纳米二氧化硅对玉米籽粒种传病害的生物抑菌活性研究及其应用前景

本研究针对玉米(Zea mays L.)种传真菌病害这一农业生产重大难题，由埃及国家研究中心的Noran A. Al-Ansary团队创新性地采用纳米二氧化硅(nanosilica)技术，系统评估了其对Fusarium verticillioides等5种主要致霉菌的抑制效果。通过体外实验证实纳米二氧化硅(粒径8.7-13.6 nm)可显著抑制菌丝生长和孢子萌发(EC50/EC90)，田间试验显示叶面喷施使籽粒发芽率提升至96-100%，真菌负载降低46.2-96.7%。该研究为开发安全高效的纳米生物杀菌剂提供了重要依据，论文发表于《Cereal Research Communications》。

　　

玉米作为全球三大主粮之一，其生产过程中面临种传真菌病害的严重威胁。在埃及主要玉米产区，Fusarium verticillioides和Aspergillus flavus等真菌不仅造成产量损失，更会分泌致癌性霉菌毒素。传统化学杀菌剂存在环境污染和抗药性问题，亟需开发新型绿色防控技术。

埃及国家研究中心植物病理研究所的研究团队创新性地将纳米技术应用于植物病害防控领域。他们发现通过氢氟酸-氨水法制备的介孔纳米二氧化硅(3.9-13.6 nm)具有独特物理化学特性：

关键技术方法包括：1) 通过透射电镜(TEM)表征纳米材料特性；2) 采用食物中毒法(bi culture)进行体外抑菌实验；3) 在Qalyubia省两个试验点开展田间随机区组设计；4) 使用PDA和MSA培养基分析真菌群落变化。

主要研究结果：

体外实验结果

纳米二氧化硅对T. verruculosus的EC₉₀最低(0.0553 mg/mL)，对A. terreus孢子萌发抑制最显著：

田间试验数据

在Toukh试验点，纳米处理组贮藏6个月后真菌检出率较对照降低67.77%：

真菌群落变化

纳米处理显著改变了优势菌种构成，F. verticillioides占比从75.1%降至33.4%：

该研究揭示了纳米二氧化硅通过双重机制发挥作用：物理屏障效应（增强细胞壁硅沉积）和诱导抗性（激活酚类物质合成）。相比传统杀菌剂，纳米材料具有环境友好、不易产生抗药性等优势，为粮食安全储存提供了新思路。研究团队建议将纳米处理与现有农艺措施结合，在抽穗期前45天开始叶面喷施，可获得最佳防控效果。这些发现对发展可持续农业具有重要意义，特别是在热带地区种传病害防控领域展现出广阔应用前景。