Es gibt ein besseres Ende für gebrauchte Lebensmittel, als Platz auf Mülldeponien einzunehmen und zur globalen Erwärmung beizutragen.
Nützliche Bakterien blühten in Zitrusanbausystemen auf, die mit fermentierten Abfallnebenprodukten behandelt wurden. Wissenschaftler von UC Riverside haben herausgefunden, dass fermentierte Lebensmittelabfälle Bakterien fördern können, die das Pflanzenwachstum steigern, Pflanzen resistenter gegen Krankheitserreger machen und die Kohlenstoffemissionen aus der Landwirtschaft reduzieren.
"Nützliche Mikroben nahmen dramatisch zu, als wir fermentierten Lebensmittelabfällen Pflanzenanbausystemen hinzufügten", sagte die UCR-Mikrobiologin Deborah Pagliaccia, die die Forschung leitete. "Wenn es genug dieser guten Bakterien gibt, produzieren sie antimikrobielle Verbindungen und Metaboliten, die den Pflanzen helfen, besser und schneller zu wachsen."
Da die Pflanzen in diesem Experiment in einem Gewächshaus gezüchtet wurden, blieben die Vorteile der Abfallprodukte in einem geschlossenen Bewässerungssystem erhalten. Die Pflanzenwurzeln erhielten jedes Mal, wenn sie gewässert wurden, eine neue Dosis der Behandlung.
Nachhaltiger Kreislauf
"Dies ist einer der Hauptpunkte dieser Forschung", sagte Pagliaccia. „Um einen nachhaltigen Kreislauf zu schaffen, in dem wir Wasser sparen, indem wir es in einem geschlossenen Bewässerungssystem recyceln und gleichzeitig ein Produkt aus Lebensmittelabfällen hinzufügen, das den Pflanzen bei jedem Bewässerungszyklus hilft.“
Diese Ergebnisse wurden kürzlich in einem Artikel beschrieben, der in der Zeitschrift Frontiers in Sustainable Food Systems veröffentlicht wurde. Lebensmittelverschwendung stellt eine ernsthafte Bedrohung für den Planeten dar. Allein in den USA werden bis zu 50% aller Lebensmittel weggeworfen. Der größte Teil dieser Abfälle wird nicht recycelt, sondern nimmt mehr als 20% des amerikanischen Deponievolumens ein.
Diese Abfälle stellen nicht nur einen wirtschaftlichen Verlust dar, sondern auch eine erhebliche Verschwendung von Süßwasserressourcen, die zur Herstellung von Lebensmitteln verwendet werden, und einen Missbrauch dessen, was ansonsten Millionen von Menschen mit niedrigem Einkommen ernähren könnte, die mit der Ernährungssicherheit zu kämpfen haben.
Alternative Verwendungen von Lebensmittelabfällen
Um diese Probleme zu bekämpfen, suchte das UCR-Forschungsteam nach alternativen Verwendungsmöglichkeiten für Lebensmittelabfälle. Sie untersuchten die Nebenprodukte von zwei Arten von Abfällen, die in Südkalifornien leicht erhältlich sind: Bierbrei - ein Nebenprodukt der Bierherstellung - und gemischte Lebensmittelabfälle, die von Lebensmittelgeschäften entsorgt werden.
Beide Arten von Abfällen wurden von River Road Research fermentiert und dann dem Bewässerungssystem zugesetzt, das Zitruspflanzen in einem Gewächshaus bewässert. Innerhalb von 24 Stunden war die durchschnittliche Population nützlicher Bakterien um zwei bis drei Größenordnungen größer als bei Pflanzen, die die Behandlungen nicht erhielten, und dieser Trend setzte sich jedes Mal fort, wenn die Forscher Behandlungen hinzufügten.
Die UCR-Umweltwissenschaftlerin Samantha Ying und ihr Team untersuchten dann die Kohlenstoffdynamik und Nährstoffe einschließlich Stickstoff im Boden der behandelten Pflanzen. Die Analyse zeigte einen Anstieg der Kohlenstoffmenge im Bewässerungswasser nach der Behandlung mit Abfallprodukten, gefolgt von einem starken Rückgang, was darauf hindeutet, dass die nützlichen Bakterien den verfügbaren Kohlenstoff zur Replikation verwendeten.
Pagliaccia erklärte, dass dieser Befund einen Einfluss auf das Wachstum der Bakterien und auf die Pflanzen selbst hat. „Wenn Abfallnebenprodukte das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff in Kulturpflanzen verbessern können, können wir diese Informationen nutzen, um die Produktionssysteme zu optimieren“, sagte sie.
Keine Salmonellen
Ein weiteres bemerkenswertes Ergebnis ist, dass weder der Bierbrei noch die gemischten Lebensmittelabfälle positiv auf Salmonellen oder andere pathogene Bakterien getestet wurden, was darauf hindeutet, dass sie keine schädlichen Elemente in Lebensmittelpflanzen einbringen würden.
"Es ist dringend erforderlich, neuartige landwirtschaftliche Praktiken zu entwickeln", sagte der UCR-Pflanzenpathologe und Studienmitautor Georgios Vidalakis. "Insbesondere die kalifornischen Zitrusfrüchte stehen vor historischen Herausforderungen wie der bakteriellen Huanglongbing-Krankheit und der begrenzten Wasserverfügbarkeit", sagte Georgios Vidalakis, ein UCR-Pflanzenpathologe.
Die Ergebnisse des Papiers legen nahe, dass die Verwendung dieser beiden Arten von Nebenprodukten von Lebensmittelabfällen in der Landwirtschaft von Vorteil ist und die Verwendung synthetischer chemischer Zusatzstoffe durch Landwirte ergänzen könnte – in einigen Fällen könnte der Einsatz solcher Zusatzstoffe sogar ganz entfallen. Pflanzen würden wiederum günstiger.
Nebenprodukte der Schale
Pagliaccia und Ying erhielten vor kurzem auch ein Stipendium des kalifornischen Ministeriums für Ernährung und Landwirtschaft, um ähnliche Experimente mit Mandelschalen-Nebenprodukten von Corigin Solutions durchzuführen, um Ernten zu steigern. Dieses Projekt wird auch mit Mitteln des California Citrus Nursery Board, Corigin Solutions und des California Agriculture and Food Enterprise unterstützt.
"Der Aufbau interdisziplinärer Forschungskooperationen und der Aufbau öffentlich-privater Partnerschaften werden dazu beitragen, die Herausforderungen zu lösen, denen sich globale Agrar- und Lebensmittelsysteme gegenübersehen", sagte Norman Ellstrand, Co-Autor der UCR, ein angesehener Professor für Genetik.
Wenn Unternehmen es den Erzeugern ermöglichen, Nebenprodukte von Lebensmittelabfällen für landwirtschaftliche Zwecke zu nutzen, trägt dies dazu bei, die Gesellschaft zu einem umweltfreundlicheren Verbrauchssystem zu bewegen.
„Wir müssen von unserer linearen Wirtschaft, in der wir etwas verwenden und dann einen neuen Zweck finden, übergehen. Dieser Prozess ist entscheidend, um unseren Planeten vor der ständigen Erschöpfung der natürlichen Ressourcen und der Gefahr von Treibhausgasen zu schützen “, sagte Pagliaccia. "Das ist die Geschichte dieses Projekts."
Für weitere Informationen:
University of California Riverside
www.ucr.edu /Ernteschutz/