密歇根州立大学(MSU)的土壤物理学家张BOB体育伟(Wei Zhang)被现代农业面临的一些最具挑战性的问题所吸引。bob体育合法吗他领导着密歇根州立大学的土壤和水研究实验室,这是一个由科bob体育登录学家组成的小组,其任务是寻找更有效地利用土壤和水资源的方法。
我们如何为不断增长的世界人口生产更多的健康食品?我们如何解决抗生素耐药性问题?我们怎样才能更好地管理环境,减少污染?张和他的团队渴望回答这些问题,并在他的实验室之外利用密歇根州立大学丰富的植物科学专业知识。
2012年3月,就在张晓明进入密歇根州立大学的几个月后,他参加了由密歇根州立大学植物、土壤和微生物科学系杰出教授、著名植物病理学家玛丽·豪斯贝克(Mary Hausbeck)所做的演讲。她在密歇根蔬菜和温室装饰行业工作了近三十年,作为研究人员和密歇根州立大学推广专家,致力于作物疾病问题。bob体育登录
豪斯贝克向她的同事们讲述了疫霉和皮特斯菌,这两种水霉菌会对大量农作物造成严重破坏。来自这些霉菌的孢子——被称为游动孢子——可以通过水传播并感染邻近的植物,这种连锁反应可以迅速摧毁种植者的经营。
张勇主要研究污染物在土壤和水中的运输,因此他认为这是一个深入研究植物病害的合作机会。Hausbeck同意了。
“我给玛丽发了一封电子邮件,她马上就回复了,”张说。“理解和开发一种允许从水中过滤病原体的系统很重要,尤其是在温室里,我们理想的情况是循环用水。这个想法让我们对结合工作的前景感到兴奋。”
张勇的研究项目中包含了“同一个健康”(One Hbob体育登录ealth),这是一种得到世界各地组织认可的理念,它倡导人类、动物和环境健康是相互依存的。
“对环境的每一种投入都会产生后果,”张说。“重要的是,我们要了解我们用来根除疾病和害虫的任何工具的效果。最好的结果是,我们在解决任何问题的同时,还能对植物保持较低的压力水平,从而对环境保持较低的压力水平。”
带着“同一个健康”的理念,张、豪斯贝克和研究生们开始了他们在实验室的工作。他们重点研究了在过滤过程中保留疫霉菌活动孢子的方法,分析了多孔介质(如氧化铁涂层砂和未涂层砂)在不同pH水平的一系列溶液中的保留能力。
张说,这种过滤器的功能类似于连接在水龙头上的家用电器,但这些过滤器的介质通常是活性炭。
研究小组发现,在较高的pH值溶液中,氧化铁涂层的沙子以更高的速率保留游动孢子。覆膜砂和未覆膜砂在低ph溶液中均表现良好。这些发现告诉研究人员,过滤病原体是有效的bob体育登录,特别是在控制良好的环境中——这对温室系统来说是一个令人鼓舞的迹象。
有关这项研究的论文发表在《环境科学与技术》杂志上。
为了将这些新发现的知识应用到应用研究阶段,下一步是设计和测试一个小型温室过滤系统。bob体育登录
该团队建造了一个水循环装置,从预过滤罐泵到过滤器,然后将水输送到储罐。然后过滤后的水按照预定的时间表泵入植物所在的区域。最后,水回到预滤池。
在南瓜和一一红的试验中,氧化铁涂层的沙子过滤再次被证明是有效的,优于活性炭和无过滤器的杀菌剂处理。这一结果对实施循环水系统是个好兆头,因为循环水系统需要更少的水、杀菌剂和杀虫剂。
“小规模的试验让我们倍受鼓舞,”张说。“在未来,如果有种植者参与进来,在更大的温室环境中扩大规模,那就太好了。我们将继续为此寻求资源。”
到目前为止,张和豪斯贝克对他们从不同组织获得的支持感到满意。在项目开始时,他们从西部温室协会获得了2500美元的资助,随后又从弗雷德C.格洛克纳基金会获得了1万美元。最大的一笔资助来自美国花卉基金会,为期三年,总额为12万美元。张和豪斯贝克还得到了密歇根州立大学AgBioResearch的支持,为该项目增加学生。bob体育登录
该团队与关注水质的MetaMateria技术公司合作,作为美国农业部国家食品和农业研究所小企业创新赠款的分包商。bob体育合法吗
张说:“到目前为止,这是一项伟大的多学科努力,我们已经能够触及土地授予模式的各个方面,并为温室粮食生产面临的问题提供潜在的解决方案。”“我们正在教学并提供研究机会,玛丽已经做了一些外联工作。bob体育登录我们相信,这项工作肯定有进一步扩大的空间。”