【摘 要】
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玉米（Zea mays L.）在世界范围内被广泛种植,是当前世界人口的主要粮食来源之一。然而,草地贪夜蛾的入侵和为害使我国的玉米产量和品质显著下降,对粮食安全造成一定威胁。目前,氯虫苯甲酰胺（Cap）被农业农村部指定为草地贪夜蛾的应急防治农药,但是常规剂型在使用中存在诸多不足。常规制剂中大量使用的有机溶剂和表面活性剂提高了防治成本,且环境相容性差。常规制剂在靶标部位的利用率较低,容易造成有效成分在
【基金项目】
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江苏省重点研发计划（现代农业）（BE2019340）； 扬州市市校合作项目（YZ 2020178）； 江苏省研究生实践创新计划（SJCX20＿1381）；
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玉米（Zea mays L.）在世界范围内被广泛种植,是当前世界人口的主要粮食来源之一。然而,草地贪夜蛾的入侵和为害使我国的玉米产量和品质显著下降,对粮食安全造成一定威胁。目前,氯虫苯甲酰胺（Cap）被农业农村部指定为草地贪夜蛾的应急防治农药,但是常规剂型在使用中存在诸多不足。常规制剂中大量使用的有机溶剂和表面活性剂提高了防治成本,且环境相容性差。常规制剂在靶标部位的利用率较低,容易造成有效成分在环境中的降解和流失,对非靶标生物造成毒性威胁。纳米载体不仅可以改善农药在植物中的传导能力,还可以促进农药在靶标部位的释放,减少农药在环境中的降解,并降低农药对非靶标生物的毒性。此外,合理利用纳米载体可以提高农药在植物中的传导性能,减少农药在环境中的浪费,为草地贪夜蛾的绿色、高效和安全防控提供新的解决方案。本研究首先建立了 Cap在水体、土壤和玉米中的农药残留检测方法,其次揭示了Cap在玉米中的吸收、传导和亚细胞分布特征,再通过构建合适的纳米载体改善Cap在玉米靶标部位的积累能力,并提高Cap对草地贪夜蛾的防治效果。主要研究结果如下:（1）采用QuEChERS和液液萃取样品前处理方法结合液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）检测技术,分别建立了水体、土壤和玉米中Cap的残留检测方法。研究表明,以乙腈作为土壤和玉米的提取剂,二氯甲烷作为水体中的提取剂,再以C18和PSA作为吸附剂净化后,各样品中Cap的添加回收率可达81.2-94.7%,且符合农药残留检测标准。本方法具有较高的灵敏度和准确度,适合水体、土壤及玉米中Cap的残留分析。（2）通过水培法和叶面处理法探究了玉米对Cap的吸收能力、传导动力和亚细胞分布特点。研究表明,水培液中的Cap能够被玉米根系大量吸收富集,并随木质部向顶传导。根系的吸收等温线结果与亚细胞定位结果均表明Cap主要通过质外体途径在玉米根系中扩散,且细胞壁中的积累量远高于原生质体内的含量。同时,玉米植株对Cap的吸收和传导能力都与蒸腾作用强度呈正相关。在脱落酸和聚乙烯醇的处理下,玉米植株的蒸腾作用受到了显著抑制效果,玉米根系对Cap的吸收量分别减少了 71.0%和60.9%,且向茎的传导量减少了 53.0%和51.3%,向叶的传导量减少79.4%和63.1%。此外,叶面处理的玉米植株仅暴露叶片有检出Cap,而其余部位均未检出,表明Cap不能通过玉米植株的韧皮部向茎基部传导。（3）将Cap装载到介孔二氧化硅纳米颗粒中,再使用羧甲基壳聚糖包裹纳米颗粒表的表面作为环境响应性纳米递送载体。Cap@MSN-CMCS的载药率达到了 18.1%。随后,对合成的纳米颗粒进行了表征和性能测试,并在不同pH条件下测定了纳米颗粒的溶胀性能和控制释放性能。该纳米载体对碱性条件的灵敏度更高,可通过溶胀作用使Cap从纳米载体中快速释放。（4）通过对载药纳米颗粒各项性能测试,确定了纳米载体可以增强Cap在玉米叶上的黏附性,改善Cap在玉米种的吸收和传导性能,提高Cap对草地贪夜蛾的靶向防治性能。纳米颗粒制备的水悬浮液对玉米叶片表面具有良好的润湿性,且液滴在叶片表面的接触角和表面张力均与市售Cap悬浮剂相似。纳米颗粒与玉米叶片良好的亲和力显著提高了 Cap在玉米叶片上的沉积量和粘附性能。此外,纳米载体改善了 Cap在玉米中的扩散和韧皮部传导能力,提高对草地贪夜蛾的杀虫活性和斑马鱼的生物相容性。研究结果表明,构建的介孔二氧化硅和羧甲基壳聚糖组成的环境响应性农药递送载体,提高了 Cap在玉米叶片上的沉积量,改善了 Cap在玉米靶标部位的积累性能。在门控材料CMCS的作用下,纳米载体对Cap有很好的选择性控释性能,提高了 Cap对草地贪夜蛾的致死性能,并降低了 Cap对非靶标生物的影响。本研究构建的环境响应性纳米载体提高了 Cap在玉米中的积累和传导性能,为提高农药利用率、降低农药残留风险和保障农作物的绿色安全提供数据支撑。
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