農(nóng)藥劑型開發(fā)與農(nóng)藥藥劑技術(shù)的發(fā)展

農(nóng)藥劑型開發(fā)與農(nóng)藥藥劑技術(shù)的發(fā)展

0農(nóng)藥制劑與農(nóng)藥分散體系農(nóng)藥是一種特殊的化學(xué)劑。大多數(shù)農(nóng)藥原藥必須經(jīng)過加工成不同的制劑才能使用。農(nóng)藥劑型的開發(fā)研究除了將農(nóng)藥原藥經(jīng)過加工后便于流通和使用,同時(shí)還能滿足不同施藥技術(shù)對農(nóng)藥分散體系的要求。農(nóng)藥劑型與施藥技術(shù)間有著密切聯(lián)系,相互依賴又相互促進(jìn)。因此,農(nóng)藥品種與劑型、施藥工藝、施藥器械三者間的研究開發(fā)和應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新是不斷推動(dòng)農(nóng)藥科學(xué)使用技術(shù)向前發(fā)展的動(dòng)力。1高功能型農(nóng)藥制劑的應(yīng)用農(nóng)藥劑型發(fā)展迅速,據(jù)統(tǒng)計(jì),目前已有各種農(nóng)藥制劑百余種,并以農(nóng)藥制劑的形態(tài)分類成干制劑、液體制劑和其他制劑。在農(nóng)業(yè)植保上應(yīng)用較多的農(nóng)藥劑型有:粉劑粉劑由農(nóng)藥原藥、填料及少量助劑經(jīng)混合、粉碎至規(guī)定細(xì)度的粉狀固態(tài)制劑。粉劑具有使用方便、藥粒較細(xì)、能均勻分布、撒布效率高、節(jié)省勞力等優(yōu)點(diǎn)。粉劑一般不溶于水,在水中很難分散和懸浮,所以不能加水噴霧使用。粉劑可作為噴粉、拌種、土壤處理使用,粉劑的噴施需要專用的噴粉器具,目前我國已有手搖噴粉器、機(jī)動(dòng)噴粉機(jī)、飛機(jī)噴粉等適合粉劑噴施的專用機(jī)具和方法?？蓾裥苑蹌┛蓾裥苑蹌┯赊r(nóng)藥原藥、載體或填料、表面活性劑等經(jīng)混合、粉碎而成的固體農(nóng)藥制劑?？蓾裥苑蹌┚哂休^好的生物活性;與乳油相比,不含有易燃的有機(jī)溶劑,使用方便、安全;加工技術(shù)、加工工藝簡單,配方系統(tǒng)容易掌握等優(yōu)點(diǎn)。可濕性粉劑可加水稀釋成不同濃度藥液供常量噴霧使用。低量噴霧時(shí),由于粘度大而不能有效噴霧。有些可濕性粉劑質(zhì)量較差,放置時(shí)間稍長粉劑容易積團(tuán),因此在稀釋成藥液時(shí),一定要進(jìn)行過濾,以免噴霧時(shí)發(fā)生堵塞現(xiàn)象?？蓾裥苑蹌┑膰娛┎恍枰獙Ｓ玫膰娛┢骶?我國常用的施藥器械均可用于可濕性粉劑噴施。(顆)粒劑(顆)粒劑由農(nóng)藥原藥、載體和助劑組成,經(jīng)過一定加工工藝形成松散的顆粒狀固態(tài)制劑。(顆)粒劑由于粒度較大,下落速度快,撒播時(shí)受風(fēng)力影響較小,可實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的針對性施藥。(顆)粒劑可使高毒農(nóng)藥制劑低毒化,大多采用人工直接撒播的方法使用,效率較低。目前我國已有手搖顆粒撒播器、機(jī)動(dòng)顆粒撒播機(jī)等適合(顆)粒劑撒施的專用工具,使撒播均勻,功效提高。乳油乳油由農(nóng)藥原藥、乳化劑、溶劑組成,主要依靠有機(jī)溶劑的溶解作用使制劑形成均相透明的液體,加水能形成相對穩(wěn)定的乳狀液。乳油主要的優(yōu)點(diǎn):在使用相同劑量情況下,其生物特性比粉劑、水懸浮劑、顆粒劑高。乳油中的有機(jī)溶劑及專用乳化劑,使藥劑有效成份能均勻地分布于藥液中,使藥液容易在作物、蟲體、雜草上附著及滲透,充分發(fā)揮藥劑的效果。乳油一般不可直接使用,但可根據(jù)需要加水稀釋成不同藥液濃度,用于不同容量的噴霧方式。乳油目前在我國農(nóng)藥市場的占有率達(dá)60%以上。超低容量噴霧(油)劑超低容量噴霧(油)劑是以高沸點(diǎn)的油質(zhì)溶劑為農(nóng)藥有效成份分散介質(zhì),添加適當(dāng)助劑配制而成的一種特殊油劑。超低容量噴霧(油)劑具有較高的農(nóng)藥有效含量,施藥液量在1500mL/hm2,采用地面超低容量噴霧、飛機(jī)超低容量噴霧、靜電噴霧等,而且需要專用的噴霧設(shè)備進(jìn)行霧化處理。超低容量噴霧(油)劑不能用于常量噴霧,不能加水噴霧。懸浮(乳)劑懸浮(乳)劑是一種發(fā)展中的、環(huán)境相容好的農(nóng)藥新劑型,是將水不溶性農(nóng)藥原藥在助劑作用下經(jīng)濕法粉碎或均質(zhì)分散在水相介質(zhì)中形成的極小油珠或微粒的懸浮體系。懸浮(乳)劑使用、操作方法與乳油和可濕性粉劑類似,使用方便且不污染環(huán)境。隨著農(nóng)藥工業(yè)的不斷發(fā)展,新型的農(nóng)藥制劑品種還在不斷涌現(xiàn),以水為基質(zhì)的制劑類型如懸浮劑、水乳劑、懸浮乳劑等將逐步取代以有機(jī)溶劑為基質(zhì)的乳油,以水分散顆粒劑取代可濕性粉劑,并向高濃度、高效能、功能化方向發(fā)展。農(nóng)藥的發(fā)展也對施藥技術(shù)提出了更新、更高的要求,目前除了常規(guī)的施藥技術(shù)外,新型施藥技術(shù)與器械也在不斷地創(chuàng)新與發(fā)展。2給藥技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用2.1傳統(tǒng)藥法2.1.1采用點(diǎn)氣噴霧技術(shù)用手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電動(dòng)噴霧機(jī)具將藥液分散成細(xì)小霧滴,分散到作物或靶標(biāo)生物上的一種施藥方法,是農(nóng)藥使用中最普遍、最重要的施藥技術(shù)之一,常見的農(nóng)藥劑型都適合噴霧法使用。在我國,噴霧法又通常分為常量噴霧、低容量噴霧、超低容量噴霧3種。常量噴霧又稱高容量噴霧,采用液力霧化進(jìn)行噴霧,常用壓力在0.3~0.4MPa,施藥液量一般在450~1500L/hm2,霧滴直徑在150~1200μm之間。我國普遍使用的手動(dòng)噴霧器、壓縮式噴霧器等,均采用常量噴霧技術(shù)。此外,利用噴桿噴霧機(jī)噴灑化學(xué)除草劑、土壤處理劑;利用機(jī)動(dòng)遠(yuǎn)射程噴霧機(jī)對水稻、麥、棉等大面積農(nóng)作物和高大果樹林木進(jìn)行病蟲害防治時(shí),也采用常量噴霧技術(shù)。常量噴霧技術(shù)具有目標(biāo)性強(qiáng)、穿透性好、農(nóng)藥覆蓋性好、受環(huán)境因素影響小等優(yōu)點(diǎn),但單位面積上施用藥液量多,農(nóng)藥利用率低,藥液易流失浪費(fèi),污染土壤和環(huán)境。低容量噴霧采用高速氣流把藥液霧化成霧滴進(jìn)行噴霧,稱為彌霧噴霧,霧滴直徑在100~200μm之間,施藥液量一般在15~150L/hm2,使用藥械如東方紅18型及類似型號背負(fù)式機(jī)動(dòng)彌霧機(jī)。手動(dòng)噴霧器上可采用小于0.7mm噴片孔徑,采用液力霧化進(jìn)行低容量噴霧。由于是小孔徑噴片,配藥液時(shí)必須進(jìn)行過濾,以防噴孔堵塞。低容量噴霧特點(diǎn)是:節(jié)水省工省藥,工效高,防治效果較好。超低容量噴霧是以極少的噴霧量、極細(xì)小的霧滴進(jìn)行噴霧的方法,霧滴直徑在70μm左右,施藥液量一般≤7.5L/hm2。由于超低容量噴霧是油質(zhì)小霧滴,不易蒸發(fā),在植株中的穿透性好,防治效果好。靜電噴霧機(jī)、常溫?zé)熿F機(jī)等均屬超低容量噴霧。2.1.2防治對象上的用藥方法是利用鼓風(fēng)機(jī)械產(chǎn)生的氣流把農(nóng)藥粉劑吹散后,再沉積到作物和防治對象上的施藥方法。噴粉法的主要特點(diǎn)是:使用方便,工效高,不占用水資源,在作物上的沉積分布好。噴粉法曾是農(nóng)藥使用的主要方法,但由于噴粉飄移強(qiáng),容易污染環(huán)境,使用量受到限制。2.1.3對施物的處理利用顆粒劑、毒土、毒肥直接施撒在田間的方法。撒施適合土壤處理、水田施藥及一些作物的心葉施藥。撒施除了可用手動(dòng)、機(jī)動(dòng)噴粉器械、撒粒機(jī)械進(jìn)行作業(yè)外,還可在播種或施肥時(shí)用播種機(jī)或施肥機(jī)同時(shí)施撒。2.1.4單次給藥的方法熏蒸法是利用氣態(tài)農(nóng)藥或常溫下容易氣化的農(nóng)藥在密閉空間防治病蟲害的施藥方法。熏煙法是利用煙劑農(nóng)藥產(chǎn)生的煙霧來防治有害生物的施藥方法。熏蒸法與熏煙法一樣,施藥不需要水,工效高、農(nóng)藥覆蓋好,滲透力強(qiáng),可廣泛應(yīng)用于溫室、大棚、倉庫、森林及果園等病蟲害防治。2.2現(xiàn)代藥法的形成2.2.1道系統(tǒng)的混合和噴射在噴霧機(jī)上設(shè)置藥箱與水箱,使農(nóng)藥原液從藥箱直接注入噴霧管道系統(tǒng),與來自水箱的清水按預(yù)先調(diào)整好的比例均勻混合后,輸送至噴頭噴出。與通常的噴霧機(jī)相比,減少了加水、混藥操作過程中機(jī)手與農(nóng)藥的接觸機(jī)會,消除了清洗藥液箱的廢水對環(huán)境的污染。2.2.2小氣泡-液包氣霧化法防飄移噴頭的工作原理:在300~800kPa壓力下工作,利用射流原理,氣體從兩側(cè)小孔進(jìn)入,在混合室內(nèi)和藥液混合,形成液包氣的“小氣泡”的大霧滴從噴孔中噴出,擊中靶標(biāo)后,“小氣泡”與靶標(biāo)發(fā)生碰撞或被靶標(biāo)上的纖毛刺破后又進(jìn)行第二次霧化,碎裂成更多更細(xì)的霧滴,能提高霧滴的覆蓋率。由于防飄移噴頭霧流中的小霧滴少,可使飄移污染減少60%以上。2.2.3形成風(fēng)幕,不發(fā)生霧滴飄移在噴霧機(jī)噴桿上增加風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒,噴霧時(shí),在噴頭上方沿噴霧方向強(qiáng)制送風(fēng),形成風(fēng)幕,不僅增大了霧滴的穿透性,而且在有風(fēng)(≤4級)情況下也能噴霧作業(yè),不會發(fā)生霧滴飄移現(xiàn)象。風(fēng)幕噴霧技術(shù)可節(jié)省施藥液量40%~70%。2.2.4抽回藥劑箱,循環(huán)利用在噴霧機(jī)上加裝藥液回收裝置,將噴霧時(shí)未沉積在靶標(biāo)上的藥液收集后抽回藥液箱,循環(huán)利用,既可提高農(nóng)藥有效利用率,又減少了飄移污染。循環(huán)噴霧技術(shù)可節(jié)省施藥液量90%。2.2.5做定向運(yùn)動(dòng)應(yīng)用高壓靜電,使霧滴充電,在靜電場作用下,帶電的霧滴做定向運(yùn)動(dòng)而吸附在作物上,能使沉積在作物上的藥液增加,覆蓋均勻,沉降速度快,特別是增強(qiáng)了作物下部及葉背面的附著能力。靜電噴霧技術(shù)可節(jié)省施藥液量30%~40%。2.2.6實(shí)時(shí)傳感器技術(shù)智能精確噴霧技術(shù)能根據(jù)不同的作物對象,隨時(shí)調(diào)整變量噴施農(nóng)藥。這一技術(shù)應(yīng)用目前可分為兩種:一種是基于GPS全球定位系統(tǒng);一種是基于實(shí)時(shí)傳感器技術(shù)。主要根據(jù)收集到的作物圖像、激光、超聲波及紅外光信號,判斷農(nóng)作物形狀、位置,控制噴嘴位置和噴霧電磁閥開啟,進(jìn)行“有靶標(biāo)時(shí)噴霧,無靶標(biāo)時(shí)不噴霧”作業(yè)方式,極大減少或基本消除了農(nóng)藥噴到靶標(biāo)以外的可能性。智能精確噴霧技術(shù)可節(jié)省施藥液量50%~80%。3農(nóng)藥制劑的性能要求20世紀(jì)50年代以來,以提高農(nóng)藥在作物靶標(biāo)上的附著率、減少農(nóng)藥流失、飄移對生態(tài)環(huán)境污染為目標(biāo),國際上農(nóng)藥使用技術(shù)在不斷改進(jìn)、完善,重點(diǎn)研究高效低污染的精準(zhǔn)施藥技術(shù)與裝備,大量應(yīng)用低容量(LV)、超低容量(ULV)、控滴噴霧(COA)、循環(huán)噴霧(RS)、直接注入系統(tǒng)(DIS)、反飄噴霧(AS)等,施藥技術(shù)正朝著高效安全、精準(zhǔn)對靶、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。隨著施藥技術(shù)的快速發(fā)展,對農(nóng)藥劑型和品種也提出了新的要求與標(biāo)準(zhǔn)。如針對噴霧法和噴粉法噴霧技術(shù),百菌清農(nóng)藥就要求分別加工成75%可濕性粉劑和5%粉劑;針對低容量飄移噴霧技術(shù),對農(nóng)藥的抗蒸發(fā)性有較嚴(yán)格的要求,必須有防蒸發(fā)劑,溶入農(nóng)藥制劑中,有效抑制噴霧時(shí)藥液大量蒸發(fā);可濕性粉劑在大型噴桿噴霧機(jī)上使用時(shí),要求將可濕性粉劑加工成均質(zhì)的水分散性粒劑,對于水分散性粒劑的物理性狀要求很高,它要求顆粒的破碎粉率必須很少,以防作業(yè)時(shí)細(xì)藥粉飄揚(yáng)被作業(yè)人員吸入及飄逸在大氣中,造成環(huán)境污染,還要求碎粒入水后必須迅速溶散成為均質(zhì)的懸浮液;針對超低容量噴霧技術(shù)、熱煙霧噴霧技術(shù)及靜電噴霧技術(shù),均要求使用特定的農(nóng)藥劑型——油基劑型,用于熱煙霧噴霧的油劑還要求耐高溫,燃點(diǎn)要高,然而目前我國還沒有研究開發(fā)這些用專用溶劑油制備的超低容量油劑,在熱煙霧噴霧使用中,只能選擇柴油、煤油作溶劑與農(nóng)藥配合使用,不僅影響操作者人身安全,而且對作物會引起嚴(yán)重污染?，F(xiàn)代施藥技術(shù)應(yīng)用還對農(nóng)藥干凈純度與干燥質(zhì)量提出了更高的要求,特別對可濕(溶)性粉劑農(nóng)藥,不允許有過多雜質(zhì)、容易