金属有机骨架材料用于农药吸附和负载的最新研究进展

具有独特优势的金属有机骨架MOFs是目前材料领域的研究热点之一,在农药领域的应用发展迅速。本文对MOFs在农药吸附和负载方面的研究进行更新和进一步探讨,在农药吸附方面,从杀虫剂、杀菌剂和除草剂等方面展开,在农药负载方面,从纯金属有机骨架及其复合物两部分进行论述。此外,还对MOFs应用前景进行展望,以期为MOFs在农药中的可持续应用提供新的思路。

荧光介孔二氧化硅负载丙硫菌唑纳米颗粒的制备及性能研究

近年来,丙硫菌唑作为一种新颖的广谱杀菌剂备受关注,但由于其代谢产物对操作人员存在健康风险,导致其在中国的使用和登记受到限制。将丙硫菌唑制备为具有缓慢释放、可提高农药稳定性等特点的缓释制剂可有效改善其带来的健康风险问题。本研究采用纳米荧光介孔二氧化硅制备了丙硫菌唑缓释纳米颗粒,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积分析、热重分析(TGA)、荧光光谱以及高效液相色谱仪等手段对其结构与特性进行表征。采用透析袋法探讨了丙硫菌唑在释放介质中的释放行为;利用菌丝生长速率法测定了该载药颗粒对小麦赤霉病原菌的杀菌活性;通过激光共聚焦研究了荧光二氧化硅在小麦赤霉病菌菌丝体以及小麦中的传输情况。结果表明:所制备的载药纳米颗粒外观形貌较为规整,平均粒径为139 nm,其最大载药量可达27.14%;该纳米载药颗粒具有缓释性能,释放曲线符合Ritger-Peppas方程;载药颗粒与丙硫菌唑原药相比具有相同的毒力效果。此外,激光共聚焦结果表明,该荧光二氧化硅纳米颗粒可以在菌丝体以及小麦植株根部吸收和传导。

天然高分子基水凝胶在农药缓释领域的研究进展

随着材料科学的快速发展,具有环境友好、经济易得等特点的农药载体成为当前研究的热点。天然高分子材料如壳聚糖、淀粉、海藻酸钠等具有生物可降解性、生物相容性和可再生性等优点,被广泛应用于水凝胶载药体系中。以天然高分子材料为载体的水凝胶在众多农药缓释制剂体系中优势显著。本文主要围绕近年来天然高分子材料在农药水凝胶缓释体系中的研究及其应用进行综述,同时对农药水凝胶的研究方向及应用前景进行展望,以期为制备性能优异的农药缓释水凝胶提供参考。

减施增效农药剂型设计与制剂研发策略

农药是有效防控农业有害生物的重要手段。然而,农药过量使用不仅造成资源浪费,也带来环境污染等问题,亟需研究解决。从剂量传递过程来讲,农药制剂、药液和雾化分散体系是农药剂量传递的3个串联过程。对于选定的有效成分,其剂型选择和制剂加工处于剂量传递的源头,设计和研发水平决定了剂量传递的效率。通过分析农药对靶剂量传递过程行为及流失规律,提出基于农药应用场景重在体现多因素协同的剂型设计理念,基于剂量传递过程重在体现配方组分应用性能的制剂研发策略。希望为农药企业提高制剂技术水平提供借鉴,为我国减施增效战略实施提供依据。

农药雾滴在植物叶面的弹跳行为及调控技术研究进展

在使用农药防治农业有害生物的过程中,只有药液有效沉积于靶标表面才更有利于发挥效果。然而,农药雾化后形成的雾滴在靶标植物叶面的沉积是一个复杂的动态过程,同时受植物叶片表面微观结构与组分特性等因素的影响。具有亲水性绒毛或无定型蜡质的植物叶片通常润湿性较好,雾滴不易弹跳、滚落;而大多数植物叶片表面因覆盖表皮蜡质层,具有表皮细胞突起或特有的微纳结构,叶片难以润湿,导致农药雾滴在撞击靶标植物叶面后会产生不同程度的弹跳与碎裂行为。统计表明,平均约有20%~30%的农药雾滴由于反弹而流失,进入生态环境中,是影响农药有效利用率的关键因素。文章主要综述了雾滴在光滑固体表面、人工修饰后的粗糙界面以及农药雾滴在靶标植物叶面的弹跳行为,分析阐述了影响雾滴在固体表面弹跳行为的关键因素,同时,对已有关于如何调控雾滴在固体表面弹跳行为的研究进展进行了归纳,以期为提高农药雾滴的对靶沉积率及农药有效利用率提供新的思路和方向。

聚羟基脂肪酸酯作为农药载体的研究进展

利用先进的材料和技术,改善农药剂型,提高农药叶面沉积及剂量转移效率,调控农药释放,是提高农药有效性与安全性的重要途径。聚羟基脂肪酸酯(PHAs)是由一种微生物合成的天然高分子材料,具有良好的生物相容性、生物可降解性和热加工性能等特性,被广泛应用于医药、工业、农业等领域,已成为生物材料领域最为活跃的研究热点之一。聚羟基脂肪酸酯可以在土壤中自然降解,非常适宜应用于农业领域,尤其是农药的负载和控制释放。本文综述了聚羟基脂肪酸酯负载杀虫剂、杀菌剂和除草剂3个方向的研究与应用进展,从载药体系的制备方法、形态表征、缓释性能、生物活性及其对土壤中微生物群落的影响等方面进行了阐述。分析了当前聚羟基脂肪酸酯作为农药载体时存在的问题和未来的研究方向,并对其应用前景进行了展望。

金属有机骨架材料用于农药吸附和负载的研究进展

金属有机骨架(MOFs)材料是以金属离子/簇为中心原子,通过与一种或多种有机配体,采用配位方式构建成为具有周期性无限网络框架结构的晶体多孔材料。鉴于其表面积大、孔径可调节和结构多样化等独特优势,广泛应用于许多领域,已成为材料领域最为活跃的研究热点之一。笔者将对MOFs在农药吸附和负载方面的研究及其应用进行综述,并对其前景进行展望,以期为MOFs在农药领域的应用提供参考。

五种杀菌剂在水稻上的吸收与传导性能研究

茎叶喷雾是当前化学农药最常用的施药方式,但是存在着农药蒸发飘移、弹跳碎裂、因过度铺展而脱靶流失等缺陷,导致农药利用率低。通过研究农药在植物体内的吸收及传导性能,选择合适的农药研发根部施药的剂型与技术,能够降低环境因素对农药有效成分的不利影响,并通过农药的缓慢释放与剂量调控维持更长时间的药效,从而有效提高农药利用率。本研究以室内营养土和营养液两种模式培育的水稻为模式作物,研究了三环唑、噻呋酰胺、己唑醇、氟环唑和嘧菌酯5种不同类型的杀菌剂在水稻苗期植株中的吸收与传导行为。结果表明,这5种杀菌剂均可以被水稻幼苗根系吸收并向上传导,但效率存在差异。在营养土和营养液培养条件下,水稻幼苗根部的三环唑含量在4 h~2 d内明显高于茎叶部,施药5 d后三环唑在水稻中的转运因子值均大于1,说明三环唑具有良好的向上传输性能,而其他农药向上传输的能力较差。相比其他4种农药,三环唑更适合加工成根部施用的剂型,更易于通过水稻根部吸收后向上传输与分布,以有效防控茎叶部病害。该结果可为根部施用的药剂研发提供思路,为农药根部施药技术的发展提供指导。

农药剂型的过去、现在与发展趋势

农药剂型作为农药剂量传递的重要载体对于农药应用效果具有重要影响。经过70余年的演化、发展,我国农药剂型结构、加工与应用技术等发生了翻天覆地的变化。文章综述了我国农药剂型的过去、现在与发展趋势,总结了未来农药制剂研发的5个重点突破方向,分别为通过纳米化提高分散度、基于靶标界面特性设计靶向亲和型农药制剂、应用场景导向的制剂研发、开发适配植保无人机喷雾的农药制剂、发展省力化制剂,以期为我国农药制剂研发、登记和应用提供借鉴,为我国农药减施增效策略提供理论和技术支撑。