麻省理工學院如何開發農業的未來
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2025-03-12
隨著氣候變遷加劇，乾旱逐漸變得頻繁、部分土地無法繼續耕作，且全球人口持續增長，減少使用肥料及農藥等並維持糧食供應有其困難性，因此，美國麻省理工學院的研究人員正在開發創新的農業技術，如植物逆境感測、微生物肥料和保護性種子批衣等，以適應氣候變化並加強糧食安全。
1. 種子批衣
在乾旱或過度耕作的土壤中容易缺乏營養元素，研究人員以種子批衣技術克服發芽時面臨的逆境。在種子外包裹一層混合固氮細菌的聚合物，固氮細菌能由空氣中吸收氮氣、轉換為植物可吸收的形式，同時提供其他必要元素，使種子得以順利發芽。目前正與摩洛哥穆罕默德六世理工大學（Mohammed VI Polytechnic University）合作，將批衣技術用於摩洛哥協助對抗乾旱逆境，並利用當地的廚餘製造生物聚合物塗層，以減少成本。
2. 微生物肥料
大部分氮肥皆由哈伯法製備，在高溫高壓下將氮轉換為氨，然而此製備方式造成大量碳排，於是農民嘗試將固氮菌直接用於作物根系並取得初步成效，但微生物難以儲存或運輸，因此研究人員開發塗層保護微生物，塗層主要由兩種成分組成，鐵、錳、鋅等金屬及多酚類化合物，將微生物與種子共同施用，可減少生育中期肥料需求。研究人員成立Seia Bio公司，將此微生物商業化，目前正在巴西農場進行測試，同時調整塗層成分，將用於能轉換大氣中二氧化碳成為石灰的微生物，協助提高土壤pH值。
3. 逆境感測器
在美國農業部（USDA）支援下，與新加坡合作Disruptive and Sustainable Technologies for Agricultural Precision(DiSTAP)計畫中，研究人員利用單壁奈米碳管包裹聚合物，當奈米碳管感應植物逆境分子如水楊酸及過氧化氫後會釋放螢光，將此感測器嵌入葉背並以紅外線相機讀取，可辨識植物是否處於逆境狀態、及時提供農民資訊以因應環境變化，現階段正在新加坡進行測試。
4. 農藥用量監測工具及奈米農藥
鑒於農藥利用效率不彰，多數農藥並未維持在目標範圍內，因此研究人員開發帶電荷的聚合物包裹農藥粒子，使農藥對葉片黏附性增加，此項技術已技轉至AgZen公司。此外，開發過程中，研究人員意識到缺乏測量農藥黏附於植物情形的工具，因此研發RealCoverage，將影像識別機器連接在農藥噴霧器上，提供即時資訊以監測農藥液滴附著在葉片上的比例。該技術已應用於美國 65,000 英畝的大豆、棉花田，協助農民減少30%-50%的農藥使用。
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