種子「渴」望生存-新塗層幫助種子在乾旱環境中存活
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2022-01-24
當你把蠶繭、柳橙果皮廢物、有益菌及一點兒創新結合在一起時，會得到什麼呢？一組研究團隊希望這可能會是乾旱地區，作物生長問題的解決辦法。來自麻省理工學院(MIT)和摩洛哥國王穆罕默德六世理工大學的科學家，已經開發出一種新的塗層，來幫助種子在半乾旱的條件下可以存活及發芽。他們的研究已經發表在《Nature Food》期刊。新型種子塗層由兩層材料組合而成，並直接用於撥種之前。外層為柳橙果皮廢物加工製成的果膠，目的在鎖住水分，防止種子在乾旱或缺水期間失去水分而乾枯。其靈感來自奇亞籽和羅勒籽的表層，它會創造一個濕潤的環境讓種子生存，直到適合發芽的環境條件出現。而內層直接塗佈於種子，它含有一種細菌，利用來自蠶繭的材料將其保持在原位。當接觸到水和土壤時，根棲細菌會將氮固定到土壤中，來提供種子發芽所需的一些營養物質，同時減少了對肥料的需求。
麻省理工學院土木暨環境工程學教授、致力這項新技術的科學家Benedetto Marelli在新聞稿中說明：「這是種子塗層真正的附加價值。因為這些微生物可以自我複製，並固定氮氣至土壤供植物使用，因此減少額外添加氮肥的同時還能肥沃土壤。」世界上大約15%的土地在半乾旱(即草原)地區。在那裡，水是農業的限制因子，影響超過10億人的糧食安全註1。在這些乾燥的土地上，大多數作物在生命的早期、發芽和幼苗階段就死亡了。
Marelli告訴我們:「前一段時間，氣候變遷開始影響我們的生活，但現在我們日復一日清楚地看到這些影響。因此，我們確實需要找到新的解決方案，使農糧體系更具彈性。」以種子塗層種植的普通豆類-四季豆生長狀況良好，且正在進行田間試驗。如果豆類試驗作物能大規模地提高收成，下一步就是將此塗層嘗試在不同作物上，接著與產業合作，讓每人都可負擔得起這項技術。未參與這項研究的國際乾旱地區農業研究中心(ICARDA)遺傳資源組榮譽組長Ahmed Amri告訴我們:「可能需要進行更多的研究，尤其是常見的乾旱地區，證明種子塗層在乾旱時期對植物的影響是有利的，且不僅只在發芽期間，在植物生命早期或後期皆是如此。」
種子塗層的使用將增加種子本身的花費，但可以節省肥料費用並提高產量，而抵消這些成本。塗層中使用的所有材料皆為生物可降解物質，並可由廢棄物製成，因此科學家希望這也能降低生產成本。挪威大學生命科學系副教授Ola Westengen對我們說：「像這樣的創新如果要實際幫助在前線的農民，就必須撥款給當地並進行調整適應。」麻省理工學院的博士生Augustine Zvinavashe在博士研究時開發了種子塗層，他說到:「種子塗層可以在當地完成，這是當初設計這個塗層時考慮到的事情之一，第一層你可以用浸泡的方式，接著第二層你可以用噴的。製作過程非常簡單，都是農民可以自己做的。然而，在中心位置塗上種子塗層的成本可能會更低，因為此處可以供應根棲細菌無菌的環境。」Westengen說:「總結來說，農民需要透過不太正式的種子供應系統才能得到新種子，像是在社交網路上交換，當地市場購買，或是從自己的收成中保留下來。
舉例來說，非洲撒哈拉以南的多數易旱國家，不到20%的作物種子來自正規的種子供應系統，此系統可讓農民購買經過認證及註冊品種的種子。」Marelli說:「我們最大的夢想是創造出一種技術，能實際影響這個世界。我們希望這些材料及技術可以促進作物種子在貧脊土地上發芽，並使作物更能適應氣候變化。」Westengen說:「使我們作物更具耐旱性的創新是相當關鍵的，而且氣候變遷已經不可避免的狀況下，這項創新將變得更為重要。」【延伸閱讀】UN氣候報告：暖化導致旱災飢餓 威脅人類健康
註1:「糧食安全」是指能夠穩定地讓所有人取得足夠食物的狀態。
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