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提高农药利用率和环境安全性是当前农药科学使用的重要研究导向，更是实现我国农药零增长目标和落实农业可持续发展战略的重要技术保障。植物保护学院刘峰和慕卫教授团队基于现有农药品种，深入开展剂型加工与施药技术研究，提升应用效率，降低环境负担。今年8到9月，团队一系列研究成果相继发表于专业领域高水平期刊，为农药高效安全利用提供了新思路。
在剂型加工方面，团队构建载药纳米凝胶，通过调控纳米载体的粘性和柔性状态，显著提高了液滴与叶面的亲和性，即使在恶劣环境下，施用药效也能得到较好保证。该农药负载系统以纳米级乳液作为微型反应器，催化诱导形成纳米凝胶，一步实现农药的高效装载；通过调控载体材料的软端结构，还实现了载药凝胶由球状到饼状的形态控制。将纳米凝胶负载高效氯氟氰菊酯用于叶面喷雾治虫，比乳油制剂杀虫活性更高、抵抗逆境能力更强，且持效期更长。利用反应性乳化剂同时控制界面尺寸和交联反应，刘峰团队制作出了简便高效的农药聚合物纳米囊；系统研究纳米囊的靶标分布行为和田间防效，明确了喷雾施药场景下杀虫剂纳米囊的叶面防治效果和增效机理。8月下旬，结果发表于《美国化学会-纳米》和《英国化学会-纳米》。
从施药技术角度，团队提出了有效抑制农药液滴在感病叶片表面弹跳和飞溅的通用策略。基于液滴的撞击动力学，明确液滴在黄瓜白粉病叶片表面形成的钉扎位点，初步确定液滴反弹的轨迹；通过对液滴在撞击后的回缩阶段动力学和粘附耗散能分析，考察了液滴的弹跳和飞溅趋势。添加表面活性剂后，黄瓜白粉病叶片上液滴处于润湿状态，钉扎力减弱，接触线速度加快，粘附力增大，从而导致沉积量增加。含有非离子表面活性剂的农药液滴很容易形成半胶束，与白粉病的病原体结合，而含有阳离子表面活性剂的液滴则不会形成半胶束。添加合适的表面活性剂可以增加药液的覆盖率和利用率，并减少病原菌的传播，为喷施农药防治黄瓜白粉病提供了新思路。8月上旬和9月下旬，部分结果在线发表于《美国化学会应用材料与界面》和《农业与食品化学杂志》。
从环境安全角度，该团队通过研究不同尺寸的高效氯氟氰菊酯纳米囊和微囊在水中的动态行为变化规律，结合其对不同发育状态斑马鱼的毒理学风险，阐明了不同农药载药体系的环境毒理学风险，为纳米农药的研发、评价和科学合理使用提供了重要参考。他们的研究发现，载药纳米囊在水中释放速度较快且粒子不易沉降，容易导致药剂在成年斑马鱼体内高富集，同时其对胚胎及斑马鱼幼鱼具有高致畸风险。随着颗粒增大至微米尺寸，药剂释放速度逐渐减缓且沉降加快，药剂在成鱼体内的蓄积减少且对幼鱼、胚胎的致畸风险降低，大大提高了其环境安全性，将农药负载体系调控在适度的尺寸范围内可实现药效与安全性的双赢。8月上旬，部分结果在线发表在《危险材料杂志》。
来源：山东农大报 植保学院
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