综述：包埋技术在促进真菌和细菌作为生物农药中的作用：来自文献计量学综述的见解

　　本综述基于文献计量学方法，系统分析了2000-2023年间包埋技术（如离子凝胶法、喷雾干燥）在增强真菌（如木霉属Trichoderma spp.）、细菌（如芽孢杆菌属Bacillus）等微生物生物农药稳定性与功效方面的研究趋势。文章指出该技术可实现活性成分的控制释放，是替代合成农药、减少生态毒性和健康风险的可持续策略，未来发展前景广阔。

　　

引言：生物农药的机遇与挑战

全球每年约发生3.85亿例急性、 unintentional 农药中毒事件，导致约11,000人死亡。据统计，全球约44%的农民每年遭受农药中毒。1990年至2021年间，全球农药使用量增长了约95%，2021年达到约350万吨。化学农药的过度使用对环境和人类健康造成了严重负面影响，这促使人们寻求更安全、更可持续的害虫防治方法，生物农药应运而生。

生物农药是指用于防治农业害虫的天然化合物或生物体。根据美国环境保护署（EPA）的分类，生物农药主要包括微生物农药、生化农药和植物内置保护剂（PIPs）三类。其中，微生物农药以微生物为活性成分，包括细菌、真菌、病毒等，是商业化生物农药的主力（约占90%），而其中90%的微生物农药源自苏云金芽孢杆菌（Bt）。生物农药全球市场价值在2021年达56亿美元，预计到2029年将增长至182亿美元，年复合增长率（CAGR）高达15.7%，显示出巨大的市场潜力。

然而，生物农药在推广应用过程中面临稳定性差、货架期短、田间应用效果难以保证等挑战。传统的固体或液体配方中的微生物在储存、运输和施用过程中活性易受影响。包埋技术（Encapsulation）为克服这些障碍提供了有效的解决方案。

包埋技术：原理与优势

包埋技术是指通过一层薄膜或将样品包埋于基质中，从而保留液体、固体或气体样品的技术。该技术能够保护微生物活性成分免受环境因素（如大气暴露、湿度）的不利影响，实现活性成分的缓慢、可控、均匀和渐进释放（控制释放），从而显著提高应用效率并延长货架期。

选择合适的包埋方法需综合考虑颗粒尺寸分布、生物相容性、活性物质与包埋材料的理化性质、释放机制及工艺成本等因素。常见的包埋技术包括喷雾干燥、凝聚、乳化、挤出、流化床包衣、脂质体和包合络合等。

文献计量分析揭示的研究趋势

本篇综述利用StArt软件对2000年至2023年的相关文献进行了文献计量分析。经过仔细筛选，共纳入147篇文献进行分析。

科学产出的分析显示，该领域年度发表物数量呈持续增长趋势，尤其在2015年后出现显著增长。从国家贡献来看，德国（15.6%）和巴西（9.5%）是发表相关研究最多的国家。

在用于包埋的微生物方面，芽孢杆菌属（Bacillus）的研究发表数量最多，其次是木霉属（Trichoderma spp.）和绿僵菌属（Metarhizium spp.）。

在包埋技术方面，离子凝胶法（Ionic Gelation）是最常用的技术（占分析研究的37.4%），其次是喷雾干燥（Spray Drying, 13.6%）和挤出法（Extrusion, 10.2%）。基于移动平均的趋势线分析表明，凝胶法是唯一呈现积极增长轨迹的技术，预示着其在未来几年具有增长潜力。

在包埋壁材方面，海藻酸钠（Sodium Alginate）是使用最广泛的材料，占分析研究的44.2%，这主要归因于其良好的生物相容性。

纳米技术在生物农药包埋中的潜力

将生物活性剂与纳米颗粒（Nanoparticles）结合进行包埋，是提高其在恶劣环境条件下性能的关键步骤。喷雾干燥、离子凝胶和乳化等技术被应用于开发用于包埋生物农药的纳米颗粒。纳米包埋体系有望进一步提高生物农药的稳定性、靶向性和利用效率。

环境考量与大规模应用前景

未来的研究应更侧重于评估包埋生物农药的长期环境影响。尽管现有证据表明，与传统制剂相比，包埋可以降低非目标毒性并增强生物降解性，但针对不同生态系统的全面评估仍然缺乏。特别是需要系统地研究其对土壤微生物区系、水生环境和有益昆虫的潜在影响。此外，包埋生物农药的大规模生产工艺、成本效益分析以及相关法规政策的完善也是推动其产业化应用的关键。

结论

综上所述，微生物生物农药包埋领域的研究出版物数量随时间持续增加，德国和巴西是领先的贡献者。芽孢杆菌属和木霉属是最常用于包埋的微生物。离子凝胶法因其与微生物的良好的生物相容性而成为最常用的包埋技术。包埋技术通过保护微生物活性成分并实现控制释放，为合成农药提供了一种可持续的替代方案，同时最大限度地减少了生态毒理学问题和对人类健康的风险。这是一个前景广阔的领域，仍有许多知识有待探索，相关法规也在不断完善中。