Salladsexperimentet i skärmhuset. Krukan på höger sida är en kontroll medan de andra krukorna gödslades med kommersialiserad fosfor eller vattenreningsrester och mejeriavloppsvattenblandning. Det finns en signifikant skillnad i biomassa och bladlängd mellan kontrollen och andra behandlingar. Kredit:Oren Reuveni
Vi vet alla att växter behöver näringsämnen, speciellt kväve och fosfor. För att ge grödor ett lyft, de läggs ofta på åkrar som gödningsmedel. Men vi pratar aldrig om var själva näringsämnena kommer ifrån.
Fosfor, till exempel, tas från jorden, och på bara 100-250 år, vi kan stå inför en fruktansvärd brist. Det är, om inte forskare kan hitta sätt att återvinna den.
Forskare vid Tel Hai College och MIGAL Institute i Israel arbetar på ett sätt att göra fosforgödsel från en osannolik källa - mejeriavloppsvatten.
Dessutom, de tar elementet från avloppsvattnet med en annan osannolik karaktär. De använder resterna som kommer från att göra rent dricksvatten, som innehåller elementet aluminium.
"Det material som finns kvar efter rening, kallad vattenrester av aluminium, tas normalt till en deponi för att begravas, " säger Michael "Iggy" Litaor, som ledde detta arbete. "Vi ändrade det här materialet genom att blanda det med mejeriavloppsvatten rikt på fosfor och organiskt material. Vi fann då att det kan vara lika bra som vanliga gödselmedel."
Fördelarna med övningen kan gå utöver att återvinna elementet. Att lägga för mycket av de kommersiellt tillgängliga gödselmedlen på åkrar kan skada kvaliteten på vattnet i närheten.
"Fosfor är ett viktigt näringsämne som behövs för de flesta grödor, " förklarar Litaor. "Men, det är en icke-förnybar resurs. Om vi fortsätter med nuvarande användningshastighet, det vi har kan vara utarmat om 100 till 250 år. Det finns också biverkningar av för mycket gödselmedel. Därav, Forskare runt om i världen letar efter enkla och prisvärda sätt att återvinna elementet utan att sänka skörden."
I deras studie, Litaor och hans team blandade vattenreningsresterna av aluminium med mejeriavloppsvatten. Mjölkavloppsvatten kommer från att tvätta kojuver före mjölkning och från att kyla kor under varma sommardagar. Den är hög i fosfor på grund av rengöringsmedel som används vid rengöring av skjul som hyser korna samt avrinning från kors urin.
Det som gör att blandningen kan bli gödningsmedel är kemins magi. Reaktioner uppstår mellan fosfor, aluminium, och organiskt material som resulterar i att det är ett möjligt gödningsmedel.
Litaor och hans team lade sedan det potentiella gödselmedlet på sallad för att se hur bra det fungerade. De fann att det fungerade lika bra som vanliga gödselmedel.
"Detta experiment visade tydligt att vi kan använda aluminiumavfall för att återta fosfor från mejeriavloppsvatten och använda det som gödningsmedel, ", säger han. "Vi visade att vattenreningsresterna kan ta fosfor från avloppsvattnet och lägga det i jord som inte har mycket fosfor. Detta kan till viss del kompensera brytningen av denna icke-förnybara resurs."
Om denna metod att tillverka gödningsmedel skulle bli allmänt praktiserad, Litaor ser möjligheten att bygga växter intill mejerier med mycket nötkreatur. Detta skulle ge ett stort utbud av fosfor. Ett företag skulle kunna ta in resterna från vattenreningssystem för att producera konstgödsel. Det kan användas av stora gårdar eller säljas till andra.
Han säger att nästa steg i denna forskning är att titta på användningen av vattenrester som innehåller järn, eftersom många jordar också saknar detta element. Forskarna måste också visa att inget oönskat material som hormoner och antibiotika finns i gödselmedlet.
"Jag vill också hitta en investerare som kommer att stödja oss att ta den här idén till marknaden, ", tillägger han. "Efter många års forskning om fosfor i våtmarker, strömmar, och floder, Jag bestämde mig för att leta efter ett effektivt sätt att återvinna elementet med avfall som vi redan producerade."