农药的广泛使用虽然可以显著提高农作物产量和质量，但由于液滴漂移、生物降解等作用会造成超过90%的活性成分流失到周围环境中。将农药包埋在控释载体中是降低农药降解性和非靶标毒性，提高农药的稳定性，延长农药持续释放时长的一种有效措施。然而传统的单一农药递送系统无法控制多种害虫对作物的损害。这意味着在作物的生长周期内需要额外施用其他农药才能实现多虫害控制，此举增加了人力、物力和时间成本。因此，根据作物生长过程中可能出现的病虫害，通过加载不同的农药组合，开发基于多种农药以实现定期、定点和定量精准递送的控释系统在发展绿色农业方面具有重要潜力。

  近日，广西大学林宝凤教授团队报道了一种以β-环糊精（β-CD）和海藻酸钠（SA）为载体制备双农药递送系统（EB/β-CD/DNF/SA）的方法。其中，β-CD可以捕获疏水性EB，SA和钙离子用于封装DNF和EB/β-CD包合物。研究结果表明，EB/β-CD/DNF/SA实现了高载药量和对农药EB和DNF的动态控释。在37℃或pH=5.7条件下，DNF释放更为显著；而且该载体还表现出pH响应和温度响应的释放特性，能够选择性控制和协同抑制小菜蛾幼虫和蚜虫。通过LC₅₀结果可知，EB/β-CD/DNF/SA减少了实现相同杀虫效果所需农药EB和DNF的用量。此外，EB/β-CD/DNF/SA中EB和DNF的半衰期分别为13.03 h和11.24 h，比游离EB和DNF增加了2倍和2.5倍，证实了EB/β-CD/DNF/SA载体的优异稳定性。与未包封的农药相比，EB/β-CD/DNF/SA具有优异的抗紫外降解性和良好的生物安全性，可以降低农药的降解和对非靶标生物毒性，确保生态系统的健康和可持续发展。因此，本工作开发的双重农药动态控释系统突破了传统单一农药递送系统的瓶颈，为控制农作物复杂病虫害提供新策略。

  该工作以“Biosafe alginate-based dual-pesticides controlled release system for selective control of multiple pests”为题发表于《Chemical Engineering Journal》。论文的共同通讯作者为广西大学化学化工学院林宝凤教授、广西民族大学化学化工学院黄国焕副教授，共同第一作者为2023级硕士研究生罗淑文和2020级硕士研究生刘岩。该研究得到国家自然科学基金（22175045）、广西自然科学基金重点项目（2021GXNSFDA220005）和国家自然科学基金（22308068）的资助。

图1 (a) EB/β-CD/DNF/SA凝胶颗粒(a1)和SA/β-CD凝胶颗粒(a2)的宏观图片；(b?c) EB/β-CD/DNF/SA(b1?c1)和SA/β-CD(b2?c2)的表面形貌SEM图像；(d) EB/β-CD/DNF/SA (d1)和SA/β-CD (d2)的截面形貌SEM图像。

图2 (a) EB/β-CD/DNF/SA的农药负载量；(b) 不同材料的释放行为；(c) pH变化下EB (c1)和DNF (c2)的累积释放率和释放速率(c3)；(d) 温度变化下EB(d1)和DNF(d2)的累积释放率和释放速率(d3)。

图3 (a-b) EB/β-CD/DNF/SA在紫外光照射下的抗光解能力；(c-d) EB/β-CD/DNF/SA一级动力学拟合曲线

图4 (a)不同浓度EB/β-CD/DNF/SA处理后的种子图像；(b)种子发芽率；(c)幼苗萌发长度；(d)幼苗生长高度；（e-f）第30天水稻生长照片。

图5 EB/β-CD/DNF/SA混合毒性试验。(a)小菜蛾（a1）和蚜虫（a2）的照片；(b)EB对小菜蛾（b1）和蚜虫（b2）的死亡率；(c) DNF对小菜蛾（c1）和蚜虫（c2）的死亡率；(d)小菜蛾（d1）和蚜虫（d2）的24 h LC₅₀。

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894725055391