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路易斯安那州的农民依靠除草剂、杀虫剂和杀菌剂来保护他们的作物免受杂草、昆虫和疾病的侵害。 尽管大多数农民都试图成为环境的好管家，但其中一些化学物质不可避免地会流入水道或其他地方，而不是使植物受益。 为了解决这个问题，路易斯安那州立大学教授 Cristina Sabliov 正在研究更有针对性地向作物输送农用化学品的技术，以防止浪费——农民的成本问题——同时保护植物、产量和环境。
Sabliov 开发出的纳米颗粒比眼睛所能看到的还要小——大约比人类头发的厚度小一千倍。 这些微小的输送系统可以附着在植物的特定部分，例如根或叶，并存放一个小而重要的有效载荷，以便立即或随着时间的推移释放。 Sabliov 迄今为止的大部分工作都集中在大豆上，这是路易斯安那州和世界各地的主要作物。 在她的整个职业生涯中，她的研究一直得到路易斯安那州大豆和谷物研究与促进委员会以及美国农业部的持续支持。 路易斯安那州大豆和谷物研究与促进委员会主席、圣兰德里教区梅尔维尔的农民查尔斯·坎纳泰拉说：“路易斯安那州的大豆种植者认为支持研究非常有价值，这些研究可以为我们州所独有的挑战提供解决方案。” 他和家人一起种植大豆、玉米和甘蔗。 “我们很高兴 Cristina Sabliov 博士正在这样做。路易斯安那州大豆的茁壮成长在很大程度上要归功于我们的气候条件，这也带来了独特的挑战，例如在相同条件下茁壮成长的疾病和真菌。” 许多路易斯安那人惊讶地发现他们的家乡生产的大豆比大米还多。 大豆在路易斯安那州的主要农产品中排名第四，仅次于林业、家禽和甘蔗。 收获时，80% 的大豆变成豆粕，由于蛋白质含量高，经常用作牲畜饲料。 那顿饭的大部分是喂给鸡的，所以可以说萨布利奥夫的研究不仅支持了一个，而且支持了两个国家的顶级农业产业。 她最近的工作是将造纸工业中的一种废品——木质素转化为可生物降解的“纳米载体”。 木质素存在于大多数植物中以赋予细胞刚性。 没有木质素，树木就会松软下垂。 这种天然聚合物既便宜又安全。 通过先进的工程和化学，Sabliov 和她的团队能够将木质素分子包裹在其他材料（如农用化学品）周围。 通过使用表面活性剂，他们可以保持化合物均匀分散，类似于永不分离的香醋，然后将所得纳米颗粒干燥成粉末，延长其保质期。 “我有食品科学背景、生物工程背景和化学工程背景，所以我非常喜欢界面和学习事物之间的联系，”Roy Paul Daniels 教授和 Richard R. & Betty S. 教授 Sabliov 说。 LSU 工程学院生物与农业工程系 Fenton 校友教授，并在 LSU AgCenter 联合任命。 “关注分子喜欢做什么是件好事，”萨布里奥夫继续说道。 “我想了很多关于分子喜欢彼此相处，或者喜欢互相排斥，或者喜欢以某种方式自我组装——它们的特征和关系。如果你为某个分子创造了正确的环境，它 将以一种导致纳米颗粒形成的方式表现，在我们的例子中，这意味着它会在农用化学品周围自组装成一个球。” 当需要测试纳米粒子时——看看它们的去向以及它们在应用于植物时如何移动——Sabliov 使用水培法，这涉及在没有土壤的情况下种植植物。 原因是土壤引入了许多未知变量。 “水培是我们进入温室和田间应用的垫脚石，因为它是一个更简单的系统，没有有机物中天然存在的所有化学物质和微生物，”萨布里奥夫说。 “如果你从测试土壤中的纳米粒子开始，你会在很长很长一段时间内，然后才能确定地回答你的研究问题。” 一旦 Sabliov 确定加载的纳米粒子既安全又有效，她就会与 LSU AgCenter 专家合作，在土壤中的植物上进行测试。 路易斯安那州温斯伯勒梅肯岭研究站的植物病理学家 Trey Price 最近从最初的田间试验中收获了大豆，在该试验中，种子在暴露于真菌和普通大豆之前已经用 Sabliov 的杀真菌剂包裹在木质素中的纳米颗粒进行了处理 病原体称为立枯丝核菌。 “我们在两个温室实验和一个小型田间试验中种植了处理过的种子，”普莱斯说。 “用含有杀菌剂的纳米颗粒处理的大豆与那些用更广泛的商业杀菌剂配方处理的大豆一样，而没有接受杀菌剂的植物会生病并且产量要少得多。” “杀菌剂在播种后关键的两到三周内为幼苗疾病提供保险，这对许多农民来说是一笔可观的年度成本，”普莱斯继续说道。 “研究站的现场试验旨在证明或降低这些成本并让农民继续经营。” 真菌引起大豆中的大多数疾病，其中大多数在温暖潮湿的环境中茁壮成长。 普赖斯说，由于亚热带气候，路易斯安那州的农民在保护农作物免受疾病侵害方面比美国其他地方的农民面临更多的问题。 大豆通常与其他作物轮作，以控制杂草和疾病并实现利润最大化。 作物价格随季节波动。 在路易斯安那州，这些作物往往是小麦、玉米、高粱、水稻和甘蔗草，或者是棉花，一种阔叶草。 在 1960 年代和 70 年代的农业革命期间，该州的大豆产量从大约 100,000 英亩急剧增加到超过 200 万英亩。 如今，2,200 多名农民在路易斯安那州大约 110 万英亩的土地上种植大豆。 “如果没有像路易斯安那州立大学这样的赠地机构进行公正的第三方研究，农民将不得不在生产中蒙受损失，才能像 Sabliov 博士正在调查的那样，找出解决麻烦真菌的解决方案，”坎纳泰拉说。 “让具有她专业知识的人发现这些东西并将它们转移回我们的农场对我们来说不仅效率更高，而且通过在实验室或在 “研究农场而不是我们更大的规模。研究是路易斯安那州农民资金的一项很好的投资。” 路易斯安那州的大豆种植者每年在农作物的除草剂、杀虫剂和杀菌剂上总共花费约 1.64 亿美元。 这几乎是大豆生产所有直接成本的一半。 正如农民所说，任何减少这些投入的数量都将有助于保护农业和环境。 “像种子处理这样的农场投入继续增加费用，减少可用性，并面临那些不了解生产安全和丰富作物的时间和资源投资的人不断提出的问题，”Cannatella 继续说道。 “我们相信 Sabliov 博士的工作以及路易斯安那州大豆和谷物研究与促进委员会与路易斯安那州立大学之间的合作伙伴关系可以为所有这些挑战提供有效的答案。农民、消费者和所有路易斯安那人都将从中受益。” “我非常感激和自豪，路易斯安那州的大豆种植者和路易斯安那州大豆和谷物研究与促进委员会相信我们的技术并继续支持我们的工作，即使我们的配方开发成商业产品可能还需要很多年，” 萨布利奥夫说。 Sabliov 目前拥有四项美国专利，涉及农业和生物医学应用的纳米技术。 【免责声明】图文来自网络，版权属于原作者，如有侵权或非授权发布之嫌，请联系我们，我们将及时更正、删除。转载目的在于促进信息交流，并不代表本公众号赞同其观点或对其内容真实性负责。 |
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