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“Enzyme-responsive nanocarrier for co-delivery of pesticide and fertilizer to promote corn growth and control the Ostrinia furnacalis”的研究论文。该研究成功构建了一种酶响应型农药-肥料共递送纳米载药系统——IDC@Leu-DAL NPs，为实现农药化肥减量增效、作物病虫害绿色防控与产量提升协同推进提供了创新性解决方案。
玉米是我国第一大粮食作物，其安全生产直接关乎国家粮食安全。亚洲玉米螟作为玉米主产区的重大钻蛀性害虫，是制约玉米高产稳产的重要生物灾害，传统化学防治存在药剂内吸性差、靶向性不足、持效期短、易引发抗药性与环境风险等问题。同时，传统农业生产中农药与化肥单独施用，普遍存在利用率低、流失严重、协同效应弱、农事操作成本高等痛点，如何实现“防虫-促长”一体化精准调控，已成为推动农业绿色可持续发展的迫切需求。
为破解上述核心难题，团队以天然可再生、可完全生物降解的脱甲基木质素为载体原料，耦合具有促生长、抗逆功能的L-亮氨酸，基于自组装与静电吸附作用，成功构建了负载杀虫剂茚虫威的酶响应型纳米载药系统IDC@Leu-DAL。该系统为绿色水基配方，不含有毒有机溶剂，纳米颗粒粒径均一（平均粒径253.7 nm），载药量高达48.06%，包封率达45.06%，具备优异的储存稳定性与害虫中肠酶响应智能释放特性，可在靶标害虫体内精准降解释药，大幅提升农药有效利用率。
研究表明，IDC@Leu-DAL NPs可以克服常规茚虫威制剂内吸性差的技术短板，在玉米植株内实现由根向叶与由叶向根的双向传输，精准靶向富集于玉米螟危害的茎秆部位，对亚洲玉米螟展现出优于市售常规茚虫威制剂的杀虫活性。同时，该系统兼具高效纳米肥料功能，载体中的L-亮氨酸可有效上调玉米氮代谢关键酶活性，促进植株光合碳同化，激活抗氧化防御系统，协同提升玉米的生长速率、氮肥利用效率与非生物胁迫抗逆能力，真正实现“一次施用、防虫促长双重功效”。在生物安全性方面，该纳米载体采用全生物基原料，可自然降解，对玉米种子萌发与植株生长无不良影响，展现出优异的生态相容性。此外，该系统还显著提升了农药的叶面粘附持留能力，进一步增强了其田间实际应用潜力。
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杨荣杰为论文第一作者，赵晨副教授与张志祥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）、 国家自然科学基金（32472590）、绿色农药国家重点实验室科研基金（GPLSCAU2024007）以及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.2025.147784
