Forskere opnår effektiv tilførsel af næringsstoffer til afgrødeblade gennem nanomaterialeoverfladeruhedsteknik
Et team ledet af prof. Wang Guozhong og Zhou Hongjian fra Institute of Solid State Physics (ISSP), Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS) har med succes udnyttet overfladeruhedsteknik af siliciumbaserede nanomaterialer at opnå effektiv levering af essentielle næringsstoffer til afgrødeblade.
Deres resultater, offentliggjort i ACS Nano , afslører en ny strategi til at maksimere næringsstofoptagelsen i afgrøder.
Konventionel jordgødskning involverer tilførsel af næringsstoffer til jorden, hvorimod bladgødskning gør det muligt at sprøjte næringsstoffer direkte på afgrødens bladoverflader. Dette gør det muligt for næringsstofferne at deltage direkte i afgrødemetabolisme og syntese af organisk stof. Men på grund af lotusbladseffekten på afgrødeblade glider bladnæringsstoffer ofte af under sprøjtning eller bliver skyllet væk af regn og ender i miljøet. Derfor var der behov for en løsning for at udvikle en gødningsteknologi, der effektivt kan klæbe til hydrofobe bladoverflader.
I denne undersøgelse behandlede forskerne ustabiliteten af visse gødninger under påføring, såsom oxidation af jernholdigt grundstof Fe(II) til Fe(III), som planter kæmper for at absorbere. De udviklede et pH-kontrolleret oxidationsbestandigt jernholdig bladgødning (ORFFF) leveringssystem ved hjælp af miljøvenlige siliciumbaserede mikro/nanomaterialer som bærere.
Ved at inkorporere C-vitamin som en in-situ antioxidant afhjælper systemet jernmangel i afgrøder og øger afgrødeudbyttet. ORFFFs unikke hule struktur og tætte krydslagede nanoplader gør det muligt for den at besidde en fremragende jernholdig antioxidantkapacitet, høj bladvedhæftningseffektivitet, evne til langsom frigivelse af næringsstoffer og enestående regnfasthed på planteblade.
I tidligere år brugte teamet overfladeruhedsteknik med nano-silica til at skabe tre nye typer af bladkvælstofgødning med forskellige overfladeformer:fast, hul og søpindsvinformet. Sammenlignet med typiske bladkvælstofgødninger udviste disse nanostrukturerede gødninger betydeligt højere vedhæftning på jordnødde- og majsblade, med vedhæftningsevner henholdsvis 5,9 gange og 2,2 gange større.
Majsfrøplanter behandlet med de nanostrukturerede gødninger viste en 2,3 gange forbedring i nitrogenudnyttelsen. Mikro-nano-strukturen og den høje overfladeruhed af bærerne optimerer deres kvaliteter og forbedrer gødningens fugtighed og vedhæftning til afgrødeblade.
For at afhjælpe magnesiummangel i moderne landbrug udviklede forskerne desuden en bladmagnesiumgødning kaldet pomponlignende magnesiumbladgødning (PMFF). Ved hjælp af en ammoniak-assisteret offerskabelon af nano-silica konstruerede de næringsstofelementet magnesium direkte på nano-silica-skabelonen.
Frigivelsen af magnesium fra PMFF kunne kontrolleres ved at justere opløsningens pH under befrugtning for at imødekomme magnesiumbehovet på forskellige stadier af afgrødevækst. Tomatfrøplanter behandlet med PMFF udviste et magnesiumforbrug, der var 9,0 gange højere end det for standard bladmagnesiumgødning.
Disse innovative resultater tilbyder en levedygtig tilgang til at bruge intelligente konstruerede nanomaterialer til at lette den effektive levering af nano-landbrugsgødning, hvilket giver nye muligheder for at forbedre afgrødernes ernæring og produktivitet.
Flere oplysninger: Wenchao Li et al., Oxidationsresistent siliciumnanosystem til intelligent styret jernholdig bladlevering til afgrøder, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c05120
Journaloplysninger: ACS Nano
Leveret af Chinese Academy of Sciences
Varme artikler
-
Forskere vidner om naturens kompleksitet, der udspiller sig i selvsamlende kvasikrystallerDisse billeder viser forskellige forstørrede visninger af kvasikrystaller selvsamlet fra sfæriske nanopartikler. Teamet af forskere fra University of Chicago, Argonne National Lab og University of Pen -
3-D grafen har løftet for bioapplikationer:Team svejser plader i nanoskala for at danne hårde, por…Et fokuseret ionstrålemikroskopbillede viser 3D-grafenlag svejset sammen i en blok. Materialet er biokompatibelt, og dets materialeegenskaber opfylder de standarder, der er nødvendige for at blive bet -
Udvikling af verdens mindste tandhjulKredit:Friedrich–Alexander University Erlangen–Nurnberg Stadig mindre og mere indviklet – uden miniaturisering ville vi ikke have de komponenter i dag, der kræves til højtydende bærbare computere, -
Temp-kontrollerede nanoporer kan muliggøre detaljeret blodanalyseVed at forbinde guld nanopartikler (store kugler i øverste billede) til nanoporen (violet), temperaturen omkring nanoporen kan ændres hurtigt og præcist med laserlys, tillader forskere at skelne melle
- Kunstig intelligens finder sygdomsrelaterede gener
- Forskere fanger vandets flygtige overgang til en meget reaktiv tilstand
- Kan du reparere en udbrændt elmotor?
- Tesla -aktier falder efter amerikansk svindelsag mod Musk
- Mest detaljerede observationer af materiale, der kredser tæt på et sort hul
- Hvordan idédeling øger online-elevens engagement