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【致远奖】十大科研进展——曹永松：绿色植保技术研究及其应用示范

花匠小妙招
2024-11-10 01:45

环境与农药协调研究实验室团队在农药分子结构中引入小分子配体或活性基团创制绿色植保技术及产品，提高农药的生物活性和有效利用率，降低农药对非靶标生物的影响，并开展主要作物病虫草害的防控试验示范，系列成果发表在ACS Nano、Chem. Eng. J.、J. Agri. Food Chem.等学术期刊上。

农药是重要的农业生产资料，在稳定农业生产和发展、保障粮食安全等领域发挥了重要的作用，然而目前所使用的部分农药及其剂型产品仍然缺乏足够的有效性和安全性，不能满足可持续农业发展的需要，亟待创新推广绿色植保技术。农药功能化制剂可以赋予农药新的功能，有效地提高农药利用率，其中农药自组装递送系统可利用农药分子之间的非共价键作用自发形成高度分散体系，其制备工艺绿色安全，不添加有毒溶剂、表面活性剂等化学助剂，具有递送效率高、对靶传输、作用时期可控等优点，因此，开发农药自组装递送系统是提高农药有效利用率和改善农药与环境相容性的重要策略。

该团队根据农药分子的化学结构特征，利用非共价键作用和前药衍生物的分子识别组装策略，结合植物有害生物发生和危害规律，设计构建了农药高效递送系统和绿色制备工艺：包括无助剂添加的氟虫腈前药自组装溶胶杀虫剂、光活化抗菌的小檗碱—姜黄素自组装溶胶杀菌剂、果胶酶与酸双响应控制释放咪鲜胺微胶囊杀菌剂、低挥发漂移淋溶的2,4-D自组装溶胶除草剂等，并对新植保技术产品的理化性质、生物活性、环境效应进行测试与评估，揭示了新型农药递送系统理化性质与发挥生物效应与环境因子的内在关系，开展了玉米、蔬菜、果树等作物病虫草害的防控试验示范，全国试验示范面积达2万多亩，结果表明所开发的绿色植保技术产品可有效地提高农药对靶标生物的防控效果，并降低其对非靶标生物的毒性，从而提高了农药有效利用率和环境相容性。

该团队紧密结合农业生产中存在的实际问题，利用植物保护、化学、环境科学等学科领域先进技术手段开创性地构建了功能化农药新剂型，相关设计理念、研究方法具有较好的前瞻性。开发的相关剂型产品拥有较好的靶向控制释放和高效递送特性，通过在全国多地的试验示范，绿色植保技术产品表现出传统技术产品不可比拟的诸多优异特性。该研究为提高农药的靶标沉积率和有效利用率、降低农药对农产品和生态环境的不良影响提供解决问题的新思路和途径；所开发的绿色制备工艺引起农药领域科研院所和企业的广泛关注和研究兴趣，有力地推动农药产品制备工艺走绿色发展之路。新植保技术产品将为有害生物综合治理提供高效安全的技物支撑，对发展精准农业、减小农业面源污染有着非常重要的意义。

该团队主要从事有害生物综合治理和农产品安全生产的教学、科研和社会服务工作，致力于农药和环境的协调研究，旨在充分发挥农药的最优生物效应并最大程度上降低其对环境和非靶标生物的风险，为农业有害生物治理提供新的思路和途径，从而实现农业绿色可持续发展。相关研究工作先后受到国家自然科学基金、国家重点研发计划、公益性行业专项等项目的资助。该团队主要由曹永松教授、李健强教授等教师与博士后、研究生组成，以农业农村部植物检疫性有害生物监测和防控重点实验室、种子病害检验与防控北京市重点实验室为优势条件，以国家和“三农”重大科技需求为导向，把握本专业领域的学科发展方向，深入地开展有害生物绿色防控新技术研究与应用，将植物保护学与化学、环境科学等多学科交叉融合于植保新技术的基础应用研究，取得了较好的研究成果；团队还与国内外相关领域的同行密切合作，为高等院校、科研院所、企业等输送大量优秀毕业生，为植保新技术的开发、推广、应用培育了优秀后备人才。团队将以继续秉承农大“解民生之多艰”优良传统，践行学院“覃思精研、敦本致远”的院训精神，努力拼搏、锐意进取，争取在植保领域不断取得新的进展和成果！

责任编辑谭爽