近日，中国农业科学院植物保护研究所农药分子靶标与绿色农药创制创新团队在《ACS Nano》（IF 15.8）上发表题为“Size Effects of Nanoenabled Agrochemicals in Sustainable Crop Production: Advances, Challenges, and Perspectives”的综述文章。该文深入探讨了纳米农用化学品（主要涵盖纳米农药和纳米肥料）在其尺寸对剂量传递、生物活性及非目标安全性方面的影响，并强调了在研究这些材料时应考虑多种复杂因素及其田间实际应用环境，为推动纳米农用化学品的可持续发展提供了宝贵的见解。
随着纳米技术在农业领域的发展，纳米农用化学品作为提升植物保护和粮食安全的关键工具正受到越来越多的关注。这类物质由于其颗粒大小位于纳米级别而得名，其独特的尺度效应意味着其理化性质和应用性能会随粒径显著减小而变化。这种尺度效应能够直接影响纳米农用化学品如何渗透生物体、体内吸收传输过程、对目标生物的作用效果以及对非目标生物的安全性。然而，研究表明，尽管纳米农用化学品通常因其尺寸减小而提高了利用率，但“越小越好”的观点并不总是成立。研究人员需要根据具体的目标生物特征、施药方式及环境条件来选择合适的尺寸，以达到效率、安全性和经济性的最佳平衡。
此外，对于纳米农用化学品的研究不仅要注重纳米颗粒的尺寸本身，还需综合考量其他多重因素的影响。例如，DLVO理论揭示了胶体粒子间的相互作用由范德华力和静电斥力共同决定，而投入实际使用的纳米农用化学品的尺寸效应还受到诸如颗粒形状、表面粗糙度、电荷状态、表面化学性质等多方面因素的影响。
未来，通过利用人工智能、微纳芯片技术和机器学习等新兴技术，有望实现纳米农用化学品的高效制备、标准化性能评估方法的确立以及科学系统的预测评估标准的建立。同时，必须加强对全球市场上的纳米农用化学品监管，并进行全面的有效性和安全性评价。基于特定应用场景和目标生物特性的纳米农用化学品开发仍需进一步探索，特别是关注多尺度颗粒共暴露问题以及实际使用中的颗粒尺寸变化。
综上所述，本文详细分析了纳米农用化学品在剂量传递、生物活性和非目标安全性等方面的最新进展，讨论了影响其尺度效应的各种复杂因素，并针对其制备、表征和应用提出了未来研究中应注意的问题和面临的挑战，旨在为理解和应用纳米农用化学品在可持续农业中的角色提供指导。
中国农业科学院植物保护研究所硕士研究生刘泓怡和博士研究生上官文杰为论文共同第一作者，黄啟良研究员和曹立冬研究员为共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划项目、北京市自然科学基金项目和中国农业科学院农业科技创新计划的支持。
