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‘多杀霉素’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‘多杀霉素’，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“多杀霉素”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。