张辰弛，马扬旸，曹雪松，王震宇

    (环境过程与污染控制研究所/江南大学环境与土木工程学院，江苏无锡 214122)

    全球人口数量预计到2050年将达到97亿，届时为满足全球人口需求，粮食产量需达到约148亿t[1-2]。据联合国粮农组织 (FAO) 统计，全球近三分之一的土地已用于农耕[3]。在有限的耕地面积内，为进一步满足粮食需求，化肥的使用已经成为农业生产中必不可少的手段之一，自20世纪60年代以来，全球化肥用量逐年攀升，预计至2030年全球化肥使用量将达到2.23亿t[4]。然而传统肥料约60%～90%未能被植物利用[5]，随挥发、降雨或灌溉流失[1, 6]。进而引起一系列环境问题，如：土壤肥力的普遍退化[7]，水体富营养化[8]以及温室气体的大量排放[9]。因此，开发一种高效、绿色、可持续利用的新型肥料已经成为当前亟待解决的问题。随着纳米技术的迅速发展，以纳米材料为原料的纳米肥料在解决以上问题中展现出巨大应用前景[10]。Kah等[1]利用Meta分析整合了79篇纳米农用的文章，结果发现纳米肥料相对于传统肥料增效20%～30%。

    铁是植物生长发育过程中的必需微量元素[11]，直接或间接参与植物体内众多的生理生化功能[12]。尤其值得注意的是铁在植物叶绿素合成过程及光合作用的电子传递过程中扮演重要角色。植物缺铁会降低作物光合作用效率，进而导致作物减产[13]。土壤中的铁含量约为20～40 g/kg[14]，然而土壤溶液中有效铁的总浓度约为10?10mol/L[15]，比植物最佳生长浓度低104～105倍，尤其在石灰性、pH高和重碳酸盐含量高的土壤中，植物可利用铁含量更低[16]，难以满足作物正常生长的需求[17]。据统计，全世界约30%的耕地存在缺铁现象[18]。关于纳米铁肥对种子萌发及作物生长的影响目前已有研究，Rui等[19]研究发现，土壤施用 2、10、1000 mg/kg γ-Fe2O3NPs后，花生叶片中叶绿素含量有一定提高；Hu等[20]研究发现，柑橘幼苗经 50 mg/L γ-Fe2O3NPs 处理后，叶绿素含量相较于对照组提升23.2%；Alidoust等[21]研究发现，叶面施用纳米氧化铁比土壤施用更加有效，对植物光合作用促进效果明显。然而纳米氧化铁的叶际应用仍存在一定局限性，纳米颗粒在叶面通过角质层间隙或气孔进入植物体内[22]，由于纳米氧化铁形成尺寸较大的团聚体，限制了其生物可利用性，因此，减少纳米材料的团聚对提高其生物可利用性具有重大意义。当前研究有关叶面施用纳米氧化铁对植物生长促进作用机制较少 ......