草害是农业生产中三大生物灾害之一。杂草种类多，危害大，每年导致世界粮食产量损失相当于约10亿人的口粮。我国粮食作物播种面积85%以上受杂草危害，每年造成直接经济损失约1,200亿元。现有化学防治是稻田杂草防控的主要措施。但目前除草剂制剂品种仍以乳油、可湿性粉剂等传统剂型为主，存在大量使用有机溶剂、环境风险、分散性差等局限性，有效利用率普遍偏低。利用与借助纳米技术等现代前沿科技手段，提高除草剂对靶标杂草的沉积效率，减少其向非靶标生物的迁移和环境污染，是解决这几类问题的有效策略之一。

       1月11日，农业化学知名期刊《农业与食品化学杂志》（Journal of Agricultural and Food Chemistry，IF=5.895）在线发表了题为《负载氰氟草酯以增强除草活性的自组装球形共价有机框架结构》（“Self Assembled Sphere Covalent Organic Framework with Enhanced Herbicidal Activity by Loading Cyhalofop-butyl”）的原创性研究论文。湖南省农业科学院、湖南省农业生物技术研究所为该论文第一完成单位，柏连阳院士、中国农业科学院赵鹏跃副研究员、谢勇博士为该论文的通讯作者，湖南省农业生物技术研究所邓希乐副研究员第一作者。该论文在前期发现离子型有机共价材料可以作为农药载药材料提高除草剂药效，用于杂草防控（Deng，et al. 2021, Chemical Engineering Journal）的基础上对研究进行了扩宽。利用球形有机共价材料（SCOF）室温下自组装的特性，有效负载中性除草剂分子氰氟草酯，克服了离子型COF只能负载具有强电荷药物分子，以及在高温下利用COF自组装性质负载农药小分子易变性的不足。负载后的SCOF材料具备载药量大（57%）、尺度小、易被杂草吸收、促进氰氟草酯溶解和抗紫外降解的特性，能够有效地提高氰氟草酯对靶标杂草和千金子的药效（在150 g a.i./hm2施用条件下，与商品化氰氟草酯乳油制剂相比，分别对千金子和稗草的防效提高70.79%和67.76%）。

       3月2日，国际纳米毒理学知名期刊《环境科学纳米》（Environmental Science-Nano，IF= 9.473）在线发表了题为《一种基于MOF材料构建的除草剂丙草胺和安全剂AD-67的pH响应型双控制释放体系用于增强除草效果及减少负面作用》（“A MOF based pH-responsive dual controlled release system for herbicide Pretilachlor and safener AD-67 delivery enhances the herbicidal efficacy and reduces the side effects”）的原创性研究论文。湖南省农业科学院为该论文第一完成单位，柏连阳院士、西南大学钱坤教授、邓希乐副研究员为该论文的通讯作者，西南大学硕士生郭琨宴为第一作者。研究论文针对商品化丙草胺制剂存在的大量使用有机溶剂、环境风险、分散性差、有效利用率普遍偏低等局限性，基于金属-有机框架材料（MOF）在酸性条件缓慢降解的特性，采用先封装丙草胺，再自组装吸附安全剂AD-67的制备策略，构建了基于水稻田微酸性环境的除草剂-安全剂的智能双控制释放体系。位于载体表面的安全剂AD-67可以快速释放，以激活水稻体内解毒通路，提高水稻体内解毒酶谷胱甘肽巯基转移酶（GSTs）的活力和谷胱甘肽（GSH）的含量，从而保护水稻幼苗免受丙草胺引起的伤害，而丙草胺可以基于pH值缓释体系缓慢释放，使得制备的双控释制剂除草效果更好，且持效期更长。此外，构建的除草剂-安全剂双控制释放体系能显著降低丙草胺对土壤中蚯蚓的毒性（96小时LC50值仅为丙草胺乳油制剂的1/6）。该研究有望解决限制丙草胺在农田实际应用中的诸多缺陷、为丙草胺高效低毒利用及与安全剂组合施用提供了新技术、新策略、新方法。

       系列论文研究得到国家自然科学基金项目、国家重点研发计划子课题、湖南省自然科学基金优秀科学家基金项目等项目的资助。

       论文链接：

       https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.2c07616

       https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/en/d2en01093c/unauth