元素百科科学家们正在为未来几十年全球人口的增长和粮食需求的增加而努力工作。圣路易斯华盛顿大学的工程师团队发现了一种可持续的方法——通过改善豆类吸收营养来生产富含蛋白质的豆类。大学工程应用科学学院科学家Ramesh Raliya和Pratim Biswas发现了一种减少磷肥使用的方法，取而代之的是氧化锌纳米颗粒来提高作物产量。
磷肥资源有限
粮食作物的生长需要磷，农民在种植中使用越来越多的磷肥来促进产量的增加，以支持世界人口的增加。然而，植物只能使用土壤中约42%的磷肥，其余的流入水流，而富磷水中生长的藻类污染了我们的水源。此外，世界上近82%的磷被用作肥料，但磷供应有限。
“如果农民现在使用磷，全球磷供应将在80年内耗尽。”“现在是全世界学习如何以更可持续的方式使用磷的时候了。”
氧化锌纳米颗粒替代磷有助于吸收营养
Raliya和他的合作伙伴包括来自印度焦特布尔干旱带研究所的Jagadish Chandra Tarafdar，氧化锌纳米颗粒在植物根部周围的真菌中创造，帮助作物调动和捕获土壤中的营养物质。锌也是植物必不可少的营养物质，因为锌与三种酶相互作用，将土壤中复杂形式的磷转化为植物能吸收的形式。
“由于气候的变化，日常温度和降雨量都发生了变化。”“当这些变化发生时，土壤中的微生物群也发生了变化。当这些微生物消失时，土壤中的磷不再循环，所以农民使用更多的磷肥。我们的目标是增加酶的活性，这样我们就可以调动土壤中磷的几倍。”
当Raliya和研究团队在绿豆上使用这种锌纳米颗粒时，植物对磷的吸收率增加了近11%，三种酶的吸收率从84%增加到108%。这削弱了对土壤中磷肥增加的需求。
“当酶的活性增强时，你不再需要施用额外的磷肥，因为它已经存在于土壤中，但它不是以植物可以吸收的形式存在的。”“当我们使用这种纳米颗粒时，它使复杂的磷形式成为一种可用的形式。”
绿豆生长在中国大部分地区、东南亚和印度（60%的人口是素食主义者，依赖植物蛋白源）。这种豆类适应不断变化的气候条件，可以养活增长的人口。
Raliya说，世界上45%的农业磷发生在中国和印度，发展中国家的大部分磷从美国和摩洛哥进口。
“我们希望氧化锌纳米颗粒能够应用于大量磷肥的发展中国家。”“这些国家依赖美国进口磷矿，但未来美国可能不得不帮助提供食物。如果食物以更可持续的方式生产，它将对每个人都有利。”
“这是一项更广泛意义上的食物、能源和水的努力。”Biswas说：“气胶学使纳米技术产生了创新的处理方案，以解决我们今天面临的全球挑战。”
责任编辑：qxl
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