施用MnS纳米颗粒对Eruca sativa (L.) 和 Linum usitatissimum (L.) 的形态学、生物化学特性、产量以及金属积累的影响

《Journal of Plant Growth Regulation》：Morphological, Biochemical, Yield, and Metal Accumulation Response of Eruca sativa (L.) and Linum usitatissimum (L.) by MnS NPs Application

纳米肥料对油料植物生长及抗氧化的影响：本研究通过土壤施用MnS纳米颗粒（8 nm球形，含多种官能团），发现40-60 mg/kg浓度显著促进芥菜和亚麻的根茎生长、果实产量及油含量（芥菜53.75%，亚麻51.34%），Mn在根部富集，同时激活SOD、POD及酚类/黄酮类非酶抗氧化物质，提升DPPH、TAC、TRP活性，证实MnS纳米颗粒作为高效肥料的应用潜力。

　　

摘要

随着世界人口的增长，需要通过引入新技术来提高农业生产。近年来，纳米技术取得了飞速发展，但关于硫化锰纳米颗粒（MnS NPs）与植物相互作用的研究却相对较少。本研究旨在通过土壤施用方式，评估MnS NPs对Eruca sativa和Linum usitatissimum的影响。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、能量分散X射线（EDX）光谱、X射线衍射（XRD）和动态光散射（DLS）等物理化学方法分析，确认这些纳米颗粒呈球形，粒径为8纳米，并且表面含有多种功能基团。在土壤中以40毫克/千克和60毫克/千克的浓度施用MnS NPs后，Eruca sativa和Linum usitatissimum的根系和茎秆长度、分枝数量、果实数量、果实中的种子数以及油含量均有所提高。原子吸收光谱显示，两种植物的锰积累顺序为：根部＞茎秆＞种子。在Eruca sativa中，施用40毫克/千克的MnS NPs后种子中的油含量增加了53.75%；而在Linum usitatissimum中，这一数值为51.34%。MnS NPs以浓度依赖的方式激活了两种植物体内的酶促抗氧化剂（如超氧化物歧化酶SOD和过氧化物酶POD）和非酶促抗氧化剂（如多酚和黄酮类化合物）。此外，这些植物还表现出更强的2,2-二苯基-1-吡啶基肼（DPPH）自由基清除能力、总抗氧化能力（TAC）和总还原能力（TRP），以应对MnS NPs可能带来的不利影响。层次聚类分析（HCA）结果表明，40毫克/千克和60毫克/千克的MnS NPs均能促进植物生长和提高产量。因此，可以认为MnS NPs可作为纳米肥料，用于促进油料作物的良好生长和提高产量。