Could a common aquatic plant replace chemical fertilizer?

2024年7月15日,星期一
  • 一张浮萍趴在池塘水面上的照片.

    由科学家安娜·奥布莱恩(Anna O 'Brien)领导的NHAES研究正在研究将普通浮萍用作水中污染物的生物修复剂,以及可以添加到农业土地上的“绿肥”.

  • An image of a research well plate, each with a type of duckweed in each well. 井板是半透明的塑料.

    用浮萍作绿肥的实验中浮萍与微生物微观世界的例子.

  • Two female researchers in a marsh looking at a sample of duckweed.

    研究人员安娜·奥布莱恩(左)和Ciana Lazu正在检查在达勒姆米尔池塘发现的浮萍样本, NH.

  • A well plate showing soil and duckweed being mixed together.

    一位研究人员将浮萍与土壤混合,制造出“绿肥”,农民和种植者可能有一天会把这种绿肥撒在他们的田地上,以改善土壤和作物的健康.

浮萍, 新罕布什尔州湖中一种常见的水生植物, ponds and streams could help filter excess nutrients contaminating water, 然后被用作绿肥——我.e.在农业系统中,被纳入或犁入土壤的活植物. 的研究 新罕布什尔州农业实验站 (NHAES)的科学家们试图了解在不同的水体中种植浮萍如何有效地捕获多余的营养, 然后是如何安全地将收获的活浮萍用作农场的肥料. 如果成功, 这些发现不仅可以帮助减轻整个州日益增长的城市化带来的不利影响,还可以提高新罕布什尔州粮食生产的可持续性.

COLSA教员安娜·奥布莱恩的大头照.
安娜·奥布莱恩

“化肥能快速增加养分, but when mismanaged can also lead to adverse environmental impacts. Green manures instead release nutrients slowly and support microbial activity, 从而增加对植物的益处,” 安娜·奥布莱恩他是纽约大学的助理教授 主要研究生命科学与农业学院 和NHAES的科学家. “我们选择浮萍作为可能的绿肥,因为它是新罕布什尔州的一种本地植物, 它在我们的水体中自然丰富, 研究表明,它可以重新吸收径流和农业废水中的营养物质.”

在之前由奥布莱恩领导的研究中, 她发现了浮萍, when interacting with microbial organisms that live on or inside the plants, can transform certain pollutants into forms that are predicted to be less toxic. 通过类似的机制, 浮萍微生物群可以显著减少从不同来源(包括农场)损失的氮和磷的数量, 住宅社区, commercial operations and roadways – ends up in our waterways and water supply. 这些营养物质过多会影响地下水和饮用水质量,导致大规模的藻华和 缺氧“死亡区” 鱼类和其他物种在其中挣扎求生.

普通浮萍生长迅速,容易, 可以在池塘里找到, 湖泊和缓慢流动的溪流遍布世界各地, 包括新罕布什尔州和新英格兰东北部. This makes duckweed an ideal plant for applied and experimental use, O'Brien said.

O 'Brien和她的团队,包括Alyssa Daigle microbiology graduate student at the 主要研究 生命科学学院 and 农业, 首先关注的是浮萍物种基因组成的差异——以及它们相关的微生物群落——如何影响养分修复的有效性,以及由此产生的绿肥促进作物生长的能力. 要做到这一点, 他们从新罕布什尔州各地收集了浮萍样本,并在小型微环境中种植, 所谓的缩影, and then testing how many nutrients each microcosm recaptures.

Daigle正在领导一项研究,评估浮萍是否会将有毒化合物从水源转移到使用浮萍肥料生产的作物中. 如果是这样,研究人员将调查其他水生微生物是否可以减轻这些影响.

“之前的研究表明,植物或微生物对营养吸收的特定影响及其与蓝藻的相互作用表明,一些浮萍-微生物组组合可能会增强营养吸收,并降低毒素转移的总体风险。, thus paving the way for safer and more effective green manure applications,戴格尔说.

这项研究将包括将浮萍绿肥施用于发芽的生菜上,并测量由此产生的作物中的毒素转移. 这项研究的结果将有助于研究小组确定将浮萍用作农业作业和后院种植者的土壤改良剂的可行性.

“最终, our findings could have significant implications for New Hampshire farmers, 提供更可持续和更实惠的化肥替代品,以及将绿肥纳入农业实践的实际解决方案,奥勃良说.

本材料是基于NH农业实验站通过联合资助的工作 美国农业部国家粮食和农业研究所 (under Hatch award number 7005040) and the state of New Hampshire.

有关使用浮萍作为生物去污剂的研究详情,请浏览 安娜·奥布莱恩实验室网站.

被称为浮萍的微小水生植物及其微生物可以被改造来净化径流中的化学物质. 安娜·奥布莱恩在联合国大学的研究旨在利用这些植物微生物系统改善雨水管理.
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