Det finns ett bättre slut för begagnad mat än att ta plats på deponier och bidra till global uppvärmning.
Nyttiga bakterier blomstrade i citrusodlingssystem behandlade med fermenterade avfallsprodukter. UC Riverside-forskare har upptäckt att fermenterat matavfall kan öka bakterier som ökar grödotillväxten, vilket gör växterna mer resistenta mot patogener och minskar koldioxidutsläppen från jordbruket.
"Gynnsamma mikrober ökade dramatiskt när vi tillförde jäst matavfall till växtsystem," sa UCR-mikrobiolog Deborah Pagliaccia, som ledde forskningen. "När det finns tillräckligt med dessa bra bakterier producerar de antimikrobiella föreningar och metaboliter som hjälper växter att växa bättre och snabbare."
Eftersom växterna i detta experiment odlades i ett växthus bevarades avfallsprodukternas fördelar i ett slutet vattensystem. Växtrötterna fick en ny dos av behandlingen varje gång de vattnades.
Hållbar cykel
"Detta är en av de viktigaste punkterna i denna forskning," sade Pagliaccia. "Att skapa en hållbar cykel där vi sparar vatten genom att återvinna det i ett slutet bevattningssystem och samtidigt lägga till en produkt från matavfall som hjälper grödorna med varje vattningscykel."
Dessa resultat har nyligen beskrivits i en artikel publicerad i tidskriften Frontiers in Sustainable Food Systems. Matavfall utgör ett allvarligt hot mot planeten. Bara i USA kastas så mycket som 50% av all mat. Det mesta av avfallet återvinns inte, men tar i stället upp mer än 20% av USA: s deponi.
Detta avfall representerar inte bara en ekonomisk förlust utan ett betydande slöseri med sötvattensresurser som används för att producera mat och ett missbruk av vad som annars skulle kunna mata miljontals låginkomsttagare som kämpar med livsmedelssäkerhet.
Alternativ användning av matavfall
För att bekämpa dessa frågor letade UCR-forskargruppen efter alternativa användningsområden för matavfall. De undersökte biprodukterna från två typer av avfall som är lätt tillgängliga i södra Kalifornien: ölmos - en biprodukt av ölproduktion - och blandat matavfall som kastas i livsmedelsbutiker.
Båda typerna av avfall fermenterades av River Road Research och tillsattes sedan till bevattningssystemet och vattnade citrusväxter i ett växthus. Inom 24 timmar var den genomsnittliga populationen av nyttiga bakterier två till tre storleksordningar större än hos växter som inte fick behandlingarna, och denna trend fortsatte varje gång forskarna lade till behandlingar.
UCR-miljöforskaren Samantha Ying och hennes team studerade sedan koldynamiken och näringsämnena inklusive kväve i de behandlade grödornas mark. Analysen visade en ökad mängd kol i bevattningsvatten efter att ha behandlats med avfallsprodukter, följt av en kraftig minskning, vilket tyder på att de nyttiga bakterierna använde det tillgängliga kolet för att replikera.
Pagliaccia förklarade att detta resultat har en inverkan på bakterietillväxten och på själva grödorna. "Om biprodukter från avfall kan förbättra förhållandet kol till kväve i grödor, kan vi utnyttja denna information för att optimera produktionssystemen", sa hon.
Ingen Salmonella
Ett annat konstaterande är att varken ölmos eller blandade matavfallsprodukter testades positivt för Salmonella eller andra patogena bakterier, vilket tyder på att de inte skulle införa något skadligt element i livsmedelsgrödor.
"Det finns ett pressande behov av att utveckla nya jordbruksmetoder", säger UCR-växtpatolog och studieförfattare Georgios Vidalakis. "I synnerhet Kaliforniens citrus står inför historiska utmaningar som Huanglongbing bakteriell sjukdom och begränsad tillgång på vatten", säger Georgios Vidalakis, en UCR-växtpatolog.
Pappersresultaten tyder på att dessa två typer av biprodukter från livsmedelsavfall i jordbruket är fördelaktiga och kan komplettera jordbrukarnas användning av syntetiska kemiska tillsatser - i vissa fall lättar användningen av sådana tillsatser helt. Grödor skulle i sin tur bli billigare.
Skalbiprodukter
Pagliaccia och Ying fick också nyligen ett California Department of Food and Agriculture-bidrag för att genomföra liknande experiment med mandelskalbiprodukter från Corigin Solutions för att öka grödorna. Detta projekt stöds också med finansiering från California Citrus Nursery Board, Corigin Solutions och av California Agriculture and Food Enterprise.
"Att skapa tvärvetenskapliga forskningssamarbeten och bygga partnerskap mellan den offentliga och privata sektorn kommer att hjälpa till att lösa de utmaningar som globala jordbruksmatssystem står inför", säger UCR-medförfattare Norman Ellstrand, en framstående professor i genetik.
När företag gör det möjligt för odlare att använda biprodukter från livsmedelsavfall för jordbruksändamål, hjälper det samhället mot ett mer miljövänligt konsumtionssystem.
”Vi måste övergå från vår linjära" take-make-consume-dispose "-ekonomi till en cirkulär ekonomi där vi använder något och sedan hitta ett nytt syfte för det. Denna process är avgörande för att skydda vår planet från ständig uttömning av naturresurser och hotet från växthusgaser, säger Pagliaccia. "Det är historien om detta projekt."
För mer information:
University of California Riverside
www.ucr.edu /växtskydd/