納米科技讓農藥變“綠”

賀春祿

納米農藥可以顯著改善農藥有效成分的生物活性、利用率和持效期，降低農藥施用量和施用次數，減少農藥流失和加速殘留物降解。

中國用世界7%的耕地面積養活了全球22%的人口，其中農藥對防御重大生物災害、保證我國糧食安全方面的作用無疑功不可沒。

當前化學防治仍然是防御重大生物災害不可替代的技術手段，如何有效控制農藥殘留污染，一直是困擾我國農業生產與食品安全的一大難題。如何才能找到兩全之策，既能用農藥保證糧食、蔬果等農產品產量，又能不污染食物與環境？

作為我國納米農業領域的首個“973”計劃項目，近日由中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所（簡稱農科院環發所）牽頭實施的“利用納米材料與技術提高農藥有效性與安全性的基礎研究”，就是創新性地將納米科技與農藥相結合，在緩解傳統化學農藥殘留污染方面進行的積極探索與開拓性嘗試。

傳統農藥的弊端

項目首席科學家、農科院環發所研究員崔海信日前接受筆者專訪時指出，利用納米材料與技術，創制高效、安全的綠色農藥新制劑，降低食品殘留與環境污染，是保障國家糧食安全、食品安全與生態安全的重大戰略需求。

我國的農業生物災害發生非常頻繁，常年發生的重大病蟲害有100余種，化學防治是確保糧食與農產品安全穩定生產的必要手段。

目前，我國已是全球第一農藥生產和使用大國，每年化學防治面積70億畝次、農藥使用量達200多萬噸。經過多年的發展，我國已形成了較為完整的農藥產業體系，為農業的持續穩定增產發揮了保駕護航作用。目前，我國農藥產量已達300萬噸（折原藥），產值超過2600億元。

但是，目前我國生產和使用的高效與環保農藥制劑比重不高，品種仍以乳油、可濕性粉劑等傳統劑型為主，存在大量使用有機溶劑、粉塵飄移、分散性差等局限性，有效利用率普遍偏低。

這些傳統農藥劑型在田間施用過程中因風吹、日曬、雨淋造成的有效成分流失可達70%～90%，如以被保護的作物為實際靶標，有效利用率一般不到30%，如以有害生物實際受藥量計算，多數情況下利用率不足0.1%。

農藥的長期大量與低效施用，致使我國許多地區的糧食、蔬菜、水果，以及土壤、水體中的農藥殘留嚴重超標，不僅對生物及人體健康構成了嚴重威脅，也導致了生態系統的結構和功能的破壞。

因此，運用現代前沿科技手段，發展先進的農藥劑型加工技術，提高農藥有效利用率，降低其在非靶標區域和環境中的投放量與殘留污染，對于緩解我國當前的農藥殘留與環境污染，保障國家糧食、食品與生態安全，促進農藥產業的可持續發展具有重要意義。

納米農業受關注

目前，農藥殘留污染造成的食品安全、健康風險與生態環境問題，已經引起了政府與全社會的高度關注。為緩解農藥殘留污染，2013年農業部與衛生部聯合發布了國家食品安全新標準《食品中農藥最大殘留限量》。

崔海信告訴筆者，當前利用納米材料與技術發展納米農藥新劑型，已經成為國際納米農業領域的研究熱點之一，也已在緩解農藥濫用所造成的食品殘留與環境污染等方面顯示了良好的應用前景。

近十年來，美國、巴西、印度、日本、加拿大等國家均相繼開始了相關研究工作。美國環保署（EPA）以及歐洲議會已經頒布了關于納米農藥生產與使用方面的管理規則，美國先正達公司已經開始向市場推出了納米殺菌劑農藥新產品。

我國的納米農藥研究起步相對較晚。鑒于中國農藥食品殘留與環境污染的嚴峻形勢，“十一五”計劃期間，我國部署的“863”計劃項目便已經開始支持農業納米藥物研究，并且取得了重要進展。此次啟動的“973”納米農藥項目，有利于納米農藥制備理論與技術研究的深化與系統推進，加速高效、安全的綠色農藥新劑型創制與應用。

所謂“納米農藥”，是利用納米材料與制備技術，將原藥、載體與輔劑進行有效高效配伍創制的農藥制劑產品。

現代研究工作表明，納米農藥可以顯著改善農藥有效成分的生物活性、利用率和持效期，降低農藥施用量和施用次數，減少農藥流失和加速殘留物降解。

培育新興交叉學科

“前些年由于納米材料與制備技術尚不成熟，納米農藥新產品即使研發成功也會因價格昂貴等因素而無法推廣。如今隨著納米材料制備工藝與生產裝備的長足進步，納米農藥已經迎來了實用化的發展新階段?！贝藓Ｐ耪f。

他表示，通過多學科交叉的協同攻關，納米農藥的發展前景非常廣闊，“這是一個從無到有的過程。以前從事納米研究的不懂農業，學農業的也不懂納米，在該項目的實施過程中，通過不同專業領域專家之間的互相學習、交流與密切合作，可以促進相關學科的相互滲透與融合，逐漸發展成農業納米科技的專業化學術隊伍”。

在項目計劃實施的五年間，崔海信與研究團隊將以阿維菌素（農藥生物）、高效氟氯氰菊酯（仿生農藥）、氟蟲苯甲酰胺（化學農藥）這三種典型農藥為研究對象，針對單子葉與雙子葉兩種模型作物，系統地開展納米農藥的制備理論與方法研究，以期實現以點帶面，揭示共性規律的目的。

在崔海信看來，在目前國內外銷售的上千種農藥之中，選擇以上三種大噸位與典型農藥作為重點研究，是為了起到“拋磚引玉”的作用。

目前我國納米科技的總體研究水平已經居于世界前列，但是納米農業仍然屬于比較薄弱的邊緣學科。

“農藥是一類品種繁多的化學品，因此納米農藥需要更多的專家來參與開發，才能由點到面全面鋪開，單打獨斗不能從根本上解決問題?！贝藓Ｐ耪f。

但應當引起警惕的是，納米農藥在我國尚未進入商業化階段，但有些商家已經開始以納米技術為賣點進行宣傳，崔海信希望國家相關部門能對此予以重視。

“納米農藥作為一種新生事物，政府有關部門應該從新產品審定、登記與生產流通等諸環節予以嚴格規范與系統管理，并引導農民正確理解與合理使用?！贝藓Ｐ耪f。