低剂量叶面施用纳米级大量元素和微量元素，以提高高品质迷迭香油的产量

《Industrial Crops and Products》：Low-dosage foliar application of nanosized macro- and micro- nutrients for enhanced yield of high-quality Rosemary oil

本研究采用机械研磨法制备纳米NPK和纳米MNM颗粒，通过叶面喷施迷迭香植物，发现纳米肥料能显著提高植物生物强化、次生代谢物（尤其是1,8-辛醇）含量及精油质量，且在低剂量（如ND7仅50%推荐量）下即可实现。纳米颗粒通过增强表面营养元素（N、Fe、Zn、Cu）的可利用性，促进植物生长和代谢途径调控，最终降低20%-50%的肥料用量。FTIR和XPS分析证实纳米化未改变肥料化学组成，反而优化了表面官能团结构，提升营养吸收效率。实验表明ND5（30%推荐量）和ND7（50%推荐量）在植物生物量和精油质量间达到最佳平衡。该成果为减少农业面源污染提供了创新解决方案。

　　玫瑰（*Rosmarinus officinalis* L.）是一种广受赞誉的芳香常绿唇形科灌木，以其植物治疗特性闻名于世。尽管原产于地中海地区，但如今也广泛种植于非原产地，以满足食品、化妆品和制药行业日益增长的需求。因此，农民希望扩大种植面积，并寻找提高产量的方法。合理的营养管理是实现这一目标的关键，能够改善植物的生长和健康，同时提升作物的产量和品质。传统上，氮（N）、磷（P）和钾（K）等大量元素被用于促进叶生长、整体植物健康、根系发育、开花结果以及水分吸收和养分吸收。而锌（Zn）、铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）、硼（B）和钼（Mo）等微量元素则被用于提升植物整体健康并避免任何生理障碍。

然而，虽然传统肥料非常有效，但需要大量的投入，如每年100至300公斤/公顷的NPK（氮磷钾）肥料。相比之下，微量元素的使用量较少，但即使少量过量也可能对土壤造成毒性。在此背景下，纳米肥料应运而生，为作物提供更高效的营养供给，即使在大幅降低肥料输入的情况下也能显著提升产量。纳米肥料的颗粒能够直接渗透到植物细胞外层，从而促进养分吸收和营养利用效率（NUE）的提高。此外，研究表明，纳米肥料的使用不仅有助于提升植物的生长状况，还能够增强植物对环境压力、病虫害的抗性。

本研究采用了一种简单的机械研磨方法，制备了纳米级的NPK和微量元素混合物（MNM）颗粒。这种颗粒通过叶面喷洒的方式施用于玫瑰植株，从而实现高效的营养供给。通过实验观察和分析发现，纳米肥料的使用显著提升了玫瑰的生长情况、生物富集效应以及精油（EO）的产量。同时，还发现纳米肥料能够提高关键代谢物1,8-桉树醇的浓度，这一成分是玫瑰精油的主要组成部分，并且是衡量精油质量的重要指标。

在实验中，对纳米颗粒进行了详细的表征分析，包括其粒径、表面成分和化学结构的变化。通过透射电子显微镜（TEM）图像可以看出，纳米颗粒的粒径明显减小，表明机械研磨成功地实现了粒径的缩小。进一步的傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析表明，纳米颗粒的表面成分发生变化，形成了更多的表面键，这是粒径缩小的典型结果。此外，X射线光电子能谱（XPS）分析显示，纳米颗粒的表面化学结构发生了变化，这可能与纳米化过程中表面重构有关。

实验结果表明，不同剂量的纳米肥料对玫瑰植株的生长特性产生了显著影响。在所有剂量中，仅使用20%的推荐剂量（RD）就能实现植物生长的显著提升，而使用30%的RD则被认为是最佳剂量。通过叶面喷洒的纳米肥料不仅提高了植物的生物量，还改善了植物对营养元素的吸收和利用效率，从而提升了精油产量和质量。特别是1,8-桉树醇的浓度显著增加，这与锌、锰和铜等微量元素的增强可用性密切相关。

本研究还发现，纳米肥料的使用能够提高玫瑰植株对微量元素的吸收，包括锌、铁、铜、锰、硼和钼。通过分析不同剂量下的植物生长情况，可以观察到纳米肥料在提升植物生长和产量方面具有显著优势。此外，纳米肥料的使用还改善了植物的生理状况，包括促进植物组织的发育和代谢活动，从而提高了精油的产量和质量。研究还表明，纳米肥料能够调节植物的次生代谢途径，促进特定的单萜类物质的合成，从而改善精油的组成。

本研究的结果不仅为纳米肥料在玫瑰种植中的应用提供了科学依据，也为开发更高效、更可持续的农业实践提供了新的思路。通过减少肥料的使用量，同时提高其可用性，纳米肥料有望成为未来农业发展的重要工具。此外，研究还强调了对纳米肥料在植物体内吸收机制的进一步研究，以更全面地理解其对植物生长和代谢的影响。这些发现对于提高玫瑰精油的产量和质量，以及促进可持续农业发展具有重要意义。