噻虫嗪纳米控释剂的理化性质与生物效应、环境效应关系模型研究

本课题针对目前农药大量使用造成农产品农药残留超标与农业生态环境日益恶化的现状，开展农药纳米控释剂的应用基础研究。拟以新型杀虫剂噻虫嗪为模式药剂，在SiO2、CaCO3等无机纳米材料制备过程中将农药分子键合包覆制备成纳米控释剂，对其理化特性进行定性定量表征；研究噻虫嗪纳米控释剂的释放动力学行为、生物效应和环境效应；应用MathCAD、matlab等软件进行数据处理分析确定制约该控释剂生物效应、环境效应的关键因子，明确高效、环境相容性好的农药纳米控释剂的理化特征和制备工艺，建立该纳米控释剂的理化性质与生物效应、环境效应的关系模型。预期成果将为新型高效农药制剂的开发研究和科学使用提供新的思路和方法，对农业可持续发展及农产品与生态环境安全具有重要意义。

化学农药由于其高效、经济、容易操作等特点广泛应用于提高农产品的品质和产量，然而传统农药因极易受到环境影响降解而导致利用率极低，因此大量重复使用化学农药导致环境的污染和资源的浪费。本项目针对农药大量使用造成农产品农药残留超标与农业生态环境日益恶化的现状，开展农药纳米控释剂的应用基础研究。分别以杀虫剂噻虫嗪、阿维菌素、甲氨基阿维菌素，杀菌剂戊唑醇、井冈霉素、咪鲜胺、春雷霉素，生长调节剂萘乙酸为模式药剂，采用物理、化学的方法将农药分子与纳米SiO2、纳米CaCO3、壳聚糖、羧甲基纤维素、海藻酸等载体材料通过物理包覆和化学键合的方法制备成微（纳）米控释剂，并通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、红外光谱（FT-IR）、紫外光谱（UV）、热重分析（TG）、比表面积（BET）及孔隙率测定（Porosity）、X射线衍射（XRD）、高效液相色谱（HPLC）等方法和手段对其理化特性进行定性定量表征；研究在不同环境条件下（温度、酸碱、光照等）控释剂的释放动力学行为、生物效应，明确了高效、环境相容性好的农药纳米控释剂的理化特征和制备工艺，初步建立了该类纳米控释剂的理化性质与生物效应的关系模型。结果表明，纳米控释剂的理化特性由制备工艺决定，其结果决定了其生物效应与环境效应；纳米缓释剂的缓释特性与产品的粒径、环境温度、酸碱、pH等均有关系；与传统制剂比较，缓释剂具有较好的生物效果和持效期，且生物效果可通过优化制备工艺得到较好的实验结果；缓释剂与传统制剂相比较具有较小的环境毒性（植物、鱼类）；其研究成果将为新型高效农药制剂的开发研究和科学使用提供新的思路和方法，对农业可持续发展及农产品与生态环境安全具有重要意义。