新技術讓豆粕變身“淡水產水器”

近日，記者從海南大學獲悉，該校教授肖娟秀團隊利用大豆加工副產物豆粕，研發出一種淀粉樣蛋白纖維基生物蒸發器，構建了“淡水-糧食-材料”綠色閉環體系，為沿海及島礁地區低成本、離網化可持續農業生產提供了新路徑。相關成果發表在《自然-水》期刊上。

當前，全球有超過1/3的農村人口正面臨不同程度的糧食安全威脅，這一挑戰在淡水與耕地匱乏的沿海及海島地區尤為嚴峻。海水淡化農業作為應對這一挑戰的手段，已在部分沿海國家成功應用，是保障糧食安全的主要技術方向。

然而，傳統反滲透淡化技術高度依賴大規模電網與復雜基建，在能源匱乏、維護困難的偏遠島礁難以推廣。此外，常規淡化工藝對海水中硼元素的去除效能有限，殘留的硼離子易誘發作物的生理毒性，抑制農作物產量提升。

針對上述難題，研究團隊提出了一種太陽能驅動循環海水農業系統。該系統以太陽能為核心驅動力，將海水轉化為高質量灌溉水，同時實現農作物生產與農業廢棄物的高值利用。研究以大豆加工副產物豆粕為原料，通過蛋白提取、纖維化、定向冷凍干燥及原位功能化等步驟，將其轉化為淀粉樣蛋白纖維生物蒸發器。同時，大豆秸稈被制備為有機肥料用于土壤改良，實現農業廢棄物“反哺”系統的良性循環。

界面光熱海水淡化系統測試結果表明，該裝置的淡化能力可完全滿足大豆從萌發到成熟全生長周期的水分需求，且其產水含鹽量低于傳統反滲透產水，各項指標均優于聯合國糧農組織制定的農業灌溉標準。此外，全生命周期田間實測數據表明，通過該系統裝置產出的灌溉水有效規避了常規淡化水中硼含量超標誘發的生理毒性，使大豆植株生長更為健壯。通過模塊化設計，研究團隊進一步驗證了該淡化農業系統的可擴展性與作物普適性，展現出優異的大規模應用潛力。

相關論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s44221-026-00615-y

太陽能驅動的“淡水-糧食-材料”循環農業系統示意圖  課題組供圖