米兰-“电农业”可不依赖光合作用生产作物—新闻—科学网

科技日报北京10月24日电（记者张梦然）在颁发在最新一期《焦耳》杂志的一篇前瞻性研究论文上，美国生物工程师介绍了一种立异的食物出产体例，称为“电农业”（Electro-Agriculture）。这项手艺的焦点是操纵太阳能驱动的化学反映来替换天然界的光合感化，从而更高效地将二氧化碳转化成植物可以操纵的有机份子。经由过程基因工程手段，让植物革新后可以或许接收这些有机份子。

“电农业”原型。图片来历：华盛顿年夜学圣路易斯分校

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据研究团队估量，假如全美的食粮作物均采取“电农业”的体例出产，所需耕地面积将年夜幅缩减达94%。另外，这项手艺一样合用在在太空中出产食粮。

光合感化固然撑持着地球上的年夜大都生命情势，但其能量转换效力却相对较低，凡是植物只能将所接收光能中的年夜约1%转化为可用的化学能。来自华盛顿年夜学圣路易斯分校的研究团队认为，假如植物无需依靠阳光就可以发展，则农业出产可以与天然情况分手，在受控的室内前提下进行。

“电农业”的概念包罗了利用多层建筑来取代传统农田。这些建筑物的概况或四周将安装太阳能电池板，用以捕获太阳的能量，并驱动二氧化碳和水之间产生的化学反映，生成醋酸盐。随后，醋酸盐会被用作水培育提拔物的养料。这一进程一样合用在培养蘑菇、酵母和藻类等其他植物，由于它们自然就可以够操纵醋酸盐。

经由过程这类体例，研究团队已将转化效力晋升至约4%，这比传统光合感化的效力超出跨越4倍。因为全部进程更加高效，是以与食物出产相干的二氧化碳排放也响应削减。

为了实现让植物可以或许操纵醋酸盐的方针，研究团队鉴戒了植物萌生时代分化贮存在种子内的营养物资的代谢路径。当植物最先进行光合感化时，这条代谢路径凡是会被封闭。但是，经由过程从头激活这条路径，植物便可以或许操纵醋酸盐作为其能量和碳源。

今朝的研究已使一些植物可以或许在不依靠光合感化的环境下操纵醋酸盐发展，但终究的研究方针是培养出完全依靠醋酸盐获得所有必须能量的植物，即这些植物将不再需要任何情势的光照。

农业手艺的下一个阶段，多是与天然情况脱钩，以受控体例进行出产。今朝本文研究的初步重点，是西红柿和生菜，但据称有打算转向高热量主食作物，如木薯、红薯和谷物作物。不外，在现实利用中，这一手艺依然面对重年夜挑战。在无光前提下栽培育提拔物，此刻还处在初期阶段，需要进一步研究与开辟才能使这项手艺完全贸易化，实现其全数潜力。

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