NUS研发可溶解微针贴片，能直接向植物组织输送活体生物肥料，较传统土壤接种减量15%以上仍显著提升作物生长指标。相关成果发表于Advanced Functional Materials，未来将推进规模化与自动化应用。
NUS研发微针贴片技术
NUS科研团队开发出一种革命性农业技术——可溶解微针贴片，能够将活性微生物肥料直接、精准地送入植物体内。 这项创新不仅显著促进了作物生长，更节省了超过15%的肥料用量，为可持续精准农业开辟了新路径。
相关研究成果于2025年9月13日发表在Advanced Functional Materials期刊上。
来源：Advanced Functional Materials
技术突破
传统生物肥料需施于土壤，其中的有益微生物必须对抗严苛的土壤环境并与本地微生物竞争，导致大量损耗，效率低下。
Dr Arya Gopinath Madathil Pulikkal（左）与Asst Prof Andy Tay（右）在种植菜心的小型温室前。他们的团队开发了可溶解微针贴片，能将生物肥料直接输送至植物组织，在比传统土壤接种法节省超过15%生物肥料用量的同时，显著促进植物生长。
来源：NUS
受医学领域启发，新加坡国立大学助理教授 Andy Tay 领导的团队提出全新思路：绕过土壤，直接将“生物肥料”注入植物组织。
团队利用可生物降解的低成本材料聚乙烯醇（PVA），制成了两种适配不同植物的微针贴片：用于叶片的阵列式短针贴片，以及用于较厚茎秆的单排长针贴片。
微生物被安全包裹在针尖，通过轻压即可刺入植物表皮，随后微针在一分钟内溶解，悄然释放其携带的活体有益菌或真菌。
将含有生物肥料的微针贴片用拇指或手持涂抹器按压在植物叶片背面或茎秆处。一分钟后，微针溶解，将有益微生物直接释放到植物组织中。
来源：NUS
在针对菜心和羽衣甘蓝的实验中，研究团队取得了令人振奋的结果。通过叶片或茎秆输送特定混合益生菌，与未经处理的植物及传统土壤施肥法相比，微针贴片处理过的植物在茎秆生物量、叶面积和株高生长速度上均表现更优。
这些微针贴片采用可生物降解的低成本聚合物聚乙烯醇（PVA）制成，并注入由Streptomyces和Agromyces-Bacillus组成的植物根际促生菌混合物。一片1厘米×1厘米的微针贴片（如右侧培养皿中所示）包含40×40阵列的140微米金字塔形微针，适用于叶片施用；而较短的一排约430微米的微针（如左侧培养皿中所示）则适用于较厚的茎秆。
来源：NUS
研究证实，植物生长改善程度与贴片装载的微生物数量直接相关，直至达到最佳剂量，这为确定“最低有效剂量”、最大化节约成本提供了科学依据。
追踪显示，注入叶片的细菌能在数日内成功迁移至根部，重塑根际有益微生物群落，并提升植物的氮利用效率和能量代谢活力。
应用前景
该技术具备多重优势：对植物创伤极小，且胁迫反应快速恢复；贴片可提前制备并稳定储存四周；最重要的是，它能实现传统土壤施肥难以做到的精确剂量控制。
团队已将应用扩展至有益真菌，同样成功促进了作物生长并调节了其内部激素平衡。
“我们的目标是推动技术规模化应用。”领导该研究的NUS生物医学工程系Andy Tay助理教授表示，团队计划将微针技术与农业机器人、自动化系统结合，适配大型农场需求。
这项源自生物医学灵感的技术突破，正预示着农业施肥迈向更精准、更高效、更环保的新阶段。
