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。&

自從20世紀80年代納米材料與納米技術誕生以來,納米技術在眾多領域都有了重大突破。尤其是近十年來,美國、巴西、印度、日本、加拿大等國家都相繼開始了納米農藥的相關研究工作。進入21 世紀后,中國的科研工作者啟動了納米技術在農藥制劑領域的研究探索。經過近二十年的積累沉淀,中國的納米農藥技術趨于成熟,不但研發出多種納米農藥新型制劑,而且技術轉化和產業化進程不斷加快,并在納米農藥預混劑技術領域領跑全球。

 

2019年,納米農藥被國際純粹與應用化學聯合會評為“未來將改變世界的十大化學新興技術”的首位。作為納米農藥技術產業化的領軍企業,南京善思生態科技有限公司總裁梁冰指出,“納米農藥是未來農藥制劑的發展方向,已逐漸成為學界和業界的共識”。

 

什么是納米農藥?

 

2021年,農業農村部批準由中國農業科學院植物保護研究所、農業農村部農藥檢定所、南京善思生態科技有限公司等單位共同編寫制定的《納米技術農藥產品標準編寫規范》行業標準通過審定,這是全球較早由官方(政府)批準制定的關于納米農藥的標準。

 

該標準對納米農藥給出的定義是:通過納米制備技術,使農藥有效成分在制劑和使用分散體系中的平均粒徑以納米尺度分散狀態穩定存在的農藥。

 

納米載藥顆粒是研究和產業化的主流

 

暨南大學博士生導師張子勇教授認為,“目前納米農藥主要分為三類,第一類是有效成分的微粒尺寸小于100納米,在水中實現表觀水溶的體系,如納米膠束(納米乳劑、微乳劑)、納米懸浮劑、納米凝膠、納米膠囊等。第二類是有效成分被載體物質所負載形成的納米載藥體系,如納米球、納米管、納米黏土等。載體材料包括有機高分子(殼聚糖、淀粉和纖維素等天然多糖及其衍生物類 ;聚酯、聚脲、聚氨酯、聚醚等不同化學結構合成高分子與齊聚物等)、無機高分子(中空多空納米二氧化硅、納米層狀黏土、納米石墨烯、納米分子篩等)、有機-無機雜化高分子等。第三類是金屬或金屬氧化物單獨使用或與農藥合用,包括納米銀、納米鋅、納米二氧化鈦、納米氧化鋅等。從納米農藥的生產工藝難易、生產成本的高低、產品性能的優劣、農戶對新科技的接受程度考慮,目前中國納米農藥產業化的發展方向是以前兩類為主。”

 

出色的性能優勢助力做大做強

 

納米農藥備受業界關注原因之一就在于,相比傳統農藥劑型,納米農藥有著出色的性能。

邦農達(濰坊)作物科學有限公司營銷總監高志國介紹說,對于農藥來說,微粒的尺寸直接影響到藥效。同樣質量的藥物,其有效成分的微粒尺寸越小,能夠接觸作物的面積就更大,接觸生物靶標就越充分,藥效也將更好。

 

納米農藥相當于將傳統農藥制劑的農藥微粒“掰開揉碎”。善思生態公司總裁梁冰形象地比喻,“傳統懸浮劑的微粒尺寸通常在2微米,如果將它的微粒尺寸降至相應的納米尺寸即2納米,就如同將一個直徑2米的大球,分散成直徑2毫米的小米粒,其微粒數量就可以增加 10 億倍,表面積可增加 1000 倍。如果將農藥微粒比喻成‘地雷’,一個變成10億個,害蟲觸雷的概率是不是就增大了

 

許多倍?因此,納米農藥對靶標具有更高的傳輸效率和吸收性,可以大幅提升農藥的利用率,即使減少農藥用量仍然可以實現更好的防治效果。”

仲愷農學院、廣東省農業納米共性關鍵技術創新團隊首席專家周新華指出,納米農藥能夠有效進入植物、真菌、害蟲體內,提高藥效性能與利用率,助推實現減藥增效與農業綠色發展目標。

 

總而言之,與傳統農藥劑型相比,納米農藥劑型具有高效、安全、經濟、環保四大突出性能優勢,符合國家農藥減量增效政策,是大勢所趨。但需要指出的是,納米農藥并不是天生的“綠色”,它是否具有生態友好性能,取決于所使用的助劑和載體物質的性質。

 

國內研發到應用已步入產業化發展階段

 

國內對納米農藥的研究與歐美國家同時起步,不僅論文發表數量居世界第一,而且產業化發展進程也處于世界領先水平。

 

暨南大學博士生導師張子勇教授表示,我國納米農藥的發展過程大致可以分成三個階段:

2007 年以前,屬于起步摸索階段。這一階段,能夠借鑒或參考的文獻資料不多,研究者大都從事納米農藥探索性研究和實驗,主要集中在制備方法和表征上,關注如何能制備出納米農藥,如何表征它的性能。在此基礎上,研究者開始逐漸建立和加深對納米農藥種類和形態的認知。

 

2007-2015年,屬于創新研究階段。這一階段,越來越多的研究者投入到納米農藥相關領域的研究中。研究結果豐富了人們對納米農藥的認知,制備出了不少種類的納米農藥類型,在國際上有眾多研究論文發表,中國研究論文的發表數量曾在一個時間段占據國際首位,取得了不凡的實驗室研究進展。

 

2015年至今,屬于產業化發展階段。這一階段,在農藥制劑領域,納米農藥開始出現在制劑產品、無人機植保等眾多應用中,納米農藥從研發到應用出現了質的飛躍。

 

據了解,2007年,國家自然科學基金委就批準了第一個納米農藥研究課題項目,并在此后十年內連續資助暨南大學三項研究課題,完成了從基礎研究到產業化關鍵問題的突破,為2015年納米農藥的產業化奠定了基礎。2014年,納米農業領域的第一個國家重大科學研究計劃項目啟動。2020年,中國農業科學院宣布啟動科技創新工程院級重大科研任務—農業納米藥物靶向遞送機理研究與新產品創制。

 

經過十余年的科研攻關,我國逐漸建立起了具有完全自主知識產權的納米農藥核心制備技術體系,在國際上具有領先優勢。

 

政策利好是產業發展助推器

 

一個產業的發展與繁榮離不開國家政策的助推,國內納米農藥產業能夠迅猛發展,政策利好是強勁的助推器。

 

近幾年,國家陸續出臺了有關納米農藥的多項政策和文件:

 

2017年2月,中國農業科學院發布《“跨越 2030”農業科技發展戰略》指出,爭取在納米農藥、分子設計育種、智慧農業技術方面實現重大突破。

 

2018年7月,農業農村部印發的《農業綠色發展技術導則(2018-2030)》指出,重點研發納米智能控釋肥料、綠色環保型納米農藥,新型可降解地膜及地膜制品、農產品包裝材料與環境修復制品。

 

2022年1月,農業農村部會同國家發展改革委、工業和信息化部等八部門聯合印發的《“十四五”全國農藥產業發展規劃》明確指出,倡導納米技術在農藥劑型上的創新應用,鼓勵企業充分利用新工藝、新技術,大力發展水基化、納米化、超低容量、緩釋等制劑,適應大中型施藥器械和多元化用藥需求。

 

2022年5月,中國農業科學院植物保護研究所、農業農村部農藥檢定所和南京善思生態科技有限公司等單位起草行業標準《農藥納米制劑產品質量標準制訂規范》。

 

2022年7月,農業農村部在對十三屆全國人大五次會議第5084號建議答復中表示,大力發展推廣應用納米化農藥多元復配技術,推動產業化發展。2018年以來,持續開展納米化農藥單劑和多元復配制劑防治病蟲害試驗示范,結果表明納米農藥具有良好的防效,明顯提高田間作業效率,深受專業化防治服務組織好評和歡迎。下一步,農業農村部、科技部將繼續支持納米農藥科技研發和產品創制。

 

2023年6月5日,農業農村部發文《農業農村部辦公廳關于推介發布2023年農業主導品種主推技術的通知》(農辦科[2023] 15號),善思生態公司的“納米農藥預混技術”被列為2023年農業主推技術“植保類”首位。

 

國家多項政策的助推,為納米農藥產業化的蓬勃發展積聚了人才、資金等力量。多個項目的推進及前沿研究在極大地推動了國內納米農藥產品升級換代的同時,也為搶占國際納米農藥產業制高點和話語權、增強競爭力打下堅實基礎。

 

無疑,我國已經駛入納米農藥發展的快車道,產業化迎來了蓬勃發展的新局面。


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