根據最新的一項研究，加州大學河濱分校的科學家發現，食物垃圾在發酵後可以提高細菌菌群，促進作物生長，使植物對病原體更具抵抗力，並減少農業生產中的碳排放。這項研究結果最近發表在“可持續食品系統前沿（Frontier in Sustainable Food Systems）”雜誌上。

現代農業嚴重依賴化肥，隨之而來的是不斷升高的經濟成本和沉重的環境代價；而透過化肥生產出的糧食又被大量浪費。對此，加州大學河濱分校的科學家們試圖從食物垃圾中找到應對的解方。

領導這項研究的加州大學河濱分校微生物學家Deborah Pagliaccia表示，當我們將發酵的食物垃圾新增到植物生長系統中時，有益的微生物數量就會急劇增加。當這些細菌數量足夠多時，它們就會產生抗菌化合物和代謝物，幫助植物生長得更好、更快。

由於專案中的植物是在溫室裡種植的，因此這些有益的食物廢物被儲存在封閉的滴灌系統中，每次澆水時作物都會接受新的劑量補充。這也是該研究的主要側重點之一，即創造一個可持續的迴圈灌溉系統，每個灌溉週期既節約用水，又同時添加了從食物垃圾中提取的有益物質。

該專案的實驗設計

食物浪費對地球構成嚴重威脅。僅僅在美國，就有多達50%的食物被扔掉；而且大部分垃圾沒有回收利用，佔據了美國垃圾填埋量的20%以上。這種浪費不僅是一種經濟損失，而且是對用於糧食生產的水資源的嚴重浪費，也是對糧食資源的濫用。

為了幫助解決這些問題，加州大學河濱分校的研究小組試圖尋找食物垃圾的替代用途。於是，他們選擇了在南加州隨處可得的兩種食物廢物：生產啤酒的副產品啤酒糟和商店丟棄的混合食物垃圾。

啤酒糟

這兩種廢物都被髮酵，然後新增到灌溉系統中，在溫室裡澆灌柑橘。在24小時內，被處理的植物的有益細菌平均數量比對照組植物中的細菌數量多兩到三個數量級；研究人員每次增加灌溉時，這一趨勢都會繼續保持下去。

加州大學伯克利分校的環境科學家Samantha Ying隨後研究了受發酵廢物處理過的作物土壤中的碳和氮等營養物質。分析顯示，在每一次處理後，碳的數量都會出現峰值，然後是平臺期，這表明有益細菌利用可用碳進行復制。

Deborah Pagliaccia認為，這一發現對細菌生長和農作物本身都有影響。“如果廢物副產品可以改善作物的碳氮比，我們就可以利用這些資訊來最佳化生產系統。”

該專案中另一個值得注意的發現是，發酵後的啤酒糟和混合食物垃圾都沒有對沙門氏菌或其他致病菌呈陽性反應，表明了它們本身不會給糧食作物帶來任何有害微生物。這項研究的結果表明，在農業中使用這兩種食物垃圾發酵的副產品是有益的，可以在某些情況下完全減少合成化學藥劑的使用。

沙門氏菌

研究團隊指出：“我們必須從線性‘拿走-製造-消費-處置’的經濟轉型到迴圈經濟，在迴圈經濟中使用一些東西，然後為它找到一個新的用途。這個過程對於保護地球免受自然資源的持續枯竭和溫室氣體的威脅至關重要。”

這項研究最近獲得了加州食品和農業部的撥款，利用杏仁殼副產品進行類似的實驗，以提高作物產量；另外，還得到了加州柑橘苗圃委員會、Corigin Solutions以及California Agriculture and Food Enterprise的資助。

這種跨學科研究合作，建立公私合作伙伴關係，將有助於解決全球農業食品體系面臨的挑戰。當公司允許種植者將食物垃圾副產品用於農業目的時，它有助於推動社會走向更環保的消費體系。比起佔用垃圾填埋場並導致全球變暖，食物垃圾應該有一個更好的結局。

參考文獻：

Deborah Pagliaccia, Sohrab Bodaghi, Xingyu Chen, Danielle Stevenson, Elizabeth Deyett, Agustina De Francesco, James Borneman, Paul Ruegger, Beth Peacock, Norman Ellstrand, Philippe Eric Rolshausen, Radu Popa, Samantha Ying, Georgios Vidalakis. Two Food Waste By-Products Selectively Stimulate Beneficial Resident Citrus Host-Associated Microbes in a Zero-Runoff Indoor Plant Production System. Frontiers in Sustainable Food Systems, 2020; 4 DOI: 10.3389/fsufs.2020.593568