纳米农药制剂的发展前景与对策

（中国农业科学院纳米农业研究中心）

农药是保障国家粮食与农产品安全稳定生产的重要物质基础。我国每年化学防治面积已达80亿

亩次，可挽回粮食损失1000亿斤。但是农药在防御农业生物灾害过程中也会产生残留污染等负面影响。

全球每年有460万吨农药用于农业有害生物防治，涉及400余种农药化合物，其中70-90%会残留于

农产品或散逸于土壤、空气及水体环境之中，形成了规模庞大的化学污染源，由此而引发了农产品

残留、生物抗药性，生态退化与生物多样性缺失等一系列食品安全与生态环境问题。当前，运用纳

米科技与新材料等前沿科技手段，发展新一代高效、安全与低残留的纳米农药，已成为未来绿色农

药创新发展的主流。2019年国际纯粹与应用化学联合会，首次公布了未来将改变世界的十大化学新

兴技术，其中纳米农药位居首位，显示了纳米农药在缓解农药残留、昆虫抗药性和生物多样性破坏

等方面的良好发展前景。

“十一五”计划以来，我国科学家在“973”、“863”、“重大科技专项”等国家科技计划支

持下，通过纳米科技、新材料、化工、制药与植保等多学科交叉的协同创新，系统地创立和发展了

绿色纳米农药制备理论与技术体系，在纳米农药设计原理、增效机理、制备技术与工艺集成等方面，

形成了一批完全具有自主知识产权的创新成果，总体研究水平目前处于国际领先地位，形成了中国

的纳米农药学派，为推动我国化学农药提质增效和农业绿色发展奠定了科技基础。主要研究工作进

展如下：一是建立了绿色纳米农药创制原理与方法。采用分子组装、模板合成、晶核析出、配位络合、

化学修饰等纳米材料技术，构建了一批高效、安全的型载药系统及其构型设计、组装合成与功能

调控方法，创立了靶向传输和智能释放等功能的绿色纳米农药创制新模式。利用纳米农药的小尺寸

效应、界面效应、隧道效应、智能表面与环境响应特性，改善了药物理化性质、量效关系、靶标作

用方式与剂量传输特性，实现了药物在空间、时间与剂量上的精准释放，可以大幅度提高有效利用

率、延长持效期、增强药效功能与防治效果。二是创制了一批高效、安全与低残留纳米农药新制剂。

针对30余种大吨位与代表性杀虫剂、杀菌剂与除草剂，开发了纳米微乳剂、混悬剂、胶囊剂、水溶

胶与固体分散体等绿色纳米药物新剂型，判明了其增效减排效果、适用范围、优选剂量与施用方法。

可以提高药效30-50%,延长持效期4-5倍，显著降低残留污染。三是揭示了纳米农药安全性改良机

理。毒理学试验证明纳米农药通过提质增效，降低了农产品残留、环境污染与非靶生物毒副作用，

对作物生长发育无不良影响，也不存在代谢增毒现象，不会引发次生健康与环境风险。四是创立了

纳米农药关键制备技术与工艺装备。发明了熔融乳化法、晶核析出法、微沉淀法与乳液聚合法等纳

米农药核心与共性制备技术体系，建立了量产化生产工艺与装备系统，为大规模推进纳米农药产业

化奠定了基础。

与传统农药相比，纳米农药的主要优势在于：一是改善难溶性药物水溶性，提高生物利用度。

突破了大多数农药难溶于水、水基化分散困难的技术瓶颈，改善了药物水溶性、分散性与传导性