视频号“大咖开讲”系列之赵建国（大同大学） | 2021石墨烯大会完整报告

报告人简介

赵建国，山西天镇人，工学博士，二级教授，博士生导师。大同大学化学与化工学院院长，炭材料研究所所长，石墨烯林业应用国家林草局重点实验室主任，山西省炭素产业技术创新战略联盟理事长。全国先进工作者，全国五一劳动奖章获得者，山西省政协委员，山西省化工学会副理事长。

下面分6个方面向大家介绍一下石墨烯在农林业中的应用。（1）研究背景（2）作用机理及应用前景（3）应用之一：苗木和花卉繁育（4）应用之二：盐碱地植被恢复（5）应用之三：沙漠绿化（6）研究平台及团队

（1）研究背景

一提到石墨烯，可能大家首先想的是储能、复合材料相关的，把石墨烯用在农林业确实还是一个新鲜事，实际上呢国内研究团队、科学家在这个方面已经作了许多基础性的研究工作，只是我们这个团队呢在这方面把他推广应用，做强做大。

大家可能都接触，在我们农村里，常用草木灰，比如家里烧的秸秆、杂草，把这个灰施到地里面，草木灰传统意义上来说是钾肥，实际上草木灰如果在高分辨率电子显微镜下观察会发现里面有大量的纳米级的碳材料，里面就有石墨烯，还有一些纳米颗粒。实际上我们人类可能已经用石墨烯在农林业中促进植物生长几千年的历史了，只是没有把他科学化、系统化。

国内外在这方面研究也是比较多的，大家可以看到，这是咱们中国人搞的，利用石墨烯本身消炎、杀菌的作用做保鲜剂、鲜切花；还有烟草，我们可以看到加了石墨烯和没加石墨烯，根系差了好多倍。另外，研究种子发芽率等等，国内外已经做了许多基础研究工作。

这是在果树上做的一些研究工作，发现加了石墨烯以后，他的根系发达，对于一些豆科植物来说，他的根系的？菌数量也会显著增加。

（2）作用机理及应用前景

可能大家会有一个疑问，石墨烯是一个碳材料，植物生长所需的是氮磷钾、是肥料，石墨烯不是肥料，他是如何促进植物生长的？

石墨烯促进植物生长的机理目前我们研究团队已经在这方面做了许多工作，当然一会还有两位老师讲这方面的研究工作。主要归纳总结为以下4个方向，1）石墨烯比表面积较大，4克石墨烯可以铺满一个足球场，也就是说他具有缓释肥的作用，这是从物理学角度来说的；2）可以起到保水能力增强，石墨烯的边缘是亲水的，而中间是疏水的，可以在植物根系周边形成一个小型水库，这是清华大学他们的研究结果；3）石墨烯可以促进植物根系生长激素的分泌，这个我们已经有研究结果；4）促进植物根系，特别是毛细根发达的基因表达会上去，待一会给大家详细介绍。

这是石墨烯促进植物生长，从分子生物学角度来阐述他的机理，从这个图可以看到，他主要是对肥料起富集、缓释肥作用。另外我们从生物学、基因的角度，作了100多种植物，最后得出一个统一的结论，就是石墨烯使根系植物细胞呼吸作用增强，ATP能量损失？？，所以促进根系生长。另外呢，做数据。

机理还在深入搞，但是已经基本摸清楚了，无论是从物理、化学角度，还是分子生物学角度，还有微生物角度，从不同的层面，不同的方向来研究石墨烯促进植物生长的机理。关键是这个材料要把他用于农林业，用于生产实践。

下面分三大块给大家介绍

（3）应用之一：苗木和花卉繁育

我们在农业生产过程中，发芽率是很重要的指标。有些植物发芽率是很低的，会影响生产的效率，石墨烯是可以提高发芽率的。