筱 禾 編譯

(上海市農(nóng)藥研究所，上海 200032)

全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)每年均會(huì)因病害、蟲害和其他害物發(fā)生相當(dāng)大的損失。這些損失不僅發(fā)生在生產(chǎn)過程中，也發(fā)生在農(nóng)產(chǎn)品貯存過程中，即食品變質(zhì)。幾類化學(xué)合成農(nóng)藥目前已廣泛用于作物和農(nóng)產(chǎn)品貯存中的害物防治。但農(nóng)藥的過量使用也對(duì)人類健康和環(huán)境具有負(fù)面影響，同時(shí)造成害物抗性進(jìn)化。

植物源農(nóng)藥等天然源化合物的應(yīng)用，已成為化學(xué)合成農(nóng)藥的替代之一。這些化合物在農(nóng)業(yè)管理中的應(yīng)用越來越受人們重視，已經(jīng)在開發(fā)可應(yīng)對(duì)當(dāng)前挑戰(zhàn)并使其有效地用于該領(lǐng)域的有效制劑方面取得了一些進(jìn)展。如表1所示，使用納米技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)和工具對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的可持續(xù)增長(zhǎng)至關(guān)重要。最近，有關(guān)納米技術(shù)在農(nóng)藥領(lǐng)域應(yīng)用的文章和專利數(shù)量大幅增加，到2017年，該領(lǐng)域已發(fā)表約238篇文章和34項(xiàng)專利。近年來相關(guān)文章數(shù)量急劇增加，這表明對(duì)該學(xué)科的興趣日益增加以及向市場(chǎng)引入此類制劑的潛力。此外，這些文章似乎側(cè)重于技術(shù)的改進(jìn)，以解決該領(lǐng)域面臨的問題。本文綜述了納米技術(shù)和植物源農(nóng)藥領(lǐng)域的主要進(jìn)展，并評(píng)估了其在可持續(xù)農(nóng)業(yè)中的主要優(yōu)勢(shì)和局限性。

1 研究進(jìn)展

1.1 環(huán)境友好制劑

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用植物源農(nóng)藥而非化學(xué)合成農(nóng)藥通常被認(rèn)為是一個(gè)環(huán)境友好的選擇。這主要?dú)w功于植物源物質(zhì)的固有特性，它們通常會(huì)降解，因此對(duì)環(huán)境和非靶標(biāo)生物體存在長(zhǎng)期負(fù)面影響的可能性較低。利用納米結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包封這些物質(zhì)為開發(fā)具有潛在增強(qiáng)效應(yīng)和田間性能的新型制劑提供了進(jìn)一步的可能。這種系統(tǒng)可以使用化學(xué)合成或天然來源并具有生物相容性和生物有效性等理想特性的不同類型基質(zhì)制備(圖1)。

近年來，人們還努力發(fā)展綠色納米技術(shù)(即尋求能夠減少能源消耗、廢料生成和溫室氣體排放的工藝)。利用可再生材料生產(chǎn)納米載體系統(tǒng)可進(jìn)一步促進(jìn)綠色納米技術(shù)的發(fā)展和實(shí)施。各種天然源基質(zhì)(如蛋白質(zhì)、聚合物和膠質(zhì))最近得到了重視。許多出版物和專利介紹了將這些物質(zhì)用于生產(chǎn)植物源農(nóng)藥納米載體系統(tǒng)的情況(表2)。

最重要的一種物質(zhì)是玉米的主要貯藏蛋白——玉米醇溶蛋白(zein)，它占植物種子總蛋白質(zhì)含量的約50%。玉米醇溶蛋白屬于醇溶蛋白類，其中α-玉米醇溶蛋白最豐富。由于該蛋白質(zhì)具有較低的水溶性，較高的包被率，生物降解性和生物相容性，已對(duì)其用于生產(chǎn)納米粒子和植物源農(nóng)藥的包封系統(tǒng)進(jìn)行了研究。Veneranda等利用熱、pH誘導(dǎo)的絡(luò)合法以玉米醇溶蛋白/酪蛋白酸鈉/果膠包封丁香酚(eugenol)，研究了制備過程中每種成分濃度的影響。所得制劑穩(wěn)定，具有良好的理化性質(zhì)和高分散性，并具備在農(nóng)業(yè)和食品行業(yè)中應(yīng)用的潛力。Jhones等制備并表征了含有植物源化合物香葉醇(geraniol)和R-香茅醛的玉米醇溶蛋白納米粒子。這種納米粒子具有良好的理化性質(zhì)并能保護(hù)活性成分免受紫外線降解。該制劑還能有效防治重要農(nóng)業(yè)害蟲二斑葉螨(Tetranychus urticae Koch)。雖然還沒有任何特定化合物登記，但已有許多基于玉米醇溶蛋白系統(tǒng)納米制劑的有效使用的專利申請(qǐng)。例如，專利CA2805581A1介紹了用于包封水溶性和脂溶性生物活性化合物的玉米醇溶蛋白納米粒子的制備和表征。所研究的化合物實(shí)現(xiàn)了較高包封效率，該系統(tǒng)被推薦用于農(nóng)業(yè)、食品和制藥領(lǐng)域。

另一種有效的天然高分子是海藻酸鹽，它是通過堿水解法從藻類中提取的生物聚合物。由于海藻酸鹽具有生物相容性和膠凝性，已被廣泛用于制備植物源農(nóng)藥等的多種納米粒子/微粒制劑。有人制備了用于包封墨角蘭(Origanum majorana)精油的海藻酸鹽/黏土納米復(fù)合物。該物質(zhì)具有良好的理化性質(zhì)，所得制劑能有效地防治微生物，是一種防治病原菌的理想劑型。Kavoosi等人研究了Zataria精油在海藻酸鹽顆粒中的包封。該制劑的平均粒徑為(597±22) nm，多分散性指數(shù)為0.42，zeta電位為(－16.3±4.2) mV。包封降低了活性成分的揮發(fā)性，提高了其的穩(wěn)定性，該體系在農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

表1 農(nóng)藥制劑的理想特性，植物源農(nóng)藥的優(yōu)點(diǎn)與局限性及納米技術(shù)在彌補(bǔ)局限性中的可能用途

圖1 用于生產(chǎn)納米載體系統(tǒng)的基質(zhì)示例

表2 生產(chǎn)生物農(nóng)藥微/納米制劑的天然源基質(zhì)

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

天然樹膠可由樹的分泌物(例如阿拉伯樹膠，來自塞內(nèi)加爾的阿拉伯樹膠)等多種來源獲取。天然樹膠一般無毒且成本低廉，通常比化學(xué)合成材料更受歡迎。因此，它們被認(rèn)為是可用于制備納米粒子/微粒制劑的理想物質(zhì)。Khoshakhlagh采用電噴霧法，對(duì)從Alyssum homolocarpum種子中提取的樹膠制成的納米粒子進(jìn)行了研究。該球形粒子的粒徑為35～90 nm，D-檸檬烯的負(fù)載量為10%～20%，包封率達(dá)87%～93%。

殼聚糖是另一種被廣泛用于生產(chǎn)納米粒子/微粒系統(tǒng)研究的生物聚合物。殼聚糖是由存在于甲殼動(dòng)物外骨骼中的幾丁質(zhì)堿法脫乙?；玫降囊环N親水性陽離子聚電解質(zhì)。Ahmadi等人評(píng)價(jià)了蓍草(Achillea millefolium L.)精油殼聚糖納米粒子對(duì)二斑葉螨的殺螨作用。該納米粒子呈球形，平均粒徑85～145 nm。在驅(qū)避和觸殺作用試驗(yàn)中，納米粒子在植物葉部緩釋精油且具有持效性，其效果優(yōu)于未包封精油。這些發(fā)現(xiàn)表明，包封提高了精油在害物防治中的效果。Campos等人制備了β-環(huán)糊精功能化殼聚糖包封香芹酚和芳樟醇(linalool)的納米粒子。含有香芹酚和芳樟醇的納米粒子的平均粒徑分別為175.2 nm和245.8 nm，具有較高的包封率(約90%)。對(duì)二斑葉螨進(jìn)行的生物活性測(cè)試表明，該納米粒子具有驅(qū)蟲、殺螨、抑制產(chǎn)卵等作用，且效果優(yōu)于未包封的化合物。專利US9480656B123介紹了一種包封迷迭香精油的殼聚糖納米粒子的制備方法。制備的納米粒子平均粒徑為 69～99 nm，包封率較高(＞90%)，有望用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

如上所述，最近有許多致力于為可持續(xù)農(nóng)業(yè)尋求環(huán)境友好制劑的研發(fā)工作。重要的一點(diǎn)是，盡管嘗試?yán)锰烊粊碓吹奈镔|(zhì)來生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，但本質(zhì)上還需要進(jìn)行毒理學(xué)分析和機(jī)制研究，以了解這些物質(zhì)的可能風(fēng)險(xiǎn)。從提高化合物的有效性以及對(duì)環(huán)境和人類健康的安全的角度來看，植物源農(nóng)藥的包封是一項(xiàng)引人關(guān)注的技術(shù)進(jìn)步。但由于許多因素和工藝會(huì)影響環(huán)境行為和納米農(nóng)藥的藥效，這就要求采取一種新穎和精細(xì)的方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

1.2 植物源農(nóng)藥產(chǎn)品

植物源農(nóng)藥市場(chǎng)近年來有所增長(zhǎng)，這似乎主要是由于人們?cè)絹碓綋?dān)心化學(xué)合成農(nóng)藥殘留對(duì)食品的污染所致。這種情況加上更嚴(yán)格的監(jiān)管和進(jìn)出口管制，使人們的注意力轉(zhuǎn)向新的“更安全的”替代品。植物源農(nóng)藥用于害物防治已有多年，有記錄埃及人使用植物提取物來保護(hù)儲(chǔ)藏產(chǎn)品和防治引起病害的微生物。植物提取物在作物保護(hù)中的傳統(tǒng)用途仍在繼續(xù)，其中許多是農(nóng)民按照世代相傳的傳統(tǒng)配方制備的，通常使用在特定地區(qū)豐富的植物種類。雖然前期工作突出了它們的重要性，但由于植物種類的多樣性，很難估算用于這類傳統(tǒng)用途的數(shù)量。

許多從植物中提取、傳統(tǒng)用于農(nóng)業(yè)的產(chǎn)品，現(xiàn)在也作為植物源農(nóng)藥銷售。隨著研究的深入，已能鑒定和分離特定活性物質(zhì)，其中一些也被用于生產(chǎn)植物源農(nóng)藥。例如，印楝油(Azadirachta indica Juss.，印楝科)在印度次大陸廣泛用于農(nóng)業(yè)病蟲害防治，是目前商業(yè)規(guī)模銷售最廣泛的植物源殺蟲劑之一。這種來源于印楝樹的種子和其他部位的油含有一些生物活性代謝物，包括用于若干植物源病蟲害防治產(chǎn)品的印楝素(AG)。表3例舉了商業(yè)化的植物源農(nóng)藥。

表3 商品化植物源農(nóng)藥

續(xù)表

如上所述，納米和微結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中植物源農(nóng)藥的包封已成為提高制劑質(zhì)量、活性成分田間持效性以及穩(wěn)定性的一個(gè)重要工具。因此，企業(yè)一直在設(shè)法推廣植物源農(nóng)藥納米制劑。然而，基于這些技術(shù)的制劑數(shù)量仍然低于使用植物源物質(zhì)的制劑數(shù)量。因此，有必要加強(qiáng)企業(yè)、大學(xué)和公共研究機(jī)構(gòu)之間的合作，以進(jìn)一步推動(dòng)這一領(lǐng)域的發(fā)展。表4介紹了一些基于納米和微膠囊技術(shù)的植物源農(nóng)藥產(chǎn)品。盡管還沒有成為化學(xué)合成農(nóng)藥的完全替代品，但以植物源農(nóng)藥為基礎(chǔ)的產(chǎn)品的商業(yè)化銷售已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。盡管如此，農(nóng)業(yè)部門已因這些產(chǎn)品的并存獲益，雖然植物源產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小。在提高植物源物質(zhì)/化合物的效果和成本效益方面，納米技術(shù)的發(fā)展或有助于開發(fā)更多有潛力的制劑?？梢院侠淼仡A(yù)期，深入研發(fā)到實(shí)際應(yīng)用將增加市售產(chǎn)品的數(shù)量。需要考慮的另一個(gè)方面是，由于監(jiān)管和植物檢疫問題，許多化學(xué)合成農(nóng)藥已被禁用，所有新的先導(dǎo)分子的開發(fā)也停滯不前。這就更有必要重視植物源農(nóng)藥的使用。但在植物源農(nóng)藥能在農(nóng)藥市場(chǎng)占有足夠大的份額之前，還需要應(yīng)對(duì)一些挑戰(zhàn)。以下各節(jié)將進(jìn)一步探討這些因素。

2 局限性

如前所述，尋找化學(xué)合成農(nóng)藥的新替代品已經(jīng)成為科學(xué)研究的一個(gè)重要方向。所取得的進(jìn)展也有助于在可持續(xù)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上提高糧食安全。雖然植物源農(nóng)藥目前不能完全取代化學(xué)合成農(nóng)藥的使用，但它們已為減少因過量使用化學(xué)合成農(nóng)藥引起的問題貢獻(xiàn)良多。納米技術(shù)衍生制劑可進(jìn)一步提高活性成分的生防效果、穩(wěn)定性，防止因光照、濕度、溫度等外部因素而造成的早期降解。盡管有了這些進(jìn)展，但還有一些可能會(huì)損害或制約植物源農(nóng)藥廣泛應(yīng)用的限制因素。

2.1 植物源農(nóng)藥的成分

防治病蟲害的植物源農(nóng)藥的藥效與其成分直接相關(guān)。這些產(chǎn)品可能包括含有不同濃度活性化合物混合物的植物提取物或離體植物化學(xué)物質(zhì)。限制這些物質(zhì)/化合物廣泛應(yīng)用的主要因素有高成本的原材料和提取/純化與配方步驟以及優(yōu)化活性成分的數(shù)量和質(zhì)量的難度。提取工藝是植物化學(xué)物質(zhì)生物活性的決定性因素， 因?yàn)橹参锟赡芎猩飰A、萜類化合物、黃酮類等多種化合物的復(fù)雜混合物?；钚曰衔锏馁|(zhì)量和數(shù)量受提取技術(shù)、所用植物的部位、使用的溶劑以及所用設(shè)備的類型的影響。

植物源物質(zhì)的濃度和使用劑量也是限制其作為農(nóng)藥應(yīng)用的因素?；衔锏臐舛仁菦Q定生物效應(yīng)的關(guān)鍵因素。多項(xiàng)研究報(bào)道了迷迭香(Rosmarinus officinalis L.)精油對(duì)多種害蟲的驅(qū)避作用。但Sadeh等最近報(bào)道，迷迭香精油對(duì)粉虱(Bemisia tabaci)有引誘作用。這種作用似乎取決于植物體內(nèi)的揮發(fā)性化合物的成分和濃度。Jhones等認(rèn)為，化合物濃度在生物效應(yīng)中起著關(guān)鍵作用，而引誘/驅(qū)避作用也可能受到環(huán)境和地理變量以及非生物因素引起的脅迫的影響。

表4 基于納米/微膠囊技術(shù)的商品化植物源農(nóng)藥

為了實(shí)現(xiàn)植物源農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大面積應(yīng)用，植物材料必須有充足的數(shù)量，以確保連續(xù)供應(yīng)。因此，與化學(xué)合成化學(xué)品相比，植物源農(nóng)藥通常更為昂貴，因?yàn)樗栀|(zhì)量的材料的種植和產(chǎn)量有限。另一個(gè)問題是，植物次生代謝物的數(shù)量因地點(diǎn)或季節(jié)而異，因此難以使該類農(nóng)藥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。一個(gè)可行的解決辦法是鼓勵(lì)利用生物反應(yīng)器中的組織培養(yǎng)等技術(shù)合成生物活性化合物的研究。此外，多倍體化和植物快速繁殖等技術(shù)也是有助于提高生物活性物質(zhì)生產(chǎn)的重要工具。

在開發(fā)更有效和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品時(shí)，必須研究分離的化合物及其制劑，減少變量，從而更精確地研究特定植物中存在的活性化合物的影響。這種方法還可以開發(fā)包含各種在自然界通常不會(huì)同時(shí)存在的活性物質(zhì)混合物的新制劑。例如香茅精油含有香葉醇、香茅醛、香茅醇和檸檬烯。而肉桂醛、丁香酚和α-蒎烯是肉桂精油的主要成分。天然來源中沒有香葉醇和肉桂醛的混合物。因此，以活性化合物的混合物為基礎(chǔ)制備的制劑不僅可以提供更好的防治作用，而且由于其作用機(jī)制的多樣性，還有助于降低害蟲產(chǎn)生抗藥性的幾率。

2.2 監(jiān)管壁壘

影響新植物源農(nóng)藥產(chǎn)品商業(yè)化和銷售的主要壁壘之一是監(jiān)管和缺乏政府支持。農(nóng)藥由于受到嚴(yán)格管制，必須經(jīng)過冗長(zhǎng)且費(fèi)用昂貴的試驗(yàn)和手續(xù)才能作為新產(chǎn)品進(jìn)行登記。這在很大程度上是由于消費(fèi)者對(duì)食品中農(nóng)藥殘留的負(fù)面影響認(rèn)識(shí)的提高所致，而且大多數(shù)國(guó)家對(duì)化學(xué)合成農(nóng)藥或生物農(nóng)藥不作區(qū)分。突破監(jiān)管壁壘的高昂費(fèi)用是植物源農(nóng)藥的首要難題，因?yàn)檫@些產(chǎn)品的市場(chǎng)仍然有限，所有利潤(rùn)都不足以補(bǔ)償遵守監(jiān)管規(guī)定的費(fèi)用。但植物源農(nóng)藥顯然不能排除在試驗(yàn)和監(jiān)管程序之外，因?yàn)樗鼈円部赡艽嬖陲L(fēng)險(xiǎn)，不能假定它們完全安全(如魚藤酮和煙堿)。盡管如此，精油及其主要成分等絕大多數(shù)植物源物質(zhì)對(duì)哺乳動(dòng)物和非靶標(biāo)生物并不具有明顯毒性——至少與某些化學(xué)合成物質(zhì)不在一個(gè)級(jí)別。其中一些物質(zhì)曾一度作為食物和飲料調(diào)味料以及烹飪香料使用，在登記時(shí)必須加以考慮，并應(yīng)成為新產(chǎn)品開發(fā)中需要考慮的重要問題。

不同管轄區(qū)監(jiān)管框架的差異也構(gòu)成了貿(mào)易壁壘。在許多國(guó)家，農(nóng)業(yè)貿(mào)易以商品為基礎(chǔ)，這促使對(duì)農(nóng)藥的限制增加，特別是對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家的出口。向歐盟和美國(guó)等市場(chǎng)出口的國(guó)家必須遵守日益嚴(yán)格的監(jiān)管，只有經(jīng)批準(zhǔn)的農(nóng)藥才能用于出口的農(nóng)產(chǎn)品。因此，即使各國(guó)有豐富的植物源物質(zhì)可用于開發(fā)植物源農(nóng)藥，它們也可能僅限于使用其他化合物，包括國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。

從上述討論中可以看出，納米農(nóng)藥提高了藥效，對(duì)環(huán)境保護(hù)與人類健康做出了貢獻(xiàn)，是一項(xiàng)重大的技術(shù)進(jìn)步。就監(jiān)管而言，必須考慮到影響納米農(nóng)藥環(huán)境行為和毒性作用的因素和工藝可能不同于適用于傳統(tǒng)農(nóng)藥的因素和工藝。因此，必須開發(fā)新的或更精細(xì)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)。與傳統(tǒng)的(化學(xué)合成)農(nóng)藥不同，納米農(nóng)藥的特性(如毒性、吸收、生物利用度)取決于許多變量，包括包封材料的化學(xué)成分、粒徑分布、納米粒子濃度、zeta電位等。因此，有必要對(duì)這些系統(tǒng)的特性進(jìn)行方法論改進(jìn)或附加技術(shù)。目前用于納米農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，如在歐盟實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，提供了一個(gè)有用的框架，但(如上文所示)為了更清楚地了解可能引發(fā)安全問題的實(shí)際因素，有必要進(jìn)行改進(jìn)。此領(lǐng)域的新工具和新技術(shù)的開發(fā)等技術(shù)進(jìn)步，必將有助于提高人們對(duì)這些物質(zhì)的作用的認(rèn)識(shí)。

3 結(jié) 論

就更有效和穩(wěn)定的制劑而言，納米技術(shù)有望大大促進(jìn)植物源農(nóng)藥行業(yè)的發(fā)展。與某些合成農(nóng)藥相比，植物源農(nóng)藥的低藥效一直是其面臨的主要問題之一。如上所述，在利用納米技術(shù)開發(fā)新制劑方面取得了許多進(jìn)展，也解決了一些局限性，可能有助于擴(kuò)大這種系統(tǒng)在可持續(xù)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。

對(duì)環(huán)境污染和土壤及水資源退化的日益關(guān)注是增加對(duì)環(huán)境友好替代品需求的關(guān)鍵因素。植物源農(nóng)藥是化學(xué)合成農(nóng)藥更好的替代品。當(dāng)納米技術(shù)被用于生產(chǎn)新產(chǎn)品時(shí)，還需要考慮其可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的潛在影響。因此，隨著在減少溶劑和能源使用的高效生產(chǎn)工藝中，利用基于天然聚合物(生物可降解和生物相容性)的基質(zhì)生產(chǎn)植物源農(nóng)藥制劑，人們對(duì)綠色納米技術(shù)的發(fā)展越來越感興趣。綠色納米技術(shù)的發(fā)展必須與不斷改進(jìn)的毒理分析技術(shù)相結(jié)合，以確保新制劑的安全性。值得注意的是，很少有探討和專門針對(duì)植物源農(nóng)藥的環(huán)境歸宿的研究。在此背景下，這種方法對(duì)于了解這些化合物在環(huán)境中的真正影響極為重要。最近劉等人研究了在熱帶氣候條件下，百里香酚農(nóng)業(yè)應(yīng)用后在土壤和水中的環(huán)境歸宿。研究發(fā)現(xiàn)，所研究的3種類型熱帶土壤對(duì)百里香酚均出現(xiàn)了吸附，其吸附量增加順序依次為：砂質(zhì)土壤＜壤質(zhì)土壤＜黏粒土，土壤對(duì)百里香酚的吸附量呈增加趨勢(shì)。但發(fā)現(xiàn)該化合物在 2種基質(zhì)(土壤和水)中的降解速度都很快。光照條件下，28 h內(nèi)在水中發(fā)生光解(50%)。在土壤中，降解同樣數(shù)量的百里香酚需8.4 d。因此認(rèn)為，百里香酚在作物生產(chǎn)中應(yīng)用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較低。

關(guān)于納米農(nóng)藥，最近Kah等人對(duì)這些納米材料的影響進(jìn)行了嚴(yán)格的評(píng)估。此文認(rèn)為納米農(nóng)藥的藥效比常規(guī)化合物/制劑平均提高30%。此外，還說明了這種技術(shù)的應(yīng)用可推動(dòng)農(nóng)藥環(huán)境歸宿以及環(huán)境效應(yīng)的變化。他們還指出，文獻(xiàn)中的許多論文在研究納米農(nóng)藥與環(huán)境間的相互作用時(shí)都很含糊。另一點(diǎn)是，目前文獻(xiàn)中沒有對(duì)這些納米農(nóng)藥在大田條件下的藥效和環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行評(píng)估的系統(tǒng)研究。在此背景下，對(duì)植物源農(nóng)藥納米級(jí)制劑的環(huán)境歸宿進(jìn)行研究極為重要，表明這是該領(lǐng)域有待填補(bǔ)的一個(gè)重大空白。

植物源農(nóng)藥市場(chǎng)的增長(zhǎng)與消費(fèi)者選擇對(duì)環(huán)境和人類健康影響小、更安全的技術(shù)的趨勢(shì)直接相關(guān)。要使這些產(chǎn)品在更廣泛的全球范圍內(nèi)具有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，仍有許多步驟和壁壘需要克服。

目前，植物源農(nóng)藥產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售主要是在科研院所和小農(nóng)戶與生產(chǎn)商合作伙伴關(guān)系間進(jìn)行。這是因?yàn)榇蠊局饕铝τ谒麄兊膶＠瘜W(xué)合成產(chǎn)品，認(rèn)為因現(xiàn)行的監(jiān)管要求增加了不確定性的植物源替代品是不太了解和非標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。顯而易見，植物源農(nóng)藥在短期內(nèi)不能完全取代化學(xué)合成化學(xué)品的使用。但它們將繼續(xù)為旨在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)以及降低人們對(duì)健康和環(huán)境安全的關(guān)注度的管理措施做貢獻(xiàn)。農(nóng)業(yè)部門擁有大量可輔助對(duì)作物進(jìn)行更可持續(xù)管理的工具和產(chǎn)品，如使用植物源農(nóng)藥、生物防治、大棚種植和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。同時(shí)，必須提高生產(chǎn)商和農(nóng)民對(duì)這種選擇的認(rèn)識(shí)。這可能有助于植物源產(chǎn)品等新的低風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)藥的中長(zhǎng)期替代。

大學(xué)、研究中心、企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)間的密切合作對(duì)促進(jìn)這些產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)和采用將具有至關(guān)重要的影響。通過大規(guī)模生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化，植物源農(nóng)藥的生產(chǎn)商將會(huì)解決監(jiān)管問題。每年都有許多研究報(bào)道具有農(nóng)藥活性的新植物源物質(zhì)，但在絕大多數(shù)情況下，研究結(jié)果并沒有轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品。盡管目前存在著缺陷和挑戰(zhàn)，但利用納米技術(shù)生產(chǎn)更有效的植物源農(nóng)藥制劑等新進(jìn)展已是真正的機(jī)遇。正如本研究所證明的那樣，納米技術(shù)與植物源農(nóng)藥的融合具有提高這些天然化合物的藥效等許多優(yōu)點(diǎn)。但值得一提的是，該部門仍然面臨一些問題和挑戰(zhàn)?？蓴U(kuò)展性連同生產(chǎn)基于納米技術(shù)系統(tǒng)的成本是主要障礙之一。此外，這些物質(zhì)的毒性研究還需要進(jìn)一步開展。由于它們的納米特性，這些物質(zhì)可以引起不同程度的毒性。因此，研究這些物質(zhì)與不同生物基質(zhì)之間的相互作用是該領(lǐng)域進(jìn)展的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。要強(qiáng)調(diào)的是，應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行研究，主要參與者間進(jìn)行協(xié)作，以便將這一機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭沙掷m(xù)的商業(yè)現(xiàn)實(shí)。