博尔扎诺自由大学与热那亚意大利理工学院联合开发了一种可生物降解的水凝胶水培农业系统。该水凝胶材料能够以极低水量支持植物生长，并具备整合传感器实现植物健康实时监测的潜力。这项研究为应对气候变化下的农业挑战提供了新的解决方案。

该项研究成果已发表于《ACS农业科学与技术》期刊。研究团队由两所机构的多个学科专家组成，包括博尔扎诺自由大学工程学院的Camilla Febo、Paolo Lugli和Luisa Petti教授，以及农业、环境和食品科学学院的Tanja Mimmo和Luigimaria Borruso教授。意大利理工学院方面则由首席研究员Athanassia Athanassiou和研究员Danila Merino参与。

水凝胶作为一种多孔材料，其聚合物网络结构在保持水分和养分方面具有优势。在园艺应用中，这种材料正逐步成为石油基泡沫和花盆的可持续替代品。研究人员使用从红藻中提取的角叉菜胶作为主要原料，开发出可安全降解的水凝胶配方。

研究团队通过添加全藻提取物丰富了这种水凝胶的功能性，使其能够作为生物刺激剂促进植物自然生长过程。这种改良不仅提高了作物的抗逆性和品质，还增强了养分的利用效率。在博尔扎诺实验室进行的植物试验中，使用拟南芥作为模式植物，结果显示与传统水培基质相比，新型水凝胶支持更旺盛的植物生长。

这种水凝胶材料表现出优异的保水性能，膨胀率最高可达7000%。其独特的结构能够为植物提供持续稳定的水分和养分供应。科学家计划进一步将可生物降解的柔性传感器集成到水凝胶支架中，为实现精准农业创造更完善的技术条件。

博尔扎诺自由大学研究员Camilla Febo表示：“我们致力于开发不仅可生物降解、可持续，还能与植物主动互动的材料，有效地为它们提供水分和养分。我们研发的水凝胶可以锁住水分并逐渐释放，从而显著减少用水量。这种方法代表着我们朝着更具韧性、更环保的农业迈出了重要一步。”

意大利理工学院副科学主任Athanassia Athanassiou指出：“我们正致力于开发智能和可持续材料，通过为农业等关键领域提供具体的解决方案来应对环境挑战。在这项研究中，我们专门利用天然海洋资源，设计出一种能够锁住水分并为植物提供养分的水凝胶。”

博尔扎诺自由大学传感技术实验室主任Luisa Petti认为：“技术创新必须与环境可持续性齐头并进。我们专注于设计可集成到智能农业系统中的柔性可生物降解电子设备。与意大利理工学院合作开发的水凝胶，是技术如何通过提高资源效率和减少环境影响来支持农业的具体案例。”

更多信息： Camilla Febo 等人，《利用藻类生物质：高吸水性和生物刺激性水凝胶促进无土栽培种子发芽》，ACS 农业科学与技术(2025)。