据每日科学9月25号报道,由美国马萨诸塞大学阿默斯特分校与中国江南大学合作的研究团队发明一种基于纳米硒的叶面喷施技术,该技术能够多管齐下,显著提升水稻种植的可持续性。此项研究发表于《PNAS》。
水稻传统种植方式也带来了巨大的环境压力:高氮化肥的过量使用导致利用率低下、水体污染、土壤退化以及大量温室气体排放。该项研究创新性地利用无人机,将纳米尺度的硒元素直接喷洒于水稻叶面。硒并非作为肥料,而是作为一种关键的生物刺激素发挥作用。硒元素促进光合作用效率提升超过40%,进而增加二氧化碳固定和碳水化合物合成。碳水化合物输送至根系后刺激其生长,根系分泌的有机物质又能促进有益微生物繁殖,形成根-微生物共生体系,从而提高氮素吸收效率。数据显示,该方法使水稻氮肥利用效率从30%提高至48.3,温室气体排放量下降18.8%–45.6%,每吨水稻的经济效益提升38.2%,环境负面影响降低41%。
此外,纳米硒处理还提高了稻米蛋白质、必需氨基酸和硒含量,提升了谷物营养价值。研究还表明,该技术可帮助农民减少30%的氮肥施用量。鉴于水稻种植消耗全球15%–20%的氮肥,此项技术有望在人口增长、气候变化和农业成本攀升的多重挑战下,为推动农业可持续转型提供有效路径。