植物通过叶子和根都能吸收养分，但叶面施肥却很难长时间维持。在《应用化学》（AngewandteChemie）期刊中，德国研究团队开发了一种基于生物复合微凝胶的微量养分高效传输系统：用特殊的肽将一种“微容器”固定到叶子表面，同时与位点结合以保证“货物”能逐步卸下。
在此之前，叶面施肥已广泛应用于各领域，如在葡萄栽培时用于因矿物质缺乏而导致的葡萄藤叶子变黄。然而，尽管使用了洗涤剂、粘合剂和湿润剂，通过叶面施肥输送的养分几乎不可能保持几个星期。多达80%的养分被冲到土壤中，转化成了植物无法吸取的物质。除此以外，这些养分被冲入土壤及水体中还会造成环境问题。另外，强日光会使所使用肥料的水分蒸发，导致肥料盐分浓度升高，引起叶子灼伤。
目前，一支来自亚琛莱布尼茨互动材料研究院（DWI-Leibniz Institute for Interactive Materials）、亚琛工业大学（RWTH Aachen）和伯恩大学（University of Bonn）的研究团队研发了一种以生物相容性微凝胶为基础的叶面施肥体系。这种微凝胶能选择性地与叶子长时间粘合，用一种可控的方式慢慢输送养分。微凝胶是由交联高分子的微小粒子组成，能够有效结合水分和其他分子，比如肥料。研究人员仿照细菌中铁结合蛋白质的形式，在凝胶颗粒内部加入结合位点用来保证铁离子的缓慢释放。该微凝胶中充满一种pH值为3的含铁溶液，当pH值上升到7时微凝胶会收缩，释放水分并与铁结合。
凝胶粒子表面有一种来源于乳酸菌的锚定肽。这种锚定肽与叶面牢固地绑定在一起，防止微凝胶的流失。凝胶中的水分提供一种水状微环境便于铁扩散到叶子中。将这种新型叶面肥料用于缺铁的黄瓜作物后，原本黄色的叶子能迅速变绿。通过融入不同的结合位点，微凝胶“容器”能容纳大量其他金属离子或试剂。它可以根据需要实现输送的所需试剂最小化，排放到环境中的化肥和杀虫剂最小化。微凝胶由于其生产成本低、容纳量高、使用方便且粘合性能可调节，应用范围十分广泛。微凝胶应用的目的是让自我调节的输送体系服务于可持续农业。
（编译 李晓曼）
