimação:este ano, vários cães morreram depois de nadar em águas sufocadas com algas verdes-azuladas tóxicas.

p Agora, Cientistas de Harvard estão se unindo a funcionários de sustentabilidade e especialistas em paisagismo para testar um novo fertilizante que não vai chegar ao abastecimento de água. Usando o campus de Cambridge como um laboratório vivo, O time, que inclui Dilek Dogutan, Quentin Gilly, e Paul Smith, planeja testar o biofertilizante sustentável nas dependências de Harvard, começando neste inverno. Desenvolvido no laboratório de Daniel Nocera, o professor de energia Patterson Rockwood, o biofertilizante vivo, que opera apenas com a luz do sol, ar, e água, permanece com as plantas, produz espécimes maiores e mais saudáveis, e é carbono negativo, absorvendo dióxido de carbono do ar e sequestrando o perigoso gás de efeito estufa no solo.

p O esforço pioneiro começou na primavera passada, quando Dogutan, um cientista pesquisador principal do grupo Nocera, recebi um e-mail do Fundo de Inovação Administrativa do Presidente (PAIF). Nele ela viu uma oportunidade de aplicar a pesquisa de seu laboratório ao campus bem do lado de fora de sua janela. Em experimentos anteriores, a equipe havia usado o biofertilizante para cultivar rabanetes com mais de três vezes o tamanho dos controles cultivados sem fertilizante. Mas os experimentos ocorreram em condições estáveis ​​de uma estufa.

p “Queríamos tirar a pesquisa do ambiente controlado, para ver o efeito da acidez do solo, ar, temperatura, umidade, tudo, "Dogutan disse. Para fazer isso, ela precisava de ajuda. Por meio do PAIF, ela formou uma equipe colaborativa com Gilly, o gerente de sustentabilidade de laboratório e energia do Programa FAS Green no Escritório de Sustentabilidade de Harvard, e Smith, o gerente associado de serviços paisagísticos.

p Gilly disse que a Universidade está em processo de transição para todos os fertilizantes orgânicos, com uma meta de 75% de paisagismo orgânico até 2020. Mas esses fertilizantes ainda acabam na água; o biofertilizante do laboratório Nocera não.

p Inventado em 2018, o fertilizante biofriendly depende de uma cianobactéria projetada chamada Xanthobacter autotrophicus . A invenção incorpora anos de pesquisa, voltando à tecnologia de folha artificial da Nocera, que divide a água para formar hidrogênio e oxigênio, realizando a fotossíntese melhor do que qualquer folha.

p O novo tratamento usa o hidrogênio da separação da água e o combina com o nitrogênio do ar para produzir amônia, que as plantas podem absorver em suas raízes. Uma vez que fertilizantes inorgânicos e orgânicos muitas vezes fornecem às plantas mais nitrogênio e fósforo do que podem usar de uma só vez, o excesso é lavado. Mas o biofertilizante permanece seguro dentro das raízes das plantas, armazenado para uso futuro.

p A inovação tem outro truque ecológico:as bactérias absorvem dióxido de carbono do ar. "Usando os novos métodos de biofertilizante nos EUA, poderíamos remover quantidades significativas de CO ₂ por ano, sequestrando o carbono no solo, "Dogutan disse.

p Com a ajuda do Escritório de Desenvolvimento de Tecnologia, Nocera, Pamela Silver, o Elliot T. e Onie H. Adams Professor de Bioquímica e Biologia de Sistemas na Harvard Medical School, e Xiaowen Feng, um ex-membro de seu laboratório, fundou uma empresa chamada Kula Bio, que organizou um primeiro teste de campo fora do campus. Marchando em direção à comercialização, Kula Bio espera que seu produto substitua todos os fertilizantes de nitrogênio sintético - aqueles responsáveis ​​por altos níveis de escoamento e CO ₂ emissões - com um biofertilizante orgânico de baixo custo.

p No campus, com financiamento do PAIF, Dogutan e sua equipe realizarão testes em grande escala do fertilizante do inverno de 2020 até o outono seguinte. Mas, com uma doação anterior do Campus Sustainability Innovation Fund, ela já plantou duas pequenas parcelas de teste. Em um, ela e Daniel Loh, um Ph.D. estudante do Departamento de Química da Escola de Pós-Graduação em Artes e Ciências e membro do Nocera Lab, limpou dois jardins do tamanho de uma vaga de estacionamento com um colchão de grama de 60 centímetros entre eles. Loh plantou rabanetes, nabos, e espinafre em cada um. Então, toda semana, ele fertilizou um com 100 mililitros da cianobactéria modificada misturada com água e borrifou sobre as plantas. O outro lote recebeu a mesma quantidade de água, sem a bactéria.

p De abril a agosto, Loh e as pesquisadoras Ellen Deng e Lauren Church monitoraram as plantas e coletaram dados. As medições de Loh mostraram que não só o biofertilizante ajudou suas plantas a crescerem mais do que aquelas na parcela não fertilizada, a bactéria não infiltrou-se nas plantas vizinhas. "Os nutrientes são absorvidos pelas plantas antes que possam se difundir por grandes distâncias, " ele disse.

p Com a coleta de dados concluída, Loh comeu sua pesquisa:ele colheu e compartilhou seus vegetais com todo o grupo Nocera.

p Próximo, Deng quer plantar rosas cor de rosa, sua flor favorita. Gilly espera usar o biofertilizante nos jardins de chuva do campus, que são projetados por alunos de graduação para melhor absorver a água da chuva e evitar o acúmulo. "Todo ano, os novos alunos do primeiro ano estão cada vez mais apaixonados pelas causas ambientais, "Gilly disse." Eles são uma força cada vez maior de sustentabilidade. "

p No próximo ano, Os serviços de paisagismo de Dogutan e Harvard substituirão o fertilizante orgânico pelo biofertilizante em áreas do campus de Harvard em Cambridge - o tamanho dos lotes depende apenas de quanto do novo tratamento eles podem obter do Kula Bio, que está doando. O mais, o melhor, Dogutan disse. Mais dados ajudarão ela e a equipe a aprimorar seu produto para uso em larga escala.

p "Esta ainda é uma pesquisa muito nova, "Dogutan disse." Ainda estamos tentando descobrir os detalhes:o carregamento, a sequência, talvez precisemos projetar as bactérias de uma maneira diferente. "Assim que o fizerem, eles esperam encorajar todos os campi de Harvard a considerar a mudança para o biofertilizante como uma forma de melhorar o compromisso da Universidade com a sustentabilidade e, eventualmente, ganhar uma aceitação mais ampla e talvez acabar com as "zonas mortas".

p "Temos que fazer algo porque, realmente, estamos destruindo o mundo, "Dogutan disse." Vir para o trabalho todos os dias é ótimo, mas qual é o nosso propósito superior? Não se trata apenas de enviar esses e-mails. O propósito superior, pelo menos para mim, está retribuindo à comunidade de Harvard da melhor maneira que posso. " p Esta história foi publicada como cortesia da Harvard Gazette, Jornal oficial da Universidade de Harvard. Para notícias adicionais da universidade, visite Harvard.edu.