纳米镁钙肥调控花生碳同化与水分利用效率的生理机制研究

本研究针对干旱胁迫下花生水分利用效率低下的问题，通过叶面喷施MgO和CaCO3纳米颗粒（NPs），系统评估了三种基因型花生（IS-07947、ICGV31096、ICGV131065）的碳同位素分馏（δ13C）、碳积累及C/N比变化。结果表明50 ppm MgO和100 ppm CaCO3处理显著提升水分利用效率（WUE）和碳固定能力，为纳米肥料在旱作农业中的应用提供了理论依据。

　　

全球干旱加剧导致粮食减产，花生作为重要油料作物面临水分利用效率低下的挑战。镁（Mg）和钙（Ca）作为植物第二丰富的矿物质，参与光合作用、酶活化等关键生理过程，但其纳米形态对作物碳同化的调控机制尚不明确。南非大学农业与动物健康系（University of South Africa）的研究团队在《Journal of Crop Science and Biotechnology》发表论文，首次揭示了纳米MgO和CaCO₃通过调控Rubisco活性和碳分配途径，显著提升花生水分利用效率的生理机制。

研究采用3×7因子完全随机设计，对三种花生基因型进行叶面喷施（50-200 ppm NPs），通过稳定同位素质谱法测定δ¹³C值，结合元素分析仪量化碳积累。关键发现包括：1）50 ppm MgO处理使ICGV131065基因型碳含量提升至9.33 g/株，C/N比达26.22 g g^-1；2）100 ppm CaCO₃处理下ICGV31096的δ¹³C值最优（-27.35‰），表明其气孔调控能力增强；3）200 ppm高浓度处理反而抑制碳同化，呈现剂量依赖性。

13C和碳积累的影响'>

3处理对碳同化参数的调控效应'>

结论部分强调，纳米肥料通过双重机制发挥作用：MgO维持叶绿体结构稳定性，促进蔗糖韧皮部装载；CaCO₃则作为第二信使激活SBPase/FBPase等卡尔文循环关键酶。该研究为开发抗旱型纳米肥料提供了新思路，其50-100 ppm的优化浓度方案可减少传统肥料用量60%以上，对可持续农业具有重要实践价值。