近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所土壤有害生物防控團隊在《JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY》發(fā)表題為“Site-Specific Controlled-Release Imidazolate framework?8 for Dazomet Smart Delivery to Improve the Effective Utilization Rate and Reduce Biotoxicity”的封面論文。該論文提出了一種沸石咪唑酯骨架ZIF-8 負載土壤熏蒸劑棉隆的納米緩釋體系，實現(xiàn)對黃瓜灰霉病菌的精準防控。

 

　　棉隆是一種土壤熏蒸劑，廣泛用于高附加值作物土傳病害的防控，通常在作物種植前使用。該試驗發(fā)現(xiàn)，棉隆對灰霉病菌（ Botrytis cinerea ）具有很強的殺滅活性。據(jù)報道，灰霉病菌可以寄生200多種作物，包括溫帶和亞熱帶地區(qū)的大田作物、蔬菜和經(jīng)濟作物，是最具經(jīng)濟破壞性的病原體之一。 它可以通過分泌草酸來浸漬和殺死宿主，草酸會立即降低感染區(qū)域的pH值。然而，棉隆遇水產(chǎn)生異硫氰酸甲酯，對所有生物具有很高的殺滅效果，并不推薦在作物生長期使用。因此，開發(fā)一種精準緩控體系實現(xiàn)棉隆對靶防控，降低其對植物和非靶標生物的毒性，擴大土壤熏蒸劑的應用范圍具有重要的意義。該研究采用一鍋法以二價鋅離子為金屬節(jié)點，2-甲基咪唑為有機配體通過自組裝形成一種十二面體多孔晶體結(jié)構的鋅基金屬-有機骨架材料（平均粒徑為71.5 nm），并通過物理吸附法負載棉隆。制備的納米顆粒具有較高的比表面積（1,229 m2/g）及高熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性。該納米載藥體系表現(xiàn)出良好的 pH 敏感性以及可持續(xù)釋放性能，因而通過借助灰霉病菌產(chǎn)生的酸性物質(zhì)促使ZIF-8晶體結(jié)構的坍塌，實現(xiàn)藥物的精準釋放，提高農(nóng)藥的有效利用度。盆栽試驗表明棉隆ZIF-8納米顆粒對灰霉病的防效較棉隆微粒劑高出42.7%，且不會對黃瓜幼苗造成藥害。此外，通過ZIF-8結(jié)構的包覆，棉隆對非靶標生物斑馬魚的毒性由高毒（LC50=“0.354” mg/L,96 h）降到中等毒性（LC50=“4.453” mg/L, 96 h）。該研究為熏蒸劑安全、高效、綠色使用及作物生長期使用提供了理論基礎。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所博士研究生任立瑞為該論文的第一作者，曹坳程研究員為論文的通訊作者。該研究得到國家自然科學基金和河北省土傳病害綠色防控技術創(chuàng)新中心的資助。