近日，华南农业大学植物保护学院/绿色农药全国重点实验室赵晨/张志祥教授团队在国际知名刊物Chemical Engineering Journal (1区，影响因子13.3)，发表了题为″Double-layer nanopesticide for duckweed management: Employing natural α-Terthienyl to disrupt the leaf epidermal to enhance the efficacy of prometryn″的研究论文。该论文报道了一种以环保壳聚糖为载体，α-三联噻吩和扑草净作为除草活性成分，设计构建了双层装载-逐层控释的纳米农药体系，可高效控制稻田杂草浮萍和显著降低扑草净的用量。
α-三联噻吩(α-terthienyl，α-T)，作为一种重要的植物源光活化农药活性分子，广泛存在于万寿菊、孔雀草、黄缨菊等植物中。在太阳光下发生能级跃迁，与水和氧气产生大量单线态氧，从而导致质膜过氧化，破坏生物细胞结构，干扰正常代谢。在不影响作物正常生长的条件下，结合α-T的光活化特点，设计低剂量α-T与低剂量扑草净进行联合控制稻田浮萍方案，提出α-T先氧化突破蜡质层″屏障″促进扑草净的系统除草效果思路，从而实现减少化学农药的用量目的。
利用壳聚糖和羧甲基壳聚糖将α-T和扑草净(PMT)进行分层组装包埋(外层：α-T，内层：PMT)，制备了pH响应型纳米农药(α-T/PMT NPs)。α-T/PMT NPs外层的α-T首先被释放，快速光活化破坏叶表皮，而叶片损伤处流出酸性组织液进一步加速纳米颗粒内层PMT活性成分在浮萍内部的释放，协同增强对浮萍的控制效果。同时，α-T/PMT NPs具有优异的光稳定性(无释放介质时)、叶面润湿性和抗淋洗性。
在0.4倍田间推荐使用剂量下，α-T/PMT NPs对浮萍的除草活性显著高于PMT悬浮液，第7天的防效分别为67.16%和39.03%。浮萍生理生化研究结果表明，α-T/PMT NPs诱导了更严重的叶片氧化胁迫反应，其主要特征是H2O2和O2−水平增加，超氧化物歧化酶(SOD)活性增强，丙二醛(MDA)含量升高。值得注意的是，α-T/PMT NPs喷施在水稻叶片上，并未影响叶片生长和光合作用。α-T/PMT NPs实现了α-T和扑草净逐层释放，有效地抑制了浮萍的生长，同时最大限度地减少了化学除草剂的使用量，这对发展绿色和可持续农业具有重要意义。
华南农业大学植物保护学院/绿色农药全国重点实验室张志祥教授和赵晨副教授为论文的通讯作者，博士生侯瑞权为论文第一作者。该研究得到了国家重点研发计划(2023YFD1701103)，国家自然科学基金(32472590)，广东省重点研发计划(2023B0202080001)和绿色农药国家重点实验室研究基金(GPLSCAU2024007)的项目资助。
相关论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.163805
来源: SCAU绿色农药全国重点实验室
