摘要
“纳米农药”是目前提升农药利用率，实现农药减量增效的有效途径之一。利用纳米载体通过吸附、偶联、包裹和镶嵌等方式装载农药是制备纳米农药的主要方法之一。无机非金属类的介孔二氧化硅（Mesoporous silica nanoparticles，MSNs），具有稳定的介孔结构和较高的载药量，作为载药系统，在药物的靶向运输和定向释放等方面有广泛的应用前景，被广泛应于纳米农药的开发。氟吡菌酰胺（Fluopyram,FLU）是一种优良的新型非熏蒸杀线虫剂，被大量应用于田间蔬菜和多种作物线虫病害的防治。氨基寡糖素，别名农业用壳寡糖（COS）,对植物根结线虫和多种植物病害均具有较好的诱导抗病性。本研究以介孔二氧化硅为纳米载体，壳寡糖为表面接枝化合物，设计并制备了不同的纳米载药体系，并对其进行表征，然后采用溶剂挥发法负载氟吡菌酰胺，获得不同纳米载体类型的纳米农药，并评价了其对南方根结线虫和3种病原菌的室内活性。具体研究结果如下: 利用正硅酸乙酯作为硅源，通过溶胶-凝胶法制备了介孔二氧化硅纳米粒子（MSNs）。通过扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）观察了 MSNs的外观形貌，通过N2吸附-解吸附试验研究了介孔二氧化硅纳米粒子的结构，以及表面活性剂对其结构的影响。结果显示MSNs粒径分布均匀，呈现介孔结构。通过控制十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的用量制备出了平均粒径（D50）在131nm和273nm左右的MSNs-100与MSNs-300。之后通过溶剂挥发法制备了负载氟吡菌酰胺的2种纳米农药（FLU@MSNs-100、FLU@MSNs-300），载药率分别为48％和37％。 将表面氨基化后的MSNs通过溶剂挥发法进行负载，之后通过氢键自组装的方法，将羧甲基化壳寡糖（CMCO）接枝到制备的FLU@MSNs-NH2上，获得了 FLU@MSNs100-CMCO和FLU@MSNs300-CMCO纳米农药。载药率分别为35％和30％。用扫描电镜和透射电镜观察外观形貌和粒径，通过红外光谱、热重分析和X射线光电子分析研究了FLU@MSNs-CMCO的结构，证明了 FLU@MSNs-CMCO的成功制备，相较于300 nm尺度的纳米农药，100nm尺度以下的纳米农药表现出了更好的性能特点。 以氟吡菌酰胺为对照药剂，采用菌丝生长速率法测定4种纳米农药对小麦赤霉病菌、马铃薯黑痣病菌与番茄枯萎病菌的室内活性，并采用连续浸虫法测定了其对南方根结线虫的室内活性。结果显示获得的4种负载氟吡菌酰胺后的纳米农药对供试病原菌和线虫的部分室内活性要高于氟吡菌酰胺，且纳米载体的粒径越小，活性越高。4种纳米农药（FLU@MSNs-100、FLU@MSNs-300、FLU@MSNs100-CMCO、FLU@MSNs300-CMCO）和FLU对小麦赤霉病菌的EC50值分别为1.826、2.380、5.544、7.544和3.613mg/L。对马铃薯黑痣病菌的EC50值分别为0.899、1.712、0.780、1.213和0.408 mg/L。对番茄枯萎病菌的EC50值分别为20.703、21.830、22.717、27.051和29.236 mg/L。对南方根结线虫的 LC50 分别为 0.589、0.680、0.340、0.426 和 0.748 mg/L。 综上所述，本研究制备的负载氟吡菌酰胺的介孔二氧化硅纳米农药与改性后的壳寡糖/介孔二氧化硅纳米农药具有良好的载药结构和杀菌活性，这一发现对于优化农药递送系统、提高农药利用率具有重要意义，为未来的纳米农药研究和应用提供了有力支持。
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