Eine Möglichkeit, die Verschwendung von Lebensmitteln zu reduzieren: Verwenden Sie es, um den Boden gesünder zu machen.

Stellen Sie sich vor, dass ein Drittel der von Ford oder GM hergestellten Autos nie auch nur einmal gefahren wurde, sondern stattdessen verrostete und auf Deponien landete. Genau diese Situation trifft heute auf die Landwirtschaft zu, wo bis zu 40 Prozent der jährlich in den Vereinigten Staaten produzierten Lebensmittel nie gegessen werden.

Nach Angaben der U.S. Environmental Protection Agency erzeugen die Vereinigten Staaten jährlich über 39 Millionen Tonnen Lebensmittelabfälle. Erdbeeren verrotten an der Rebe, weil es keine Arbeit gibt, sie zu pflücken. Lebensmittel verderben beim Transport, im Lebensmittelgeschäft oder bei uns zu Hause. Bei der Verarbeitung gehen aufgrund von Ineffizienzen und fehlenden Märkten für Nebenprodukte weitere Verluste ein.

Lebensmittelabfälle enthalten wertvolle Nährstoffe, die den Boden gesünder und produktiver machen können. Unsere Forschungsgruppe an der Colorado State University arbeitet mit Leprino Foods, einem globalen Anbieter von Milchprodukten, zusammen, um das Potenzial zu erforschen, Laktose – den natürlichen Zucker in der Milch – in eine Ressource zu verwandeln, die die landwirtschaftliche Nachhaltigkeit verbessern kann.

Unterstützt die Feuchtigkeitsregulierung des Bodens

Bei der Herstellung von Milchprodukten fallen große Mengen an Resten von Naturstoffen an, einschließlich Laktose. Derzeit ist der dominierende Markt für Laktose die Babynahrung, aber Unternehmen wie Leprino produzieren mehr Laktose als der Formelmarkt verlangt. Anstatt den Rest auf Deponien zu entsorgen, arbeiteten sie mit unserem Team an der Colorado State University zusammen, um mögliche landwirtschaftliche Nutzungsmöglichkeiten zu erkunden.

Leprino näherte sich uns, nachdem er in einer einfachen Studie dramatische Effekte beobachtet hatte. Sie stellten fest, dass Topfpflanzen, die mit Lactobionat – einer mineralisch stabilisierten Lösung – behandelt wurden, viel toleranter gegenüber Wasserstress waren. Sie haben uns einen Forschungszuschuss zur Verfügung gestellt, um die potenziellen Vorteile von Laktobionat für die Landwirtschaft weiter zu untersuchen.

Lactobionat hat einzigartige chemische Eigenschaften: Sie hält Wasser im Boden und ist reich an Energie (Zucker). Wir spekulierten, dass es Böden in Schwämme verwandeln könnte, indem es Wasser aufsaugt und es in der Wurzelzone der Pflanzen hält, wo es von den Pflanzen leicht aufgezogen werden kann.

Eine Schlüsselbedingung für die Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung ist die effiziente Nutzung von Wasser. Vor allem, da die klimatischen Bedingungen immer variabler werden und der Mensch das Grundwasser abgibt, ist es wichtig, mehr Ernte pro Tropfen zu erhalten. Die Fähigkeit des Bodens, Regen- und Bewässerungswasser aufzunehmen und in der Pflanzenwurzelzone zu speichern, ist der Schlüssel zu einer intelligenten Wassernutzung.

Die Wasserspeicherung im Boden kann durch Praktiken wie Direktsaat und Pflanzung von Zwischenfrüchten verbessert werden, und die Bodentextur kann durch Zugabe von Kompost oder Gülle verbessert werden. Es gibt auch einige kommerzielle Produkte, darunter Gele, die die Bodenfeuchtigkeit verbessern. Aber für viele Landwirte sind diese Optionen zu teuer und ihre Nutzung unpraktisch. So sind beispielsweise große Futtermengen (die Güllequellen sind) in der Regel auf wenige Hochproduktionsgebiete konzentriert, und Gülle ist teuer zu transportieren.

Viele andere Wissenschaftler und Unternehmen erforschen Möglichkeiten, Lebensmittelabfälle in die Praxis umzusetzen. Eine Herausforderung besteht darin, dass die meisten Lebensmittelabfallströme komplexe Mischungen verschiedener Abfallarten enthalten, die im Laufe der Zeit variieren, und es kann schwierig sein, ein einheitliches Produkt zu schaffen. Im Gegensatz dazu ist Laktobionat chemisch einfach und kann in großen Mengen konstant produziert werden.

Mikrobieller Futterrausch

Um zu sehen, ob Laktobionat die Wasserspeicherung im Boden verbessern kann, haben wir es in einem Laborexperiment auf trockenheitsanfälligen landwirtschaftlichen Böden getestet. Die Ergebnisse waren dramatisch. Zwei Wochen nach der Zugabe von Laktobionat verzeichneten wir einen siebenfachen Anstieg der Bodenfeuchtigkeit. Auch nach zwei Monaten verzeichneten die Böden noch eine Verdreifachung. Für die Anlagen bedeutet dies eine 40-prozentige Steigerung der Wasserverfügbarkeit.

Wir dachten zunächst, dass der Nutzen der Zugabe von Laktobionat nur von kurzer Dauer sein würde, da Bodenmikroben schnell abgebaut und verzehrt werden könnten. Und tatsächlich explodierten die mikrobiellen Populationen im Boden nach Zugabe von Laktobionaten. Wir haben jedoch festgestellt, dass die Verbesserung der Wasserspeicherung im Boden fortbesteht. Wir denken, dass dies daran liegen könnte, dass Mikroben als Schlucht auf Laktobionat schnell absterben und schnell in organische Bodensubstanz umgewandelt werden – ein schwammiges Material, das der Schlüssel zur Bodengesundheit und Wasserspeicherung ist.

Tatsächlich fanden wir heraus, dass, obwohl Mikroben Laktobionat konsumierten, der Kohlenstoffgehalt im Boden – der Hauptbestandteil der organischen Substanz im Boden – in mit Laktobionat behandelten Böden fast doppelt so hoch war wie in unbehandelten Böden. Dieses Ergebnis trägt zu einer wachsenden Zahl von Beweisen bei, dass wir unsere Böden durch die Fütterung der Mikroben wiederherstellen können.

Bessere Bodennährstoffe

Obwohl die Fütterung von Laktobionat an Mikroben den Boden gesünder macht, ist es immer noch möglich, dass die Behandlung von Böden mit dieser Art von kohlenstoffreichem Material für die Landwirtschaft nach hinten losgehen könnte. Mikrobielle Körper enthalten Moleküle wie Proteine, Fette und Nukleinsäuren, die aus Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und anderen Elementen bestehen. Um ihre Populationen zu vergrößern, müssen Mikroben reichlich Kohlenstoff mit anderen Elementen ausgleichen. Dadurch konkurrieren sie mit den Pflanzen um diese essentiellen Nährstoffe.

Das bedeutet, dass Kohlenstoffzusätze t

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