铁纳米复合物与硝基酚类生物刺激剂协同促进番茄幼苗生长的生理机制研究

为解决传统农业中铁肥利用率低和植物生长调控不足的问题，研究人员开展了铁纳米复合物(Fe NC)与硝基酚类生物刺激剂(Atonik)协同作用的研究。通过温室控制实验发现，0.4% Fe NC与250 ppm Atonik联合处理使番茄幼苗茎长增长84.2%，光合效率提升44.2%，并显著调控GA/IAA/ABA激素平衡。该研究为开发高效纳米-生物复合肥料提供了理论依据，对可持续农业具有重要意义。

　　

在传统农业生产中，铁元素缺乏和植物生长调控效率低下是制约作物产量的两大难题。铁作为光合作用和酶活性的关键辅因子，其缺乏会导致叶片黄化、生长停滞；而化学合成的植物生长调节剂又存在环境残留风险。如何通过绿色技术协同提升铁元素利用率和植物生理性能，成为农业可持续发展的重要课题。

Payam Noor University的研究团队在《BMC Plant Biology》发表的研究中，创新性地将铁纳米复合物(Fe NC)与硝基酚类生物刺激剂Atonik结合，系统评估了二者对番茄(Solanum lycopersicum)幼苗的协同效应。研究采用温室控制实验，通过叶面喷施不同浓度的Fe NC(0-0.4%)和Atonik(0-250 ppm)，综合运用光合参数测定、激素检测和元素分析等技术，揭示了这种纳米-生物复合策略的多重增效机制。

关键技术方法包括：(1)SEM表征合成的Fe NC纳米结构；(2)GFS-3000光合仪测定Pn、Gs、Ci等气体交换参数；(3)HPLC-ELISA联用技术量化GA、IAA、ABA等植物激素；(4)原子吸收光谱法检测N、P、K等矿质元素。

生长特性

通过30天处理发现，0.4% Fe NC+250 ppm Atonik组合使番茄幼苗茎长、根长分别增加84.2%和179.9%，干物质积累量提升173.6%。

光合性能

该处理使净光合速率(Pn)提高44.2%，气孔导度(Gs)激增257.1%，而气孔限制值(Ls)降低72.6%，表明纳米铁通过优化气孔功能显著提升光能转化效率。

生化指标

叶绿素a、b含量分别增加48.7%和79.0%，类胡萝卜素提升122.2%，可溶性蛋白和碳水化合物积累量增长42.2%和133.3%，证实代谢活性显著增强。

激素调控

GA和IAA水平分别提高60.5%和74.4%，而胁迫激素ABA降低38.1%，这种"促生长-抗逆"协同模式通过HPLC分析得到验证。

营养吸收

茎部组织中N、P、K含量分别增加75.2%、54.6%和48.2%，Fe积累量提升93.3%，原子吸收光谱显示纳米处理显著促进矿质元素转运。

该研究首次阐明Fe NC与Atonik通过三重协同机制发挥作用：(1)纳米级Fe₃O₄的高比表面积提升铁生物有效性；(2)硝基酚类物质通过抑制IAA氧化酶增强内源激素活性；(3)复合处理下调NCED基因减少ABA合成。这种"纳米载体-生物刺激"协同策略不仅克服了传统铁肥易钝化的缺点，还通过激素网络调控实现生长-抗逆平衡，为设计新型智能肥料提供了范式。

论文的实践意义在于：①开发出可使番茄幼苗生物量倍增的优化配方(0.4% Fe NC+250 ppm Atonik)；②证实纳米生物复合技术能同步提升作物产量、品质和养分利用效率；③为减少农业化学品投入提供了可行方案。作者建议后续研究应拓展至果实发育阶段，并探索该技术在不同作物体系中的普适性，以推动可持续农业的实际应用。