摘 要：本文主要将近年来纳米技术在园艺方面的应用做一综述。首先简单介绍了纳米技术，然后就纳米技术在园艺上的应用——植物生长调节、园艺产品保鲜、病虫害防治及纳米肥料方面的应用分别阐述。
关键字：纳米技术；园艺植物；应用
纳米科技是20世纪80年代发展起来的交叉、前沿的新兴学科领域，将对未来的科技、经济和社会发展产生重大影响。纳米技术，是指在1～100nm尺度上，研究物质的结构和性质的多学科交叉的前沿技术，其最终目标是用分子、原子以及物质在纳米尺度上的特性，制造具有特定功能的产品，实现生产方式的革命。近年来，纳米技术正在向生物医药、信息、能源和环境、航天航空、海洋、国防等高科技领域渗透，显现了其广泛的应用性和较强的市场潜力。因此，各国政府和企业都不惜投入巨资研究并开发纳米技术，占领战略制高点，抢占世界市场[1]。
纳米微粒自身具有特殊的性质，有着广阔的应用领域，因此纳米微粒的制备引起了广大的关注。纳米技术与生物技术相结合，并应用于生物领域，便形成了一种新的多学科交叉技术，即纳米生物技术。纳米生物技术是一个正逐渐发展的新兴领域[2]。近年来，纳米技术在园艺上的应用主要是植物生长调节剂、温室大棚薄膜、温室保温毡、生物微肥、果蔬保鲜、高效杀菌剂抑菌剂。
1 纳米技术在调节植物生长方面的应用
植物生长调节剂是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质，用于调节植物生长发育的一类农药，包括人工合成的化合物和从生物中提取的天然植物激素。经过纳米生物技术处理后，植物生长调节剂颗粒粒径减小，因此可以更有效地被作物吸收，提高它的利用率。
三十烷醇（TA）纳米制剂处理后，对幼苗生长促壮效应更明显，表现在增加苗高、根长、根数以及增加叶片鲜重、提高叶绿素含量、增加酶活性。以相同浓度的TA原剂为对照，TA纳米制剂均在不同程度上比原剂的作用效果好[3]。
2 纳米技术在园艺产品保鲜方面的应用
当前，园艺产品保鲜方面存在以下问题：一是果实的代谢很旺盛，释放乙烯等气体，容易导致果实后熟加快；二是产品易于失水；三是易被微生物侵蚀引起腐烂。因此，保鲜的主要难题应是防后熟、防失水、防腐等方面。
在模拟园艺产品冷藏环境中，TiO2/ACF-Pt光催化降解乙烯。活性炭纤维（ACF）表面先溅射沉积纳米Pt，再进行TiO2附着，能提高降解乙烯的能力。活性碳纤维（ACF）独特的孔隙结构和表面特性，在较高湿度下低浓度气相物质的吸附方面具有明显的优势。纳米光催化技术在消除有机气体时具有能耗低、反应条件温和、可减少一次污染等优点。其中纳米二氧化钛（TiO2）以其活性高、价格便宜、对人体无害等特征被认为最佳的光催化剂。因此，纳米Ti02光催化降解乙烯技术具有良好的应用前景。把ACF的高吸附性与纳米TiO2良好的光催化性优势结合，以ACF为载体负载纳米Ti02（Ti02/ACF），一方面，解决纳米Ti02负载问题；另一方面，ACF的吸附能力使低浓度气相物质在纳米Ti02附近聚集，能提高光催化反应速率。对有效地清除园艺产品冷藏环境中乙烯是有利的。贵金属铂（Pt）具有较高催化活性、优异电化学性能而备受关注[4]。
甘肃省农科院农产品贮藏加工研究中心研制成功一种新型纳米硅基氧化物（纳米SiOX）保鲜果蜡，可在果蔬表面形成一种天然可食性蜡膜，能满足不同果蔬和不同涂蜡方法的需要。这种新型保鲜果蜡以天然动植物蜡为成膜剂，加入纳米硅基氧化物等天然材料，主要用于果蔬采后上光打蜡。该果蜡涂于果蔬表面后形成一层光亮、透明的可食性蜡膜，可食性涂膜的保鲜功能主要表现在：具有良好的气体选择透过性，使果蔬呼吸强度下降和乙烯释放量降低，从而推迟生理衰老，减少营养成分的损失。采收后果蔬水分损失很大，涂膜处理使果蔬表面形成一层均匀透明的薄膜，可阻止水分蒸发；封闭果蔬表面的微小损伤，同时又是杀菌剂和保鲜剂的有效体，从而减少致病菌的侵染，延长贮藏期和货架期，提高果蔬档次和市场竞争力。 经甘肃省医学科学研究院卫生安全毒理学检验，这种果蜡属无毒产品[5]。
通过用纳米分子筛保鲜膜对白菜型油菜进行气调保鲜研究，得出以下结论：用纳米分子筛保鲜膜包装后，可以有效抑制小油菜的呼吸作用，延长保鲜期。室温下保鲜期可达3 d，结合冷藏（6℃）保存时，保鲜期可达13 d以上。由于纳米分子筛具有独特的气体选择性， 因此是一种具有广阔前景的气调包装添加改性剂[6]。
3 纳米技术在防治病虫害方面的应用
园艺上，病虫害的防治日趋重要。在各种植物中，草坪植物遭受病害危害仅次于果树、蔬菜和少数经济作物。病害降低了园艺植物的实用价值和观赏价值。目前，纳米技术在灭菌抑菌方面的应用主要有：光半导体材料本身没有抗菌功能，它所具有的光催化特性赋予其抗菌性能（Matsunagaetal，1985） Ti02的光催化作用能破坏DNA双链结构；同时许多无机化合物或无机离子也能被Ti02光催化降解成毒性较小或无毒的产物。
纳米Ti02具有以下优点：[7]①对紫外光的吸收率较高，可直接利用太阳光、荧光灯中含有的紫外光，激发生成电子一空穴对；②具有良好的抗光腐蚀和化学稳定性；③具有较深的价带能级，氧化还原能力强，具有较高的光催化活性；④对很多有机污染物有较强的吸附作用；⑤具有广谱、长效的抗菌特点；⑥安全无毒。
王芳、谭洁文关于硅制剂对草坪草四种病原真菌的抑制作用研究表明，纳米硅对立枯丝核菌致病性的抑制作用较强，抑制率为6.19%。经过硅处理的叶片对禾炭疽刺盘孢菌具有较明显的抗性，其抑制率为37.02%[8]。
T.K.Barik.B.Sahu.V.Swain关于纳米硅对害虫的控制实验表明，纳米硅制剂可以有效的杀死害虫。通常，在虫体的表皮存在多种脂质作为水屏障，使害虫免遭干燥环境的影响。而纳米硅制剂能够被虫体表面的脂质吸附，使脂质丧失其作用，然后达到杀虫的目的。这种制剂涂在茎和叶的表面，不会影响植物组织的光合作用和呼吸作用，也不会影响基因的表达[9]。
70%纳米欣可湿性粉剂是一种高效、低毒、低残留、广谱、内吸性苯并咪唑类杀菌剂，具保护和治疗双重作用。其作用机理是喷施于植物表面被植物体吸收后，经一系列生化反应，被分解为甲基苯并咪唑-乙氨基甲酸酯，干扰病菌有丝分裂中纺锤体的形成，使病菌孢子萌发长出的芽管扭曲异常，芽管细胞壁扭曲，从而使病菌不能正常生长而达到杀菌效果[10]。
M.K. Sarmast等关于纳米银胶体在Araucaria excelsa R.Br组织培养中能够降低细菌感染的实验证明，将离体的植物组织或浸泡在纳米银胶体的溶液中或将适量的纳米银直接加入培养基中，均能降低植物组织培养中的细菌污染，而且对植物以后的生长没有任何副作用[11]。
4 纳米技术与纳米肥料
以“盐肥柱撑”技术为核心，重点研究现代微生物技术，结合纳米插层技术、植物种植技术和化学工程技术等多学科的技术制成纳米生物有机肥。实验表明，使用该肥料后，植株根系发达，生长速度超常，反季节能力强，作物果实饱满，品质明显提升，成熟收获期提前，与常态种植相比平均增产幅度不低于15%[12]。
此外，2007年华龙肥料技术有限公司首次将纳米碳应用到农用肥料中。研究结果表明，在肥料中添加纳米碳，可使谷类作物增产10%～20%，蔬菜作物增产20%～40%。在增产的基础上，可使小麦籽实脂肪含量增加，蛋白质含量减少。同时该技术也在花卉上进行了不同品种的试验，均得出有突破性的结论。现主要研究花卉生产中。纳米碳粉的加入，对降低肥料用量，以及提高花卉观赏特征的影响，为今后探索纳米碳在改善花卉品质方面的深入研究打下基础[13]。
5 展望
纳米微粒自身具有特殊的性质，有着广阔的应用前景，纳米微粒的制备引起了广大的关注。相信在不久的将来，纳米技术的发展将日新月异，其在生命科学领域的发展应用将非常迅速。
（收稿：2013-05-16）
参考文献
[1]徐辉碧，杨祥良等.纳米技术在中药研究的应用.中国药科大学学报[J]，2001，32（3）：161-1651.
[2]姜忠义，王艳强.纳米生物技术及其应用[J].现代化工.2002，22（4）：10-13.
[3]姜宇. 三十烷醇（TA）纳米制剂的制备及对小麦、绿豆种苗生长的影响[D].辽宁师范大学，2009.
[4]叶盛英，艾广建.离子溅射Pt对光催化降解冷藏环境中乙烯的影响[J]农业工程学报. 2009，1：260.
[5]新华社. 甘肃省农科院研制成功新型纳米保鲜果蜡 西北园艺 2004，2：55
[6]郭玉花，黄震等.纳米气调包装新鲜小油菜保鲜研究[J].北方园艺. 2008，6：214-216.
[7]张萍. 纳米TiO2光半导体植物抗菌材料及其生物学效应研究[D]. 中国农业科学院， 2007.
[8]王芳，谭洁文. 硅制剂对草坪草四种病原真菌的抑制作用 第四届全国农药交流会论文集
[9]T.K.Barik.B.Sahu.V.Swain.Nanosilica—from medicine to pest control. Parasitol Res. 2008，103：253258.
[10]新加坡利农私人有限公司北京代表处.高效杀菌剂—纳米欣[J].西北园艺.2006，6：42.
[11] M.K. Sarmast. nano silver treatment is effective in reducing bacterial contaminations of Araucaria excelsa R.Br.var.glauca explants[J] Acta Biological Hungarica. 2011，62：477-484
[12]张建军. 正光纳米生物有机肥在现代农业中的应用与未来展望[J].四川农业科技.2011，（2）：45-46
[13]张宝珠，吴义军等. 纳米碳对火鹤施肥用量及直观形态的影响[J]北方园艺. 2010，11：74-75
第一作者简介：马琴（1976-），女，汉族，山西晋中人，硕士研究生，山西省祁县中学校任教，中学一级教师。