NUS研發可溶解微針貼片，能直接向植物組織輸送活體生物肥料，較傳統土壤接種減量15%以上仍顯著提升作物生長指標。相關成果發表於Advanced Functional Materials，未來將推進規模化與自動化應用。
NUS研發微針貼片技術
NUS科研團隊開發出一種革命性農業技術——可溶解微針貼片，能夠將活性微生物肥料直接、精準地送入植物體內。 這項創新不僅顯著促進了作物生長，更節省了超過15%的肥料用量，為可持續精準農業開闢了新路徑。
相關研究成果於2025年9月13日發表在Advanced Functional Materials期刊上。
來源：Advanced Functional Materials
技術突破
傳統生物肥料需施於土壤，其中的有益微生物必須對抗嚴苛的土壤環境並與本地微生物競爭，導致大量損耗，效率低下。
Dr Arya Gopinath Madathil Pulikkal（左）與Asst Prof Andy Tay（右）在種植菜心的小型溫室前。他們的團隊開發了可溶解微針貼片，能將生物肥料直接輸送至植物組織，在比傳統土壤接種法節省超過15%生物肥料用量的同時，顯著促進植物生長。
來源：NUS
受醫學領域啟發，新加坡國立大學助理教授 Andy Tay 領導的團隊提出全新思路：繞過土壤，直接將「生物肥料」注入植物組織。
團隊利用可生物降解的低成本材料聚乙烯醇（PVA），製成了兩種適配不同植物的微針貼片：用於葉片的陣列式短針貼片，以及用於較厚莖稈的單排長針貼片。
微生物被安全包裹在針尖，通過輕壓即可刺入植物表皮，隨後微針在一分鐘內溶解，悄然釋放其攜帶的活體有益菌或真菌。
將含有生物肥料的微針貼片用拇指或手持塗抹器按壓在植物葉片背面或莖稈處。一分鐘後，微針溶解，將有益微生物直接釋放到植物組織中。
來源：NUS
在針對菜心和羽衣甘藍的實驗中，研究團隊取得了令人振奮的結果。通過葉片或莖稈輸送特定混合益生菌，與未經處理的植物及傳統土壤施肥法相比，微針貼片處理過的植物在莖稈生物量、葉面積和株高生長速度上均表現更優。
這些微針貼片採用可生物降解的低成本聚合物聚乙烯醇（PVA）製成，並注入由Streptomyces和Agromyces-Bacillus組成的植物根際促生菌混合物。一片1厘米×1厘米的微針貼片（如右側培養皿中所示）包含40×40陣列的140微米金字塔形微針，適用於葉片施用；而較短的一排約430微米的微針（如左側培養皿中所示）則適用於較厚的莖稈。
來源：NUS
研究證實，植物生長改善程度與貼片裝載的微生物數量直接相關，直至達到最佳劑量，這為確定「最低有效劑量」、最大化節約成本提供了科學依據。
追蹤顯示，注入葉片的細菌能在數日內成功遷移至根部，重塑根際有益微生物群落，並提升植物的氮利用效率和能量代謝活力。
應用前景
該技術具備多重優勢：對植物創傷極小，且脅迫反應快速恢復；貼片可提前製備並穩定儲存四周；最重要的是，它能實現傳統土壤施肥難以做到的精確劑量控制。
團隊已將應用擴展至有益真菌，同樣成功促進了作物生長並調節了其內部激素平衡。
「我們的目標是推動技術規模化應用。」領導該研究的NUS生物醫學工程系Andy Tay助理教授表示，團隊計劃將微針技術與農業機器人、自動化系統結合，適配大型農場需求。
這項源自生物醫學靈感的技術突破，正預示著農業施肥邁向更精準、更高效、更環保的新階段。
