研究与评论:植物学杂志雷竞技苹果下载
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ISSN: 2320 - 0189
+ 1-845-458-6882植物学系，阿拉哈巴德大学，阿拉哈巴德，北方邦，印度
收到日期:20/10/2015接受日期:20/01/2016发表日期:22/01/2016
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纳米技术是一个跨学科的科学领域，由于近几十年来的应用，它已经取得了巨大的进展。“纳米技术”一词是指将物质操纵到原子和分子尺度的研究。这是一个令人兴奋的研究领域，人们对其在生物和环境安全方面的应用越来越感兴趣。粒径小于100纳米的颗粒被称为纳米颗粒，与原来的块状材料相比，它们具有不同的尺寸依赖性。
纳米技术是一个跨学科的科学领域，由于近几十年的应用，它已经遇到了巨大的进步。“纳米技术”一词是指将物质操纵到原子和分子尺度的研究。这是一个令人兴奋的研究领域，人们对其在生物和环境安全方面的应用越来越感兴趣。粒径小于100纳米的颗粒被称为纳米颗粒，与原来的块状材料相比，它们具有不同的尺寸依赖性。纳米颗粒在医学成像、纳米复合材料、过滤器、药物输送等不同领域有许多应用，并在农业系统中提高作物产量[1］．合成纳米颗粒有不同的方法，如物理、化学、生物和混合方法[2-4］．纳米材料表现出与块状材料不同的特性，如重力效应几乎可以忽略不计，表面张力和范德华引力对此将变得更加重要，并且具有相对更大的表面积，比相同质量的较大颗粒的材料等。[5］．合成后，这些纳米分子在农业、工业和医疗领域具有广泛的潜在应用。有毒化学品在物理和化学方法中的应用极大地限制了其在生物医学特别是临床领域的应用。为了解决这一问题，越来越需要开发可持续的方法来合成纳米颗粒。因此，利用植物和微生物提取物作为还原剂来源，在细胞外或细胞内还原金属离子合成纳米颗粒是一种环保的方法。由于萜类化合物的存在，酚醛树脂植物和微生物提取物中的黄酮、胺等化合物加速了纳米颗粒的合成[6］．从不同工艺合成的纳米颗粒涉及到提高作物产量和质量的许多方面。
纳米技术在农业中的应用
纳米技术为许多工业部门的创新产品和应用的发展提供了广阔的前景，包括农业生产、动物饲料和处理、食品加工和食品接触材料。雷竞技网页版许多农用化学品公司正在研究纳米技术的潜力，特别是有意制造的纳米活性成分是否能提高植物中有用成分的功效或增强其渗透力。纳米技术为植物和食品科学中的问题提供了新的解决方案，并为农业研究和发展的现代化提供了新的途径，包括疾病的分子治疗、疾病的快速检测、提高农业研究和发展的能力植物吸收营养等[7］．智能传感器和智能输送系统将帮助农业对抗病毒和其他作物病原体[8］．
Nano-nutrients
营养物质是控制植物生长和生产力的重要因素之一。为了提高营养物质的利用效率，克服长期以来的富营养化问题，纳米肥料可能是一种最好的替代品。在纳米技术的帮助下，纳米营养物质被开发出来，可以用于作物改进。它提供平衡水平的营养，需要更好的生长和生产力的植物。当营养物质以纳米尺度存在时，它被称为纳米营养物质。在纳米氧化铁(Nano-Fe2O3)等纳米营养物质的帮助下，花生植株的生长和光合作用显著提高[9］．它有助于更多地吸收和利用营养物质，如氮、磷和钾。与此同时，班加罗尔Nanobiotech公司开发了一种名为“NUALGI”的新型纳米营养专利，该专利已获得[10］．已在全球6个国家申请专利。经过大量的研究和现场试验，该产品已在许多地方成功使用。它以纳米形式包含植物生长所需的所有微量营养素，在生物上可供植物吸收。本产品可用于所有作物的叶片喷灌/滴灌，以弥补微量营养素的缺乏，提高作物产量。Nualgi可以在包括污水在内的任何水中生长硅藻。生长中的硅藻吸收CO2和营养物质，释放O2通过光合作用．硅藻也会产生浮游动物吃的食物[10］．当以叶面喷雾的方式将Nualgi喷洒到作物上时，纳米形式的微量营养素很容易被叶片吸收，不足的情况很快得到纠正[10］．因此，定期施用可以提高作物的产量。因此，整体纳米技术将对控制和改善作物生产产生重大影响。此外，伊朗研究人员已经生产出环境可持续的纳米有机铁螯合肥料。纳米肥料具有独特的特性，如超高吸收率、增加农业食品产量、提高光合作用和显著扩大叶片表面积[11］．
Nano-sensor
纳米技术还可以以纳米传感器的形式用于农业和粮食生产，通过早期识别动植物疾病来监测作物生长和防治病虫害。纳米传感器系统也被开发用于监测环境条件，以及病原体和植物之间的相互作用[12］．在农业领域，纳米生物传感器有助于分析土壤的物理化学和生物变化，并将这些变化以信号的形式传递出去。它还有助于检测微生物、害虫和其他植物的压力。它提供了与级别相关的数据营养物质农业用水状况。因此，纳米生物传感器在精准农业中的应用通过提供关于田地和作物状况的准确信息来提高生产力。在农业系统中应用纳米技术的主要目的是提高生产力，同时减少化肥、农药和除草剂的使用，以避免对作物和人类造成负面影响。纳米肥料在提高植物产量方面也发挥着重要作用[7］．提高发芽率;包括玉米在内的许多作物植物的根冠长度、幼苗生物量、小麦黑麦草，紫花苜蓿，大豆、油菜、番茄、萝卜、生菜、菠菜、洋葱、南瓜和黄瓜。在金属基纳米材料的帮助下，蔬菜作物的光合活性和氮代谢等许多生理参数也得到了提高[13］．
作物改良和疾病诊断
纳米技术有望通过加强对作物投入物的管理和保护来改善当前的农业实践，并已被证明有能力修改作物的遗传组成，从而帮助改善作物植物[14］．病害是限制作物产量的主要因素之一。农药在农业中常用来提高作物产量和效率。此外，纳米技术还可以安全有效地应用于农药。它可以防止农药对目标生物和非目标生物的不良影响。此外，纳米级材料的开发，其性质与相应的大块材料有很大不同，用于控制虫害防治剂的释放，以及植物营养物质。通过将杀真菌剂或杀线虫剂包裹在纳米颗粒中，可以更有效地杀灭害虫，并减少其在土壤中的积累。在纳米技术的帮助下非常少量的农药使用比可以提供更好的管理农药注意。纳米胶囊技术是目前最有前途的寄主植物害虫保护技术。该技术可以在可控情况下减少化学物质的释放，减少当前的应用剂量，提高效率[15］．在目前的研发阶段，纳米农用化学品大多是现有农药和杀菌剂的纳米再配方[16]它们通常被期望增加难溶性活性成分的表观溶解度，以缓慢/有针对性的方式释放活性成分，以防止过早降解。
纳米技术的负面影响
另一方面，任何东西的过量使用都是不好的，因此在任何系统中过度使用纳米技术都会导致一些负面影响。由于这些纳米颗粒尺寸非常小，释放到环境中后可能无法检测到，并对植物和其他生命形式产生负面影响。它们的高浓度会影响植物的生长和大小[17］．研究表明，大量的纳米颗粒在体外对水生生物、细菌和人体细胞具有剧毒。在纳米尺度上，即使是正常的良性物质也可能变成危险物质。纳米铈氧化物含量升高番茄树根可能污染食物链[17］．高浓度的纳米颗粒，如氧化铜，也可引起农业和草地植物的DNA损伤[18］．金(Au)纳米颗粒的离子和溶解形式被归类为有害物质，其毒性已在许多生物中报道，其应用和在环境中的潜在排放导致严重的毒性[19］．
在其中一项研究中发现，纳米铈即使在低水平也会降低大豆植株的生长和豆荚的大小，当它进入大豆植株的根和根结节时，固氮过程受到影响。当它们的浓度较高时，氮固定减少[20.］．过量的纳米颗粒对水生生物、细菌和人体细胞都有剧毒在体外．Oukarroum等人观察到纳米银颗粒(AgNP)在0,0.01,0.1,1和10 mgl-1的AgNP环境中暴露7天以上对Lemna gibba的毒性作用[21］．植物生物量呈剂量依赖性降低，且这种减少与活性氧的产生有关。其他几项研究也侧重于纳米颗粒对各种类型植物的毒性，包括萝卜(Raphanus sativus)、玉米(Zea mays)、生菜(Lactuca sativa)、黄瓜(Cucumis sativus)、油菜(Brassica napus)以及许多其他植物和微生物[22-28］．当这些有毒纳米颗粒从植物转移到消费者身上时，情况变得更糟
纳米技术为各行各业的探索和应用开辟了广阔的前景，从而导致其在自然环境中的更高积累。因此，表征环境中预期的纳米颗粒浓度是至关重要的，这可能不会对系统造成任何不利影响。为了展示整体概况，图1介绍了纳米颗粒的不同合成方法及其对植物的有益和有害作用。纳米技术在精准农业中具有惊人的潜力，可以提高作物产量，但有必要将纳米技术纳入这一系统，并在田间进行进一步的研究和实际应用，以减少其对自然环境的负面影响。
图1所示。纳米颗粒的合成及其影响的概述。
作者感谢阿拉哈巴德大学提供必要的设施。作者安妮塔·辛格博士感谢科学与工程研究委员会(SERB)，在启动研究基金下提供奖学金，作为DST-Young科学家(资助号:No。某人/ y / LS / - 28/2013)。
