农药剂型开发与农药药剂技术的发展

农药剂型开发与农药药剂技术的发展

0农药制剂与农药分散体系农药是一种特殊的化学剂。大多数农药原药必须经过加工成不同的制剂才能使用。农药剂型的开发研究除了将农药原药经过加工后便于流通和使用,同时还能满足不同施药技术对农药分散体系的要求。农药剂型与施药技术间有着密切联系,相互依赖又相互促进。因此,农药品种与剂型、施药工艺、施药器械三者间的研究开发和应用技术创新是不断推动农药科学使用技术向前发展的动力。1高功能型农药制剂的应用农药剂型发展迅速,据统计,目前已有各种农药制剂百余种,并以农药制剂的形态分类成干制剂、液体制剂和其他制剂。在农业植保上应用较多的农药剂型有:粉剂粉剂由农药原药、填料及少量助剂经混合、粉碎至规定细度的粉状固态制剂。粉剂具有使用方便、药粒较细、能均匀分布、撒布效率高、节省劳力等优点。粉剂一般不溶于水,在水中很难分散和悬浮,所以不能加水喷雾使用。粉剂可作为喷粉、拌种、土壤处理使用,粉剂的喷施需要专用的喷粉器具,目前我国已有手摇喷粉器、机动喷粉机、飞机喷粉等适合粉剂喷施的专用机具和方法。可湿性粉剂可湿性粉剂由农药原药、载体或填料、表面活性剂等经混合、粉碎而成的固体农药制剂。可湿性粉剂具有较好的生物活性;与乳油相比,不含有易燃的有机溶剂,使用方便、安全;加工技术、加工工艺简单,配方系统容易掌握等优点。可湿性粉剂可加水稀释成不同浓度药液供常量喷雾使用。低量喷雾时,由于粘度大而不能有效喷雾。有些可湿性粉剂质量较差,放置时间稍长粉剂容易积团,因此在稀释成药液时,一定要进行过滤,以免喷雾时发生堵塞现象。可湿性粉剂的喷施不需要专用的喷施器具,我国常用的施药器械均可用于可湿性粉剂喷施。(颗)粒剂(颗)粒剂由农药原药、载体和助剂组成,经过一定加工工艺形成松散的颗粒状固态制剂。(颗)粒剂由于粒度较大,下落速度快,撒播时受风力影响较小,可实现农药的针对性施药。(颗)粒剂可使高毒农药制剂低毒化,大多采用人工直接撒播的方法使用,效率较低。目前我国已有手摇颗粒撒播器、机动颗粒撒播机等适合(颗)粒剂撒施的专用工具,使撒播均匀,功效提高。乳油乳油由农药原药、乳化剂、溶剂组成,主要依靠有机溶剂的溶解作用使制剂形成均相透明的液体,加水能形成相对稳定的乳状液。乳油主要的优点:在使用相同剂量情况下,其生物特性比粉剂、水悬浮剂、颗粒剂高。乳油中的有机溶剂及专用乳化剂,使药剂有效成份能均匀地分布于药液中,使药液容易在作物、虫体、杂草上附着及渗透,充分发挥药剂的效果。乳油一般不可直接使用,但可根据需要加水稀释成不同药液浓度,用于不同容量的喷雾方式。乳油目前在我国农药市场的占有率达60%以上。超低容量喷雾(油)剂超低容量喷雾(油)剂是以高沸点的油质溶剂为农药有效成份分散介质,添加适当助剂配制而成的一种特殊油剂。超低容量喷雾(油)剂具有较高的农药有效含量,施药液量在1500mL/hm2,采用地面超低容量喷雾、飞机超低容量喷雾、静电喷雾等,而且需要专用的喷雾设备进行雾化处理。超低容量喷雾(油)剂不能用于常量喷雾,不能加水喷雾。悬浮(乳)剂悬浮(乳)剂是一种发展中的、环境相容好的农药新剂型,是将水不溶性农药原药在助剂作用下经湿法粉碎或均质分散在水相介质中形成的极小油珠或微粒的悬浮体系。悬浮(乳)剂使用、操作方法与乳油和可湿性粉剂类似,使用方便且不污染环境。随着农药工业的不断发展,新型的农药制剂品种还在不断涌现,以水为基质的制剂类型如悬浮剂、水乳剂、悬浮乳剂等将逐步取代以有机溶剂为基质的乳油,以水分散颗粒剂取代可湿性粉剂,并向高浓度、高效能、功能化方向发展。农药的发展也对施药技术提出了更新、更高的要求,目前除了常规的施药技术外,新型施药技术与器械也在不断地创新与发展。2给药技术的发展和应用2.1传统药法2.1.1采用点气喷雾技术用手动、机动、电动喷雾机具将药液分散成细小雾滴,分散到作物或靶标生物上的一种施药方法,是农药使用中最普遍、最重要的施药技术之一,常见的农药剂型都适合喷雾法使用。在我国,喷雾法又通常分为常量喷雾、低容量喷雾、超低容量喷雾3种。常量喷雾又称高容量喷雾,采用液力雾化进行喷雾,常用压力在0.3~0.4MPa,施药液量一般在450~1500L/hm2,雾滴直径在150~1200µm之间。我国普遍使用的手动喷雾器、压缩式喷雾器等,均采用常量喷雾技术。此外,利用喷杆喷雾机喷洒化学除草剂、土壤处理剂;利用机动远射程喷雾机对水稻、麦、棉等大面积农作物和高大果树林木进行病虫害防治时,也采用常量喷雾技术。常量喷雾技术具有目标性强、穿透性好、农药覆盖性好、受环境因素影响小等优点,但单位面积上施用药液量多,农药利用率低,药液易流失浪费,污染土壤和环境。低容量喷雾采用高速气流把药液雾化成雾滴进行喷雾,称为弥雾喷雾,雾滴直径在100~200µm之间,施药液量一般在15~150L/hm2,使用药械如东方红18型及类似型号背负式机动弥雾机。手动喷雾器上可采用小于0.7mm喷片孔径,采用液力雾化进行低容量喷雾。由于是小孔径喷片,配药液时必须进行过滤,以防喷孔堵塞。低容量喷雾特点是:节水省工省药,工效高,防治效果较好。超低容量喷雾是以极少的喷雾量、极细小的雾滴进行喷雾的方法,雾滴直径在70µm左右,施药液量一般≤7.5L/hm2。由于超低容量喷雾是油质小雾滴,不易蒸发,在植株中的穿透性好,防治效果好。静电喷雾机、常温烟雾机等均属超低容量喷雾。2.1.2防治对象上的用药方法是利用鼓风机械产生的气流把农药粉剂吹散后,再沉积到作物和防治对象上的施药方法。喷粉法的主要特点是:使用方便,工效高,不占用水资源,在作物上的沉积分布好。喷粉法曾是农药使用的主要方法,但由于喷粉飘移强,容易污染环境,使用量受到限制。2.1.3对施物的处理利用颗粒剂、毒土、毒肥直接施撒在田间的方法。撒施适合土壤处理、水田施药及一些作物的心叶施药。撒施除了可用手动、机动喷粉器械、撒粒机械进行作业外,还可在播种或施肥时用播种机或施肥机同时施撒。2.1.4单次给药的方法熏蒸法是利用气态农药或常温下容易气化的农药在密闭空间防治病虫害的施药方法。熏烟法是利用烟剂农药产生的烟雾来防治有害生物的施药方法。熏蒸法与熏烟法一样,施药不需要水,工效高、农药覆盖好,渗透力强,可广泛应用于温室、大棚、仓库、森林及果园等病虫害防治。2.2现代药法的形成2.2.1道系统的混合和喷射在喷雾机上设置药箱与水箱,使农药原液从药箱直接注入喷雾管道系统,与来自水箱的清水按预先调整好的比例均匀混合后,输送至喷头喷出。与通常的喷雾机相比,减少了加水、混药操作过程中机手与农药的接触机会,消除了清洗药液箱的废水对环境的污染。2.2.2小气泡-液包气雾化法防飘移喷头的工作原理:在300~800kPa压力下工作,利用射流原理,气体从两侧小孔进入,在混合室内和药液混合,形成液包气的“小气泡”的大雾滴从喷孔中喷出,击中靶标后,“小气泡”与靶标发生碰撞或被靶标上的纤毛刺破后又进行第二次雾化,碎裂成更多更细的雾滴,能提高雾滴的覆盖率。由于防飘移喷头雾流中的小雾滴少,可使飘移污染减少60%以上。2.2.3形成风幕,不发生雾滴飘移在喷雾机喷杆上增加风机和风筒,喷雾时,在喷头上方沿喷雾方向强制送风,形成风幕,不仅增大了雾滴的穿透性,而且在有风(≤4级)情况下也能喷雾作业,不会发生雾滴飘移现象。风幕喷雾技术可节省施药液量40%~70%。2.2.4抽回药剂箱,循环利用在喷雾机上加装药液回收装置,将喷雾时未沉积在靶标上的药液收集后抽回药液箱,循环利用,既可提高农药有效利用率,又减少了飘移污染。循环喷雾技术可节省施药液量90%。2.2.5做定向运动应用高压静电,使雾滴充电,在静电场作用下,带电的雾滴做定向运动而吸附在作物上,能使沉积在作物上的药液增加,覆盖均匀,沉降速度快,特别是增强了作物下部及叶背面的附着能力。静电喷雾技术可节省施药液量30%~40%。2.2.6实时传感器技术智能精确喷雾技术能根据不同的作物对象,随时调整变量喷施农药。这一技术应用目前可分为两种:一种是基于GPS全球定位系统;一种是基于实时传感器技术。主要根据收集到的作物图像、激光、超声波及红外光信号,判断农作物形状、位置,控制喷嘴位置和喷雾电磁阀开启,进行“有靶标时喷雾,无靶标时不喷雾”作业方式,极大减少或基本消除了农药喷到靶标以外的可能性。智能精确喷雾技术可节省施药液量50%~80%。3农药制剂的性能要求20世纪50年代以来,以提高农药在作物靶标上的附着率、减少农药流失、飘移对生态环境污染为目标,国际上农药使用技术在不断改进、完善,重点研究高效低污染的精准施药技术与装备,大量应用低容量(LV)、超低容量(ULV)、控滴喷雾(COA)、循环喷雾(RS)、直接注入系统(DIS)、反飘喷雾(AS)等,施药技术正朝着高效安全、精准对靶、自动化、智能化方向发展。随着施药技术的快速发展,对农药剂型和品种也提出了新的要求与标准。如针对喷雾法和喷粉法喷雾技术,百菌清农药就要求分别加工成75%可湿性粉剂和5%粉剂;针对低容量飘移喷雾技术,对农药的抗蒸发性有较严格的要求,必须有防蒸发剂,溶入农药制剂中,有效抑制喷雾时药液大量蒸发;可湿性粉剂在大型喷杆喷雾机上使用时,要求将可湿性粉剂加工成均质的水分散性粒剂,对于水分散性粒剂的物理性状要求很高,它要求颗粒的破碎粉率必须很少,以防作业时细药粉飘扬被作业人员吸入及飘逸在大气中,造成环境污染,还要求碎粒入水后必须迅速溶散成为均质的悬浮液;针对超低容量喷雾技术、热烟雾喷雾技术及静电喷雾技术,均要求使用特定的农药剂型——油基剂型,用于热烟雾喷雾的油剂还要求耐高温,燃点要高,然而目前我国还没有研究开发这些用专用溶剂油制备的超低容量油剂,在热烟雾喷雾使用中,只能选择柴油、煤油作溶剂与农药配合使用,不仅影响操作者人身安全,而且对作物会引起严重污染。现代施药技术应用还对农药干净纯度与干燥质量提出了更高的要求,特别对可湿(溶)性粉剂农药,不允许有过多杂质、容易