One of the pressing problems that the world faces in the era of climate change is how to grow enough healthy food to meet the increasing global population, even as soil contamination rises. Research recently published in Nature Food by an international te
在气候变化时代，世界面临的一个紧迫问题是，即使土壤污染加剧，如何种植足够的健康食品来满足不断增长的全球人口。由马萨诸塞大学阿默斯特分校、广东理工大学和中南林业科技大学领导的一个国际科学家团队最近在《自然食品》上发表的研究表明，纳米级的营养物质不仅可以减轻重金属和类金属污染的一些最坏影响，还可以提高作物产量和营养含量
麻省大学阿默斯特分校斯托克布里奇农业学院院长、大学特聘教授邢宝山说：“世界上大部分可耕地都受到镉、铅和汞等重金属以及砷和硒等非金属的污染。” 邢也是该论文的资深作者，他指出，这种污染严重影响了主要作物的生长能力，也影响了能够存活的作物的营养价值 邢说：“我们需要找到减少食物中重金属含量的解决方案。”一种有前景的方法是使用纳米级的营养物质，或者他所说的“纳米化”农业你可能更熟悉的散装肥料是由大颗粒组成的，这些颗粒不太容易被作物吸收。这意味着农民需要施用更多肥料，从而增加流入溪流、湖泊和海洋的肥料径流水平。然而，纳米尺度的作物养分可以针对特定作物、生长条件和施用方法进行专门设计和混合，并进行工程设计，使目标植物能够最有效地将养分吸收到其系统中，减少所需的肥料量，降低成本并限制径流
尽管纳米材料已经在农业市场上上市，并且有很多同行评审的科学研究它们对土壤和作物生长的影响，但邢和他的同事的研究是第一个全面阐述纳米材料作为一类材料的有效性的研究，其结果为指导可持续农业和全球食品安全提供了实用的见解
“我们从170篇先前发表的关于纳米粒子在减少重金属和准金属吸收方面的有效性的论文中收集了数据，”该论文的共同主要作者马传新说，他在麻省大学阿默斯特分校斯托克布里奇农业学院完成了博士培训，现在是中国广东工业大学的教授。“从这170篇论文中，我们收集了8585个植物对纳米材料反应的实验观察结果。”
然后，该团队对这一庞大的数据库进行了荟萃分析，通过一系列机器学习模型对其进行运行，以量化纳米材料对作物生长和金属及准金属吸收的影响，最后测试了一种灵活的定量方法，即IVIF-TOPSIS-EW方法，该方法可以阐明如何根据一系列现实的农业场景选择不同类型的纳米材料
结果表明，纳米材料在减轻污染土壤的有害影响方面比传统肥料更有效（38.3%），可以提高作物产量（22.8%）和这些作物的营养价值（30%），以及对抗金属和准金属污染引起的植物胁迫（21.6%）。纳米材料还有助于增加土壤酶和有机碳，这两者都有助于提高土壤肥力
邢解释说：“当然，纳米材料不是灵丹妙药。”。“它们需要根据个别作物和土壤以不同的方式应用。”这就是团队的IVIF-TOPSIS-EW方法发挥作用的地方
马说：“我们的方法可以帮助政策制定者根据自己的具体情况选择最佳的行动方案。”