行業(yè)資訊

　　農(nóng)藥作為“作物安全衛(wèi)士”,在防御重大生物災害和維持糧食安全穩(wěn)定生產(chǎn)方面發(fā)揮了不可替代作用。據(jù)有關部門統(tǒng)計,我國每年農(nóng)作物化學防治面積已達80億畝次,可挽回糧食損失1000億斤以上,然而我國單位面積農(nóng)藥用量比世界平均水平高出2.5倍,有效利用率低于歐美發(fā)達國家11-20個百分點,農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)面臨著向綠色高效加速轉型發(fā)展新挑戰(zhàn)。

　　“納米農(nóng)藥”系指采用納米技術創(chuàng)制的具有納米尺度(＜100nm)或納米載體結構的農(nóng)藥新劑型,可以顯著改善農(nóng)藥有效性、安全性、靶標特異性與生物抗藥性,作為未來綠色農(nóng)藥創(chuàng)新發(fā)展之主流,已被國際純粹與應用化學聯(lián)合會評選為將改變世界的重大化學新興技術之一。

　　“十一五”計劃以來,在“863計劃”、“973計劃”、重點研發(fā)計劃、自然科學基金等國家科技項目支持下,中國農(nóng)業(yè)科學院納米農(nóng)業(yè)研究中心(環(huán)發(fā)所)與植物保護研究所、中國科學院化學所、國家納米科學中心、以及清華大學與天津大學等相關優(yōu)勢科研單位,通過長期多學科交叉的協(xié)同創(chuàng)新,在納米農(nóng)藥理論與應用上取得了系統(tǒng)性與開拓性研究進展,突破了納米農(nóng)藥組裝合成、劑型設計、制備過程與工藝集成等關鍵理論與技術制約瓶頸,形成了完全具有自主知識產(chǎn)權的納米農(nóng)藥核心制備技術體系,為推動我國農(nóng)藥工業(yè)轉型升級和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展奠定了科技基礎。目前我國納米農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)化已呈蓄勢大發(fā)之勢,在農(nóng)業(yè)部等相關主管部門支持下納米農(nóng)藥行業(yè)標準也即將出臺。

　　我國納米農(nóng)藥研究取得如下重大進展：

　　一是建立了綠色納米農(nóng)藥創(chuàng)制原理與方法。采用分子組裝、模板合成、晶核析出、配位絡合、化學修飾等納米材料制備技術,構建了一批高效、安全的新型納米載藥系統(tǒng)及其構型設計、組裝合成與功能調控方法,創(chuàng)立了具有靶向傳輸和智能釋放等功能的綠色納米農(nóng)藥創(chuàng)制新模式。利用納米農(nóng)藥的尺寸效應、界面效應、隧道效應、智能傳輸與環(huán)境響應特性,改善了藥物的理化性質、量效關系、靶標作用方式與劑量傳輸特性,實現(xiàn)了藥物在空間、時間與劑量上的精準釋放,可以顯著提高農(nóng)藥有效利用率、延長持效期、增強藥效功能與防治效果。

　　二是創(chuàng)制了一批高效、安全與低殘留納米農(nóng)藥新制劑。針對大噸位與主導性殺蟲劑、殺菌劑和除草劑,開發(fā)了納米微乳劑、混懸劑、膠囊劑、水溶膠與固體分散體等綠色納米農(nóng)藥新劑型,判明了其增效減排效果、適用范圍、優(yōu)選劑量與施用方法?？梢云骄岣咚幮?0-50%,延長持效期4-5倍,顯著降低殘留污染。

　　三是揭示了納米農(nóng)藥安全性改良機理。毒理學試驗證明納米農(nóng)藥通過提質增效,降低了農(nóng)產(chǎn)品殘留、環(huán)境污染與非靶標生物毒副作用,對作物生長發(fā)育無不良影響,不會引發(fā)次生健康與環(huán)境風險。

　　四是創(chuàng)立了納米農(nóng)藥關鍵制備技術與工藝裝備。發(fā)明了熔融法、晶核析出法、微沉淀法與乳液聚合法等納米農(nóng)藥核心共性制備技術體系,建立了量產(chǎn)化生產(chǎn)工藝與裝備系統(tǒng),為大規(guī)模推進納米農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎。

　　與傳統(tǒng)農(nóng)藥相比納米農(nóng)藥的主要優(yōu)勢在于：一是改善難溶性藥物水溶性,提高生物利用度。突破了70%的傳統(tǒng)農(nóng)藥難溶于水、水基化分散困難的技術瓶頸,改善了藥物水溶性、分散性與傳導性,促進了靶向傳輸與吸收利用。二是提高葉面附著與滯留能力,抑制藥劑脫靶與流失。克服水稻、小麥、玉米等疏水性葉面藥液沉積障礙,減少藥液脫落、粉塵漂移、雨水沖刷等藥效損失,大幅度提高有效利用率。三是增強對靶精準釋藥性能,減少施藥劑量與作業(yè)次數(shù)。根據(jù)有害生物防控劑量需求,以最低的有效濃度持續(xù)釋放藥物,改善藥效穩(wěn)定性與持效期,減少農(nóng)藥使用量與施藥次數(shù)。四是實現(xiàn)農(nóng)藥增效減排,提高使用安全性。通過提質增效降低有效防控劑量,減少有害殘留物排放,降低非靶標生物毒性,從而提高食品、環(huán)境與生物安全性。

　　綠色納米農(nóng)藥大規(guī)模推廣應用,可以在以下幾個方面產(chǎn)生重大經(jīng)濟、社會與生態(tài)效益：一是源頭控制農(nóng)藥面源污染,改善食品安全與生態(tài)環(huán)境。我國每年農(nóng)藥制劑使用量超過150萬噸,其中乳油約占30%,消耗有機溶劑與助劑50萬噸。納米農(nóng)藥推廣應用,可以減少農(nóng)藥田間投放量30%以上,杜絕有害溶劑與助劑次生污染,降低農(nóng)藥殘留污染負荷。二是增強重大病蟲害防御能力,推動綠色防控技術發(fā)展。納米農(nóng)藥可以實現(xiàn)對靶精準釋藥,提高生物活性與毒殺作用,從而改善病蟲害防治效果。三是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)本增效,推動綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。納米農(nóng)藥可以減少農(nóng)藥使用量和施藥次數(shù),降低施藥費用和作業(yè)成本,提高農(nóng)產(chǎn)品質量與附加值,增加農(nóng)民收入水平。四是推動農(nóng)藥行業(yè)轉型升級,培育戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)集群。我國是世界最大農(nóng)藥生產(chǎn)與出口國,農(nóng)藥年產(chǎn)量已達380萬噸(折原藥),年產(chǎn)值近2500億元,但產(chǎn)品結構仍以仿制藥和初級原料藥為主,急需加強自主創(chuàng)新水平,發(fā)展高端綠色納米農(nóng)藥新制劑產(chǎn)品。

　　因此發(fā)展高效、安全與低殘留的納米農(nóng)藥新制劑,是深化農(nóng)業(yè)供給側改革,加快農(nóng)業(yè)綠色與高質量發(fā)展的關鍵舉措,具有重大經(jīng)濟、社會與生態(tài)效益。為了繼續(xù)保持我國納米農(nóng)藥研究的國際領先優(yōu)勢,加速推進重大成果產(chǎn)業(yè)化,建議我國農(nóng)政管理機構、以及農(nóng)藥生產(chǎn)管理、市場監(jiān)督與新產(chǎn)品登記部門,進一步采取積極有效對策,加速推進綠色納米農(nóng)藥生產(chǎn)與推廣應用進程。

　　一是加大科技投入與產(chǎn)業(yè)扶持力度,創(chuàng)新“政產(chǎn)學研”協(xié)作機制,加速納米農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)化進程。規(guī)劃和部署一批納米農(nóng)藥科技創(chuàng)新、成果轉化與集成示范項目,組織和協(xié)調優(yōu)勢科研機構與龍頭企業(yè)開展產(chǎn)學研協(xié)作,面向作物重大病蟲害,系統(tǒng)設計一批高效、安全與低殘留的納米農(nóng)藥重大產(chǎn)品,完成生產(chǎn)中試熟化、工藝過程與裝備系統(tǒng)集成,建立生產(chǎn)技術規(guī)范與產(chǎn)品質量標準,推動納米農(nóng)藥規(guī)?；a(chǎn)與推廣應用。

　　二是完善新產(chǎn)品登記與市場準入制度,規(guī)范和引領納米農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。盡快制定和出臺納米農(nóng)藥審定與登記規(guī)則,建立納米農(nóng)藥質量控制與檢測標準,規(guī)范新產(chǎn)品生產(chǎn)、流通與安全使用,保護生產(chǎn)者與消費者合法權益。建立納米農(nóng)藥新產(chǎn)品補貼、生態(tài)補償與公益性服務等推廣激勵制度,加速其推廣應用進程。

　　三是加速綠色納米農(nóng)藥集成示范與推廣應用,構建高效、安全的綠色防控技術體系。組織相關科研機構與農(nóng)技推廣部門,針對重大作物病蟲草害流行與危害規(guī)律,系統(tǒng)開展納米農(nóng)藥提質增效與節(jié)量減排評價試驗。并結合不同主產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境條件,判明各種納米農(nóng)藥適用范圍,優(yōu)化使用劑量與集約化施藥方法,通過集成示范構建安全、高效的綠色防控技術體系與規(guī)模化推廣應用模式,引領綠色種植業(yè)快速健康發(fā)展。
　　“納米農(nóng)藥”是我國農(nóng)業(yè)前沿交叉領域具有國際領先優(yōu)勢的重要研究領域之一,經(jīng)過我國科學家近二十年的系統(tǒng)性探索與原始創(chuàng)新,正在實現(xiàn)從0到1的重大突破。推動其發(fā)展成為變革性綠色農(nóng)藥技術體系,對于促進我國化學農(nóng)藥增效減排,源頭控制殘留污染具有重大意義。

　　為了加強該領域的學術交流、科研協(xié)作與產(chǎn)業(yè)化開發(fā),分享科研成果與科技信息,傳播前沿科技動態(tài),普及新理論與新技術,推動農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展與農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)轉型升級,特此開設“納米農(nóng)藥科學”公眾號,定期發(fā)布和轉載一些行業(yè)動態(tài)、科普文章、政策法規(guī)與科技資訊,歡迎相關領域廣大科技工作者與社會各界人士訂閱、關注與評論。