納米農藥制劑的發展前景與對策

（中國農業科學院納米農業研究中心）

農藥是保障國家糧食與農產品安全穩定生產的重要物質基礎。我國每年化學防治面積已達80億

畝次，可挽回糧食損失1000億斤。但是農藥在防御農業生物災害過程中也會產生殘留污染等負面影響。

全球每年有460萬噸農藥用于農業有害生物防治，涉及400余種農藥化合物，其中70-90%會殘留于

農產品或散逸于土壤、空氣及水體環境之中，形成了規模龐大的化學污染源，由此而引發了農產品

殘留、生物抗藥性，生態退化與生物多樣性缺失等一系列食品安全與生態環境問題。當前，運用納

米科技與新材料等前沿科技手段，發展新一代高效、安全與低殘留的納米農藥，已成為未來綠色農

藥創新發展的主流。2019年國際純粹與應用化學聯合會，首次公布了未來將改變世界的十大化學新

興技術，其中納米農藥位居首位，顯示了納米農藥在緩解農藥殘留、昆蟲抗藥性和生物多樣性破壞

等方面的良好發展前景。

“十一五”計劃以來，我國科學家在“973”、“863”、“重大科技專項”等國家科技計劃支

持下，通過納米科技、新材料、化工、制藥與植保等多學科交叉的協同創新，系統地創立和發展了

綠色納米農藥制備理論與技術體系，在納米農藥設計原理、增效機理、制備技術與工藝集成等方面，

形成了一批完全具有自主知識產權的創新成果，總體研究水平目前處于國際領先地位，形成了中國

的納米農藥學派，為推動我國化學農藥提質增效和農業綠色發展奠定了科技基礎。主要研究工作進

展如下：一是建立了綠色納米農藥創制原理與方法。采用分子組裝、模板合成、晶核析出、配位絡合、

化學修飾等納米材料技術，構建了一批高效、安全的型載藥系統及其構型設計、組裝合成與功能

調控方法，創立了靶向傳輸和智能釋放等功能的綠色納米農藥創制新模式。利用納米農藥的小尺寸

效應、界面效應、隧道效應、智能表面與環境響應特性，改善了藥物理化性質、量效關系、靶標作

用方式與劑量傳輸特性，實現了藥物在空間、時間與劑量上的精準釋放，可以大幅度提高有效利用

率、延長持效期、增強藥效功能與防治效果。二是創制了一批高效、安全與低殘留納米農藥新制劑。

針對30余種大噸位與代表性殺蟲劑、殺菌劑與除草劑，開發了納米微乳劑、混懸劑、膠囊劑、水溶

膠與固體分散體等綠色納米藥物新劑型，判明了其增效減排效果、適用范圍、優選劑量與施用方法。

可以提高藥效30-50%,延長持效期4-5倍，顯著降低殘留污染。三是揭示了納米農藥安全性改良機

理。毒理學試驗證明納米農藥通過提質增效，降低了農產品殘留、環境污染與非靶生物毒副作用，

對作物生長發育無不良影響，也不存在代謝增毒現象，不會引發次生健康與環境風險。四是創立了

納米農藥關鍵制備技術與工藝裝備。發明了熔融乳化法、晶核析出法、微沉淀法與乳液聚合法等納

米農藥核心與共性制備技術體系，建立了量產化生產工藝與裝備系統，為大規模推進納米農藥產業

化奠定了基礎。

與傳統農藥相比，納米農藥的主要優勢在于：一是改善難溶性藥物水溶性，提高生物利用度。

突破了大多數農藥難溶于水、水基化分散困難的技術瓶頸，改善了藥物水溶性、分散性與傳導性