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【致远奖】十大科研进展——曹永松:
基于绿色植保理念的高效农药新剂型技术研究
发布日期:2021-12-12 浏览次数: 信息来源:植保学院 字号:[ ]

【编者按】为贯彻国家创新驱动发展战略,充分展示学院在科技创新方面的进展,进一步提升学院科研团队产出重大科研成果的积极性,推动学院科技创新能力和整体水平进一步提升,学院自2021年起开展年度十大科研进展 “致远奖”评选活动,经各课题组自主申报和学院学术委员会集中评审,评出2021年度十大科研进展“致远奖”十项,为展示宣传获奖成果,发挥“致远奖”的示范作用,营造创新文化氛围,现将十大科研进展逐一介绍。

农药与环境协调研究实验室团队根据农药化学结构特征,利用分子识别自组装、离子液体等策略,并结合有害生物发生和危害规律,设计构建了高效农药递送系统和绿色制备工艺,显著地提高了农药的有效利用率和环境相容性,相关研究成果发表多篇研究论文在Chem. Eng. J., Green Chem., ACS Appl. Mater. Interf.等学术期刊上。

农药在稳定农业生产和发展、保障粮食安全等方面发挥了重要的作用,然而目前所使用的部分农药产品仍然缺乏足够的有效性和安全性,一方面以有机溶剂和表面活性剂为主的农药助剂对非靶标生物和环境构成潜在风险,另一方面农药有效成分在田间施用时易受高温、光照、雨水冲刷等环境因素影响而流失,导致药效低且不稳定,不能满足可持续农业发展的需要。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,其中自组装纳米递送系统可利用农药分子与农药/高分子材料之间的非共价键作用自发形成高度分散体系,具有较高的农药负载率和传送效率,体系中不含溶剂、表面活性剂等化学添加剂,是提高农药有效利用率和改善农药与环境相容性的重要途径。

该团队以阿维菌素、多杀菌素等为模式农药,根据农药的化学结构特征,利用非共价键作用的分子识别组装、离子液体等策略,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:包括无助剂添加多杀菌素自组装溶胶、基于靶向传输和植物营养功能的氯虫苯甲酰胺控释剂、以活性成分离子液体为模板的阿维菌素多功能微囊制剂等,并对其理化性质、生物活性、环境效应进行测试与评估,揭示了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;实验结果表明,与传统农药制剂相比较,所制备的功能化农药剂型产品可有效地提高农药对靶标生物的防控效果,还降低了农药对非靶标生物的毒性,提高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,通过在全国多地的实际应用,新剂型产品表现出传统剂型不可比拟的诸多优异特性,深受农户的欢迎。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相关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。新剂型产品将为有害生物综合治理提供高效安全的物质保障,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途径和思路,从而实现农业绿色可持续发展。相关研究工作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,依托中国农业大学植物保护学院,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,坚持学院“覃思精研、敦本致远”的优异作风,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 韩绍暄


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