CuS纳米颗粒的制备、表征及其作为纳米肥料对大豆（Glycine Max L.）和芝麻（Sesamum Indicum L.）的形态、生化反应及金属生物累积的影响

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Fabrication, Characterization, and Effects of CuS Nanoparticles as Nano-Fertilizers on the Morphological, Biochemical Responses, and Bioaccumulation of Metal in Soybean (Glycine Max L.) and Sesame (Sesamum Indicum L.)

纳米肥料CuS NPs促进大豆和芝麻生长及抗氧化活性研究。通过XRD、SEM等表征证实其纳米特性，60-80 mg kg?1用量显著提升两种作物的生物量、蛋白质及酚类/黄酮含量，并证实Cu在土壤-根-叶中的梯度累积，验证纳米肥料在安全阈值内可行。

　　

摘要

本研究制备了硫化铜纳米颗粒（CuS NPs），对其进行了表征，并将其作为纳米肥料应用于大豆（Glycine max）和芝麻（Sesamum indicum）的盆栽实验中。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线（EDX）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对CuS NPs进行了物理化学表征。利用酶促和非酶促抗氧化测定方法评估了CuS NPs的形态和生化反应。通过原子吸收光谱（AAS）测定了Cu的浓度和生物积累情况。物理化学表征结果证实了CuS NPs具有纳米形态、相纯度，并呈球形聚集。在土壤中施用浓度高达60 mg kg^?1和40 mg kg^?1的CuS NPs后，大豆和芝麻的生长、生物量及蛋白质含量显著增加。两种植物的生化反应表明，在60 mg kg^?1的施用浓度下，大豆根部和茎部的总酚含量（TPC）最高（分别为206.91 μg mg^?1 DW和226.15 μg mg^?1 DW），芝麻根部和茎部的总酚含量分别为212.87 μg mg^?1 DW和313.18 μg mg^?1 DW。大豆根部的总黄酮含量（TFC）在40 mg kg^?1时最高（121.17 μg mg^?1 DW），茎部在60 mg kg^?1时最高（155.26 μg mg^?1 DW）；而芝麻根部在20 mg kg^?1时总黄酮含量最高，茎部在40 mg kg^?1时最高（102.85 μg mg^?1 DW和172.81 μg mg^?1 DW）。随着CuS NPs浓度的增加，两种植物的抗氧化活性（酶促和非酶促）均显著增强。原子吸收光谱结果显示，在80 mg kg^?1的施用浓度下，大豆和芝麻中的Cu浓度顺序为：土壤 > 根部 > 茎部。研究结果表明，CuS NPs作为纳米肥料可以在不影响植物正常生长的前提下，为它们提供所需的Cu来源。

图形摘要

本研究制备了硫化铜纳米颗粒（CuS NPs），对其进行了表征，并将其作为纳米肥料应用于大豆（Glycine max）和芝麻（Sesamum indicum）的盆栽实验中。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线（EDX）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对CuS NPs进行了物理化学表征。利用酶促和非酶促抗氧化测定方法评估了CuS NPs的形态和生化反应。通过原子吸收光谱（AAS）测定了Cu的浓度和生物积累情况。物理化学表征结果证实了CuS NPs具有纳米形态、相纯度，并呈球形聚集。在土壤中施用浓度高达60 mg kg^?1和40 mg kg^?1的CuS NPs后，大豆和芝麻的生长、生物量及蛋白质含量显著增加。两种植物的生化反应表明，在60 mg kg^?1的施用浓度下，大豆根部和茎部的总酚含量（TPC）最高（分别为206.91 μg mg^?1 DW和226.15 μg mg^?1 DW），芝麻根部和茎部的总酚含量分别为212.87 μg mg^?1 DW和313.18 μg mg^?1 DW。大豆根部的总黄酮含量（TFC）在40 mg kg^?1时最高（121.17 μg mg^?1 DW），茎部在60 mg kg^?1时最高（155.26 μg mg^?1 DW）；而芝麻根部在20 mg kg^?1时总黄酮含量最高，茎部在40 mg kg^?1时最高（102.85 μg mg^?1 DW和172.81 μg mg^?1 DW）。随着CuS NPs浓度的增加，两种植物的抗氧化活性（酶促和非酶促）均显著增强。原子吸收光谱结果显示，在80 mg kg^?1的施用浓度下，大豆和芝麻中的Cu浓度顺序为：土壤 > 根部 > 茎部。研究结果表明，CuS NPs作为纳米肥料可以在不影响植物正常生长的前提下，为它们提供所需的Cu来源。

图形摘要