近日,华南农业大学植物保护学院/绿色农药全国重点实验室赵晨/张志祥团队,在国际知名刊物《Chemical Engineering Journal》(1区,IF=13.2)上,发表了题为“A Zn-MOF with Ultra-High Encapsulation Efficiency Modified with Pectin for Targeted Fungicide Delivery AgainstFusarium graminearum”的研究论文。该研究成功构建了一种基于果胶修饰的锌基金属有机框架纳米载药系统——Pyr@ZIF@P,为实现农药精准递送与病害绿色防控提供了新策略。
土传病害作为制约农作物安全生产的全球性难题被称作作物的“隐形杀手”,防治难度极大。如何有效抵达根部病害部位防治是农业可持续发展的重要难题。为解决这一核心痛点,研究团队运用金属有机框架材料,通过创新“一锅法”合成工艺,开发出超高包封率(97.42%)、载药率(20.59%)的纳米载药内核(Pyr@ZIF-NH₂),并进一步利用利用天然多糖果胶改性,打造pH/果胶酶双重响应释放特性的纳米颗粒Pyr@ZIF@P用于防治小麦茎基腐病。
研究成果表明,Pyr@ZIF@P粒径均一(平均粒径119.7 nm),具有pH/果胶酶双重响应特性,可将农药的光稳定性较吡唑醚菌酯悬浮剂提高4.67倍,极大地延长药效寿命。在杀菌性能(EC50=0.0582 mg/L)上表现出优于吡唑醚菌酯悬浮剂对小麦茎基腐病菌的体外杀菌活性和盆栽防治效果。该产品有效降低对蚯蚓的急性毒性并对作物生长安全,充分体现了绿色与智能化的设计理念。
该产品还展现出良好的“吸收传导”能力。叶面喷施后,Pyr@ZIF@P在叶片上具有更好的保留与耐雨水冲刷能力,并能更有效地向下输送至茎部和根部,增强对小麦茎基腐病的防控效果。灌根处理后,活性成分能向上输送并在茎部富集,进一步提升了对根部病害的防治效率。
华南农业大学植物保护学院/绿色农药全国重点实验室硕士生朱诗琪、博士生常金哲为论文的共同第一作者,张志祥教授和赵晨副教授为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2023YFD1701103))和广东省重点研发计划(2023B0202080001)的项目资助。
相关论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.169569