在气候变化时代，世界面临的一个紧迫问题是，在土壤污染加剧的情况下，如何种植足够的健康粮食以满足不断增长的全球人口。由马萨诸塞大学阿默斯特分校、广东工业大学和中南林业科技大学领导的国际科学家团队最近在《自然食品》杂志上发表了一项研究，该研究表明，纳米级营养物质不仅可以减轻重金属和类金属污染的一些最严重影响，还可以提高农作物产量和营养成分。

马萨诸塞大学阿默斯特分校斯托克布里奇农业学院院长兼杰出教授幸宝山表示：“全球大部分可耕地土壤都受到了镉、铅、汞等重金属以及砷、硒等准金属的污染。”

论文的资深作者之一辛志指出，此类污染对主要农作物的种植能力造成了严重压力，同时也影响了存活下来的农作物的营养价值。

闫立表示：“我们需要找到解决方案，减少食物中的重金属含量。”其中一种已显现出前景的方法就是利用纳米级营养物质，也就是他所说的“纳米农业”。

您可能更熟悉的散装肥料由大颗粒组成，作物不易吸收。这意味着农民需要施用更多肥料，从而增加流入溪流、湖泊和海洋的肥料径流水平。然而，纳米级的作物养分可以针对特定作物、生长条件和施用方法进行专门设计和混合，并进行改造，使目标植物能够最有效地将养分吸收到其系统中，从而减少所需肥料量，降低成本并限制径流。

尽管纳米材料已经在农业市场上销售，并且有大量经过同行评审的科学研究其对土壤和农作物生长的影响，但Xing和他的同事的研究首次全面介绍了纳米材料作为一个类别的有效性，其结果提供了有助于引导可持续农业和全球食品安全的实用见解。

“我们收集了170篇关于纳米粒子在减少重金属和准金属吸收方面的有效性的先前出版物的数据，”该论文的共同主要作者马传新说，他在马萨诸塞大学阿默斯特分校斯托克布里奇农业学院完成了博士学位，现在是中国广东工业大学的教授。“从这170篇论文中，我们收集了8,585项关于植物如何响应纳米材料的实验观察结果。”

随后，该团队对这一庞大的数据宝库进行了荟萃分析，通过一系列机器学习模型来量化纳米材料对作物生长和金属及类金属吸收的影响，最后测试了一种灵活的定量方法，即IVIF-TOPSIS-EW方法，该方法可以阐明如何根据一系列现实的农业情景选择不同类型的纳米材料。

研究结果表明，纳米材料比传统肥料更有效地减轻污染土壤的有害影响(38.3%)，可提高作物产量(22.8%)和营养价值(30%)，并可抵抗金属和类金属污染造成的植物压力(21.6%)。纳米材料还有助于增加土壤酶和有机碳，这两者都有助于提高土壤肥力。

“当然，纳米材料并不是万能药，”Xing解释道。“它们需要根据具体作物和土壤以不同的方式应用。”

这就是该团队的IVIF-TOPSIS-EW方法发挥作用的地方。

说：“我们的方法可以帮助政策制定者根据他们的具体情况选择最佳的行动方案。”