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隨著全球持續變暖，許多農業條件已經很差的干旱地區面臨越來越大的壓力，可能導致嚴重的糧食短缺。

現在，美國研究人員提出了一種很有前途的方法，可以保護種子在關鍵的萌發階段免受缺水影響，甚至同時還能為作物提供額外的營養。研究人員稱，正在與摩洛哥的研究人員合作進行持續試驗，方法簡單而廉價，可以在干旱地區廣泛應用。

近日，美國麻省理工學院土木與環境工程教授Benedetto Marelli、博士生Augustine Zvinavashe等在《自然—食品》上發表了這一成果。

該團隊開發的雙層包衣是Marelli及其合作者多年研究具有多種好處的種子包衣的直接結果。以前的包衣版本使種子能夠抵抗土壤中的高鹽分，新版本則旨在解決缺水問題。

“我們想制造一種專門用于應對干旱的‘涂層’。”Marelli說，“我們需要開發新技術，幫助緩解氣候帶來的一些變化，因為這些變化將使農業可用水資源減少。”

這種新包衣的靈感來自一些種子上的天然“涂層”，比如奇亞籽和羅勒籽。它提供了一種凝膠狀“涂層”，可以頑強“抓住”任何隨種子而來的水分，并將種子包裹起來。

新包衣的第二層包含微生物，即根際細菌，以及一些幫助它們生長的營養物質。當接觸到土壤和水時，微生物會將氮固定在土壤中，為正在生長的幼苗提供養料，以幫助其生長。

“我們的設想是為種子包衣提供多種功能，不僅涵養水分，還保存根際細菌。這是種子包衣的真正附加值。這些自我復制的微生物可以為作物固氮，從而減少所需要的氮基肥料的數量，并使土壤更肥沃。”Marelli解釋說。

研究人員說，在摩洛哥試驗農場進行的早期試驗顯示了令人鼓舞的結果，現在對種子的實地測試正在進行中。最終，如果能通過進一步測試證明其價值，那么這些簡單的技術就可以在當地應用，甚至用于發展中國家的偏遠地區。

“相關技術可以在當地進行，是我們在設計時考慮的問題之一。”Zvinavashe說，“第一層可以蘸涂，第二層可以噴涂，這些都是農民自己就能完成的非常簡單的過程。”

不過，Zvinavashe也表示，總體而言，集中噴涂會更經濟，因為在設備中可以更容易地保存固氮細菌。

Marelli說，包衣所需要的材料很容易獲得，并且已經在食品工業中使用。這些材料完全可生物降解，實際上其中一些化合物本身可以從食物垃圾中提取出來，這成就了一個閉環系統。

研究人員表示，盡管這一技術過程會增加種子本身的成本，但它也可能通過減少對水和肥料的需求而“更節能”。成本與收益之間的平衡尚待進一步研究確定。

“這個技術系統非常簡單，可以應用于任何種子。”Marelli說，“我們可以設計各類種子‘涂層’來應對不同的氣候模式，甚至有可能通過預測特定生長季節的降雨量實現定制。”

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