一、 纳米农药时代来了

作者:《农资与市场》传媒 于平平 2023/10/29 9:20:45
自从20世纪80年代纳米材料与纳米技术诞生以来,纳米技术在众多领域都有了重大突破。尤其是近十年来,美国、巴西、印度、日本、加拿大等国家都相继开始了纳米农药的相关研究工作。进入21 世纪后,中国的科研工作者启动了纳米技术在农药制剂领域的研究探索。经过近二十年的积累沉淀,中国的纳米农药技术趋于成熟,不但研发出多种纳米农药新型制剂,而且技术转化和产业化进程不断加快,并在纳米农药预混剂技术领域领跑全球。&

自从20世纪80年代纳米材料与纳米技术诞生以来,纳米技术在众多领域都有了重大突破。尤其是近十年来,美国、巴西、印度、日本、加拿大等国家都相继开始了纳米农药的相关研究工作。进入21 世纪后,中国的科研工作者启动了纳米技术在农药制剂领域的研究探索。经过近二十年的积累沉淀,中国的纳米农药技术趋于成熟,不但研发出多种纳米农药新型制剂,而且技术转化和产业化进程不断加快,并在纳米农药预混剂技术领域领跑全球。

 

2019年,纳米农药被国际纯粹与应用化学联合会评为“未来将改变世界的十大化学新兴技术”的首位。作为纳米农药技术产业化的领军企业,南京善思生态科技有限公司总裁梁冰指出,“纳米农药是未来农药制剂的发展方向,已逐渐成为学界和业界的共识”。

 

什么是纳米农药?

 

2021年,农业农村部批准由中国农业科学院植物保护研究所、农业农村部农药检定所、南京善思生态科技有限公司等单位共同编写制定的《纳米技术农药产品标准编写规范》行业标准通过审定,这是全球较早由官方(政府)批准制定的关于纳米农药的标准。

 

该标准对纳米农药给出的定义是:通过纳米制备技术,使农药有效成分在制剂和使用分散体系中的平均粒径以纳米尺度分散状态稳定存在的农药。

 

纳米载药颗粒是研究和产业化的主流

 

暨南大学博士生导师张子勇教授认为,“目前纳米农药主要分为三类,第一类是有效成分的微粒尺寸小于100纳米,在水中实现表观水溶的体系,如纳米胶束(纳米乳剂、微乳剂)、纳米悬浮剂、纳米凝胶、纳米胶囊等。第二类是有效成分被载体物质所负载形成的纳米载药体系,如纳米球、纳米管、纳米黏土等。载体材料包括有机高分子(壳聚糖、淀粉和纤维素等天然多糖及其衍生物类 ;聚酯、聚脲、聚氨酯、聚醚等不同化学结构合成高分子与齐聚物等)、无机高分子(中空多空纳米二氧化硅、纳米层状黏土、纳米石墨烯、纳米分子筛等)、有机-无机杂化高分子等。第三类是金属或金属氧化物单独使用或与农药合用,包括纳米银、纳米锌、纳米二氧化钛、纳米氧化锌等。从纳米农药的生产工艺难易、生产成本的高低、产品性能的优劣、农户对新科技的接受程度考虑,目前中国纳米农药产业化的发展方向是以前两类为主。”

 

出色的性能优势助力做大做强

 

纳米农药备受业界关注原因之一就在于,相比传统农药剂型,纳米农药有着出色的性能。

邦农达(潍坊)作物科学有限公司营销总监高志国介绍说,对于农药来说,微粒的尺寸直接影响到药效。同样质量的药物,其有效成分的微粒尺寸越小,能够接触作物的面积就更大,接触生物靶标就越充分,药效也将更好。

 

纳米农药相当于将传统农药制剂的农药微粒“掰开揉碎”。善思生态公司总裁梁冰形象地比喻,“传统悬浮剂的微粒尺寸通常在2微米,如果将它的微粒尺寸降至相应的纳米尺寸即2纳米,就如同将一个直径2米的大球,分散成直径2毫米的小米粒,其微粒数量就可以增加 10 亿倍,表面积可增加 1000 倍。如果将农药微粒比喻成‘地雷’,一个变成10亿个,害虫触雷的概率是不是就增大了

 

许多倍?因此,纳米农药对靶标具有更高的传输效率和吸收性,可以大幅提升农药的利用率,即使减少农药用量仍然可以实现更好的防治效果。”

仲恺农学院、广东省农业纳米共性关键技术创新团队首席专家周新华指出,纳米农药能够有效进入植物、真菌、害虫体内,提高药效性能与利用率,助推实现减药增效与农业绿色发展目标。

 

总而言之,与传统农药剂型相比,纳米农药剂型具有高效、安全、经济、环保四大突出性能优势,符合国家农药减量增效政策,是大势所趋。但需要指出的是,纳米农药并不是天生的“绿色”,它是否具有生态友好性能,取决于所使用的助剂和载体物质的性质。

 

国内研发到应用已步入产业化发展阶段

 

国内对纳米农药的研究与欧美国家同时起步,不仅论文发表数量居世界第一,而且产业化发展进程也处于世界领先水平。

 

暨南大学博士生导师张子勇教授表示,我国纳米农药的发展过程大致可以分成三个阶段:

2007 年以前,属于起步摸索阶段。这一阶段,能够借鉴或参考的文献资料不多,研究者大都从事纳米农药探索性研究和实验,主要集中在制备方法和表征上,关注如何能制备出纳米农药,如何表征它的性能。在此基础上,研究者开始逐渐建立和加深对纳米农药种类和形态的认知。

 

2007-2015年,属于创新研究阶段。这一阶段,越来越多的研究者投入到纳米农药相关领域的研究中。研究结果丰富了人们对纳米农药的认知,制备出了不少种类的纳米农药类型,在国际上有众多研究论文发表,中国研究论文的发表数量曾在一个时间段占据国际首位,取得了不凡的实验室研究进展。

 

2015年至今,属于产业化发展阶段。这一阶段,在农药制剂领域,纳米农药开始出现在制剂产品、无人机植保等众多应用中,纳米农药从研发到应用出现了质的飞跃。

 

据了解,2007年,国家自然科学基金委就批准了第一个纳米农药研究课题项目,并在此后十年内连续资助暨南大学三项研究课题,完成了从基础研究到产业化关键问题的突破,为2015年纳米农药的产业化奠定了基础。2014年,纳米农业领域的第一个国家重大科学研究计划项目启动。2020年,中国农业科学院宣布启动科技创新工程院级重大科研任务—农业纳米药物靶向递送机理研究与新产品创制。

 

经过十余年的科研攻关,我国逐渐建立起了具有完全自主知识产权的纳米农药核心制备技术体系,在国际上具有领先优势。

 

政策利好是产业发展助推器

 

一个产业的发展与繁荣离不开国家政策的助推,国内纳米农药产业能够迅猛发展,政策利好是强劲的助推器。

 

近几年,国家陆续出台了有关纳米农药的多项政策和文件:

 

2017年2月,中国农业科学院发布《“跨越 2030”农业科技发展战略》指出,争取在纳米农药、分子设计育种、智慧农业技术方面实现重大突破。

 

2018年7月,农业农村部印发的《农业绿色发展技术导则(2018-2030)》指出,重点研发纳米智能控释肥料、绿色环保型纳米农药,新型可降解地膜及地膜制品、农产品包装材料与环境修复制品。

 

2022年1月,农业农村部会同国家发展改革委、工业和信息化部等八部门联合印发的《“十四五”全国农药产业发展规划》明确指出,倡导纳米技术在农药剂型上的创新应用,鼓励企业充分利用新工艺、新技术,大力发展水基化、纳米化、超低容量、缓释等制剂,适应大中型施药器械和多元化用药需求。

 

2022年5月,中国农业科学院植物保护研究所、农业农村部农药检定所和南京善思生态科技有限公司等单位起草行业标准《农药纳米制剂产品质量标准制订规范》。

 

2022年7月,农业农村部在对十三届全国人大五次会议第5084号建议答复中表示,大力发展推广应用纳米化农药多元复配技术,推动产业化发展。2018年以来,持续开展纳米化农药单剂和多元复配制剂防治病虫害试验示范,结果表明纳米农药具有良好的防效,明显提高田间作业效率,深受专业化防治服务组织好评和欢迎。下一步,农业农村部、科技部将继续支持纳米农药科技研发和产品创制。

 

2023年6月5日,农业农村部发文《农业农村部办公厅关于推介发布2023年农业主导品种主推技术的通知》(农办科[2023] 15号),善思生态公司的“纳米农药预混技术”被列为2023年农业主推技术“植保类”首位。

 

国家多项政策的助推,为纳米农药产业化的蓬勃发展积聚了人才、资金等力量。多个项目的推进及前沿研究在极大地推动了国内纳米农药产品升级换代的同时,也为抢占国际纳米农药产业制高点和话语权、增强竞争力打下坚实基础。

 

无疑,我国已经驶入纳米农药发展的快车道,产业化迎来了蓬勃发展的新局面。