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  農藥的廣泛使用雖然可以顯著提高農作物產量和質量，但由于液滴漂移、生物降解等作用會造成超過90%的活性成分流失到周圍環境中。將農藥包埋在控釋載體中是降低農藥降解性和非靶標毒性，提高農藥的穩定性，延長農藥持續釋放時長的一種有效措施。然而傳統的單一農藥遞送系統無法控制多種害蟲對作物的損害。這意味著在作物的生長周期內需要額外施用其他農藥才能實現多蟲害控制，此舉增加了人力、物力和時間成本。因此，根據作物生長過程中可能出現的病蟲害，通過加載不同的農藥組合，開發基于多種農藥以實現定期、定點和定量精準遞送的控釋系統在發展綠色農業方面具有重要潛力。

  近日，廣西大學林寶鳳教授團隊報道了一種以β-環糊精（β-CD）和海藻酸鈉（SA）為載體制備雙農藥遞送系統（EB/β-CD/DNF/SA）的方法。其中，β-CD可以捕獲疏水性EB，SA和鈣離子用于封裝DNF和EB/β-CD包合物。研究結果表明，EB/β-CD/DNF/SA實現了高載藥量和對農藥EB和DNF的動態控釋。在37℃或pH=5.7條件下，DNF釋放更為顯著；而且該載體還表現出pH響應和溫度響應的釋放特性，能夠選擇性控制和協同抑制小菜蛾幼蟲和蚜蟲。通過LC₅₀結果可知，EB/β-CD/DNF/SA減少了實現相同殺蟲效果所需農藥EB和DNF的用量。此外，EB/β-CD/DNF/SA中EB和DNF的半衰期分別為13.03 h和11.24 h，比游離EB和DNF增加了2倍和2.5倍，證實了EB/β-CD/DNF/SA載體的優異穩定性。與未包封的農藥相比，EB/β-CD/DNF/SA具有優異的抗紫外降解性和良好的生物安全性，可以降低農藥的降解和對非靶標生物毒性，確保生態系統的健康和可持續發展。因此，本工作開發的雙重農藥動態控釋系統突破了傳統單一農藥遞送系統的瓶頸，為控制農作物復雜病蟲害提供新策略。

  該工作以“Biosafe alginate-based dual-pesticides controlled release system for selective control of multiple pests”為題發表于《Chemical Engineering Journal》。論文的共同通訊作者為廣西大學化學化工學院林寶鳳教授、廣西民族大學化學化工學院黃國煥副教授，共同第一作者為2023級碩士研究生羅淑文和2020級碩士研究生劉巖。該研究得到國家自然科學基金（22175045）、廣西自然科學基金重點項目（2021GXNSFDA220005）和國家自然科學基金（22308068）的資助。

圖1 (a) EB/β-CD/DNF/SA凝膠顆粒(a1)和SA/β-CD凝膠顆粒(a2)的宏觀圖片；(b?c) EB/β-CD/DNF/SA(b1?c1)和SA/β-CD(b2?c2)的表面形貌SEM圖像；(d) EB/β-CD/DNF/SA (d1)和SA/β-CD (d2)的截面形貌SEM圖像。

圖2 (a) EB/β-CD/DNF/SA的農藥負載量；(b) 不同材料的釋放行為；(c) pH變化下EB (c1)和DNF (c2)的累積釋放率和釋放速率(c3)；(d) 溫度變化下EB(d1)和DNF(d2)的累積釋放率和釋放速率(d3)。

圖3 (a-b) EB/β-CD/DNF/SA在紫外光照射下的抗光解能力；(c-d) EB/β-CD/DNF/SA一級動力學擬合曲線

圖4 (a)不同濃度EB/β-CD/DNF/SA處理后的種子圖像；(b)種子發芽率；(c)幼苗萌發長度；(d)幼苗生長高度；（e-f）第30天水稻生長照片。

圖5 EB/β-CD/DNF/SA混合毒性試驗。(a)小菜蛾（a1）和蚜蟲（a2）的照片；(b)EB對小菜蛾（b1）和蚜蟲（b2）的死亡率；(c) DNF對小菜蛾（c1）和蚜蟲（c2）的死亡率；(d)小菜蛾（d1）和蚜蟲（d2）的24 h LC₅₀。

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894725055391