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种植粮食作物很困难。

从不断波动的温度和天气条件，到破坏性越来越大的虫害和植物疾病，高产的生长季节往往面临重重困难。

再加上满足巨大市场需求的压力，你就有了焦虑的处方。很自然，种植者想要尽可能地避开这些障碍，部署最新的技术以确保有利可图。

虽然农业是一个巨大的行业，也面临巨大的挑战，但提高该领域效率的关键可能来自于只有用高倍显微镜才能看到的东西。

几十年来，纳米技术一直是科学界讨论的一个话题，但直到最近它才涉足农业领域。bob体育合法吗它涉及到在原子和分子水平上操纵材料以执行所需的任务。

纳米颗粒目前因各种原因出现在化妆品、服装、油漆和许多其他产品中，包括它们的抗菌性能。到2018年，纳米技术产品的市场价值预计将超过4万亿美元。

在农业bob体育合法吗领域，纳米技术以纳米胶囊的形式发展，用于农药和化肥的应用。

此外，纳米传感器还能监测土壤和植物健康状况。虽然尚未广泛使用，但农业纳米技术处于创新的前沿。

密歇根州立大学(MSU)植物、土壤和微生物科学系助理教授张伟(Wei Zhang)说:“这真是一项了不起的技术，对农业来说可能是革命性的。bob体育合法吗”BOB体育“但这并非没有问题或担忧。在某些情况下，这些是全新的技术，因为它们正变得越来越普遍，我们需要更多地了解它们。”

张教授领导着密歇根州立大学的一个研究团队，研究工bob体育登录程纳米颗粒(ENPs)作为一种新兴的环境污染物。随着越来越多的产品——特别是在农业领域——采用纳米技术，释放到环境中的ENPs浓度将会增加。bob体育合法吗

研究人员bob体育登录想知道这意味着什么，尤其是对食品安全而言。

确保新鲜农产品安全

张勇在博士后研究期间开始研究纳米技术。bob体育登录作为一名土壤物理学家，他专注于纳米颗粒在土壤和水环境中的运动。在抵达东兰辛校区后，他很快就熟悉了该大学世界知名的植物科学界。

张说:“我认识了一些植物科学领域的领军人物，我了解到他们对纳米技术及其农业应用很感兴趣。”“经过一番讨论，我们一群人得出结论，食品安全很重要。我们想要了解ENPs是如何进入环境的，以及它们是如何被植物吸收的，但我们也需要确定可能由此产生的人类健康后果。”

张勇召集的每一位团队成员都是在不同领域带来知识的备受尊敬的研究人员:何盛阳，密歇根州立大学特聘教授和植物病理学家;bob体育登录李辉，副教授，土壤化学家;以及教授、食品安全专家埃利奥特·赖泽(Elliot Ryser)。

2013年，他们获得了密歇根州立大学项目green(生成研究和扩展以满足经济和环境需求)的资助。bob体育登录根据第一年的初步研究数据，他们向美国农业部(USDA)国bob体育登录家食品与农业研究所(NIFA)申请资金。bob体育合法吗

NIFAbob体育合法吗的农业和食品研究计划的基础bob体育登录项目将食品安全列为其优先事项之一。

在2014年和2015年未能获得拨款，该团队继续努力加强该提案。他们寻求进一步的资助，最终通过密歇根州立大学研究和研究生学习副校长办公室获得了自由支配资金倡议的资助。bob体育登录

张说:“来自密歇根州立大学的种子基金对制定最佳提案至关重要。”“这是一个严格的申请过程，但在2016年，我们终于获得了美国农业部的资助。”

研究人员获得了近50万美元的奖金，用于2017年6月开始的为期三年的项bob体育登录目。该团队正在对生菜、番茄和菠菜进行三个阶段的测试。

张说:“新鲜农产品是我们项目的最佳选择，因为它在食用前经过的加工最少。”“许多人希望水果和蔬菜的加工越少越好，但如果在田间用纳米农药处理，ENPs残留在产品中的可能性就会更高。”

第一步是测试植物在不同情况下对enp的吸附，如使用纳米农药或用含enp的水灌溉。了解植物和ENPs之间的相互作用将为研究人员制定有效的补救策略提供线索。bob体育登录

几个研究纳米技术的项目已经深入研究了ENPs通过植物根部的吸收。然而，很少有人研究气孔的作用，气孔是植物叶片上允许呼吸作用的微小孔隙。

张说:“相对于ENPs，气孔可能相当大。”“气孔的直径可能只有几微米，而纳米颗粒可能只有几百纳米。因为1000纳米等于1微米，所以不难看出ENPs是如何通过这一途径进入的。”

在第二阶段，研究小组将评估一系列不同的食品加工洗涤条件如何影响植物吸收ENPs的能力。根据使用的温度或消毒剂的类型，结果可能有所不同。

最后，在研究人员确定最佳洗涤水bob体育登录成分后，产品将在生产线上清洗，团队将测量ENPs的去除情况。这一步骤理想地允许小组提出食品加工建议。

“我们正处于收集信息的阶段，”张说。“一旦我们对工厂中ENPs的浓度有了很好的了解，我们就可以开始量化潜在的风险。但当我们提到纳米技术时，理解我们所谈论的规模是很重要的。仅仅因为某些东西存在并不意味着它就一定有害。这就是为什么我们需要进行风险评估。这项技术潜力巨大，负责任地使用它是我们的责任。”

利用密歇根州立大学的毒理学专业知识

密歇根州立大学拥有大量有成就的食品安全和毒理学研究人员。bob体育登录为了进一步利用这一点，大学领导层于2014年建立了成分安全研究中心(CRIS)。bob体育登录

Michael Holsapple, CRIS主任，在他30多年的职业生涯中，在学术界和毒理学行业担任过各种职务。

“密歇根州立大学拥有独特的条件，可以为食品安全对话提供强有力的声音，”Holsapple说，他也是CRIS的捐赠主席。“CRIS可以识别与成分安全相关的最紧迫问题。由于CRIS是一个独立的学术中心，我们致力于为公众提供基于科学的、公正的信息来源，以促进基于证据的决策。”

CRIS正在与20多个食品、饮料和个人护理产品组织以及食品杂货制造商协会合作，研究纳米技术及其对食品安全的影响等问题。CRIS的重点是研究、交流和培训。bob体育登录

“需要更多的研究来确定bob体育登录食品中纳米材料对人类健康的影响，”Holsapple说。“对于任何技术，我们都必须确保公共安全，并改善有关在食品供应中安全使用此类材料的公共话语。这就是为什么沟通是CRIS的一个重要方面。通过研究和交流，bob体育登录我们可以提供关于将纳米技术应用于农业的风险和收益的见解。bob体育合法吗

“一个良好的起点是认识到，已经有广泛的共识，即通过应用纳米颗粒可以显著减少喷洒在农业领域的农药总量。然而，虽然纳米颗粒的大小可以使它们更有效，但也可以使它们更不可预测。我们期待着与张博士及其同事合作，更好地了解ENPs对环境和人类健康的影响。”

在纳米技术之外，CRIS目前资助了一个研究项目，其中三位密歇根州立大学的科学家正在研究膳食纤维、肠道细菌bob体育登录和胃肠道健康的相互作用。

教师包括:生物医学工程、药理学和毒理学学系助理教授Sudin Bhattacharya;食品科学与人类营养系助理教授莎拉·科姆斯托克(Sarah Comstock);以及副教授、大型动物临床科学系Matilda R. Wilson捐赠主席Adam Moeser。

该项目于2017年1月启动。此外，CRIS还为环境和综合毒理学专业的学生提供研究生课程。这个新的教育重点领域包括食品和配料安全，并利用了密歇根州立大学已经提供的几门课程。

“CRIS的一个关键部分是培养新的科学家，”Holsapple说。“这些学生是食品安全和毒理学研究的未来。bob体育登录他们将帮助确定食品行业的方向，并作为消费者安全和福祉的倡导者。这是一项重要的任务，我们认为密歇根州立大学有机会占据主导地位。”