世界农化网中文网报道:近日,南京农业大学植物保护学院刘泽文教授团队在《化学工程杂志》发表论文,将双信号响应、农药双项负载和纳米技术结合,创制了一种新型、高效的双响应型双项负载纳米农药制剂用于害虫防治,为提高农药利用率和延缓害虫抗药性开辟新的途径。


雨水一来就流失,农药利用率不高成″心病″



″研究农业那么多年,虽然农药不停地迭代更新,喷洒器械也在创新,但是,农药利用率不高一直是大家的‘心病’。″刘泽文坦言,农药的高流失率、低利用率一直以来都是当前农业生产中面临的主要问题。


农药如何杀死害虫?刘泽文告诉记者,一般来说,农民会将农药喷洒在植物表面,尤其是叶子。害虫在吃叶子的同时也吞下了农药,从而达到杀死害虫的目的。″理想很圆满,现实很骨感。″刘泽文说,喷洒的农药,一遇到风吹雨打就″歇菜″。″尤其是降雨,直接把洒在植物上的农药冲刷掉,虽然不是全部,但大部分都被冲走了。″刘泽文说,一方面起不到杀虫的目的,另一方面,经过风吹雨刷的农药进入了水体和土壤中,对环境也是一种伤害。


″还有一个心痛的地方是,农药有时候会误伤益虫。″刘泽文团队一直在思考,有没有一种方法可以两全其美。


″纳米衣服″能力强,可协同两类杀虫剂


给农药插上科技的翅膀,就能做到减施增效。刘泽文团队的青年教师汪侃博士以前是研究纳米材料的,他提出,可以给农药穿上″纳米衣服″解决难题。当然,这件衣服需要特制。


首先要让农药″不惧风雨″。″那就让农药的吸附能力变强。″论文第一作者汪侃博士说,团队通过温和的反应条件,利用生物可降解材料制备出一种纳米微球,该微球具有较高的叶面黏附强度。可以将农药包裹在纳米微球中,喷洒在农作物叶片表面后,微球会让农药有效成分附着在作物叶片上。″我们做了实验,穿上我们特制的‘纳米衣服’后,经过风吹雨打21天后,农药仍然停留在植物叶片上。″


如何让药物的杀虫能力变强?是否让″纳米衣″协同多种药物?解决了农药的黏附性能,团队又开始脑洞大开,让″纳米衣服″发挥更大功能。″我们的实验是针对‘草地贪夜蛾’这种害虫,想要杀死这种害虫,‘氯虫苯甲酰胺’和‘多杀菌素’联合用药效果更好。


我们相当于用纳米材料为农药搭建了一个专门房子,里面包裹着‘氯虫苯甲酰胺’,外墙上还造了好多钩子,可以勾住‘多杀菌素’,这样就可同时携带两种药物了。″汪侃博士给记者解释。这个听起来挺简单的,但实际上,每次″设计造型″都要做很多次实验。


双信号控制开关,杀虫更精准



″两种药物什么时候发挥作用,什么情况下发挥作用,这些都是通过‘开关’来设计的。″刘泽文告诉记者,有了这个理论,我们就可以保护益虫。


虽然″氯虫苯甲酰胺″和″多杀菌素″是为草地贪夜蛾准备的,但是,如果益虫比如七星瓢虫、蜜蜂等吃了也会受伤。在″纳米衣服″上装上″释放开关″,农药就乖乖听话,不伤害益虫。″草地贪夜蛾的肠道偏碱性,而蜜蜂等益虫的肠道是酸性或者中性,我们就设计,当环境是碱性时,释放开关就打开,药物就可冲出来杀敌。而益虫肠道环境是酸性或中性,那么,药物就不会到处乱窜,那对益虫就不会造成伤害。″刘泽文说,这个是建立在对昆虫研究非常透彻的基础上进行的。


″可以对‘纳米衣服’再优化,携带更多药物。″团队的这项研究已经进行了3年多,将来还会继续。刘泽文说,纳米农药可以有效地改善农药的分散性和稳定性、提高农药利用率、并显著降低对环境和非靶标生物的影响。其中,响应型纳米农药控释剂,可以在环境因子的刺激下实现农药的可控释放,相比纳米农药缓释剂能够更精准地防治目标害虫。不同农药的联合使用会延缓害虫抗药性的发展,同时也可以提高对害虫的杀虫毒力,是实现农业可持续发展的重要策略之一。