刺激響應型農(nóng)藥控釋劑的研發(fā)與應用進展

刺激響應型農(nóng)藥控釋劑是在國家重點研發(fā)計劃項目“化學農(nóng)藥協(xié)同增效關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)”課題“對靶精準智能釋放技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)”，以及水體污染控制與治理科技重大專項課題“基于微生物菌劑于納米材料的控肥減藥技術(shù)”支持下，開展的針對葉面噴施與土壤施藥的環(huán)境特征，利用生物相容性及可降解納米材料與技術(shù)，通過復合改性與化學修飾等方法，制備微納米尺度新型載藥系統(tǒng)，研究可響應光敏、溫敏、濕敏、土壤pH值以及生物酶活性等的藥物控釋技術(shù)與方法，實現(xiàn)農(nóng)藥的精準智能釋放和最大限度地滿足有害生物靶標防控劑量需求，進而提高農(nóng)藥有效利用率。摘要：農(nóng)藥的長期低效使用增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，造成大量農(nóng)藥流失，威脅食品安全與生態(tài)環(huán)境。利用農(nóng)藥緩控釋技術(shù)對現(xiàn)有農(nóng)藥劑型進行改進是提高農(nóng)藥利用率的有效措施。刺激響應聚合物作為新興載體，可以感受周邊環(huán)境變化，從而響應并靶向控制釋放有效成分。這類材料作為農(nóng)藥運載體的研究則處于起步階段，仍然有一系列的因素限制著這類材料在農(nóng)藥控釋領域的發(fā)展，比如：載體成本、藥物負載性能、體系穩(wěn)定性、加工工藝的普適性及應用等。該文綜述了刺激響應聚合物應用于農(nóng)藥控釋領域的研發(fā)現(xiàn)狀，并對該類農(nóng)藥控釋劑的應用前景進行了展望。結(jié)論（1）農(nóng)藥的長期低效使用增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，造成大量農(nóng)藥流失到非靶標區(qū)域，并對食品安全與生態(tài)環(huán)境造成了嚴重威脅。為了促進農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，有效控制農(nóng)藥的使用量，確保農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境安全，進一步推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，國家“十三五”期間實施了藥肥雙減增效行動。目前，新型農(nóng)藥化合物創(chuàng)制愈發(fā)困難，通過先進的劑型加工方法改善農(nóng)藥的使用性能，并充分發(fā)揮農(nóng)藥的生物活性，已成為農(nóng)藥節(jié)本增效與提高利用率的重要途徑。其中，利用刺激響應型功能材料通過吸附、偶聯(lián)、包裹和內(nèi)嵌等方式負載農(nóng)藥，構(gòu)建農(nóng)藥智能化遞送系統(tǒng)，既可實現(xiàn)農(nóng)藥的高效負載，也可通過調(diào)節(jié)載體的精細結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)農(nóng)藥對靶可控精準釋放。特別是對于高效、低殘毒的生物農(nóng)藥，通過藥物載體與劑型加工技術(shù)的革新，降低制劑使用后藥物的光解、水解等穩(wěn)定性問題，實現(xiàn)其在有效生物劑量下的控制釋放具有重要意義。然而，有關(guān)農(nóng)藥控釋劑的研究還處于基礎階段，仍然有一系列的因素限制著這類材料在農(nóng)藥控釋領域的發(fā)展，比如：載體成本、藥物負載性能、體系穩(wěn)定性、加工工藝的普適性及應用等。同時，由于農(nóng)藥在田間施用后環(huán)境的復雜多變，新型控釋劑能否有效響應外部環(huán)境和內(nèi)部生物刺激，建立起農(nóng)藥控釋劑與靶標生物的聯(lián)系，真正實現(xiàn)精準、智能的農(nóng)藥轉(zhuǎn)運和釋放還面臨較大的挑戰(zhàn)。因此，刺激響應型農(nóng)藥控釋載體需要更加系統(tǒng)和深入的研究。根據(jù)農(nóng)作物受害和害蟲危害的普遍規(guī)律和特點，結(jié)合刺激響應型載體材料的結(jié)構(gòu)設計和應用范圍，有目的性地開發(fā)生物相容性好、安全綠色的載體材料，以此來完善傳統(tǒng)農(nóng)藥制劑的不足；深入研究植物受到有害生物危害時的微環(huán)境病理特征及實現(xiàn)刺激響應控釋劑