Các nhà khoa học ở Úc, Mỹ và Châu Âu đang thử nghiệm một thiết bị ủ sinh học mới được làm từ vi khuẩn lam nước ngọt phát triển nhanh, có thể cố định nitơ từ khí quyển mà không cần bón bổ sung nitơ, làm cho sinh khối sản xuất không tốn kém so với các loại vi khuẩn sinh học thay thế vi tảo và vĩ mô.
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra dạng tảo xanh lam không độc hại có thể được nuôi trồng trong nước ngọt, thậm chí cả nước nhiễm mặn hoặc nước thải công nghiệp như từ các nhà máy nhiệt điện than. Việc khai thác nhiên liệu sinh học cũng có thể được sử dụng để bù đắp chi phí sản xuất. Năng lượng đầu vào để sản xuất sinh khối Tolypothrix có thể được bù đắp bằng cách sản xuất khí sinh học, về cơ bản là một loại khí giàu mêtan để làm khô sinh khối để chiết xuất phycocyanin bổ sung sức khỏe có giá trị cao hoặc để sản xuất carbon và chất lỏng giàu nitơ và chất rắn sinh học để khắc phục tình trạng nghèo dinh dưỡng của đất.
Mới đây, các nhà nghiên cứu Mỹ và Tây Ban Nha đã sản xuất Tolypothrix như một giải pháp bền vững để cải tạo đất, khi kết hợp với khí sinh học hoặc bột dinh dưỡng giống như spirulina hứa hẹn lợi nhuận kinh tế cao cho khu vực và các cộng đồng nông dân vùng sâu vùng xa. Các nhà nghiên cứu cho biết, việc chuyển đổi sinh khối vi khuẩn lam trong ao được sản xuất trên đất canh tác sẽ cung cấp nguồn phân bón giàu nitơ tái tạo tại chỗ, cũng giúp giảm lượng khí thải cacbon từ sản xuất và vận chuyển phân bón hóa học.
Nhu cầu năng lượng và lương thực ngày càng tăng được dự báo là hệ quả của sự gia tăng dân số toàn cầu được Liên hợp quốc dự đoán sẽ đạt 8,5 tỷ người vào năm 2030, 9,7 tỷ người vào năm 2050 và 10,9 tỷ người vào năm 2100. Những dự báo này khuyến khích nghiên cứu sản xuất phân bón sinh học và khí sinh học thông qua sản xuất năng lượng bền vững bằng cách sử dụng vật liệu hữu cơ phế thải của quá trình sản xuất sinh khối có kiểm soát như vi tảo và vi khuẩn lam đa bào.
Các nhà nghiên cứu trước đây đã báo cáo sự cố định quang hợp của CO2 bởi vi khuẩn lam từ 100 đến>200 tấn CO2 ha-1 y-1 trong điều kiện canh tác ngoài trời trong ao mở, ao mương, lò phản ứng quang sinh và lò phản ứng sinh học tăng trưởng kèm theo. Theo các nghiên cứu, không giống như nhiều loài vi khuẩn lam, Tolypothrix sp., một loại vi khuẩn lam nước ngọt, có dạng sợi và tạo thành các khối tự kết tụ, giúp thu hoạch rất dễ dàng từ nuôi cấy huyền phù, giảm chi phí khử nước lên đến 90%./.
