综述：纳米乳液在稻瘟病防治中的应用：生化与生理机制

《Pesticide Biochemistry and Physiology》：Nanoemulsions in rice blast control: Biochemical and physiological mechanisms

稻瘟病由Magnaporthe oryzae引起，是导致全球水稻减产最严重的病害之一。传统化学杀菌剂面临抗药性、环境残留和效果不稳定问题。纳米乳剂（NEs）通过包裹植物提取物（如肉桂叶油、柠檬草油）增强稳定性、渗透性和杀菌活性，实验室及部分田间试验显示其抑制真菌生长、孢子萌发效果显著，且可减少化学农药用量30%-50%。当前挑战包括大规模田间验证不足、生产工艺标准化困难及生物安全性评估缺失。

　　稻瘟病是由稻瘟病菌 *Magnaporthe oryzae*（又名 *Pyricularia oryzae*）引起的，是全球范围内对水稻生产造成严重威胁的病害之一。该病害不仅影响超过85个国家的水稻产量，而且每年导致的产量损失估计在10%至30%之间，相当于超过6000万人的年粮食消耗量。在严重爆发的情况下，产量损失甚至可能达到80%至100%，具体取决于气候条件和水稻品种的抗性。稻瘟病对亚洲和撒哈拉以南非洲地区的农业生产成本和粮食安全构成重大挑战，导致农民不得不大量使用化学杀菌剂，从而增加了投入成本和环境风险。此外，*M. oryzae* 具有高度的遗传适应性，使得宿主抗性基因的失效变得频繁，这进一步凸显了传统育种方法的局限性。

传统控制方法，如合成杀菌剂和抗病品种，由于病原体抗性的发展、化学残留的积累以及在不同地点效果的不一致性，已经显现出诸多限制。因此，寻找更加环保和可持续的替代方案成为当前研究的重要方向。其中，纳米乳液（Nanoemulsions, NEs）作为一种新型的生物农药递送系统，近年来受到了广泛关注。纳米乳液是一种由表面活性剂稳定的小滴分散体系，其滴珠尺寸通常在20至500纳米之间，具有良好的动态稳定性。相较于传统的粗油制剂，纳米乳液在提升稳定性、改善水溶性和增强生物活性方面表现出显著优势。例如，一些研究发现，使用纳米乳液形式的肉桂油和香茅油可以有效抑制 *Fusarium oxysporum* f. sp. *lycopersici* 和 *Aspergillus flavus* 的生长，这些效果主要归因于纳米尺度下更高的表面接触率和更强的渗透能力。

为了全面评估纳米乳液在稻瘟病防治中的潜力，研究人员通过系统性的文献综述方法，收集了2005年至2024年间发表的相关研究，涵盖了纳米乳液的制备技术、其对稻瘟病菌的抑制效果、以及在田间试验中的应用表现。文献检索工作基于PRISMA指南进行，涉及Scopus、Web of Science、PubMed和Google Scholar等多个数据库，使用了“纳米乳液”、“稻瘟病”、“生物农药”、“*Pyricularia oryzae*”、“*Magnaporthe oryzae*”、“植物提取物”和“杀菌活性”等关键词的布尔组合。所选研究必须是经过同行评审的，以确保其科学性和可靠性。通过这一系统性分析，研究者能够总结出纳米乳液在抗稻瘟病方面的重要进展，并探讨其在实际应用中面临的挑战。

纳米乳液的制备技术主要包括高能和低能方法。高能方法，如超声波处理，通常能够产生更小的滴珠尺寸（20-80纳米），并且具有更高的电位值（通常低于-30毫伏），这有助于提高其胶体稳定性和杀菌效果。低能方法则通常涉及机械搅拌或相分离等过程，虽然滴珠尺寸可能稍大，但仍然能够实现有效的分散。研究还指出，纳米乳液的物理化学特性，如滴珠大小、电位、粘度和表面活性，对稳定性和生物活性具有重要影响。因此，在开发和优化纳米乳液配方时，必须综合考虑这些因素，以确保其在实际应用中的有效性。

在田间试验中，纳米乳液显示出一定的潜力，能够显著降低稻瘟病的发生率和严重程度。然而，目前关于纳米乳液在实际农业生产中的应用研究仍较为有限，尤其是在不同水稻品种之间的表现差异尚未得到充分研究。实验室研究表明，纳米乳液能够有效抑制稻瘟病菌的菌丝生长和孢子萌发，这些结果在一定程度上支持了其作为新型生物农药的可行性。然而，实验室环境与实际田间条件存在较大差异，因此需要进一步的田间试验来验证其在不同气候和土壤条件下的适用性。此外，纳米乳液的制备成本、储存稳定性以及对环境和非目标生物的影响也是需要重点关注的问题。

纳米乳液的一个显著优势是其能够提高植物来源生物活性物质的生物利用度。由于纳米乳液的滴珠尺寸较小，其具有更大的比表面积，从而能够更有效地与植物组织接触，并提高活性成分的渗透能力。例如，一些研究发现，纳米乳液形式的植物提取物比粗油形式在田间试验中表现出更强的杀菌效果。此外，纳米乳液还能够实现活性成分的缓释，使其在较长时间内持续发挥作用，从而减少使用频率和剂量，降低对环境的潜在影响。这种特性使得纳米乳液在减少化学残留和提高农药使用效率方面具有独特的优势。

尽管纳米乳液在稻瘟病防治方面展现出良好的前景，但其广泛应用仍面临一些科学和技术上的挑战。首先，纳米乳液的制备需要精确控制表面活性剂的种类和浓度，以确保其稳定性并避免对植物或环境造成不良影响。其次，纳米乳液的长期储存和运输条件也需要进一步优化，以防止其在使用前发生物理或化学变化。此外，纳米乳液在田间应用中的实际效果受到多种因素的影响，包括施用方法、环境条件以及水稻品种的抗性差异，因此需要更多的田间试验来验证其在不同农业生态系统中的适用性。同时，纳米乳液作为一种新型农药，其在农业法规和环境评估方面也存在一定的不确定性，需要制定相应的标准和指南以确保其安全性和有效性。

未来的研究方向应聚焦于以下几个方面。首先，需要进一步探索纳米乳液在不同植物来源活性成分中的应用潜力，特别是针对 *M. oryzae* 的特定抑制机制。其次，应加强对纳米乳液在田间条件下的实际表现研究，以评估其在不同气候、土壤和水稻品种中的适用性。此外，还需要关注纳米乳液对环境和非目标生物的影响，确保其在推广过程中不会对生态系统造成破坏。最后，应推动纳米乳液技术的商业化应用，通过优化制备工艺和成本，使其成为一种更加经济和可行的作物保护手段。

综上所述，纳米乳液技术为可持续的植物病害管理提供了新的可能性。通过提高生物活性物质的稳定性、改善其在植物组织中的渗透能力，并实现更高效的杀菌效果，纳米乳液有望成为替代传统化学杀菌剂的重要手段。然而，要实现其在农业生产中的广泛应用，仍需克服一系列科学、技术、生态和社会经济方面的挑战。未来的研究应致力于解决这些问题，以推动纳米乳液技术在稻瘟病防治中的实际应用，并为全球粮食安全做出贡献。