近日，我校资源与环境工程学院吴楠课题组与材料科学与工程系徐文龙课题组、水利土木学院赵英课题组合作在农林科学一区TOP期刊（IF=5.6）《Industrial Crops and Products》上发表题为“Adjustable P(AM-co-NIPAM)/gelatin hydrogel soilless cultivation substrates for soybean seedling and root growth”的研究性文章。2023级环境工程专业研究生秦超为第一作者，吴楠教授和徐文龙副教授为通讯作者，鲁东大学为论文唯一通讯单位。

研究通过跨学科合作打破了传统学科间的壁垒，整合了多领域的前沿知识与技术手段，优势互补，形成了紧密协作的科研合力。该研究为智能农业提供了兼具环境适应性和观测功能的新型栽培基质，其模块化设计理念可拓展应用于垂直农业和高附加值作物生产系统。

对可持续农业日益增长的需求引起了对无土栽培系统的兴趣。然而，水培无法为植物根系提供机械支撑，传统无土栽培基质大多存在保水能力差、养分流失快、难以精确控制等问题。水凝胶无土栽培基质具有良好的吸水性、保水性和透明度可调等特点，具有很大的应用潜力。团队通过调控交联剂浓度，成功制备了具有可调孔隙结构、机械强度和透明度的P(AM-co-NIPAM)/明胶复合水凝胶，并将其应用于大豆幼苗的无土栽培。研究发现，优化交联密度的水凝胶不仅具有优异的机械性能和保水能力，还能为大豆幼苗的根系生长提供理想的环境，显著促进其地上部分和根系的发育，同时有利于根系细菌的定殖。此外，水凝胶的透明特性为动态观察植物根系生长提供了便利，为无土栽培系统的优化设计提供了新思路。该研究为可持续农业实践提供了一种高效、可控的水凝胶基质解决方案，尤其适用于水资源和基质优化需求迫切的农业生产场景。研究工作得到了国家自然科学基金面上项目，国家重点国际（地区）合作研究项目和山东省青创团队项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121189

(A) P(AM-co-NIPAM)/明胶水凝胶的合成机理图；(B) 种子在复合水凝胶上萌发和生长的示意图。