化学防治是稻田杂草防控的主要措施，但目前除草剂制剂品种仍以乳油、可湿性粉剂等传统剂型为主，存在大量使用有机溶剂、环境风险、分散性差等局限性，有效利用率普遍偏低。借助纳米技术等现代前沿科技手段，提高除草剂对靶标杂草的沉积效率，减少其向非靶标生物的迁移和环境污染，是解决这几类问题的有效途径。
近日，柏连阳院士团队围绕纳米农药杂草防控和除草剂纳米制剂安全性评价方面，在除草剂提效减量新方法方向取得连续进展，相应成果分别以题名为“A MOF based pH-responsive dual controlled release system for herbicide Pretilachlor and safener AD-67 delivery enhances the herbicidal efficacy and reduces the side effects”及“Self Assembled Sphere Covalent Organic framework with Enhanced Herbicidal Activity by Loading Cyhalofop-butyl”的论文发表于国际纳米毒理学知名期刊（Environmental Science-Nano，IF= 9.473）和农业化学著名期刊（Journal of Agricultural and Food Chemistry，IF= 5.895）。两篇论文研究均以湖南省农业科学院为第一单位，柏连阳院士为通讯作者，团队成员邓希乐副研究员为第一作者（含并一）。论文得到国家自然科学基金项目、国家重点研发计划子课题，湖南省自然科学基金优秀科学家基金项目等项目资助。
研究基于金属-有机框架材料在酸性条件下缓慢降解的特性，采用先封装再自组装的策略先后负载安全剂AD-67与丙草胺，构建了基于水稻田微酸性环境下的除草剂-安全剂的pH值智能双控制释放体系。位于载体表面的安全剂AD-67可快速释放，以激活水稻体内解毒通路，从而提高解毒酶谷胱甘肽巯基转移酶（GSTs）活力与谷胱甘肽（GSH）含量，高效保护水稻幼苗免遭丙草胺伤害。丙草胺则可基于pH值缓释体系缓慢释放以提高除草药效与持效期。构建的除草剂-安全剂双控制释放体系同时还能显著降低丙草胺对土壤模式生物蚯蚓的急性毒性（96小时LC50值仅为丙草胺商品化乳油制剂的1/6）。该研究将为丙草胺与安全剂高效低毒组合施用提供新方法，相应研究发表于Environmental Science-Nano。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/ 10.1021/acs.jafc.2c07616
此外，团队在前期发现离子型有机共价材料可作为农药载药材料以提高杂草防效的基础上（Deng，et al. 2021, Chemical Engineering Journal）进行了深入拓宽研究；进一步利用球形有机共价材料（SCOF）在室温下自组装特性，有效负载中性除草剂分子氰氟草酯，克服了离子型COF只能负载强电荷药物分子，以及在高温下利用COF自组装性质负载农药小分子易变性的不足。负载后的SCOF材料具备载药量大（57%）、尺度小、易被杂草吸收、促进氰氟草酯溶解和抗紫外降解的特性，能够有效的提高氰氟草酯对靶标杂草和千金子的药效（在低剂量条件下150 g a.i. /hm2施用条件下，与商品化氰氟草酯乳油制剂相比，分别对千金子和稗草的防效提高70.79%和67.76%），相应研究发表于Journal of Agricultural and Food Chemistry。
