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丙草胺(Pre)是一种高效广谱的苗前除草剂,但在环境中易残留,并且田间用量大,容易对水稻Oryza sativa幼苗造成药害,作为土壤处理剂大量使用时,会对土壤生物造成不利影响,剂型单一且制剂中的有机溶剂易对环境造成污染。苯叉酰胺(AD-67)是一种除草剂安全剂,它可以降低除草剂对植物的毒性,虽然对植物无负面影响,但实际上对环境中其它生物来说是一类具有生物活性的化合物,存在生态风险。沸石咪唑骨架(ZIFs)是金属有机骨架(MOFs)的一个子类,作为载体具有比表面积大、稳定性和孔隙度高等优点。并且一些ZIFs结构在酸性条件下迅速坍塌,可以响应环境变化,从而通过控释机制精确释放必要和足量的活性成分。因此本研究以酸解材料ZIF-67为载体,内部负载丙草胺,表面自组装安全剂AD-67,制得AD-67@Pre@ZIF-67,旨在降低农药施药频率,提高对非目标生物的安全性。本文从5个方面对AD-67@Pre@ZIF-67进行了研究,主要的研究内容和结果如下:1.ZIF-67,Pre@ZIF-67,AD-67@Pre@ZIF-67的制备以六水合硝酸钴和2-甲基咪唑为合成原料,采用水相法、水醇相法和醇相法对ZIF-67制备方法进行筛选。通过单一变量法确定了以甲醇为溶剂,配比为1:8的合成条件:4.00 g(48.72 mmol)的2-甲基咪唑和1.78 g(6.12 mmol)的六水合硝酸钴分别溶于甲醇,在2-甲基咪唑溶液中加入六水合硝酸钴溶液,制得ZIF-67。将丙草胺原药溶于甲醇中,加入800 mg的ZIF-67,搅拌制得Pre@ZIF-67。将所得Pre@ZIF-67添加到AD-67甲醇溶液中,200 r/min搅拌8 h,静置12 h,离心洗涤,烘干制得AD-67@Pre@ZIF-67。2.ZIF-67,Pre@ZIF-67,AD-67@Pre@ZIF-67的表征傅里叶红外光谱(FTIR)结果显示,AD-67@Pre@ZIF-67在3000 cm-1附近出现了新的吸收峰,与AD-67和丙草胺的特征吸收峰一致,表明AD-67@Pre@ZIF-67制备成功。扫描电镜图(SEM)和透射电镜图(TEM)结果显示,ZIF-67、Pre@ZIF-67和AD-67@Pre@ZIF-67分布均匀,形状规则,呈十二面体晶体。动态激光光散射仪(DLS)结果显示,ZIF-67的平均粒径约为470 nm,AD-67@Pre@ZIF-67的平均粒径约为490 nm。ZIF-67的表面呈电负性,负载丙草胺的Pre@ZIF-67表面带正电。当表面自组装电位值为负的AD-67时,AD-67@Pre@ZIF-67的正电位值减小。ZIF-67的比表面积为1038.0769 m~2 g-1,AD-67@Pre@ZIF-67的比表面积为386.7254 m~2 g-1。热重分析仪(TGA)结果显示AD-67@Pre@ZIF-67的总载药量约为28%,丙草胺约为23%,AD-67约为5%。3.AD-67@Pre@ZIF-67的缓释性能模拟稻田环境酸碱度,称量200 mg AD-67@Pre@ZIF-67装到透析袋中,分散在200 m L的PBS缓冲介质中,在室温下以200 rpm的速率搅拌。间隔一定时间,测定溶液中丙草胺和AD-67的含量。结果显示,丙草胺和AD-67的释放行为分为两个阶段,释放速率均随p H值的降低而增加。该系统既起到了p H响应药物释放的效果,也起到了药物缓释的作用。4.AD-67@Pre@ZIF-67的除草活性通过温室盆栽试验测定了AD-67@Pre@ZIF-67对稗草Echinochloa crusgalli的除草活性。结果显示,AD-67@Pre@ZIF-67对稗草18 d的鲜重抑制率为77.5%-89.6%。Pre@ZIF-67的鲜重抑制率为77.9%-90.3%。Pre+AD-67的鲜重抑制率为39.3%-89.6%。丙草胺的鲜重抑制率为41.6%-80.8%。AD-67@Pre@ZIF-67与Pre@ZIF-67抑制效果相同,与丙草胺原药和Pre+AD-67相比,AD-67@Pre@ZIF-67具有较强的除草活性,可减少丙草胺50%的用量达到相同除草效果。5.AD-67@Pre@ZIF-67环境安全性评价采用室内盆栽法研究了AD-67@Pre@ZIF-67对水稻的安全性。结果显示,Pre@ZIF-67对水稻的抑制作用比丙草胺更明显,表明经ZIF-67纳米化后的丙草胺更易进入植物体内。与单独施用的丙草胺对比,丙草胺和AD-67混合施用的水稻相对根长高出10%,表明AD-67与丙草胺简单混合使用可以轻微缓解丙草胺对水稻的植物毒性,但效果不佳,AD-67@Pre@ZIF-67处理水稻幼苗的相对根长、相对株高和相对鲜重分别提高了50%、40%和62%。AD-67@Pre@ZIF-67可以提高水稻体内GST活力和GSH含量,进而降低丙草胺对水稻的植物毒性。通过滤纸法测定AD-67@Pre@ZIF-67对蚯蚓Eisenia foetida的急性毒性。结果显示,AD-67@Pre@ZIF-67的毒性最低,表明其可降低丙草胺对蚯蚓的毒性,提高了应用安全性。