绿色合成纳米颗粒在可持续农业中的应用：趋势、创新与生态效益

面对传统化学农业方法带来的环境挑战，研究人员聚焦绿色纳米技术（GB-NPs），通过植物/微生物提取物合成纳米颗粒，实现高效、低毒的农业应用。综述系统分析了GB-NPs的合成因素、植物抗逆性增强机制及病虫害防治效果，提出规模化应用框架，为可持续农业提供新范式。

　　

全球农业正面临耕地缩减、气候变化与化学污染的严峻挑战。传统农药和化肥的过度使用导致土壤退化、水体污染，而化学合成纳米材料虽能提高农用效率，却存在高毒性风险。如何平衡农业生产与生态安全？绿色纳米技术（Green nanotechnology）应运而生——利用植物提取物或微生物合成纳米颗粒（Green-based nanoparticles, GB-NPs），既能规避化学法的毒性，又能提升作物抗逆性，成为可持续农业的突破口。

卡塔尔大学的研究团队在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》发表综述，系统梳理了2014-2024年间GB-NPs的研究进展。通过Web of Science等数据库的文献挖掘，结合桑基图（Sankey diagram）量化分析十年数据，揭示了GB-NPs在病虫害防治中的证据等级，并首次提出规模化应用的概念框架。

关键技术方法
研究采用文献计量学分析，筛选Web of Science、PubMed等平台的国际文献，关键词包括“green nanoparticles”“plant diseases”等；通过桑基图可视化GB-NPs抗病原体的研究趋势；建立毒性评估体系，对比化学法与生物法合成的纳米颗粒（如CuO-NPs、Ni-NPs）在斑马鱼胚胎中的毒性差异。

研究结果

1. 生态友好的GB-NPs合成途径
植物（如Salacia reticulata）和微生物（如真菌、藻类）提取物中的生物活性成分可替代化学还原剂，通过“自下而上”法合成金属纳米颗粒。例如，Desmodium gangeticum根提取物制备的镍纳米颗粒（Ni-NPs）尺寸更均一，且抗氧化活性显著优于化学法产物。

2. 合成关键因素与局限性
pH值、温度及提取物浓度直接影响颗粒形貌：低pH促进球形银纳米颗粒（Ag-NPs）形成，而高pH导致多面体结构。但生物源成分批次差异大，且规模化生产面临稳定性挑战。

3. 农业应用的双重效益
GB-NPs作为纳米肥料可提高养分利用率（如ZnO-NPs促进小麦吸磷），其抗菌特性（如CuO-NPs抑制革兰氏±菌）减少农药依赖。案例显示，GB-NPs处理使番茄青枯病发病率降低60%。

4. 毒性风险不容忽视
即使绿色合成的CuO-NPs，在低剂量（10 μg/mL）仍可能诱发斑马鱼胚胎氧化应激（ROS升高），提示需严格评估剂量-效应关系。

5. 未来方向与框架提案
团队提出“实验室-田间-政策”三级推广框架，呼吁建立GB-NPs与化学纳米肥料的定量比较数据库，并开发低成本纯化工艺。

结论与意义
该研究证实GB-NPs在提升作物抗逆性（abiotic stress tolerance）和病虫害防治（biotic stress mitigation）中具有生态与经济双重优势，但其毒性机制和规模化生产瓶颈仍需突破。提出的概念框架为从实验室研究转向田间应用提供了路线图，对实现联合国可持续发展目标（SDGs）中的“零饥饿”和“负责任消费”具有战略意义。作者Ameni Ben Zineb强调，未来需跨学科合作解决GB-NPs的长期生态影响评估问题。