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当前农业依赖合成农用化学品，且铜缺乏在畜牧中常见。研究人员开展了对微藻（N. oculata、P. cruentum）和巨藻（Sargassum spp.）铜吸附能力的研究，发现它们有高吸附潜力，可用于农业和动物营养，意义重大。
在现代农业的大舞台上，一系列难题正阻碍着农业的发展脚步。可耕种土地愈发有限，农作物的产量也不尽如人意，病虫害的防治工作困难重重，再加上气候变化的影响，让农业的未来充满挑战。为了提高农作物产量、有效控制病虫害，人们对合成农用化学品，像化肥和农药的依赖越来越严重。但如今，高溶解性传统农用化学品的使用受到诸多限制，寻找新的土壤改良方法迫在眉睫。
与此同时，在动物养殖领域，尤其是养猪业，铜元素的补充对动物的生长发育至关重要。然而，全球范围内家畜铜缺乏的情况却屡见不鲜。所以，找到合适的方式来精准补充铜元素，成为农业和动物养殖行业共同关注的焦点。
在这样的背景下，来自墨西哥东北生物研究中心（CIBNOR）等机构的研究人员，把目光投向了微藻和巨藻。他们猜测这些藻类或许能成为解决铜补充难题的 “金钥匙”，于是开展了一项关于Nannochloropsis oculata（N. oculata）、Porphyridium cruentum（P. cruentum）和Sargassum spp. 对铜吸附能力的研究。研究成果发表在《Food and Bioproducts Processing》上，为农业和动物营养领域带来了新的希望。
研究人员采用了多种技术方法。首先，对藻类生物质进行营养成分分析，以此了解它们的基础特性。接着，通过研究铜离子（Cu2?）吸附动力学，探究吸附过程随时间的变化规律。同时，运用吸附等温线模型，分析藻类对铜离子的吸附特性。
下面来看看具体的研究结果：
- 生物质成分分析：N. oculata蛋白质含量为 21.54 ± 1.04%，脂质含量为 24.70 ± 0.23%；Sargassum spp. 碳水化合物含量最高，达 56.21 ± 4.59% ；P. cruentum的灰分含量显著较高，意味着其矿物质丰富。通过对藻类营养成分的分析，为后续研究其作为营养载体的潜力提供了基础数据。
- 铜离子吸附能力：在最佳吸附条件下，Sargassum spp. 对 Cu2?的吸附率最高，达到 87.33 ± 0.4%，吸附量为 145.55 mg/g；N. oculata的吸附率为 63.04 ± 0.55%，吸附量为 105.06 mg/g ；P. cruentum的吸附率是 59.01 ± 0.1%，吸附量为 98.35 mg/g。这表明不同藻类对铜离子的吸附能力存在差异，为筛选合适的铜吸附藻类提供了依据。
- 吸附机制研究：傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析证实，羧基和羟基等官能团是参与 Cu2?结合的活性位点。动力学研究显示，所有生物质对 Cu2?的吸附均遵循准二级动力学模型（R2 ≈ 0.999），表明是化学吸附机制。Sargassum spp. 的 Cu2?吸附符合 Langmuir 模型（R2 = 0.9906），为单层吸附；N. oculata遵循 Freundlich 模型（R2 = 0.9629），是异质多层吸附且对 Cu2?亲和力强；P. cruentum符合 Temkin 等温线，属于物理吸附。这些研究结果深入揭示了不同藻类吸附铜离子的内在机制。
- 吸附过程动态变化：所有物种对铜的吸收都快速且稳定，N. oculata吸附率可达 98.19±0.70%（吸附量 124.54±0. 92 mg/g-1）；Sargassum spp. 初始吸附率 48.57±0.18%（吸附量 60.72±0.22 mg/g-1），随后有解吸现象；P. cruentum呈逐渐吸附趋势，平衡时吸附率 56.82±0.02%（吸附量 71.91±0.66 mg/g-1）。这让我们对藻类吸附铜离子的动态过程有了更清晰的认识。
综合以上研究，这些微藻和巨藻生物质在吸附铜方面展现出巨大潜力，在农业和动物营养领域有着广阔的应用前景。N. oculata营养均衡，铜吸附效率高，适合在饲料和土壤中精准输送矿物质；Sargassum spp. 吸附能力强且资源丰富，可用于生物肥料和环境修复；P. cruentum则适用于需要缓慢释放营养和功能性补充的系统。
这项研究为解决农业和动物养殖中的铜补充问题提供了新的方向，也为生物吸附剂在相关领域的应用开辟了新思路。未来，有望基于这些研究成果，进一步开发利用藻类资源，推动农业和动物营养行业的可持续发展。
