首页近日，植物病虫害综合治理全国重点实验室农药分子靶标与绿色农药创制创新团队开发了负载草甘膦异丙胺盐的烷基改性聚丙烯酸固体水凝胶片剂，可显著降低除草剂在喷施过程中的液滴飘移风险。该成果以“Alkyl-Modified Polyacrylic Acid Hydrogel Tablets for Targeted Retention and Reduced Droplets Drift of Glyphosate Isopropylamine Salt”为题发表在Journal of Cleaner Production（IF 10.0）上。
水凝胶因其独特的三维网络结构，在农药活性成分的负载与控释方面展现出良好潜力，已成为农药制剂领域的重要研究方向。然而，现有研究多集中于其在缓控释性能方面的探索，对施药过程中液滴飘移行为的调控缺乏系统研究。此外，传统流体状水凝胶在储存和运输方面也面临诸多挑战。因此，研发一种兼具飘移抑制功能与施用便捷性的固体水凝胶片剂，对于提升农药施用效率、降低环境风险具有重要的理论价值与应用前景，有望成为推动农药精准与安全使用的重要技术路径。
草甘膦异丙胺盐作为一种安全、低成本的除草剂，在全球农业生产中广泛应用。然而，其在施药过程中因液滴飘移导致的非目标区域污染问题，制约其环境友好性与施用安全性。针对该问题，本研究通过聚丙烯酸与十八胺的简易酰胺化反应，成功合成出烷基改性聚丙烯酸。该材料与草甘膦异丙胺盐共混后，经稀释与冻冻干燥处理，形成无需任何其他添加剂的水凝胶片剂。该片剂兼具运输便捷、环境友好与成本低廉等多重优势。稀释后的水凝胶表现出良好的流变行为，满足田间喷施作业需求。实验结果表明，该水凝胶能有效抑制药液在稗草叶面的飞溅与反弹，增强药液在叶片表面的附着能力，进而提高有效成分在靶标上的持留量。风洞试验进一步验证其抗飘移性能：在距喷嘴4米处，水凝胶体系的液滴飘移量较原药水溶液和市售水剂分别降低85.3%和78.96%。生测实验表明，该水凝胶片剂的除草效果与市售制剂相当，且载体材料对玉米生长无不良影响。在耐草甘膦棉花上的试验进一步表明，该水凝胶载药体系具有良好的作物安全性。
本研究建立了一种简洁高效的除草剂水凝胶片剂制备策略，兼具良好的抗飘移性能与便捷的储运特性，为实现农药减施增效与精准递送提供了提供创新解决方案。
植物病虫害综合治理全国重点实验室博士研究生张映曦为论文第一作者，曹立冬研究员为论文通讯作者，黄啟良研究员对论文做出重要指导。该研究工作得到国家重点研发计划项目和中国农业科学院重大科技任务的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.147099