增加环境友好型天然农化产品有效性的安全纳米技术

张翼翾 编译

(上海市农药研究所，上海 200032)

真菌和细菌病原菌、病毒、节肢动物和杂草等生物给作物和草地的产量和品质造成重大损失。进行有效害物管理是对现代农业的一大挑战，因为管理措施要有效、经济负担得起，环境安全，对非靶标生物无害，且要持续。虽然许多技术取得了很大进步，但大部分的管理措施仍依靠使用合成化学农药。然而，使用大量农药对生态系统或食物链有危害而不能满足管理要求，或因抗性不断增加所致防效不佳而退出市场。这些化合物没有有效的替代物，给农民管理害物带来很大的困难。因此，人们对开发合成农药的替代物有很大兴趣。

1 天然农化产品的潜力和缺陷

生物相互作用，保护自己免受其他生物的攻击或攻击其他生物的防御屏障，或产生大量大部分仍未被开发的次级代谢物质，例如化感化合物、植物抗毒素、抗生素、趋避剂、真菌毒素、拒食剂和杀虫剂。生物产生的这些化学物质是生物和环境共同进化的结果，是具有新颖化学结构和作用机制，被用于作物保护的新生物活性化合物的来源。在过去，分离和鉴定这些化合物很艰难，但现代仪器(例如高通量系统或先进的分析设备)和先进的方法(例如“生物组学”工具)简化了此过程和降低了费用。虽然已介绍了许多天然化合物，但有许多尚未被发现。天然产品可被用作除草剂[例如吸水链霉菌(Streptomyces higroscopic)产生的双丙胺膦]、杀虫剂[例如多杀菌素——放线菌刺糖多胞菌(Saccharopolyspora spinosa)产生的大环内酯类物质]和杀菌剂[例如甲氧基丙烯酸酯类，名字来自于木腐真菌嗜球果伞菌(Strobilurus tenacellus)，从此菌分离到此类物质的第一个化合物]。

尽管天然代谢物具有作为安全、环境友好的农化产品的潜力，但其一些特点常常可能限制其实际应用(表1)。例如天然农化产品能提供新颖的化学结构和新的作用机制，但这些化合物结构常常太复杂，合成费用太高。从活体生物获得，但在许多情况下获取量小，或纯化费用太高，和/或不是非常环境友好。天然农化产品被认为对环境的影响非常小，但这通常伴随着不稳定或生物降低快而半衰期短的特性，商业化可能性小。天然农化产品专一性强，或作用慢，或许多无法到达活体靶标。有时必须以非常高的剂量使用，故使用费用高，或难以应用。因此，尽管有前景或认为可作为天然农化产品的物质很多，但它们成功市场化的可能性仍十分有限，与合成农化产品相比，竞争性低，满意度低。

表1 天然化合物用作农化产品的优势和缺陷

2 农业中使用的纳米材料

纳米技术是提高天然生物产品的防效，克服限制天然生物产品使用的缺点和其他因素(表 1)的新技术。纳米规模的传递系统所含粒子大小通常为1～100 nm，虽然在药学上纳米粒子粒径可高达1 000 nm。纳米材料具有不同的定义。在2011年，欧盟委员会对纳米材料的定义更科学，更广义，为“天然、附带产生的，或生产的颗粒材料，以游离状态存在，或为聚集体或聚结物，50%或更多的粒子呈数量粒度分布(number size distribution)，1个或多个外部尺寸为 1～100 nm (https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:3201 1H0696&from=EN)。根据国际标准组织(ISO)，纳米物质是“1个、2个或3个外部尺寸为纳米级的离散材料，大小范围约1～100 nm。纳米粒子为所有外形尺寸为纳米级的纳米物质，其最长和最短的轴的长度没有显著的不同。如果有显著差异，一般在3倍以上，则其他术语，例如‘纳米纤维’(2个外部尺寸为纳米级)或‘纳米板’(1个外部尺寸为纳米级)可能比术语纳米粒子更可取”(https://www.iso.org/standard/ 54440.html)。然而，纳米材料的‘一致’的标准定义仍是开放性的问题，肯定会对监管发展和产业/研究兴趣产生强烈的影响。对此，几年前，欧盟食品安全局(EFSA)委托进行研究来列出纳米技术在农业、饲料和食品部门应用的清单。如报道一样，纳米材料具有有机或无机性质，或兼有二者。在作物保护中可能主要用途为：⑴ 直接使用无机纳米材料为纳米农药(NP)，例如贵金属或硅基材料；⑵ 使用天然/合成纳米级传递系统，例如天然聚合物来更好地传递活性成分(AI)；⑶ 为当前的农化产品制备纳米制剂和纳米分散剂。

虽然使用纳米材料给农业-食品部门带来重大的利益，但也必须考虑健康和而安全问题。使用这些技术的风险主要与纳米粒子的小尺寸和大的表面积-体积比有关，颗粒小和表面积-体积比大增加了其反应性，易分散，能穿越生物结构障碍，到达动物或人类身体远侧区，呈现潜在的毒性。在农业部门，用容易分散到土壤、水或大气的纳米肥料和农药处理可能会增加对使用者的健康风险，也可能增加环境风险。因此，设计低毒、生物降解和生态友好的纳米粒子将是必要的。

2.1 作为纳米农药和农药载体的固体纳米粒子

许多纳米粒子具有农药特性，因此已被考虑作为潜在的农药活性成分(纳米农药)和传递活性成分的纳米载体。

2.1.1 “惰性纳米材料”

此类别包括许多天然或合成的材料(非晶态纳米二氧化硅、纳米黏土、纳米羟基磷灰土)，这些物质主要通过物理机制作用，被认为是生态友好型农药，能被表皮脂质物理吸收，破坏有保护作用的表皮层。例如已证实不同非晶态硅纳米粒子(SNP)比大块二氧化硅对水稻米象(Sitophilus oryzae)更有效。表面带电荷的改性疏水二氧化硅NP被成功用于防治一些农业害虫和重要牲畜的外寄生虫。它们被成功地用于在种子上形成薄膜，降低真菌生长，促进谷物发芽，在叶和茎表面应用二氧化硅NP不会改变数种园艺和作物植物的光合或呼吸作用，也不会改变昆虫气管中基因的表达，故有资格被登记为纳米生物农药，虽然其毒性有待于了解。还提出用二氧化硅NP的新颖制剂提高杀虫剂前体溴虫腈(chlorfenapyr)的防效和缓慢释放能力。田间试验表明二氧化硅NP制剂的杀虫活性至少是溴虫腈的2倍，杀虫剂的释放减缓了，能达到20周以上，长时间局部浓度高。

孔介性二氧化硅纳米粒子(MSN)是合成的粒子，具有被明确定义和可调节的孔的大小(2～50 nm)，大的孔体积，易于改进的表型特性的大的表面积，化学稳定，对微生物攻击有抗性，可量身定做的纳米结构，生物相容性和水降解性。此外，MSN保护负载的活性成分(AI)免受酶降解，因为不会因外部刺激(例如pH和温度)而发生溶胀或孔隙率变化。

MSN的结构特点可被修饰来增加或降低释放动态，故MSN是优秀的农药传递载体。研究了MSN贮存和控制杀菌剂甲霜灵的情况。用旋转蒸发法把水溶液中的甲霜灵负载于MSN孔上，在土壤或水中甲霜灵释放非常慢，超过30 d。其他研究表明一定大小的孔和厚度壳的 MSN是传递天然农药阿维菌素的有效载体，能保护有效成分不被紫外光降解，降低释放速度。

硅藻土(DE)几乎为纯的非晶态二氧化硅，由浮游植物组成。经过研磨，得到细的类滑石粉或粉尘，其很稳定，不反应，对哺乳动物无毒。用作杀虫剂，被昆虫的表皮脂质和脂肪酸吸收，导致节肢动物干燥。最近集中研究 DE和其他杀虫剂联用能够低剂量防治害虫，评估了 DE和植物[苦皮藤(Celastrus angulatus)]提取物苦皮藤素(倍半萜类)混合物对谷物害虫谷蠹(Rhyzopertha dominica)的防效，发现在150 mg/kg小麦的低剂量下有效。

有人提出纳米结构氧化铝(NSA)可作为有效的杀虫剂，防治2种谷物害虫谷蠹和R. dominica。其比硅藻土制品有效。最近对用甘氨酸-硝酸盐燃烧法合成的 NSA进行研究表明此杀虫剂的作用机制基于物理作用而不是生化机制。此外，颗粒大小、表面积和形态学是决定杀虫活性的主要因素。改进合成路线可能获得对靶标害物效果更好的产品。

纳米黏土是有机硅酸盐材料的薄片(厚约1 nm，宽70～150 nm)，是由火山灰中常见的蒙脱土制成的。它们尺度被减小，表面被改进形成具有生物相容性和低毒的纳米黏土。它们被成功用于植物生长调节剂——萘乙酸的载体和控制除草剂 2,4-二氯苯氧乙酸的释放。肉桂酸酯在土壤中快速降解，高剂量才有效，研究了纳米黏土作为天然抗生素肉桂酸酯农化产品的载体。肉桂酸酯负载于纳米黏土后，被缓慢地释放，在土壤中可保持较长时间。这表明纳米黏土用于缓释和按计划传递农药和杀菌剂有很好的前景。

2.1.2 金属纳米粒子

不同金属和金属氧化物纳米粒子(MNP)(铜、银、氧化钛)已被作为抗微生物剂。因为具有大的表面积-体积比和晶体结构，MNP比传统的金属离子能更有效地启动生物响应。虽然，在一些研究中 MNS比其相对应的离子对哺乳动物细胞的毒性更低，作用时间长，对环境和非靶标生物的风险低，但要大量地用于农业，仍在争议中。生产费用和管理障碍也是必须要解决的问题。已改进了MNS合成工艺，其中包括生产中的生物。这个绿色合成方法与其他方法相比具有一些优点：费用低，适用于大规模生产，避免能源浪费和使用有毒有害物质。人们对使用不同生物来源的生物活性材料的新策略特别感兴趣。真菌、细菌和酵母等不同类微生物和植物提取物正被用于生产NP。用此方法，最近合成了木霉介导的硒纳米粒子(SeNP)，并用于防治珍珠粟霜霉病。这些MNP的抗微生物活性好像以以下方式作用：⑴光催化吸收的光子导致超过氧化自由基的释放，然后氧化重要分子结构，致使细菌、真菌和病毒生物死亡；⑵ 在细胞膜中的积累和消散，导致膜的损伤和细胞内含物的释放；⑶ 细胞吸收金属离子，DNA的复制受到干扰。

银纳米粒子(AgNP)已被研究了相当长一段时间。它们是活性最高的MNP，对细菌和真菌都有效。例如在实验室条件下测定了它们对橡树枯萎病病原菌Raffelea sp和许多其他植物病原菌的活性。然而，这些 MNP的潜在副作用和对环境的影响还没有测定。许多微生物，例如促进植物生长的根瘤菌(PGPR)也被用于生物合成 AgNP。例如从农业土壤中分离到的1个细菌沙雷氏菌属的菌株有潜力合成对小麦斑枯病病原菌麦根腐离蠕孢(Bipolaris sorokiniana)有强的抗真菌活性的AgNPs。评估了光催化纳米二氧化钛(TiO2)单独或和其他金属一起对马铃薯细菌性斑点病病原菌叶斑病菌(Xanthomonas perforans)的抗细菌潜力。二氧化钛吸收光子产生与水分子相互作用的自由电子，近而产生高化学反应性的羟基和超氧自由基。微生物杀灭的程度随靶标生物、光照强度、光催化效率和暴露持续时间而变化。报道施用量的TiO2和Zn比正常使用的铜杀细菌剂的生态和毒性风险低。TiO2天然存在于土壤中和高纯度存在于过去几十年中许多商业化的产品中，被分类为无毒物。

在其他研究中，铜纳米粒子被高度生物相容的明胶包裹并稳定，这样有利于颗粒与细胞膜相互作用以及随后进入细胞质中。这些 NP对革兰氏阳性和阴性菌的活性要高于等量的Cucl2。最近，同一作者报道 NP对大肠杆菌的作用是由于多种有毒影响所致，例如产生活性氧、脂质过氧化、蛋白氧化和DNA降解。铜NP与铜杀菌剂合用对一些真菌植物病原体有离体增效作用。然而，应测定其环境归属和在田间条件下对非靶标生物可能的副作用。

2.2 纳米乳剂和纳米分散剂

使用合成或天然农药的主要限制之一为它们一般在水中溶解性小或不容，因此，必须分散在液相中应用，所以必须使用大量的有机溶剂来溶解它们。解决此问题，制备商业制剂的方法为应用表面活性剂，增加活性物质的溶解性来获得适宜的防效和在田间均匀施用度。液体农药一般被制成乳油，而固体农药被制备为可湿性粉剂。一般，这些制剂的颗粒大小为微米级(直径1～20 µm)。然而，此方法存在一些缺点，如费用、对环境的污染、对使用者的风险增加。纳米技术是更环境友好和可持续替代方法，例如把有效成分以纳米大小的微滴或固体颗粒的胶体分散在液体中，加入表面活性剂以稳定。纳米乳剂可能是水包油(O/W)或油包水(W/O)形式，这取决于是否油以微滴分散于水中，反之亦然。固体脂质纳米粒子(SLN)是另一有发展前景的载体系统，可用于运输非极性物质，其流动性受与脂质的相互作用限制。虽然主要目标是提高水溶性，但最近研究表明能提高农药的其他重要特性，例如⑴ 增加生物利用度，因为有更大的表面积暴露和渗入靶标的性能增加；⑵ 稳定性增加，即保护免受紫外光照射或水解；⑶ 控制释放，降低释放速度，导致更持续的暴露和更长时间的作用。有许多综述比较了活性成分的纳米乳剂和纳米分散剂与相对应的传统商业化微生物制剂，也有许多介绍了它们的技术特点或制备方法。也有许多研究应用这些方法来提高天然农化产品的防效。这是1个巨大的研究领域。

2.3 多聚物纳米农药

多聚物纳米粒子和纳米胶囊由天然或合成的多聚物材料组成，其中一些具有优良特性：生物降解。可用于合成这些纳米材料的物质有淀粉、多肽、白蛋白、褐藻酸钠、几丁质、 明胶和纤维素(图 1)。在约 50多年前德国工作组进行了此领域的首要工作，来寻找药物应用。

图1 用于合成纳米载体的一些重要天然聚合物和其来源

壳聚糖是用碱(碱性物质)处理虾和其他甲壳类动物中的几丁质而获得的多聚物，能产生聚合葡聚糖。它被公认为是植物防御反应的引发剂，并且具有抗真菌特性，使其在植物保护中的应用非常有吸引力。但当以纳米粒子合成时，单独或与其他聚合物组合时，可用作农药载体。壳聚糖来源于渔业废物副产品，既可作为载体又为活性物质，是用于制取天然化合物纳米制剂的有发展前景的材料。

褐藻酸钠是从褐藻分离得到的线性相连的多糖。可用数种方法处理生成水凝胶、微球、纳米粒子和纳米胶囊，可和壳聚糖等其他多聚物组合成为农化产品纳米制剂的多功能系统。在田间条件下，对杀虫剂(吡虫啉)的试验表明减少活性成分的剂量的情况下，处理的防效没有降低，甚至随着时间的增加而提高。

继碳水化合物聚合物之后，环糊精是由6至 8个葡萄糖亚基组成的环寡糖(分别为α、β和γ环糊精)，具有疏水核和亲水壳，并且可以在水溶液中与其他组分自组装形成纳米粒子和聚结体。此外，环糊精可与其他纳米材料发生共轭作用，增加作为纳米载体的特性。已成功用于负载杀菌剂，并在田间处理真菌植物病害，已与杀真菌天然化合物香叶醇等结合使用。

植物以淀粉的形式储存能量，淀粉是自然界最丰富的生物量材料之一，在工业中有多种用途。已开发了纳米结构的淀粉，根据所用的方法的不同得到不同的产品，但主要为纳米晶体和非晶态纳米粒子。已被用于在植物细胞中传递核酸，通过纳米材料缓慢释放杀虫剂和肥料。此保护和缓慢释放活性成分的作用使淀粉纳米材料与天然化合物合并很具吸引力。

木质素是组成植物细胞壁的酚类化合物交联的聚合物。对木质素进行纳米沉淀可产生纳米粒子，可保护被覆盖材料免受腐蚀剂危害和紫外线和氧化剂的降解。它们能增加除草剂的防效，可能是保护天然化合物免受外来物降解的方法。此外，真菌等许多植物病原菌产生特异性酶降解细胞壁成分(例如木质素)，因此，这些纳米载体可作为真菌病原菌的靶标，在真菌所在位置特异性降解，释放活性物质。

表2 用于解决天然农化产品缺点的纳米技术的一些可能的优势

病毒作为一种害物防治手段已很长时间，但最近被开发为自动组装、传递不同物质(从药物到核酸)的多价纳米胶囊。具体而言，植物病毒颗粒在这方面正变得越来越重要，并且已经开发并测试了一些制剂来递送农药和天然化合物来防治寄生线虫。

许多其他可生物可降的聚合物纳米载体在开发中。这些物质显示了用于农药或天然化合物纳米制剂的发展前景，例如玉米蛋白、纤维素、脂质/蛋白质纳米盘(protein nanodisk)或合成聚合物(例如聚己内酯)。此外，特别感兴趣的是研究特定环境或生物条件下的纳米聚合物。

3 毒性和环境影响

必须详细说明在农业田间应用纳米材料的概念，以免解决了原有的问题而又产生了新的问题。为此，在登记前测定纳米材料的毒性和潜在的负面环境影响是必要的。解决此问题的最好方法之一是应用被证实人类食用后无害、安全的纳米材料。然而，这并不总能保证田间大量应用已用于食品工业的产品会对环境没有负面影响，例如银纳米粒子。在纳米材料应用于农业前，毒性是要测定的相关因素。纳米粒子的直接毒性作用一般与决定其生物反应活性的化学组成和高比表面积(高反应性)有关。然而，重要的是要区分产生细胞毒性的化合物和对整个生物体有毒(急性或慢性)的化合物。因为高的反应活性，一些纳米材料可能偶然有细胞毒性，对单个细胞有致死毒性，但对整个生物的影响可忽略和无害。

纳米材料可能对植物和其他生物有损害作用，或可能影响环境。对于植物和藻类，带来的负面影响可能是由于减少光的可用性和气体交换等数种因素，改变光合作用或直接使植物光合系统失活，导致固定的二氧化碳减少，和影响电子运输链。此外，植物生长和生理机能受到不利影响，报道DNA受到损害(基因毒性)。陆生和水生动物暴露于高浓度的纳米粒子后，会被严重影响。具有重要有益作用的菌根真菌和细菌等土壤微生物对其周围出现的一些纳米材料有负面响应。这可能导致它们在土壤中的一些特性改变，例如微生物呼吸，液体和/或气体的运输，不能建立共生关系。最后，纳米材料可能直接影响环境，例如，纳米材料可能直接影响环境过程，例如，通过充当雨滴的核来改变降水，通过与污染物相互作用，从而改变其毒性作用，破坏营养循环，或水的净化有不利影响。

对纳米材料需要重点考虑的是试验设计。开发一套能提供现实条件下可靠信息的生测试验不易。确保正确的剂量、正确的施用方式、足够的暴露时间以及影响纳米材料在不同介质中的性能的参数是可能影响结果的关键因素。

一般来说，用于农业的理想的纳米材料应该具有以下特性：⑴ 无毒，对环境安全，不会引起进一步的污染问题；⑵ 合成和生产必须易规模化；⑶ 应用成本低的材料，故新的纳米制剂产品的成本不会超出当前的农化产品，农民负担得起。

为了明确需求和统一程序，欧盟食品安全局最近制定了人类和动物食品和饲料链中纳米科学、纳米物质和纳米技术应用的风险评估指导意见。该文件提供了对纳米材料的理化性质，暴露评估和危害特性的见解，提出了确定材料是否为纳米材料的方法，并确定了要测量的关键参数以及表征纳米材料的技术。

4 开发新一代农化产品的纳米和生物技术方法

在过去20年中，RNA干扰技术是工程化抗害物作物的强有力工具，打开了新农化产品设计的新大门。应用RNAi技术是基于双链RNA(dsRNA)的传递或进行基因沉默的小干扰RNA(siRNA)。因此，RNAi可能被认为是进行高度特异性害物防治的天然基因技术。已广泛研究了在不同生物中用 RNAi进行害物管理，这些研究表明此技术在基础和应用科学中的潜在用途。例如，在小麦中转基因表达产生以编码 MAP-激酶和亲环蛋白的真菌基因为靶标的dsRNA会导致小麦叶锈菌(Puccinia triticina)侵染下降。发现以真菌甾体-14-去甲基酶(CYP51)基因为靶标的转基因大麦对禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)有免疫性。此外，当用此RNAi技术来沉默对害虫存活重要的基因时，发现了转基因植物的抗性。开发了基于 RNAi技术的新转基因工程玉米，也已经被美国环保局批准。不久将进入市场，帮助美国农民防治玉米根虫(CRW)。最后，此RNAi技术也已被用于防治病毒、细菌和线虫。然而，由于政治、管理或技术难题，转基因作物并非总是可行的解决方案。因此，局部应用dsRNA防治害物正成为转基因作物具有吸引力的替代方法。Hunter等人进行了大规模的田间研究来测试局部应用dsRNA产品来保护蜜蜂免受以色列急性麻痹病毒(IAPV)的侵染的能力。此产品被用作越冬蜂的食品添加剂，对蜜蜂的死亡和总体健康有很大影响。报道局部喷雾 dsRNA于植物，能成功地作用于取食植物的害虫。土壤应用后被植物跟吸收或枝干注射也能沉默基因，这表明植物根能吸收dsRNA，枝干注射后通过木质部和韧皮部传递dsRNA。

裸露的 dsRNA迅速降解是实际应用中的一大挑战。一般dsRNA比单链RNA更稳定，但在细胞内一定被迅速地吸收，消化为 siRNA。因此，纳米材料用为载体，减少dsRNA的降解，增加被细胞吸收的完整dsRNA的量。最近，Mitter等人研究表明dsRNA能负载于无毒、降解的已知为“生物黏土”的层状双氢氧化物(LDH)黏土纳米片上。一旦负载于LDH上，dsRNA就不会被清洗掉，能持续释放，在应用后30 d在喷雾的叶子上检测到。此外，此研究证实dsRNA能迁移到植物未被处理的部分，即使喷雾一次也能保护不被病毒侵害。另一类无毒和易生物降解的纳米载体为聚合物壳聚糖。Zhang等人用壳聚糖/dsRNA纳米粒子饲喂冈比亚按蚊(Anopheles gambiae)，蚊子取食后，在体内产生RNAi。此外，阳离子型核壳荧光纳米粒子(FNP)已被成功用作有效的 dsRNA载体来敲除主要发育基因和杀死害虫。已用于保护dsRNA的其他类型材料有脂质体、鸟苷酸聚合物、碳量子点和二氧化硅纳米粒子。

用纳米材料改进传递系统在未来将会不断增加，因此，预期可用于传递dsRNA的材料范围会显著增加。这种创新的 RNAi传递方法最初是为治疗人类疾病开发的，现在纳米技术已为作物保护的可持续的有害生物管理策略，减少对环境的影响，并减少化学农药的使用。

5 总 结

纳米农化产品的登记和引入市场的法规仍缺失。需要确定纳米农用化学品的定义和制定全球统一的风险评估规则。如果制定的规则仅基于粒子的大小(如对乳油的建议)，许多最近被称为的纳米制剂就会被排除在外；而在市场上存在几十年的许多产品(例如微乳剂、黏土和聚合物等助剂)“一下”变为纳米材料。此外，对制剂的管理应该不仅仅要针对单独成分，还要针对制剂在环境中的行为方式来对新的风险和益处进行科学的评估。的确，此产品有潜力更好地管理农业输入物，减少它们对现代农业的负面影响。此外，应该应用适宜的量身定做的生命周期来评估接触纳米材料的潜在风险。这意味着要考虑所有可能接触纳米制剂的情况，包括田间应用，食品供应链中潜在的残留和产品的处理和再利用，以及可能影响纳米材料的危害特点和风险特性的特殊农业系统条件的可能影响。例如，提高纳米农药的生物利用度可能影响其环境归属，以及一旦被生物吸收的毒性或作用。因此应该对纳米农药(传统活性成分的纳米制剂或具有农药活性的纳米材料)的使用潜在风险进行很好的毒性评估。科学界可以影响大众对纳米农化产品形成正面或负面看法，这取决于他们是否为其提供了正面的形象(绿色、智能和安全技术)，或者是强调了潜在的风险。实现可持续农业的目标与开发“绿色纳米技术”的需求有共同点，“绿色纳米技术”是指平衡纳米产品在解决环境挑战方面所具有的益处，管理和评估纳米级材料可能带来的环境、健康和安全风险。然而，要实现可持续性，不仅应该考虑最终产品的安全和风险，而且要考虑整个生产过程，例如，成本、环境影响和用于合成和生产的所有材料的可再生性。最近对文献的分析发现对纳米农化产品和传统农化产品进行比较是不足以评估纳米产品给农化产品带来的真正提高。比较纳米制剂和活性成分也能解释对活性成分性能的改变。有必要与传统制剂比较来显示其提高的性能和竞争性。因此，强烈推荐在以后的研究中进行3种比较(纳米制剂与传统制剂产品和活性成分)。纳米农化产品的未来可能是2种情况：⑴ 纳米农化产品可能被视为新兴污染物，技术的发展有限；⑵ 建立高度合作和跨学科研究可能会提供合理的风险和优势评估，能够更好地开发纳米农化产品的潜力。集中研究安全的纳米技术来改进天然农化产品的效率可能是具有吸引力的绿色策略。