刺激響應(yīng)性聚合物載體在農(nóng)藥減施增效中的 應(yīng)用研究進(jìn)展

王美怡，婁佳玉，王三艷

(天津科技大學(xué)化工與材料學(xué)院，天津 300457)

人口的迅速增長(zhǎng)，導(dǎo)致人類對(duì)糧食作物的需求越來越大，面對(duì)人口持續(xù)增長(zhǎng)所帶來的糧食短缺問題，只有通過增加糧食作物的產(chǎn)量來解決[1]．農(nóng)藥作為保障全球糧食產(chǎn)量和糧食安全的重要產(chǎn)品，具有有益和有害的雙重特性．雖然農(nóng)藥可以保護(hù)作物免受病蟲害和雜草的損害，但傳統(tǒng)農(nóng)藥大多使用有害溶劑，具有分散性差、易飄移等缺點(diǎn)，且在施用途中易在靶體或靶標(biāo)附近被光解、水解以及微生物代謝，導(dǎo)致有效利用率低、流失率高[2–5]．以被保護(hù)農(nóng)作物作為實(shí)際標(biāo)靶，農(nóng)藥有效利用率僅為10%～30%，若以有害生物的實(shí)際受藥量測(cè)算，有效利用率實(shí)則不足0.1%[6]，因此在實(shí)際使用中需要反復(fù)噴施農(nóng)藥，這會(huì)導(dǎo)致有近50%的農(nóng)藥殘存在環(huán)境中[7–9]．農(nóng)藥的不當(dāng)使用還會(huì)導(dǎo)致一系列生態(tài)環(huán)境問題，包括次要害蟲變成主要害蟲、面源污染、水體富營(yíng)養(yǎng)化、土壤板結(jié)、破壞生態(tài)平衡以及生物多樣性喪失等[10–11]．因此，開發(fā)能夠防止農(nóng)藥脫靶流失且具有緩/控釋功能的新型制劑品種成為農(nóng)藥合理利用、科學(xué)防控、減施增效的必然途徑．

近年來，以高分子聚合物為載體的控制釋放技術(shù) 成為全球商業(yè)和科研領(lǐng)域追求的高新技術(shù)[12]．智能材料能響應(yīng)環(huán)境(如：光、溫度、pH、氧化還原、酶、磁場(chǎng)、濕度等)的改變，從而引起材料自身理化性質(zhì)改變，最終發(fā)生結(jié)構(gòu)變化．借助智能材料的上述過程變化已經(jīng)開發(fā)了多種刺激響應(yīng)性聚合物，并且此類聚合物可以應(yīng)用于農(nóng)藥制劑合成中．經(jīng)過吸附、包埋、交聯(lián)等物理或化學(xué)手段，可以將農(nóng)藥裝載至刺激響應(yīng)性聚合物載體上，制成農(nóng)藥制劑，這些刺激響應(yīng)性農(nóng)藥制劑通過靶向釋放或環(huán)境控制釋放，不僅提高了環(huán)境敏感農(nóng)藥有效成分的化學(xué)穩(wěn)定性和生物活性，還可以更精確地作用于靶標(biāo)，增加一次噴灑的有效性，從而成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新動(dòng)力[13–14]．

本文就刺激響應(yīng)性材料對(duì)不同環(huán)境的響應(yīng)機(jī)理進(jìn)行分類，對(duì)近十年來以高分子聚合物為載體的緩/控釋農(nóng)藥的開發(fā)和應(yīng)用情況進(jìn)行總結(jié)和評(píng)述，并對(duì)該領(lǐng)域未來的發(fā)展方向進(jìn)行展望，為今后的相關(guān)研究提供參考．

1 pH響應(yīng)性聚合物在農(nóng)藥緩/控釋劑領(lǐng)域的開發(fā)與應(yīng)用

pH響應(yīng)性材料在當(dāng)今的農(nóng)藥制劑中研究的最為廣泛．環(huán)境pH的改變可以使pH響應(yīng)聚合物中的pH響應(yīng)基團(tuán)接受或者釋放質(zhì)子，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)平衡的變化和聚合物鏈電離度的變化，從而引起絮凝、鏈段的塌陷和聚合物的沉淀，或者自組裝形成膠束發(fā)生溶脹或收縮[15–16]．

pH響應(yīng)性農(nóng)藥緩/控釋劑一般分為陰離子型和陽離子型．陰離子型pH響應(yīng)聚合物能夠在pH 4～8之間發(fā)生離子/去離子作用，調(diào)整它們?cè)谒芤褐械挠H水性，導(dǎo)致聚合物分子鏈的溶解/沉淀、凝膠的膨脹/ 脫落、聚合物表面及其顆粒親水/疏水的變化[17–18]. 最具代表性的陰離子型pH響應(yīng)聚合物通常都帶有羧基(—COOH)、磺酸基(—SO3H)，如聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚苯乙烯磺酸(PSSA)、聚丙烯酰胺–甲基丙磺酸(PAMPS)．帶磺酸基的陰離子型pH響應(yīng)聚合物的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)pH范圍窄、可控性強(qiáng)、靈敏度更高．陽離子型pH響應(yīng)聚合物在低pH環(huán)境下接受質(zhì)子形成聚電解質(zhì)，在中性或者堿性環(huán)境釋放質(zhì)子[19]．最受關(guān)注的此類物質(zhì)是帶有叔氨基的丙烯酸甲酯類聚合物，包括聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)和聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(PDEAEMA)，它們常作為pH響應(yīng)單體制備pH響應(yīng)微膠囊、pH響應(yīng)水凝膠、pH響應(yīng)膜包覆藥物[20–22].

Hao等[23]將玉米醇溶蛋白(Zein)通過N—磷酸鍵和O—磷酸鍵與無毒的三聚磷酸鈉接枝改性，制備了作為納米農(nóng)藥載體的磷酸化改性玉米醇溶蛋白(PZein)，改善了玉米醇溶蛋白作為納米載體的水溶性、葉片濕潤(rùn)能力和黏附能力．使用P-Zein封裝阿維菌素(AVM)(圖1[23])，測(cè)定了該體系的緩釋能力和刺激響應(yīng)能力．在葉片附著力測(cè)試中，經(jīng)流水沖刷后，AVM@P-Zein在黃瓜葉片的AVM殘留量可達(dá)39.10%±1.12%，明顯高于AVM(33.49%±0.55%)，表明在雨水沖刷等自然環(huán)境下，該聚合物載體緩釋農(nóng)藥能夠增強(qiáng)農(nóng)藥的持效時(shí)間及利用率，即可以通過減少施藥次數(shù)達(dá)到農(nóng)藥減施增效的目的．在紫外光照射下，商品化AVM乳油制劑降解較快，半衰期僅為11h，而AVM@P-Zein在紫外光照射43h后，AVM殘留量仍達(dá)65.13%±2.11%，表現(xiàn)出了良好的抗紫外光性能．除此之外，在不同pH下AVM@P-Zein的等電點(diǎn)能夠通過磷酸鹽質(zhì)子化和去質(zhì)子化的行為發(fā)生改變，使該緩釋農(nóng)藥具有pH敏感性，在酸性條件下可實(shí)現(xiàn)阿維菌素較快地釋放，常溫及中性條件下具有出色的穩(wěn)定性．

圖1 P-Zein包裹AVM示意圖 Fig. 1 Illustration of AVM encapsulated in phosphorylated Zein

Chen等[24]使用大豆分離蛋白(ISP)和羧甲基殼聚糖(CMCS)作為載體，采用靜電自組裝法制備了ISP/CMCS@AVM微球．ISP/CMCS@AVM微球的平均粒徑較小，可以達(dá)到283.95nm，封裝效率為88.42%. ISP/CMCS@AVM微球具有pH響應(yīng)性，在較高pH下AVM的釋放速率增加．在紫外光照射70h后，AVM的殘留率為78.12%，明顯高于殘留率為35.18%的AVM乳劑．ISP/CMCS@AVM與AVM的半數(shù)致死濃度相似，表明微球的殺蟲活性與AVM沒有顯著差異．

Xiang等[25]利用交聯(lián)反應(yīng)將龍膽紫(GV)引入由海藻酸鈣包裹的pH和離子強(qiáng)度雙重敏感的親水生物炭基水凝膠微球．微球封裝量和封裝效率分別為13.03%和52.12%．在不同pH下微球結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，在堿性溶液中游離的海藻酸根和GV之間具有靜電相互作用，使得GV在堿性溶液中的釋放量高于較低pH下GV的釋放量，從而使該微球具有良好的pH響應(yīng)．在模擬土壤柱實(shí)驗(yàn)中證明，該微球延緩了農(nóng)藥在模擬土壤柱表面的淋溶．農(nóng)藥載體安全性的測(cè)試中顯示，微球?qū)?xì)胞增殖和斑馬魚胚胎毒副作用小，具有良好的生物安全性．

2 溫度響應(yīng)性聚合物在農(nóng)藥緩/控釋劑領(lǐng)域的開發(fā)與應(yīng)用

溫度響應(yīng)性聚合物的特性是隨著環(huán)境溫度的變化而發(fā)生可逆的相變或體積的轉(zhuǎn)變．當(dāng)聚合物溶液在特定溫度之上或之下進(jìn)行親水–疏水轉(zhuǎn)變時(shí)，使溫度響應(yīng)性聚合物發(fā)生相分離的溫度就是最高臨界溶液溫度(UCST)或最低臨界溶液溫度(LCST)[26]．最常見的溫度響應(yīng)性聚合物是低臨界轉(zhuǎn)變溫度型聚合物，通過改變溫度可以導(dǎo)致聚合物分子鏈在高于LCST溫度時(shí)沉淀，并在低于LCST的溫度時(shí)完全水合 化[27–28]．目前研究最廣泛的溫度響應(yīng)性聚合物有N取代的聚酰胺類、聚醚類和寡聚乙二醇類[29]．在N取代的聚酰胺類聚合物中，聚N–異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)及其衍生物備受關(guān)注[30]．PNIPAM具有兩親性以及優(yōu)異的溫度響應(yīng)能力，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的功能化改進(jìn)，還可使產(chǎn)物具有多重刺激響應(yīng)性，如pH、離子濃度[31]．此外，聚 N–正丙基丙烯酰胺(PNNPAM)、聚N–環(huán)丙基丙烯酰胺(PNCPAM)、聚N–異丙基甲基丙烯酰胺(PNIPMAM)和聚醚類聚合物中聚氧乙烯醚(PEO)、聚氧丙烯醚(PPO)等的研究也較多．寡聚乙二醇類聚合物由于具有可以設(shè)計(jì)的鏈段長(zhǎng)度而有著廣泛的應(yīng)用前景[32–33]．

Gao等[34]以中空介孔二氧化硅(HMS)為核心，以常用的溫度響應(yīng)共聚物聚(N–異丙基丙烯酰胺–co–甲基丙烯酸)(P(NIPAM-MAA))為外殼，選擇噻蟲嗪(THI)作為模型農(nóng)藥，采用種子沉淀聚合法制備THI@HMS@P(NIPAM-MAA)(圖2[34])．生物性測(cè)定結(jié)果顯示，施用THI@HMS@P(NIPAM-MAA)后，褐飛虱的死亡率與溫度呈正相關(guān)．此外，THI@HMS@ P(NIPAM-MAA)可以有效防止噻蟲嗪在紫外線照射下的降解，并在水稻葉片上有較強(qiáng)黏附力，有長(zhǎng)期的生物活性，對(duì)水稻生長(zhǎng)幾乎沒有影響．

圖2 HMS@P(NIPAM-MAA)示意圖 Fig. 2 Illustration of HMS@P(NIPAM-MAA)

Sheng等[35]以SiO2微粒為模板，制備了聚多巴胺(PDA)包裹的SiO2微粒．在紫外光照射下采用光聚合法將聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)薄膜接枝到PDA表面，隨后酸蝕得到PDMAEMA-g-PDA中空微膠囊，將AVM作為模型農(nóng)藥，裝載進(jìn)PDMAEMA-g-PDA中．對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示PDMAEMA-g-PDA微膠囊載藥質(zhì)量可達(dá)到所用載體質(zhì)量的52.7%，AVM的釋放動(dòng)力學(xué)表明AVM@ PDMAEMA-g-PDA微膠囊具有溫控釋藥性能．

Cao等[36]通過將三甲基胺(TA)基團(tuán)結(jié)合到二氧化硅納米粒子(MSNs)上，合成正電荷功能化的MSNs，再把2，4–二氯苯氧乙酸的陰離子形式(2，4-D鈉鹽)有效地載入這些帶正電的MSNs-TA的納米粒子上制成2，4-D鈉鹽@MSN-TA．MSN-TA不僅比MSNs作為密封劑的裝載量大幅提高，且農(nóng)藥的載入和釋放都有對(duì)溫度、離子強(qiáng)度響應(yīng)的特點(diǎn)．MSN-TA減少了2，4-D鈉鹽的土壤淋溶作用，也對(duì)目標(biāo)植物表現(xiàn)出了良好的生物活性，對(duì)非目標(biāo)植物的生長(zhǎng)也沒有不利影響．

3 光響應(yīng)性聚合物在農(nóng)藥緩/控釋劑領(lǐng)域的開發(fā)與應(yīng)用

光能清潔環(huán)保有很多優(yōu)異的特性，所以光響應(yīng)聚合物也廣受研究[37–38]．通過在高分子主鏈或側(cè)鏈引入某種感光基團(tuán)設(shè)計(jì)合成光響應(yīng)性聚合物是常用的方法．合成成功后，制備的光響應(yīng)聚合物可在特定的波長(zhǎng)照射下吸收能量，發(fā)生可逆或不可逆的分子水平上的變化，如極性、電荷、共軛、構(gòu)象、兩親性和光學(xué)手性等改變，從而引起材料的形狀、濕潤(rùn)度、附著力、光學(xué)性質(zhì)、導(dǎo)電性、溶解度等性能發(fā)生變化[39–41]．光通過非接觸式的遠(yuǎn)程控制使藥物釋放，在生物監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值．研究最多的光響應(yīng)基團(tuán)有重氮或疊氮感光基團(tuán)(如鄰偶氮磺?；?、光二聚性感光基團(tuán)(如香豆素、肉桂酸酯基)、丙烯酸酯基團(tuán)以及特種功能(如具有光催化性、光致變色性、光導(dǎo)電性和光熱性)的感光基團(tuán)等．

Tong等[42]使用氧化石墨烯(GO)和PDA制備納米復(fù)合材料，通過吸附法將惡霉靈(hymexazol，Hy)負(fù)載到GO上，再使PDA在GO表面聚合，最后合成了有黏附性的Hy-GO@PDA．研究結(jié)果表明，具有PDA層的氧化石墨烯對(duì)惡霉靈具有高負(fù)載能力．Hy-GO@PDA釋放惡霉靈通過此系統(tǒng)的光熱效應(yīng)和PDA與惡霉靈之間的靜電相互作用而具有紅外光依賴性和pH依賴性．生物活性結(jié)果表明，該復(fù)合農(nóng)藥的抑菌活性與惡霉靈溶液相當(dāng)．

Gao等[43]將葫蘆脲(CB)、百草枯(PQ)和偶氮苯衍生物(trans-G)等比例加入乙醇中，用一鍋法制備出一種兩性超分子配合物．用相同方法，加入過剩PQ，則獲得負(fù)載PQ的自組裝成兩親性的三元主客體絡(luò)合物囊泡，(圖3[43])．在這種囊泡結(jié)構(gòu)中，百草枯僅在紫外線或陽光照射下釋放．釋放的機(jī)理為囊泡中的偶氮苯衍生物在紫外光連續(xù)照射下發(fā)生構(gòu)型翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致囊泡破裂，進(jìn)而分離三元主客體絡(luò)合物，釋放出包合物農(nóng)藥——百草枯．分別在體外細(xì)胞模型、體內(nèi)斑馬魚模型和小鼠模型上對(duì)百草枯囊泡制劑的細(xì)胞毒性進(jìn)行評(píng)估，與百草枯原藥相比，其安全性顯著增強(qiáng)．此外，負(fù)載百草枯的囊泡對(duì)雜草的除草活性與在自然光照下的游離百草枯幾乎相同，可以推斷此光響應(yīng)性聚合物囊泡未造成農(nóng)藥流失．

圖3 CB[8]介導(dǎo)與PQ和trans-G之間的絡(luò)合作用，以及trans-G異構(gòu)體和cis-G異構(gòu)體之間可逆轉(zhuǎn)換示意圖 Fig. 3 Schematic illustration of CB[8]-mediated complexation with PQ and trans-G，as well as reversible transition between trans-G isomer and cis-G isomer

4 酶響應(yīng)性聚合物在農(nóng)藥緩/控釋劑領(lǐng)域的開發(fā)與應(yīng)用

現(xiàn)今利用酶響應(yīng)材料負(fù)載農(nóng)藥依然處于研究的初期階段，但關(guān)于這種聚合物的開發(fā)已經(jīng)引起廣泛的關(guān)注．因?yàn)槊冈谒猩锖痛x過程中都起著關(guān)鍵作用，所以酶響應(yīng)性聚合物有很多優(yōu)點(diǎn)，包括對(duì)生物內(nèi)部的刺激有高特異性、高選擇性、高效的藥物靶向控釋、可在溫和條件下發(fā)生精確的化學(xué)反應(yīng)等[44–45]．當(dāng)酶作為釋放活性成分的觸發(fā)器時(shí)，控釋原理主要有兩種，一是通過對(duì)藥物進(jìn)行轉(zhuǎn)化降解成有活性的原藥分子，二是通過對(duì)包裹在原藥分子外部的壁材進(jìn)行降解，以達(dá)到靶向釋放的目的[46–47]．植物生長(zhǎng)系統(tǒng)中有很多酶，包括纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、蛋白酶、木質(zhì)素降解酶和脲酶，在土壤動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中的酶包括脲酶、堿性磷酸酶、脫氫酶、過氧化氫酶等，值得特別關(guān)注的酶有在昆蟲唾液腺和中腸內(nèi)的糖酶和蛋白酶，土壤中的脲酶、堿性磷酸酶、過氧化氫酶以及植物病原真菌釋放的果膠酶和纖維素酶等．

Wen等[48]制備包裹AVM的PDA微膠囊，并用3–異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷(IPTS)對(duì)其進(jìn)行改性，再將聚乙烯亞胺(PEI)與異氰酸酯功能化的聚多巴胺微膠囊進(jìn)行鍵合形成尿素鍵，得到AVM@PDAIPTS-PEI微膠囊．研究顯示該微膠囊能有效地保護(hù)AVM免受紫外線輻射，減緩其降解速度，AVM釋放量與pH和脲酶活性呈正相關(guān)，添加了脲酶后，脲酶通過分解尿素鍵增加釋放速率．與AVM相比，AVM@PDA-IPTS-PEI具有更高的黏附性能及更高的葉片潤(rùn)濕性，且AVM@PDA-IPTS-PEI與AVM相比殺蟲性能幾乎無異．

Guo等[49]以環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，用二氧化硅與羧甲基纖維素交聯(lián)制備了一種包裹阿維菌素苯甲酸酯的新型酶響應(yīng)性微膠囊．所制備的二氧化硅-環(huán)氧氯丙烷-羧甲基纖維素微膠囊對(duì)阿維菌素苯甲酸酯具有顯著的負(fù)載能力(載藥質(zhì)量約為載體質(zhì)量的35%)，能有效地防止阿維菌素苯甲酸酯的光降解和熱降解．經(jīng)過纖維素酶處理后，外壁被纖維素酶隨機(jī)降解成更小的碎片，從而具有良好的纖維素酶響應(yīng)特性. 微膠囊也對(duì)桃蚜有持續(xù)的除蟲效果，且該微膠囊遺傳毒性相對(duì)較小，可有效地減少對(duì)人類和環(huán)境的危害.

5 氧化還原響應(yīng)性聚合物在農(nóng)藥緩/控釋劑領(lǐng)域的開發(fā)與應(yīng)用

氧化還原性聚合物在電化學(xué)作用下，其基團(tuán)會(huì)發(fā)生氧化態(tài)到還原態(tài)的可逆轉(zhuǎn)變，如二芳基乙烯、二硫化物、二茂鐵或其他具有多個(gè)氧化態(tài)的物質(zhì)[50–51]．其中大多都是含有二硫鍵的，利用二硫鍵在谷胱甘肽作用下斷裂而具有還原響應(yīng)性．現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了很多種氧化還原反應(yīng)系統(tǒng)．此類系統(tǒng)采用了一些有機(jī)成分、無機(jī)晶體、聚合物、生物分子作為響應(yīng)外部刺激的媒介進(jìn)行信息交換．這些信息交換物質(zhì)包括環(huán)糊精、姜黃素、氧化鋅量子點(diǎn)、聚乙二醇、透明質(zhì)酸等[52–53]．

Liang等[54]將AVM裝載進(jìn)以MSN-ss-OH納米顆粒為載體構(gòu)建的新型氧化還原和α-淀粉酶雙刺激響應(yīng)的農(nóng)藥釋放系統(tǒng)．系統(tǒng)中加入谷胱甘肽和α-淀粉酶后，包覆在納米顆粒上的淀粉和二硫鍵橋聯(lián)結(jié)構(gòu)被分解，從而緩慢釋放阿維菌素．合成的AVM@MSNs-ss-starch納米顆?？捎行У乇Ｗo(hù)AVM不受光降解，并防止AVM過早泄漏．該農(nóng)藥制劑具有更長(zhǎng)的殺蟲時(shí)間，對(duì)小菜蛾幼蟲也有很好的毒性，提高了農(nóng)藥的利用率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定目標(biāo)的農(nóng)藥釋放.

Yin等[55]通過酯酶/谷胱甘肽(GSH)敏感酚酯鍵將光活化農(nóng)藥熒光桃紅B(PB)與海藻酸鈉偶聯(lián)，然后進(jìn)行超聲分散，得到了一種新型酯酶/GSH響應(yīng)光活性納米農(nóng)藥緩釋體系．該體系在pH 7.4中穩(wěn)定，可有效阻止結(jié)合態(tài)PB被光解，當(dāng)體系暴露于酯酶－6或GSH環(huán)境中時(shí)釋放PB，聯(lián)合刺激比單一的刺激釋放PB更快，且與游離PB相比，該體系顯示出對(duì)Sf9昆蟲細(xì)胞更高的光毒性．

6 結(jié)語

本文總結(jié)了近十年來刺激響應(yīng)性聚合物載體在農(nóng)藥控/緩釋劑領(lǐng)域的研究情況，就目前研究較多的pH、溫度、光、酶、氧化還原響應(yīng)性聚合物農(nóng)藥制劑進(jìn)行總結(jié)．刺激響應(yīng)性聚合物載體有顯著的負(fù)載能力，有良好的單刺激響應(yīng)或多重刺激響應(yīng)性能，降低了被裝載藥物的降解速率，延長(zhǎng)給藥時(shí)間，對(duì)作物生長(zhǎng)沒有明顯副作用．將農(nóng)藥制成刺激響應(yīng)性農(nóng)藥制劑后，有效減少了農(nóng)藥的光降解、水解和熱降解，對(duì)病蟲害的活性與未經(jīng)處理的農(nóng)藥基本相當(dāng)，且聚合物負(fù)載的農(nóng)藥能夠更精確地作用于靶標(biāo)，增加了一次噴灑的有效性．

然而，刺激響應(yīng)性聚合物載體在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中依然存在以下幾方面的問題：(1)生物安全，要實(shí)現(xiàn)刺激響應(yīng)性聚合物載體在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域科學(xué)化、合理化發(fā)展，首先應(yīng)對(duì)刺激響應(yīng)性聚合物載體潛在的風(fēng)險(xiǎn)(對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康的危害)進(jìn)行評(píng)估．(2)環(huán)保要求，刺激響應(yīng)性聚合物載體大多難降解或降解產(chǎn)物對(duì)作物和環(huán)境的危害尚不明確，今后應(yīng)開發(fā)利用可降解材料制成刺激響應(yīng)性農(nóng)藥制劑載體，減少聚合物載體及其降解產(chǎn)物在環(huán)境中的殘留．結(jié)合考慮農(nóng)藥以及標(biāo)靶對(duì)象等因素的特性，在作物上進(jìn)行精準(zhǔn)投放，延長(zhǎng)一次投放藥物的有效性，減少施藥次數(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的綠色發(fā)展．(3)成本方面，由于合成大多數(shù)刺激響應(yīng)性聚合物載體所需的成本較高，導(dǎo)致農(nóng)民的可接受度低．因此，如何在原料制造和制劑合成過程中降低成本也是刺激響應(yīng)性聚合物載體在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展需要關(guān)注的問題．(4)控/緩釋性能，其中包括載體的載藥量、包封率、穩(wěn)定性、釋藥速度、載體對(duì)外部刺激的響應(yīng)速率等因素．增加載體載藥量、封裝效率和穩(wěn)定性，調(diào)節(jié)適宜的釋藥速率和對(duì)響應(yīng)刺激的敏感度等是今后主要的研究方向．

綜上所述，目前刺激響應(yīng)性聚合物載體在農(nóng)藥 緩/控釋劑領(lǐng)域中的應(yīng)用還任重道遠(yuǎn)，需要我們多方面考量其安全性、實(shí)用性，將農(nóng)藥和載體對(duì)環(huán)境的危害降到最低．只有克服上述困難，才能將刺激響應(yīng)性農(nóng)藥制劑進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用．