木质素包覆纳米胶体双杀菌剂系统的构建及其对番茄细菌性斑点病和甘蔗红腐病的绿色防控研究

本研究针对传统杀菌剂环境风险高、稳定性差等问题，开发了基于木质素纳米载体的卡那霉素-甲基硫菌灵双杀菌剂系统。通过无溶剂自组装技术构建的纳米制剂具有88%包封率和-45 mV Zeta电位，显著提升对Xanthomonas euvesicatoria和Colletotrichum falcatum的抑制效果，同时激活植物防御酶（PPO/POD/PAL等），为农业可持续发展提供新策略。

　　

在全球化粮食安全挑战背景下，番茄和甘蔗作为重要经济作物，长期遭受病原微生物威胁。番茄细菌性斑点病（Xanthomonas euvesicatoria）导致果实商品价值骤降，而甘蔗红腐病（Colletotrichum falcatum）则造成蔗茎内部腐烂和糖分损失。传统杀菌剂如甲基硫菌灵（Thiophanate-methyl）虽有效，但其光降解产物MBC对水生生物具有高毒性，且常规制剂存在快速降解、靶向性差等问题。卡那霉素（Kasugamycin）作为生物源抗生素虽较环保，但单独使用易引发抗药性。这些痛点催生了对新型绿色农药递送系统的迫切需求。

针对这一挑战，Netaji Subash大学技术学院联合农药配方技术研究所的研究团队，创新性地利用木质素这一天然高分子材料，构建了同时负载卡那霉素和甲基硫菌灵的双功能纳米胶体系统。相关成果发表于《Journal of Environmental Chemical Engineering》，为农业纳米制剂开发提供了新范式。

研究采用动态光散射（DLS）、透射电镜（TEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等技术表征纳米颗粒特性，通过体外释放实验评估控释性能，并系统测定了对病原菌的抑制效果及植物生理响应。

材料与方法
通过阳离子表面活性剂CTAB与木质素磺酸钠的静电自组装形成纳米载体，双乳化法制备载药系统。以番茄（Solanum lycopersicum）和甘蔗（Saccharum officinarum）为模型作物，测定种子发芽率、株高及防御酶活性等指标。

制备与表征
获得的纳米颗粒平均粒径为198 nm，多分散指数（PDI）仅0.108，Zeta电位-45 mV表明优异胶体稳定性。FTIR证实药物成功包封，TEM显示规整球形结构。

控释特性
在pH 5.0缓冲液中，48小时内卡那霉素和甲基硫菌灵累计释放率分别为62%和58%，符合Higuchi扩散动力学模型，有效延缓光降解。

抗菌效能
对Colletotrichum falcatum的完全抑制浓度比游离药物降低40%，对Xanthomonas euvesicatoria抑菌圈直径增加2.3倍，且表现出显著雨蚀抗性（rain fastness）。

植物生理响应
处理组番茄幼苗的叶绿素含量提升27%，根系长度增加35%。病原侵染条件下，苯丙氨酸解氨酶（PAL）和过氧化物酶（POD）活性分别升高3.2倍和2.8倍，强化了植物免疫防御。

结论与展望
该研究开创性地将木质素纳米载体应用于双杀菌剂系统，解决了传统农药环境残留与药效持效期的矛盾。其核心价值体现在三方面：一是无溶剂制备工艺符合绿色化学原则；二是通过协同作用降低有效成分用量50%以上；三是首次证实木质素载体可激活植物系统抗性（SAR）。未来可通过田间试验优化配方，并探索对其他作物病害的适用性，为农药减量化行动提供技术支撑。