提高農藥利用率和環境安全性是當前農藥科學使用的重要研究導向，更是實現我國農藥零增長目標和落實農業可持續發展戰略的重要技術保障。植物保護學院劉峰和慕衛教授團隊基於現有農藥品種，深入開展劑型加工與施藥技術研究，提升應用效率，降低環境負擔。今年8到9月，團隊一系列研究成果相繼發表於專業領域高水平期刊，為農藥高效安全利用提供了新思路。
在劑型加工方面，團隊構建載藥奈米凝膠，透過調控奈米載體的粘性和柔性狀態，顯著提高了液滴與葉面的親和性，即使在惡劣環境下，施用藥效也能得到較好保證。該農藥負載系統以奈米級乳液作為微型反應器，催化誘導形成奈米凝膠，一步實現農藥的高效裝載；透過調控載體材料的軟端結構，還實現了載藥凝膠由球狀到餅狀的形態控制。將奈米凝膠負載高效氯氟氰菊酯用於葉面噴霧治蟲，比乳油製劑殺蟲活性更高、抵抗逆境能力更強，且持效期更長。利用反應性乳化劑同時控制介面尺寸和交聯反應，劉峰團隊製作出了簡便高效的農藥聚合物奈米囊；系統研究奈米囊的靶標分佈行為和田間防效，明確了噴霧施藥場景下殺蟲劑奈米囊的葉面防治效果和增效機理。8月下旬，結果發表於《美國化學會-奈米》和《英國化學會-奈米》。
從施藥技術角度，團隊提出了有效抑制農藥液滴在感病葉片表面彈跳和飛濺的通用策略。基於液滴的撞擊動力學，明確液滴在黃瓜白粉病葉片表面形成的釘扎位點，初步確定液滴反彈的軌跡；透過對液滴在撞擊後的回縮階段動力學和粘附耗散能分析，考察了液滴的彈跳和飛濺趨勢。新增表面活性劑後，黃瓜白粉病葉片上液滴處於潤溼狀態，釘扎力減弱，接觸線速度加快，粘附力增大，從而導致沉積量增加。含有非離子表面活性劑的農藥液滴很容易形成半膠束，與白粉病的病原體結合，而含有陽離子表面活性劑的液滴則不會形成半膠束。新增合適的表面活性劑可以增加藥液的覆蓋率和利用率，並減少病原菌的傳播，為噴施農藥防治黃瓜白粉病提供了新思路。8月上旬和9月下旬，部分結果線上發表於《美國化學會應用材料與介面》和《農業與食品化學雜誌》。
從環境安全形度，該團隊透過研究不同尺寸的高效氯氟氰菊酯奈米囊和微囊在水中的動態行為變化規律，結合其對不同發育狀態斑馬魚的毒理學風險，闡明瞭不同農藥載藥體系的環境毒理學風險，為奈米農藥的研發、評價和科學合理使用提供了重要參考。他們的研究發現，載藥奈米囊在水中釋放速度較快且粒子不易沉降，容易導致藥劑在成年斑馬魚體內高富集，同時其對胚胎及斑馬魚幼魚具有高致畸風險。隨著顆粒增大至微米尺寸，藥劑釋放速度逐漸減緩且沉降加快，藥劑在成魚體內的蓄積減少且對幼魚、胚胎的致畸風險降低，大大提高了其環境安全性，將農藥負載體系調控在適度的尺寸範圍內可實現藥效與安全性的雙贏。8月上旬，部分結果線上發表在《危險材料雜誌》。
