运用先进的科技方法，研发出高效、安全的农药、兽药及疫苗，对于提升农业用药品质、实现节能减排、优化食品安全状况和生态环境具有极其重要的科技意义。近期，中国农业科学院携手开展了一项关于“农业纳米药物靶向递送机制探究与新型产品研发”的科研项目，并已召开了项目启动会议。这一重要科研任务由中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所主导，携手三个研究机构和三家企业的共同努力，开展了一个涉及多个学科的综合性攻关项目，其核心目的正是为了满足这一关键科技需求。
自2020年开始，中国农业科学院着眼于农业和农村领域的技术不足以及关键领域受制于人的突出问题，安排并推进了一系列重要的科研工作。张合成，中国农科院党组书记，指出本次任务主要针对农业纳米药物的安全、功效和实用性进行研究，旨在打破国外对关键技术的垄断，彰显我国农业科研队伍的领导地位，并以此促进我国农业药物产业的升级以及战略性新兴产业的发展。
纳米科技与农业结合孕育颠覆性技术突破
纳米技术给人以“尖端科技”的印象，然而它与我们日常生活的距离其实并不遥远。崔海信研究员作为项目负责人，向记者进行了深入浅出的阐述：“纳米，顾名思义，是一种长度单位，具体而言，一纳米相当于一毫米的一百万分之一。而纳米技术，主要涉及对那些尺寸介于1至100纳米之间的材料特性及其应用的研究。”纳米虽不可见，但生活中纳米尺度的物质却比比皆是，例如玉米汁中的某些淀粉颗粒便达到了100纳米的尺寸。实际上，我们日常所用的电脑、智能手机，乃至食品和饮料，都可能融入了纳米技术。纳米科技与传统的科技正相互渗透、融合，引领着一场产业技术革命的浪潮。纳米科技的发展，促使大数据、云计算、物联网、人工智能等众多信息技术得到了广泛推广与运用。
纳米技术的进步促进了众多与纳米技术相关的学科领域的发展，诸如纳米医学、纳米化学、纳米电子学、纳米材料学以及纳米生物学等；同时，纳米技术与农业领域的融合，催生了纳米农业投入品的出现。
目前，纳米科技与新材料在农业领域的集成创新与应用正孕育着具有颠覆性的技术突破，这一进展不仅为发展高效、绿色和可持续的农业提供了先进的科技支持，而且尤其是通过纳米技术研制出的高效、安全且低残留的“纳米农药”，已经成为绿色农药创新发展的主流趋势。2019年，国际纯粹与应用化学联合会首次对外发布了未来有望深刻影响世界的十大化学领域的新兴技术，在这份榜单中，纳米农药技术高居榜首。
记者调查发现，中国农业科学院是国内率先进行纳米技术与农业科学融合研究的机构，特别是自2014年起，启动了首个国家层面的纳米农业重大科研项目——“基于纳米材料与技术提升农药功效及安全性的基础研究”。该项目汇聚了纳米科技、新型材料、化工、制药和植物保护等多个学科领域的力量，共同推进创新。通过这种多学科交叉合作，该机构系统地构建并完善了绿色纳米药物制备的理论与技术体系，并在纳米药物的设计原理、作用机制、制备技术和工艺集成等方面，取得了一系列拥有完全自主知识产权的创新性成果。
崔海信研究员指出，该重大联合攻关项目的研究涉及对主要农药、兽药及疫苗种类的研究，旨在全面阐述新型农业纳米药物在靶向传输与智能释放方面的创制原理及方法；同时，项目还将揭示这些药物在提升药物有效性、安全性、靶标特异性和对抗生物抗药性方面的作用机制，并创新性地构建绿色农业药物制备技术体系。在前期研究工作的基础上，我们致力于推动农业纳米药物的产业化进程，特别致力于研发一系列高效、安全且低残留的绿色纳米药物制剂，包括农药、兽药和疫苗等。我们旨在突破这些药物制剂规模化制备工艺和装备系统，改变我国兽用疫苗佐剂长期依赖进口的现状，以满足国家在粮食安全、食品安全以及生态安全等方面的重大战略需求。
纳米药物推动农业提质增效绿色发展
我国传统农业用药效率长期偏低，农药的利用效率不到40%，兽药的生物利用度不高，疫苗的靶向性不足，且持效期较短。纳米材料由于尺寸微小、结构独特，展现出众多新颖的理化特性，这些特性使得纳米技术在农业药物领域引发了颠覆性的变革。崔海信指出，借助纳米载体的微小尺寸特性、界面效应、隧道效应以及靶向传输和控释能力，药物可以被精确地、按需地或者动态地输送至作用目标，从而实现最大化的药效利用率。
黄啟良研究员，中国农科院植物保护研究所的研究员，指出：“通过纳米技术将农药颗粒的尺寸从常规的微米尺度缩小到纳米尺度，可以极大地提升农药的效能，进而促进农业的升级和效益增长。”
《农业绿色发展技术导则（2018-2030）》由农业农村部颁布，其中已将纳米农兽药产品纳入新型绿色投入品储备清单。全国农业技术推广服务中心的首席专家王凤乐强调，纳米农药在促进农业绿色化发展方面具有显著优势，主要体现在以下几方面：首先，它能显著提升农药的药效。将农药转化为纳米级颗粒，可提升其扩散、渗透和传导能力，从而显著增强药效，这是实现减少农药使用量并提高效果的关键途径；同时，降低农药的使用量也是一大策略；纳米农药因其颗粒细小，能够扩大与作物叶片及害虫表面的接触面积，增强农药液滴的附着性，有效减少农药的流失，通常可减少20%至30%的用量而不影响防治效果；此外，纳米农药的使用也便于通过航空进行喷洒。纳米农药制剂在溶剂中能够实现均匀的分散，保持稳定的性能，并且在与多种农药混合时，混合效果优良，兑水后不会出现分层、析出或沉淀现象，无需进行桶混操作，从而显著提升配药速度3至5倍；此外，还能有效延长药剂的持效期。农药喷洒后，其有效成分容易因光照、氧气和温度等因素而降解或分解。运用纳米技术调节农药的释放速率，对有效成分进行一定程度的保护，从而实现农药的持久缓释效果；此外，生产加工过程注重环保。在传统乳油制剂中，有机溶剂含量高达90%，若用水替代有机溶剂，并避免使用高毒性的苯类溶剂和助剂，则能从根本上解决农业面源污染问题。
疫苗研发中，纳米疫苗佐剂的开发显得尤为关键。免疫佐剂作为疫苗不可或缺的组成部分，对于提升疫苗的免疫效力起着至关重要的作用。兰州兽医研究所的景志忠研究员指出，我国在免疫佐剂的研究方面进展迟缓，动物疫苗佐剂市场长期被国外企业所垄断，这一状况已对疫苗产业的发展造成了严重制约。目前，生物纳米材料作为新型疫苗载体和佐剂，受到了广泛的关注。精心研发和设计的分子免疫增强剂，为新一代疫苗的研发奠定了基础。这种纳米疫苗具备缓释和定向作用的特性，能够增强药物的溶解性和吸收率。成功研发拥有自主知识产权的基于纳米技术的新型佐剂，无疑将促进我国动物疫病防控产品的有效应用，从而进一步推动畜牧业的升级和效益提升。
加速推广应用推动纳米农药产业化
我国纳米农药产业已迈入规模化生产阶段，其中，优先推进产业化的纳米农药类型主要是那些能有效提升农药溶解度的水性纳米制剂，如纳米乳剂、微乳剂以及纳米分散剂（悬浮剂）等。目前，针对纳米农药的“定制化”生产技术和“航空植保专用药剂”正在与无人机飞行喷洒技术相结合，开展示范应用。
王凤乐阐述道，我国在全国范围内，已陆续在19个省份的170多个县市，针对水稻、小麦、玉米、柑橘等17种作物及其20种防治目标纳米技术在农业的应用，展开了纳米农药的试验与示范工作。特别值得关注的是，崔海信带领的团队与中国农业科学院植物保护研究所、中国科学院国家纳米科学中心以及清华大学等机构紧密合作纳米技术在农业的应用，在推进纳米农药技术革新的过程中，成功研发了一系列环保型纳米农药新产品。此外，他们还积极响应国家关于化肥农药“两减”的重点科研专项，开展了一系列的试验和示范工作。实验数据表明，这些纳米农药不仅增强了药效，提升了防治效果，还降低了农药的使用量，延长了药效的持续时间，展现出广阔的推广和应用潜力。他提出，需强化科研机构、制造企业以及推广机构之间的协作联系，致力于纳米农药应用技术的整合与优化，并研究出针对我国主要农作物使用的纳米农药技术整合方案。
此次科研项目的实施，研发团队携手三家企业共同参与，标志着“政产学研”合作模式的一次突破性创新。崔海信表示，该任务将紧密围绕农业生产的实际情况
