研究表明，废水是水培系统中种植生菜的可行介质

城市农业有潜力通过地方、高效和可持续的粮食生产来改善粮食安全。城市粮食系统的例子包括水培，即植物在没有土壤的营养溶液中生长，以及水培，将水培与缸中养鱼相结合

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校最近的一项研究考察了在水培系统中使用水培废水作为生菜生长培养基的情况。这种做法有可能为有机废物回收和食品生产创造一个循环生态系统

研究人员测试了两个水培系统的出水与水热液化（HTL）的液体残留物，这是一种通过高温高压工艺将湿生物质转化为生物原油的新兴技术。HTL产生一种称为水热液化水相（HTL-AP）的废水，该废水富含营养物质，有可能用作肥料

“我们想看看水产养殖系统中鱼类排泄物中的天然微生物是否有助于将HTL-AP中的营养物质转化为植物可以吸收的形式。我们专注于利用废水进行生菜种子发芽。最终，我们将观察作物生长的不同阶段，包括完整生长的生菜和其他作物，”首席作者、农业与生物工程系博士生Liam Reynolds说，该系隶属于伊利诺伊州农业、消费者与环境科学学院和格兰杰工程学院

Reynolds作为ABE的本科生进行了这项研究。他在2023年美国农业和生物工程师协会国际年会上获得了K.K.Barnes学生论文奖竞赛的第二名。

在这项研究中，Reynolds将Buttercrunch生菜种子放在Ziploc塑料袋中，放在经过废水处理的纸巾上10天，测量种子发芽率和生长

他在美国大学的Bevier Café和芝加哥农业科学高中测试了32种将不同百分比的HTL-AP与水培系统废水相结合的试验溶液。试验还包括标准水培肥料和去离子水作为对照溶液

“我们之前已经证明，使用处理过的废水水培生菜是可能的；然而，它的生长速度和效果不如预期。可能有一些有毒化合物抑制了植物的生长，而且植物中也没有足够的营养物质，”合著者、ABE副教授Paul Davidson说

在早期的研究中，Davidson的研究团队使用了2.5%的HTL-AP；然而，Reynolds测试了1%至10%的溶液

Davidson表示：“我们发现，至少在发芽阶段，含有高达8%HTL-AP的溶液对植物生长仍然是可行的。这比任何人以前证明的都要高。”。“这使得回收废物流成为可能，否则这些废物流将进入废水处理厂，从而占用资源，或者被排放到环境中造成污染。”

虽然研究人员没有发现证据表明鱼类废物微生物在生菜种子发芽阶段对其有益，但他们预计随着生菜的生长会产生影响。目前，他们得出结论，HTL-AP和水培废水的组合不会抑制生菜种子的发芽

尽管需要做更多的工作来确保废水的正确组合，为水培作物生产提供足够的营养，但水培废水最终可以补充甚至取代标准的液体肥料。Davidson的团队还将解决食品安全问题，因为一些废水来源可能含有对人类有毒的重金属

研究人员得出结论，确定替代营养来源对于提高全球粮食生产系统的循环性以及减少对化石燃料化肥的依赖至关重要

这篇题为“调查废水对生菜种子发芽和生长的影响”的论文发表在《农业》杂志上。作者包括Liam Reynolds、Vitória Leme和Paul Davidson More information: Liam P. Reynolds et al, Investigating the Impacts of Wastewaters on Lettuce (Lactuca sativa) Seed Germination and Growth, Agriculture (2024). DOI: 10.3390/agriculture14040608