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种子披上“外衣”,干旱不是问题

种子

随着全球环境持续变暖,干旱地区面临的压力越来越大,这可能会导致严重的粮食短缺。当地时间7月8日,美国麻省理工学院(MIT)的研究人员在《自然食品》杂志上发表论文称,他们开发了一种新型种子涂层,可使种子在发芽的关键阶段保持充足的水分,甚至为植物提供额外的营养。该方法使用便捷且成本低廉,可在干旱地区推广。

在此之前,MIT土木与环境工程的教授Benedetto Marelli就开发了一种种子涂层,可耐受高盐分的土壤,而新型的种子涂层旨在解决缺水的问题。受鼠尾草和紫苏等具备天然涂层的植物种子的启发,新涂层首层类似凝胶,可以牢牢地锁住水分,确保种子的水分不会流失。第二层,即涂层内层,含有保存完好的根瘤菌,以及一些帮助它们生长的营养物质。当接触到土壤和水时,根瘤菌会将氮固定到土壤中,为正在生长的幼苗提供营养肥料。Marelli说“我们赋予了新型种子涂层多种功能,它不仅能锁水,更能提供营养物质。根瘤菌可以为植物固氮,从而减少氮基肥料的使用,并使土壤更肥沃。”

研究人员说,早期试验展现了令人鼓舞的结果,现在他们正在开展田间试验。论文作者、MIT的博士研究生Augustine Zvinavashe说:“我们在设计时考虑了实用性,种子涂层可以在本地完成,第一层浸涂,第二层喷涂,农民自己就能完成这些简单的操作。不过,在更易保存和稳定根瘤菌的设施中集中喷涂是更经济的办法。”Marelli也表示,新涂层所需的材料经常在食品工业中使用,具备可生物降解性,而且其中一些化合物可从食物垃圾中提取,更加环保。

尽管使用普通豆类的初步测试结果喜人,但该团队尚未使用新型涂层种子收获完整的作物,这将是对涂层技术价值的最终考验。研究人员表示,如果新技术确实能提高干旱条件下的产量,他们将扩大技术应用范围,使之覆盖豆类外的其他重要作物。Marelli说:“这个系统非常简单,适用于任何种子。我们可以设计不同的种子涂层来应对不同的气候模式,甚至可以根据预测的生长季节降雨量来定制涂层。”

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编译:花花 审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《自然食品》

期刊编号:2662-1355

原文链接:https://phys.org/news/2021-07-seeds-resist-drought.html

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