Graphene oxide carbon nanomaterial for sustainable agriculture: Synthesis, soil health, nutrient management and saline water remediation

方法

文献综述，涵盖绿色合成、FTIR/XRD/Raman/SEM/TEM/BET/X

发现

GO可改善土壤团聚、持水、养分利用效率与灌溉水质，但规模化、环境归趋与安全性仍受限。

机会点

可探索GO在盐碱地改良与精准灌溉中的田间长期效应、成本优化及标准化风险评估。

可持续农业生产需求的日益增长，加之土壤健康状况下降、养分利用效率低下和灌溉水质不佳，使得开发创新且环境友好的技术成为必要。在纳米材料中，二维氧化石墨烯（graphene oxide，GO）因其卓越的物理和化学性质而受到关注，包括高比表面积、较多的含氧官能团、高吸附容量和表面化学特性。利用生物质、农业废弃物和植物提取物进行绿色合成的方法因其在减少环境影响和促进可持续纳米材料生产方面的潜力而受到重视。本综述进一步讨论了先进的表征方法，如傅里叶变换红外光谱、X射线衍射图谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、Brunauer–Emmett–Teller比表面积分析和X射线光电子能谱，以理解其结构和功能。这些分析技术为决定GO纳米材料农业性能的结构属性提供了关键见解。本文全面评估了土壤–纳米材料相互作用、养分吸附、养分控释以及从含盐灌溉水中去除钠离子等方面。基于现有证据，GO的应用可能增强土壤团聚、持水能力、养分利用效率和灌溉水质，并有助于维持作物生产。然而，与大规模生产、长期环境归趋、生物安全性、经济可行性和监管标准化相关的挑战阻碍了其在农业中的广泛采用。未来研究应优先关注可扩展且具有成本效益的生产技术、长期田间验证、标准化风险评估方案以及与精准农业的整合，以促进商业化应用。