《Horticulturae》：Foliar Application of ZnO Nanoparticles in Relation to Mineral Composition and Morphological Traits of Thyme (Thymus vulgaris L.)
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百里香（Thymus vulgaris L.）是一种广泛栽培的芳香药用植物，因其烹饪用途、精油以及多种具有营养和药学意义的生物活性化合物而具有重要价值。利用纳米颗粒（nanoparticles，NPs）进行锌生物强化是提升芳香和药用植物营养价值的可行途径。本研
百里香（Thymus vulgaris L.）是一种广泛栽培的芳香药用植物，因其烹饪用途、精油以及多种具有营养和药学意义的生物活性化合物而具有重要价值。利用纳米颗粒（nanoparticles，NPs）进行锌生物强化是提升芳香和药用植物营养价值的可行途径。本研究评估了叶面施用ZnO纳米颗粒（ZnO NPs）对受控条件下百里香生长、生物量产量及矿质元素组成的影响。研究人员每隔7天以0、30、60和90 mg L?1的ZnO NP悬浮液处理植物三次（分别相当于43、86和129 μg Zn plant?1）。叶面施锌未显著影响株高、分枝数、枝长、鲜重或干重生物量及衍生形态指数，但Zn60处理表现出最高株高和每分枝生物量。相比之下，锌积累表现出明显的剂量依赖性响应。Zn浓度由对照的31.83 mg kg?1升至Zn60和Zn90处理下的68.41和99.94 mg kg?1，分别约为对照的2.15倍和3.14倍。叶面处理还改变了几种大量和微量元素的浓度，而Fe和Cu保持相对稳定。Zn浓度与Fe、N、Cu、S和Ca呈正相关，而Fe和Cu浓度在各处理间保持相对稳定。总体而言，叶面施用ZnO NPs有效提升了百里香的Zn积累，且不明显损害植物生长，表明其在农艺生物强化方面具有应用潜力。
**背景与目的**
百里香（*Thymus vulgaris* L.）是唇形科（Lamiaceae）多年生芳香药用植物，富含具有抗氧化、抗菌和抗炎活性的次生代谢产物，尤其以百里香酚和香芹酚等单萜类化合物著称。在全球范围内，锌（Zn）缺乏导致的“隐性饥饿”仍是威胁人类健康的严重问题，尤其影响发展中国家农村人群。农艺生物强化通过施肥提高可食用部分目标养分浓度，较遗传改良更快速、经济，是可持续的补锌策略。近期研究表明，纳米形态的微量元素肥料（如ZnO纳米颗粒，ZnO NPs）具有更高的叶片渗透效率和更低的植物毒性，是传统锌肥的潜在替代品。然而，ZnO NPs叶面施用对百里香形态性状、矿质元素组成及锌回收效率的系统评估仍有限。因此，研究人员假设叶面施用ZnO NPs能以浓度依赖方式增加百里香地上部锌积累，同时不显著影响植物生长；研究目的在于探明不同ZnO NP浓度对百里香形态生长、生物量、矿质元素组成、锌积累及表观锌回收效率的影响，并筛选能兼顾富锌效果与植物表现的适宜浓度。
**研究开展内容与主要结论**
研究人员在受控条件下种植百里香，设置0（对照）、30、60、90 mg L
?1四个ZnO NP浓度，分别以Zn0、Zn30、Zn60、Zn90表示，于营养生长期进行三次叶面喷施（每次间隔7天），收获后测定形态指标和矿质元素含量。结果表明：叶面施锌未显著改变株高、分枝数、最长枝长、鲜重、干重及多数形态指数，但Zn60处理在数值上具有最高株高和单分枝生物量；Zn30处理反而导致多种大量元素浓度下降，而Zn60和Zn90处理使多数元素恢复至对照水平或更高；Zn浓度随施锌浓度升高而显著增加，Zn90处理达99.94 mg kg
?1，较对照提高约3.14倍；Fe和Cu浓度保持稳定，Mn则出现显著波动。锌吸收量由对照的19.45 μg plant
?1升至Zn90的59.42 μg plant
?1，表观锌回收效率在Zn60和Zn90分别为28.92%和31.02%，而Zn30仅2.70%。总体而言，叶面施用ZnO NPs能在不损害百里香营养生长的情况下显著提高锌含量，且60 mg L
?1提供了锌输入与累积之间的较优平衡，90 mg L
?1则更适用于追求最大锌富集的场景。
**关键技术与方法**
研究于克罗地亚奥西耶克大学农业生物技术学院进行，时间为2026年3月至6月。种子播种于含有商业泥炭基质的育苗盘中，移栽后置于23±1 °C的受控条件下。ZnO NPs购自Alfa Aesar（粒径20–30 nm，纯度99%），按设定浓度以蒸馏水配制悬浮液，超声处理15 min保证分散。采用手持喷壶进行叶面喷施，每株每次0.6 mL，共三次，总喷施量1.8 mL plant
?1；对照喷施等量蒸馏水。收获后测定株高、分枝数、最长枝长、鲜重和干重，并计算衍生形态指数。植物样品经微波消解后用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定Na、Mg、P、S、K、Ca、Mn、Fe、Cu和Zn含量，总氮（N）采用杜马斯燃烧法测定。锌吸收量由Zn浓度与干重相乘计算，表观锌回收效率按（处理组吸收量?对照组吸收量）/施锌量计算。每个处理4个生物重复，形态指标每处理11株个体，数据用单因素方差分析（ANOVA）和最小显著差数（LSD）检验（p≤0.05）进行统计。
**研究结果**
**3.1 百里香形态参数**
叶面Zn处理对所有测定的形态性状均无统计学显著影响（p>0.05）。但株高在Zn60处理下最高（28.8 cm），Zn90处理最低（23.5 cm），ANOVA提示存在临界趋势（F=2.64，p=0.0626）。单分枝鲜重和干重在Zn60和Zn30处理中数值较高，而Zn90与对照相近；分枝指数则在Zn90和对照中略高。其余指标（分枝数、最长枝长、总生物量等）各处理间差异极小。这表明所试ZnO NP浓度对百里香植株形态无明显抑制作用。
**3.2 大量元素状况**
方差分析显示处理对N、K、Ca有显著影响，其中K的影响最强（R2=0.600），对P、Mg、S亦存在显著差异。Zn30处理下P、K、Ca、Mg、S浓度多为最低，而Zn90处理中N和Ca最高，Zn60处理中Mg和S最高。Na浓度在Zn90和对照中较高，在Zn30和Zn60中较低。总体表现为最低Zn浓度（Zn30）扰乱大量元素平衡，较高浓度则使多数元素回升至对照水平或以上。
**3.3 微量元素状况**
处理对Zn浓度的影响极为显著（F=71.02，p<0.0001，R2=0.947），并显著影响Mn浓度，但Fe和Cu浓度未受显著影响。Zn浓度从对照31.83 mg kg
?1升至Zn60的68.41 mg kg
?1和Zn90的99.94 mg kg
?1。Fe浓度在67.39–72.14 mg kg
?1之间波动，Cu浓度在4.72–5.57 mg kg
?1之间，均无明显变化。Mn在Zn30处理中最低（40.69 mg kg
?1），Zn0和Zn60最高（约57 mg kg
?1）。
**3.4 锌积累与表观回收效率**
锌吸收量随施锌浓度增加而增加，Zn90处理为59.42 μg plant
?1，约为对照（19.45 μg plant
?1）的3倍。表观锌回收效率在Zn30仅为2.70%，Zn60达28.92%，Zn90为31.02%。Zn60至Zn90的回收效率增幅有限，说明60 mg L
?1以上继续增加浓度带来的额外回收效率收益较小。
**讨论与结论**
本研究中ZnO NP叶面施用实现了锌的剂量依赖性累积，同时未显著改变植株形态和生物量，表明Zn并非当前条件下的主要生长限制因子，额外吸收的锌优先存储在组织而非用于生长。与其他研究比较，ZnO NPs在促进锌吸收方面具有优势，但其效果受浓度、物种和环境条件调节。Zn30处理导致多种元素下降的现象提示低浓度NP可能引发短暂的养分吸收扰动。由于该研究未设置常规锌肥对照，尚不能将效果完全归因于纳米形态；同时缺乏对悬浮液中NP粒径分布和稳定性的表征，凝胶或团聚可能影响实际递送。结论指出：叶面施用ZnO NPs可显著提高百里香地上部锌含量而不牺牲生物量，60 mg L
?1在效率上较优，90 mg L
?1则适合最大程度富锌。未来需在更大浓度范围、不同Zn源、Zn形态转化及精油组成等方面进一步研究，以支持实际应用。
