近日，中国农业大学资源与环境学院芮玉奎教授课题组在《Nature Nanotechnology》上在线发表了题为“Nano-enabled strategies to enhance biological nitrogen fixation” （增强生物固氮的纳米策略）的论文。芮玉奎教授课题组基于对大豆、水稻、冬小麦等作物的研究，探索了纳米材料在肥料、农药上的应用，并对纳米材料如何豆科作物固氮效率提出了创新性观点和策略。
基于纳米技术的BNF增强策略。纳米材料的有意设计可以用作靶向特定细胞器的递送平台，增强光合作用，调节包括结瘤在内的BNF过程，并提供营养和清除活性氧以支持有效的BNF。
氮肥作为农业面源污染的主要贡献者，对农业生产和环境污染具有双重作用。我国作为氮肥生态和消费第一大国，用世界7-8%的耕地用了世界三分之一的氮肥，所以我国近些年来一直在考虑如何在不降低作物产量的情况下降低化肥氮肥的投入，农业农村部于2005年推行测土配方施肥计划，2016年推行减肥减药的“双减”计划。但是真正有保证产量不降低甚至增产的情况下实现氮肥投入的减少最主要的策略还是利用植物和微生物互作的固氮作用是最有效的。
芮玉奎课题组根据最近这些年的研究，借助纳米材料的独特优势在降低化肥使用量、提高化肥利用效率方面做了大量研究工作，并取得了大量研究成果，除了本文以外，还分别在ACS nano、Environmental science ＆ technology、Journal of Hazardous Materials等定级杂志上发表了多篇研究论文。
本文还创新性的提出，纳米技术可以成为提高大豆固氮的重要技术储备，以减少氨生产肥料过程中的燃料使用，并减少合成氮肥生产使用链上的温室气体排放。它还可以提高土壤固碳能力和解决粮食安全问题。纳米材料还可以作为一个强大和灵活的技术工具，能够根据特定的需求操纵和调整其设计，以实现精确的营养递送、农药输送和植物生长调节作用，特别是可以提高豆科作物共生固氮效率。
