中国农科院植保所成功创制基于核壳结构微纳纤维膜的金龟子驱避剂

近日，中国农业科学院植物保护研究所经济作物虫害监测与控制创新团队在《Chemical Engineering Journal》（IF=13.2）上在线发表题为″Integrated UV-protective, water-resistant, and biodegradable core-shell micro/nanofiber mats enabling controlled repellent delivery for sustained pest management″的研究论文。该研究开发了负载华北大黑鳃金龟（Holotrichia oblita）驱避剂的核壳结构微纳纤维膜缓释载体，将其与农用地膜组合使用后形成了兼具″物理阻隔与化学驱避″为一体的金龟子防控技术，为农业害虫绿色防治提供了一种兼具高效性、环境友好性与可持续性的新型解决方案。

华北大黑鳃金龟是作为典型的地下害虫，其生活史隐蔽且抗逆性强。近年来，受耕作制度调整、秸秆还田推广及气候变暖等多重因素影响，其危害日趋严重。目前，开发针对成虫的行为调控剂已成为高效、安全的防控策略之一，而利用同轴静电纺丝技术制备的核壳结构微纳纤维膜，能够有效包封此类调控剂，显示出良好的应用潜力。然而，现有微纳纤维仍存在抗紫外线性能弱、疏水性不足等缺陷，严重影响其在田间的有效使用寿命。因此，迫切需要从材料与技术层面入手，对现有纤维体系进行抗逆性优化与迭代升级。

本研究针对华北大黑鳃金龟成虫，研发了一种由植物来源的2-乙基-1-己醇和1,8-桉油精组成的高效驱避剂配方。随后，将此驱避剂与聚环氧乙烷（PEO）混合，并借助同轴静电纺丝技术将其封装于微纳纤维的核层。该纤维壳层选用可生物降解且具备高疏水性的聚乳酸（PLA）和聚己内酯（PCL）作为基础材料，同时掺杂了1%的紫外吸收剂UV-327。核壳纺丝溶液中的各组分呈现出良好的化学相容性，且溶液具备优异的可纺性。驱避纤维膜中2-乙基-1-己醇和1,8-桉油精的封装率分别为75.10%和67.17%，能够有效缓解驱避剂的初始突释问题。室内行为学试验显示，该驱避纤维膜对雌雄成虫的驱避活性至少可持续60天。此外，驱避纤维膜在抗紫外、疏水、机械以及自然降解等方面表现出优良的性能。在田间将驱避纤维膜与农用地膜结合应用后，形成了集阻隔和驱避功能于一体的绿色防控技术，实现了对华北大黑鳃金龟的高效防控。本研究所制备的融合多种功能的驱避纤维膜，提供了一种精巧的可替代传统载体的方式，有助于丰富农业生产的绿色投入要素。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472601123X

来源: 中国农业科学院植物保护研究所