化學(xué)防治是稻田雜草防控的主要措施，但目前除草劑制劑品種仍以乳油、可濕性粉劑等傳統(tǒng)劑型為主，存在大量使用有機溶劑、環(huán)境風(fēng)險、分散性差等局限性，有效利用率普遍偏低。借助納米技術(shù)等現(xiàn)代前沿科技手段，提高除草劑對靶標(biāo)雜草的沉積效率，減少其向非靶標(biāo)生物的遷移和環(huán)境污染，是解決這幾類問題的有效途徑。

 

　　近日，柏連陽院士團(tuán)隊圍繞納米農(nóng)藥雜草防控和除草劑納米制劑安全性評價方面，在除草劑提效減量新方法方向取得連續(xù)進(jìn)展，相應(yīng)成果分別以題名為“A MOF based pH-responsive dual controlled release system for herbicide Pretilachlor and safener AD-67 delivery enhances the herbicidal efficacy and reduces the side effects”及“Self Assembled Sphere Covalent Organic framework with Enhanced Herbicidal Activity by Loading Cyhalofop-butyl”的論文發(fā)表于國際納米毒理學(xué)知名期刊（Environmental Science-Nano，IF= 9.473）和農(nóng)業(yè)化學(xué)著名期刊（Journal of Agricultural and Food Chemistry，IF= 5.895）。兩篇論文研究均以湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院為第一單位，柏連陽院士為通訊作者，團(tuán)隊成員鄧希樂副研究員為第一作者（含并一）。論文得到國家自然科學(xué)基金項目、國家重點研發(fā)計劃子課題，湖南省自然科學(xué)基金優(yōu)秀科學(xué)家基金項目等項目資助。

 

　　研究基于金屬-有機框架材料在酸性條件下緩慢降解的特性，采用先封裝再自組裝的策略先后負(fù)載安全劑AD-67與丙草胺，構(gòu)建了基于水稻田微酸性環(huán)境下的除草劑-安全劑的pH值智能雙控制釋放體系。位于載體表面的安全劑AD-67可快速釋放，以激活水稻體內(nèi)解毒通路，從而提高解毒酶谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶（GSTs）活力與谷胱甘肽（GSH）含量，高效保護(hù)水稻幼苗免遭丙草胺傷害。丙草胺則可基于pH值緩釋體系緩慢釋放以提高除草藥效與持效期。構(gòu)建的除草劑-安全劑雙控制釋放體系同時還能顯著降低丙草胺對土壤模式生物蚯蚓的急性毒性（96小時LC50值僅為丙草胺商品化乳油制劑的1/6）。該研究將為丙草胺與安全劑高效低毒組合施用提供新方法，相應(yīng)研究發(fā)表于Environmental Science-Nano。

 

　　論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/ 10.1021/acs.jafc.2c07616

 

　　此外，團(tuán)隊在前期發(fā)現(xiàn)離子型有機共價材料可作為農(nóng)藥載藥材料以提高雜草防效的基礎(chǔ)上（Deng，et al. 2021, Chemical Engineering Journal）進(jìn)行了深入拓寬研究；進(jìn)一步利用球形有機共價材料（SCOF）在室溫下自組裝特性，有效負(fù)載中性除草劑分子氰氟草酯，克服了離子型COF只能負(fù)載強電荷藥物分子，以及在高溫下利用COF自組裝性質(zhì)負(fù)載農(nóng)藥小分子易變性的不足。負(fù)載后的SCOF材料具備載藥量大（57%）、尺度小、易被雜草吸收、促進(jìn)氰氟草酯溶解和抗紫外降解的特性，能夠有效的提高氰氟草酯對靶標(biāo)雜草和千金子的藥效（在低劑量條件下150 g a.i. /hm2施用條件下，與商品化氰氟草酯乳油制劑相比，分別對千金子和稗草的防效提高70.79%和67.76%），相應(yīng)研究發(fā)表于Journal of Agricultural and Food Chemistry。