12月22日，柏连阳院士团队在中科院一区top期刊Journal of Advanced Research（IF=11.4）在线发表了题为“Design of highly leaf-adhesive and anti-UV herbicide nanoformulation for enhanced herbicidal activity”的研究论文。创制了一种具有高叶片黏附性和优异抗紫外性能的新型除草剂纳米制剂，对水稻田恶性杂草稗草展现出增强的除草活性。揭示了其抗紫外线降解和增强叶片附着力的机制，为减少除草剂使用量、提升有效利用率提供了科学依据。

研究内容

除草剂作为杂草防控的重要工具，其便利性、成本效益和实用性已得到广泛认可。然而，传统除草剂在农业应用中常因光解作用、叶片附着力不足及雨水冲刷等因素，导致其利用率较低。因此，迫切需要开发一种具有增强叶片附着力和抗紫外线性能的高效除草剂制剂，以提高除草剂的利用效率，而除草剂纳米制剂是一种理想的制剂。

本研究将除草剂氰氟草酯（CB）负载到MSNs-NH2纳米颗粒（MSNs-NH2）中，利用单宁酸（TA）与Fe3+形成的金属-酚醛网络对MSNs-NH2的孔道进行包覆，成功开发了一种高效防控杂草的新型除草剂纳米制剂 (CB@MSNs-TA-Fe)。TA-Fe包膜层为CB提供了紫外线防护，有效防止其光降解，并作为屏障延缓了CB的提前释放。此外，该包膜层通过改善制剂的表面润湿性，有效增强了液滴在稗草叶片上的铺展性。TA的多酚基团可与叶片蜡质层形成氢键，显著提升制剂在疏水性叶表面的粘附性和抗冲刷性能，进而显著提高活性成分的利用效率。构建的纳米载体MSNs-TA-Fe对水稻、斑马鱼和蚯蚓具有良好的生物安全性。本研究揭示了除草剂纳米制剂在抗紫外线降解和增强叶片粘附性方面的潜在机制，为减少除草剂用量、提高其有效利用率提供了科学依据，从而为农业的可持续发展提供了创新性解决方案。

图1  除草剂纳米制剂CB@MSNs-TA-Fe的合成示意图及其在杂草防控中的潜在应用

图2  在紫外线照射和模拟雨水冲刷条件下，除草剂纳米制剂CB@MSNs-TA-Fe 相比于CB原药和商业化CB制剂对稗草的防治效果

该研究的第一单位为湖南大学生物学院隆平分院，第二单位为岳麓山实验室。本文作者均为柏连阳院士团队成员，湖南大学在读博士生李冬冬为论文的第一作者。湖南农业科学院柏连阳院士、李祖任研究员为该论文的共同通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划、国家麻类产业技术体系岗位科学家、湖南省自科基金项目等经费的资助，同时也得到了岳麓山实验室、农业农村部农药评价重点实验室，杂草生物学及安全防控湖南省重点实验室等平台大力支持。

       原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.12.034。