为实现这一“定点投喂”，研究人员制备了可消融的微针贴片，将有益微生物构成的“活体生物肥料”封装在针尖之中。 在实验中，团队采取了由放线菌属（Streptomyces）以及Agromyces–Bacillus菌群构成的植物促生根际细菌（PGPR）混淆物，用于促进养分代谢并刺激植物发展激素。 成果显示，在温室前提下，经微针贴片处理的羽衣甘蓝和菜心在株高、叶面积和地上部生物量等指标上均明显优于传统处理。
更为关键的是，这种办法在用肥量上实现了节约：与惯例向泥土接种生物肥料比拟，微针贴片筹划削减了约15%的生物肥料用量。 研究团队指出，这一收益来自更精确的肥料输送，大年夜幅降低了因偏离靶标而导致的肥料浪费及相干情况包袱。
按研究团队的定义，“活体生物肥料”是由有益细菌和真菌构成的群体，可视作作物的“植物护士”，赞助作物缓解情况钳制、进步养分接收才能。 传统做法是将其施入泥土，但泥土酸度以及本就存在的竞争微生物往往会减弱其后果，使得只有部分微生物最终能进入根区。 比拟之下，新加坡团队的新办法经由过程直接向叶片或茎秆注入有益微生物，绕开了泥土障碍，使其快速达到感化部位。
在材料与工艺上，研究人员选用聚乙烯醇（PVA）作为载体，这是一种价格低廉且可生物降解的聚合物。 实验用贴单方面积约为1平方厘米，内部包含一列针长约140微米、实用于叶片的微针，或针长约430微米、实用于茎秆的微针，这些微针安排在由140微米高金字塔构成的40×40阵列之中。 团队先将微生物混入PVA溶液，再应用微模具成型，将微生物“锁”在针尖。
课题负责人、新加坡国大年夜健康立异与技巧研究所（iHealthtech）助理传授Andy Tay表示，这一思路源于对人体微生物迁徙和打针给药方法的借鉴。 团队假设，假如像对人体给药一样，将有益微生物直接送入植物叶片或茎秆内部，它们就能在植物体内迁徙至根部发挥感化，同时削减在泥土情况中被酸度或竞争微生物减弱的风险。
在应用时，操作方法类似反向顶针：栽种者只需用拇指按压贴片，或借助简略单纯手持施用器平均施压，即可让微针无损刺入植物组织。 约60秒后，微针在植物体内消融，将包载的微生物释放出来，而针体本身则留在植物组织内并最终降解。
团队强调，这套微针贴片技巧支撑3D打印临盆，便于快速制备，且在覆盖大年夜面积叶片时也能实现较为平均的插入后果。 因为设计上推敲了存储稳定性，贴片中的微生物在惯例储存前提下可保持活性长达四周，便于农场提前备货。 相较于泥土施用生物肥料，这种办法几乎不存在“打偏”的情况，使包含高价值作物在内的植物更有把握获得足量“用药”。
值得一提的是，微针技巧本身并非初次用于植物范畴，类似微针贴片此前已被用于向植物输送农药。 然而，Andy Tay指出，这是初次证实与植物根系相干的生物肥料可以经由过程叶片或茎秆直接递送，以晋升植株发展。 他表示，这一“微针生物肥料”新概念为解决泥土接种方法面对的诸多挑衅供给了重要思路。
瞻望将来，研究团队欲望这一技巧可以或许办事于垂直农场、都会农业和药用植物栽种等范畴。 Tay称，下一步的重点之一是晋升可扩大性，团队筹划摸索将微针技巧与农业机械人及主动化体系整合，使其可以或许在大年夜范围农场场景中落地应用。 此外，研究还将扩大到草莓等更多作物，并进一步追踪微生物如安在植物体内从叶片有效迁徙至根部。
编译自/ScitechDaily
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