齐明阳, 王秀峰, 冯文博, 李少帅, 修会江, 金树杰, 惠建斌

    (1.河南东大科技股份有限公司 河南郑州 450000;2.中国科学院过程工程研究所 北京 100190)

    纳米技术是20 世纪80 年代末出现的新型技术,目前纳米技术与生物技术、信息科学技术并称为21 世纪社会经济发展的三大支柱产业[1]。 在三维空间中只要有一维的尺度为1 ～100 nm 的材料,或由其作为基本单元构成的材料都可称为纳米材料。 纳米材料从三维外观尺度上可分为4 类:零维纳米材料,即三维均处于纳米尺度范围的材料,如纳米颗粒、团簇等;一维纳米材料,即材料本身在两维尺度上处于纳米范围,但第三维尺度超过100 nm 的材料,如纳米纤维、纳米带、纳米管等;二维纳米材料,即3 个维度中有2 个维度的尺度不在纳米范围,仅1 个维度的尺度在纳米范围的材料,如纳米薄膜、纳米片等;三维纳米材料,指由零维、一维、二维中的一种或几种纳米基本单元构成的块体材料,如纳米陶瓷、纳米多孔材料、纳米复合材料等。 由于纳米材料粒径微小,使其具有其他材料所不具备的纳米效应,即量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等[2]。 近年来,纳米技术得到了快速发展,为农业生产中存在的问题提供了新的有效解决途径[3-4]。

    纳米肥料概念是由中国农业科学院土壤肥料研究所张夫道研究员首先提出的,并获得了国家“863”项目的立项[5]。 纳米肥料是纳米生物技术的一个分支,是用纳米材料技术构建、用医药微胶囊技术和化工微乳化技术改性而形成的全新肥料[6]。 纳米材料作为包膜材料具有优良的吸附性和胶体稳定性,在肥料中添加纳米材料,可有效控制肥料养分的释放,同时纳米粒子可以提高作物根系的吸收能力,更利于作物对营养物质的吸收利用[7]。 当前纳米肥料发展迅速、前景广阔,很多国家都十分重视对纳米肥料的研究,美国、日本、印度及欧洲的一些国家已对纳米肥料的生产与应用进行了大量的试验[8]。 本文综述了当前纳米肥料中用到的几种主要的纳米材料,并对纳米肥料对植物生长的影响进行了概述。

    1 纳米碳材料

    纳米碳于2007 年首次被应用到肥料中。 纳米碳是一种改性碳,具有全水溶、非导电和低燃点的特性,入水后会转变成超导体,可以平衡土壤中的阴阳离子,提高土壤的可溶性盐浓度(EC 值),促进植物对水分和氮、磷、钾等养分的吸收[9-10]。纳米碳作为肥料增效剂添加到各种肥料中,能够提高肥料的利用率,实现节肥增效,近几年已成为新的研究热点[11-13] ......