微膠囊技術(shù)在害蟲(chóng)防治方面的應(yīng)用

1、微膠囊技術(shù)在害蟲(chóng)防治方面的應(yīng)用摘要：文章對(duì)昆蟲(chóng)性信息素微膠囊及微膠囊農(nóng)藥的發(fā)展?fàn)顩r、制備方法，并介紹其在害蟲(chóng)控 制方面的應(yīng)用進(jìn)展，并對(duì)今后微膠囊的在害蟲(chóng)防治的發(fā)展作了展望。關(guān)鍵詞：微膠囊；農(nóng)藥；昆蟲(chóng)性信息素；1微膠囊技術(shù)簡(jiǎn)介微膠囊技術(shù)的研究起源于20世紀(jì)30年代。1954年美國(guó)NCR(National Cash Register)公 司的B.K.Green成功地運(yùn)用相分離技術(shù)制備明膠微膠囊,并將該技術(shù)應(yīng)用于無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙的生 產(chǎn)。微膠囊技術(shù)是一種用成膜材料把固體或液體包覆形成微小粒子的技術(shù)其研究開(kāi)始于20 世紀(jì)30年代,50年代取得重大成果,90年代以來(lái)微膠囊技術(shù)的研究取得了更大的進(jìn)展。微膠 囊技

2、術(shù)的應(yīng)用范圍從最初的藥物包覆和無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙擴(kuò)展到醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥、飼料、涂料、 油墨、粘合劑、化妝品、洗滌劑、感光材料和紡織等各個(gè)行業(yè)，取得廣泛的應(yīng)用(梁治齊， 1999)。微膠囊劑就是利用微膠囊技術(shù)將固體、液體農(nóng)藥等活性物質(zhì)包覆在囊壁材料中形成微膠 囊的囊狀制劑.由于微膠囊制劑中農(nóng)藥等活性成分被包覆在密閉或半透性的壁膜中，因此微膠 囊化的農(nóng)藥制劑、性信息素制劑具有如下特點(diǎn)：(1)降低藥劑對(duì)人、畜的毒性和刺激性.擴(kuò)大 了農(nóng)藥的使用范圍.(2)囊膜具有控制農(nóng)藥性信息素的有效成分釋放的功能，大大延長(zhǎng)了相同 劑量農(nóng)藥等的持效期，節(jié)約藥劑的消耗量.(3)降低藥劑在環(huán)境中的含量,減少對(duì)土壤和水源資 源的污

3、染.(4)提高藥劑的穩(wěn)定性，避免因環(huán)境因素(如光照、空氣、雨水、土壤、微生物及其它 化學(xué)物質(zhì))造成藥物有效成分的分解、氧化、降解。環(huán)境意識(shí)、資源保護(hù)、使用成本以及人類自身安全都促使人們研制高效、低毒、低殘留 的農(nóng)藥新品種和技術(shù)。而開(kāi)發(fā)農(nóng)藥新劑型的研制費(fèi)用遠(yuǎn)低于開(kāi)發(fā)農(nóng)藥新品種，農(nóng)藥微膠囊技 術(shù)已成為農(nóng)藥新劑型的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。農(nóng)藥新劑型的開(kāi)發(fā)一直是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。利用昆 蟲(chóng)性信息素防治害蟲(chóng)是20世紀(jì)60年代以來(lái)發(fā)展的一種治蟲(chóng)技術(shù)。由于具有高效、無(wú)毒、無(wú) 污染、不傷益蟲(chóng)等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外對(duì)昆蟲(chóng)性信息素的研究與應(yīng)用都很重視。其應(yīng)用主要包括3 個(gè)方面:蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)(monitoring),大量誘捕(mass

4、trapping)和干擾交配(matingdisruption) 02微膠囊的制備方法生產(chǎn)微膠囊的方法種類繁多，從原理上一般可分為化學(xué)方法、物理方法和物理化學(xué)方法。 目前工業(yè)生產(chǎn)中常用的微膠囊制備方法有:界面聚合法、原位聚合法、銳孔-凝固浴法,復(fù)合凝 聚法、干燥浴法、包結(jié)絡(luò)合法、噴霧干燥法、生物微膠囊法等,其中界面聚合法是農(nóng)藥微膠 囊制備的主要方法。其中用來(lái)制造昆蟲(chóng)性信息素微膠囊主要有相分離法和界面聚合法。2.1界面聚合法界面聚合法是1957年美國(guó)杜邦(Du Pont)公司發(fā)明的。該方法主要用于包裹溶液體系， 將芯材物乳化或分散在一個(gè)溶有壁材的連續(xù)相中，然后在芯材物的表面上通過(guò)單體縮合聚合 反

5、應(yīng)而形成微膠囊。界面聚合法的基本原理是根據(jù)合成高聚物的界面縮聚反應(yīng)，從而將農(nóng)藥 藥劑包覆在聚合物壁材中.界面縮聚反應(yīng)是指將兩種含有雙(多)官能團(tuán)的反應(yīng)單體，分別溶解 在不相混溶的兩種溶劑中，在兩相界面上發(fā)生的縮聚反應(yīng).參加聚合反應(yīng)的單體，一種是水溶 性的，另一種是油溶性的，它們分別位于囊心液滴的內(nèi)部和外部,并在囊心液滴的表面上反應(yīng) 形成聚合物薄膜。界面聚合法的優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)速度快，工藝條件簡(jiǎn)單，可在常溫下進(jìn)行，對(duì)反應(yīng)物純度要求 不高和原料配比要求不嚴(yán)，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。另外，由于反應(yīng)物可以從界面不斷取走，因此 反應(yīng)是不可逆的.但是該制備方法也存在一定的不足之處:對(duì)農(nóng)藥和成膜單體的要求具有局限

6、性，反應(yīng)的同時(shí)會(huì)有影響微膠囊性質(zhì)的副反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)產(chǎn)物中有部分未反應(yīng)的有毒單體夾雜.2.2相分離法相分離法是改變條件使溶解狀態(tài)的成膜材料從溶液中聚沉出來(lái)，并將囊心包覆形成微膠 囊的微膠囊加工方法，其中最有代表性的是凝聚相分離技術(shù)，即利用改變溫度,或在溶液中加 入無(wú)機(jī)鹽電解質(zhì)、成膜材料的非溶劑，或創(chuàng)造條件誘發(fā)2種成膜材料間相互結(jié)合等方法，使壁 材溶液產(chǎn)生相分離，形成2個(gè)新相，一個(gè)是含壁材濃度很高的聚合物豐富相(又稱包囊材料相、 凝聚膠體相)，另一個(gè)是含壁材很少的聚合物缺乏相(又稱微型包囊介質(zhì)相、稀釋膠體相)，形成 的聚合物豐富相是可以充分流動(dòng)的，并能夠穩(wěn)定地逐步環(huán)繞在囊心微粒周圍。相分離法按凝

7、聚方式可以分為簡(jiǎn)單凝聚，復(fù)合凝聚，或鹽析凝聚，其中最為常用的是復(fù)合凝聚法。復(fù)合凝聚法是指使用兩種以上帶有相反電荷的水溶性高分子電解質(zhì)做成膜材料,囊心分 散在囊壁材料水溶液中，當(dāng)兩種膠體溶液混合時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)介質(zhì)pH值、改變溫度、稀釋等使 得電荷互相中和,導(dǎo)致溶解度降低并產(chǎn)生了相分離,從而引起成膜材料從溶液中凝聚產(chǎn)生凝聚 相。3微膠囊在害蟲(chóng)防治的應(yīng)用微膠囊防治農(nóng)林業(yè)害蟲(chóng)，已有很多報(bào)道。在農(nóng)藥殺蟲(chóng)劑領(lǐng)域，美國(guó)Pennwalt公司首先制成 甲基對(duì)硫磷微膠囊劑PenncapORM，并在生產(chǎn)應(yīng)用上推廣獲得成功，防治多種農(nóng)林業(yè)害蟲(chóng)。據(jù) 報(bào)道0.279 kg/hm2的有效成分在田間有效期長(zhǎng)達(dá)57 d,而同樣條

8、件下，甲基對(duì)硫磷乳油只有 12 d的有效期,延長(zhǎng)殘效期達(dá)23倍，用藥量比乳油減少1倍以上，用甲基對(duì)硫磷微膠囊劑 防治蘋(píng)果蠹蛾(Laspeyresia pomenella)時(shí)也具有很好的防治效果,而且沒(méi)有引起褐斑的藥害癥 狀，對(duì)人畜的毒性大大降低,用甲基對(duì)硫磷微膠囊防治煙芽夜蛾(Heliothis virescens)第 46d 的毒效比開(kāi)始時(shí)毒效還高,其微膠囊化后不僅延長(zhǎng)藥劑的殘效，而且增加毒效。應(yīng)用昆蟲(chóng)性信息素微膠囊防治農(nóng)林業(yè)害蟲(chóng)，已有很多報(bào)道。例如:Sanders等在加拿大使用 樅色卷蛾的性信息素微膠囊對(duì)12 hm2的白云杉林進(jìn)行干擾交配防治，其主要成分是反-11-十 四碳烯醛和順-11-

9、十四碳烯醛，劑量7.4 g/hm2,處理區(qū)防治效果達(dá)到95.7%。5微膠囊在害蟲(chóng)防治的前景及展望農(nóng)藥、信息素微膠囊在國(guó)外早有研究，而國(guó)內(nèi)在這方面的研究起步晚，進(jìn)展緩慢,與國(guó)外 相比，還有很大的差距。我國(guó)農(nóng)藥起步較晚,工藝技術(shù)落后，仍以乳油、可濕性粉劑、粉劑、水劑為主,大量的甲苯、 二甲苯、純苯作為溶劑施用田間,不僅是資源的浪費(fèi),而且造成嚴(yán)重的污染。微膠囊農(nóng)藥具有 持效期長(zhǎng)、控制釋放、毒性低、安全方便、殘留量低等優(yōu)點(diǎn)20多年來(lái)，我國(guó)在微膠囊農(nóng)藥的 研制上有一定的發(fā)展，但由于技術(shù)等多方面的原因，發(fā)展速度相對(duì)較慢。隨著人們對(duì)環(huán)境、生 態(tài)和可持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題的意識(shí)不斷增強(qiáng)，微膠囊農(nóng)藥勢(shì)必成為農(nóng)藥劑型的重

10、要發(fā)展方向。大 力開(kāi)發(fā)微膠囊制劑具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。國(guó)內(nèi)昆蟲(chóng)性信息素的微膠囊產(chǎn)品研究起步晚，進(jìn)展緩慢，與國(guó)外相比，還有很大的差距。重 點(diǎn)應(yīng)開(kāi)發(fā)作用時(shí)間長(zhǎng)，適于大面積使用的劑型，為農(nóng)林部門(mén)提供質(zhì)高效好、價(jià)格適宜、使用方 便的產(chǎn)品，以促進(jìn)性信息素微膠囊更大規(guī)模的推廣應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：1梁治齊.微膠囊技術(shù)及其應(yīng)用.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，1999. 115.陳增良，張鐘寧.昆蟲(chóng)性信息素微膠囊的研究進(jìn)展J.昆蟲(chóng)知識(shí),2008, 03: 362-367.陸鵬飛，黃玲巧,王琛柱.梨小食心蟲(chóng)化學(xué)通信中的信息物質(zhì)J.昆蟲(chóng)學(xué)報(bào)，2010, 12: 1390-1403.朱麗云,孫培龍,張立欽.微生物農(nóng)藥微膠囊技術(shù)及其應(yīng)用前景J.浙江林學(xué)院學(xué)報(bào),2002, 01: 111-114.陳浩，鐘宏，黃河，黃恒.農(nóng)藥微膠囊技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展J.化工技術(shù)與開(kāi)發(fā),2008, 06: 19-21+