Постоянное использование невозобновляемого топлива и образование токсичных газообразных выбросов являются серьезной проблемой во всем мире. В настоящее время, чтобы уменьшить зависимость от возобновляемых ресурсов, для производства биотоплива используется лигноцеллюлозная биомасса, которая является наиболее доступным сырьем на Земле. Однако дефицит питательных веществ, плохая структура почвы и потеря микрофлоры наряду с нехваткой земли для выращивания недоходных культур являются еще одной серьезной проблемой. Для улучшения биомассы широко используются различные агрохимикаты, однако они дороги, токсичны и остаются стойкими в почве и, таким образом, отрицательно влияют на почвенную микрофлору и физические и химические свойства почвы. Последовательное использование этих агрохимикатов также увеличивает содержание металлов в растительной биомассе, их последующий перенос в конечные продукты и снижает эффективность агрохимикатов, таким образом, устойчивые к металлам PGPR могут выступать в качестве лучшей альтернативы для борьбы с этими проблемами. Однако эффективность толерантных к металлам PGPR при их исключительном применении может быть ограничено, и, таким образом, иммобилизация этих бактерий на подходящем субстрате может повысить их выживаемость и эффективность в естественных условиях. Биочар - это углеродистый материал с очень большой площадью поверхности, богатый макроэлементами и микроэлементами, высокой способностью накапливать металлы. Он может использоваться как подходящий носитель для иммобилизации бактерий. Пористая природа биочара еще больше увеличивает выживаемость аэробных бактерий. Широко проводились исследования по производству биоугля из лигноцеллюлозной биомассы, однако никаких исследований по использованию ферментативно гидролизованного остатка лигноцеллюлозы для приготовления биочара не проводилось. Его производство путем торрефикации (200-300 ° C) может привести к образованию, очень подходящего для стабилизации металлов и улучшения физических свойств почвы субстрата для ускоренного роста растений, биомасса которых может использоваться для производства биоэтанола. Более того, применение биочара может помочь уменьшить количество примесей (таких как металлы), образующихся во время предварительной обработки сырья, более экономичным способом по сравнению с дорогими смолами. Повторное использование биочара минимизирует потребность в ресурсах и энергии, тем самым делая процесс недорогим и простым для производства биотоплива следующего поколения. Рекультивация растений на участках, загрязненных металлами, путем применения биочара, снижает перенос металла в побеги растений и, таким образом, снижает содержание в них металлов при каждом последующем производстве биочара из ферментно гидролизованных остатков лигноцеллюлозы.
Перспектива работы заключается в выделении и идентификации устойчивых к металлам штаммов бактерий, которые после внесения вместе с биочаром, образующимся из растительных отходов, способствуют росту растений. Кроме того, будет решена проблема утилизации отходов, что будет способствовать рациональному использованию природных ресурсов и повышению экономической эффективности производства биомассы. Выращивание биомассы растений с высоким содержанием лигноцеллюлозы на загрязненной металлами почве поможет решить проблему нехватки земли, не вступая в прямую конкуренцию с растениеводством на сельскохозяйственных угодьях. Кроме того, простота хранения, транспортировки и низкая стоимость позволят использовать биоэтанол и биоугля вместо ископаемого топлива и химических удобрений на транспорте и в сельском хозяйстве соответственно.