智能農藥輸送體系問世 高利用率低污染率促進農業可持續發展
【化工儀器網 項目成果】 今年發布的中央一號文件明確，要強化現代農業基礎支撐，并對耕地、種業、農藥、農機等方面提出具體要求。這為全年農業生產指明了方向。同時，技術時代賦予農業新動能。現代農業生物技術、信息技術迅猛發展，成為現代農業發展的重要引擎，實現農業生產全鏈條的農業技術改造升級。
新一輪技術革命推動傳統農業技術再造，具體看到農業生產方面。近日，關于農藥設備的一則好消息傳來。中科院合肥物質科學研究院的智能所吳正巖和張嘉團隊研制出酸/堿雙重響應型智能農藥輸送體系，該技術為農藥載體材料合成及其應用提供了借鑒，促進農藥農業產業可持續發展。這一成果發表于《化學工程雜志》上。
新的綠色革命推動傳統農業技術改造升級，包括生物化、信息化、無害化、循環化和標準化等方面，發達國家圍繞農業生產精準化、集約化、高值化已開始了新一輪的戰略部署。智慧農業工程科技的發展已成為國際上現代化農業技術發展前沿。
農藥在糧食種植、病蟲防治、去除雜草等方面發揮著重要的作用，守護著糧食安全。種植戶利用農藥，能夠快速清楚田間害蟲、有害雜質物，保護莊稼穩定增長，實現糧食有效增收。但是也要看到，但傳統農藥成分復雜，施肥過后難以被降解，易出現殘留物品，出現食品安全問題，影響人類健康。此外，在田間施用過程中易流失至土壤中，從而危害生態環境。
為了解決上述農藥帶來的環境問題，課題組設計出一種酸/堿雙重響應型智能農藥輸送體系。據課題組介紹，該輸送體系以埃洛石復配分別對酸和堿敏感的兩種鈣離子復合物構筑響應體系。
由兩種鈣離子構建的體系一方面農藥負載能力良好，且酸/堿雙重響應控釋行為。另一方面，該體系延長了持效期，構建生態平衡新環境。體系具有葉面附著性能及耐高溫和抗紫外能力，不僅可以避免超過藥物活性閾值的過量暴露帶來的藥害和藥劑損失，還能拉長藥劑有效周期，使其在作用周期內持續發力，提高農藥利用率。
據研究團隊介紹，刺激響應型控釋農藥由農藥活性成分、農藥載體和具有刺激響應性的官能團組成，通過對外在刺激的響應來控制農藥的釋放。其優勢較為明顯，可以按照設定的地點、時間、定量釋放農藥，有效減低農藥的過量使用和重復施用，降低環境污染率，提高農藥的有效利用率。高利用效率、低污染率也正是該種刺激響應型控釋農藥受到關注的主要原因。
實際上，光、電、磁和氫離子濃度指數pH常被用作促進農藥釋放的觸發因子，其中pH響應由于操作簡單和低成本的特點。然而，單一的pH敏感性可能會給應用帶來一定限制。基于這些束縛，為了拓展應用場景，研究團隊設計出智能農藥輸送體系。
發展現代化農業，就需從全產業角度進行布局，從種子農藥，到生產、加工、配送到消費者餐桌，再到廢棄物處理的全過程。其中，智能化裝備應用是現代化農業的升級重點。智能農藥輸送體系將利用高效低污染的優勢，拉動農業生產率的同時，有效保護農業生態環境。
編者按：智慧農業深入過程慢長且艱辛。一是面臨著技術瓶頸，如何設計出方便的可行性設備是當前研人員普遍關注的問題。另一面則是農民接受度、使用率的問題。如何讓農民接受使用、學會使用、自主使用現代化農業設備，如何將成果推廣落地是農業發展的關鍵一步。讓農業技術成果從實驗室走向田間，解決產業痛點，增效將本，助力農民收獲致富碩果，是農業科技的核心所在。
(資料來源：中國農業科學院、中國科技網、耐火資訊)
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