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桶混助剂是农药产品增效、减量、降低残留量的利器(中)

发布时间:2023-3-6 10:55:05 来源:《农药市场信息》杂志2023年第3期 作者:华乃震

5. 提高渗透率

渗透指药剂滞留在靶标上后,穿透(植物或虫体)靶体的表皮,进入靶体内部发挥其生物活性的过程。无论是植物或虫体虽有所不同,其外表皮是由一定厚度的蜡质层组成的,药剂首先要渗入(或溶入)蜡质层,然后按照其分配系数穿透表皮进入内部组织。一般说来,药剂只要能进入蜡质层,就会产生助渗作用。因此,某些表面活性剂、油类物质和亲脂性强的溶剂都有一定的助渗作用,但这种助渗作用有时还不能满足药剂的渗透,这时可以添加桶混助剂提高药剂渗透率,达到增效的效果。

在农药中用作桶混助剂的渗透剂一般以非离子型和阴离子型表面活性剂为主。较多的使用JFC(C7-9烷醇聚氧乙烯(5-6)醚)、十二醇聚氧乙烯(7~10)醚、快速渗透剂T(双辛基丁二酸酯磺酸钠)、烷基苯磺酸钠(R=12为好)和脂肪醇硫酸盐(R=12为好)等。

渗透剂的加入主要目的是为了增加药液向靶体表层和内部渗透、降低有效成分用药量、提高渗透速度和缩短渗透时间(提高了防雨水冲刷的能力)、减少农药对环境污染、减轻对不良天气对农药施用影响等。例如使用1%阿维菌素EC(1000倍液)在甘蓝叶片上,渗透率达50%需要8小时以上,当加入渗透剂(JFC,200mg/L)在渗透率相同下,只需4小时。

再如,单独使用的有效成分2mg/L生物农药米尔贝霉素对烟粉虱成虫的活性很小,处理3天防效仅为29%;添加桶混助剂0.2%矿物油的生物农药米尔贝霉素有效成分2mg/L处理棉花幼苗,3天后烟粉虱成虫死亡率为96%,处理后10天和15天,成虫死亡率分别为67%和32%,说明了添加桶混助剂矿物油增加了米尔贝霉素对叶片表皮的渗透率,减少了光解作用,增强了其杀虫效果。

氮酮,又称为月桂氮草酮,化学性质稳定,在室温下避光可保持5年以上,对亲水和亲油农药有良好的透皮助渗的作用。用于农药可促进杀虫剂对虫体的渗透,促进除草剂对杂草的渗透,润湿植物叶面,促进植物对药物的吸收,提高了药剂有效成分的应用效果和降低药剂的用量,从而减少农药对环境的污染,除低使用成本。氮酮在农药中用量仅为0.5%~10%,却可成倍提高药效。

月桂氮酮是另一类高效渗透剂,在化妆品中用作皮肤渗透剂。由于其无毒、安全及高效促渗型性质,多年来用于农药剂型产品中均有明显增效作用。其作用机理是影响生物角质层中细胞壁的有序叠集结构,并作用于皮下类脂质,增加类脂质的流动性,促进药液通过表层进入靶体内部,从而增加药液的透皮吸收,提高药效。

6. 增强药剂的吸收

(1)加入合适的表面活性剂可表现出提高大多数农药的吸收率。对水溶性农药(如草甘膦的吸收,加入高EO表面活性剂通常是有利的,它们具有较低的展布性并能增加表皮对水的吸收(也意味着水溶性农药成分也能进入)。而对弱酸型2,4-D加工成水溶性胺盐以及脂溶性农药盖草能,则使用低EO的表面活性剂最为有利。对亲脂性农药的吸收一般倾向于加入低EO(56)的非离子型表面活性剂,它们具有低的表面张力和好的展布性,表7示出不同EO量表面活性剂对农药吸收率的影响。

虽然对亲脂性农药(如氯菊酯)使用低EO量(HLB<7)更有利,可是EO量的高和低应该对中间极性农药(如氰草津)增加吸收率表现出的影响却很少,这种关系已被使用伯醇、壬基酚和叔胺亲油基的EO量所证实。农药吸收量和速度也较大地与植物种类有关,含蜡的微结晶表面比易润湿靶标显示出有更大的影响。

对于有气孔的植物,可选用如Silwet L-77、Silwet 408和Break-ThruR S-240等三硅氧烷有机硅助剂,它们除了具有极大降低药剂表面张力和超强铺展能力外,还可以(在低于叶表面润湿临界表面张力之下)诱导药剂直接从叶片气孔渗入吸收(可使10%15%的药剂从气孔溢流进入叶肉内)。这种快速地(几乎瞬间)被气孔吸收,可以避免叶面处理的药剂被突然降雨而产生的雨水(冲刷)流失带来的药效损失并由此带来的环境污染问题。

(2)油类助剂也可改进农药的叶面吸收,尤其是对除草剂。油类的成分和使用乳化剂的量及靶标的种类都会影响其效率的。矿物油助剂一般是较好的,可是在某些情况下那些含有植物油类和脂肪酸的酯类与使用表面活性剂相比,可提供相当的或甚至更好的性能,例如日本石原产业公司生产的4%烟嘧磺隆悬浮剂均含有0.2%V/V的植物油,它比使用任何表面活性剂更好。不过,目前只有对少数农药使用油类助剂作出了评价,但是它们对亲脂植物表现出较好的吸收功效是不用怀疑的。

(3)无机盐的主要功能是促进除草剂的吸收和解除Ca、Mg、Fe等金属离子对除草剂的拮抗作用。有少量的报道称无机盐也能影响农药的吸收,例如Denes和Debrot发现硫酸铵能促进草甘膦在大多数植物种类上的吸收。因此,有的在草甘膦产品的标签上特别标注,在硬水、气候寒冷或干旱条件下,须加入硫酸铵以阻止生成草甘膦钙盐不溶物,以增加草甘膦的吸收。

同样地,对极性、弱酸型除草剂如灭草松、磺酰脲类、咪唑啉酮类等加入氮肥,活性都有提高。在低pH值时,除草剂保持弱酸状态而非解离态更容易穿透细胞膜,因铵进入膜内使细胞膜外产生弱酸性环境,从而促进弱酸型除草剂的吸收。防治某些特殊杂草如苘麻(叶表面呈碱性)和一些一年生单子叶杂草时加入氮肥与加入表面活性剂或油乳剂相比,防效可提高10%25%。

国内无机盐助剂对除草剂增效作用研究还很少。有研究报道硫酸铵单独使用对4%烟嘧磺隆SC有一定作用,但不大,仅10%左右。但硫酸铵和植物油助剂Scoil混用对4%烟嘧磺隆SC的增效作用却可达到85%。

(4)通常湿度高和低,及保湿剂的使用对除草剂的吸收和药效有很重要的影响。在使用2,4-滴药液时,发现低湿度下液滴变干速度对药效有不利的影响时,此时可添加甘油或聚乙二醇1500作为桶混助剂,能延长除草剂液滴的变干速度。当药液不加聚乙二醇1500时,2,4-滴的吸收仅在用药后前4小时发生,随后就形成水晶状沉淀。当加入聚乙二醇1500后,药剂可以维持吸收延长到72小时,这对药剂的吸收效果是极为有利的。

同样地,加入甘油也可明显增加茅草枯的吸收。原因是当雾滴变干后,与具有吸湿性的表面活性剂一样会产生一种(少量水分与表面活性剂所形成的)凝胶,把药液的活性成分包溶在其中,并与蜡质叶面保持有效接触,提高药液渗透进入蜡质叶表皮的能力,从而增加了吸收率并提高药效。因此,常常在低湿度时采用加入保湿剂能起到更好吸收作用,且用非离子保湿剂的作用优于吸湿盐的作用。

(5)蜡是人工合成或来自于矿物油的一类半固态物质。一般先加工成蜡-水分散物,再通过桶混加入使用,在植物表面形成一层稳定的约13μm厚的蜡膜,将农药活性成分粘到靶标上,从而提高药剂耐雨水冲刷能力,减少水分蒸发和药剂的挥发,减轻植物毒性,并使药剂缓慢释放,有利于吸收。例如25%氧化聚乙烯蜡+75%水的混合物可提高草甘膦和砜嘧磺隆的活性和耐雨水冲刷能力;此外还可以提高野燕麦的活性和减少挥发性,从而提高了吸收效率。

Clariant公司曾与广州得彩典化工颜料公司合作推出DCX含蜡系列产品,例如DCX-18具有出色的展布性、粘着性和抗雨水冲刷性。可明显降低农药用药量,减少农药对环境污染,适用于果树、水稻、蔬菜和花卉等。DCX-28可提高水果表面光亮度、增强保鲜剂的保鲜效果和延长水果货架期等,2001年该公司曾委托华南农业大学进行DCX-18与草甘膦混用防治杂草,DCX-18与敌百虫混合防治荔枝蝽象,DCX-18与除尽混用防治芥兰小菜蛾等试验,都获得了较好的结果。


4. 桶混助剂的应用示例

以下例举了几种不同类型的桶混助剂在提升药剂效率和减量的应用。

4.1三硅氧烷有机硅助剂

4.1.1在除草剂中应用

(1)三硅氧烷有机硅表面活性剂比常规(碳氢)表面活性剂有极大地降低水溶液表面张力的能力;同时又能增加喷雾液滴在植物叶表面的完全铺展,从而有利于促进药液渗透和吸收,并减少农药对环境的污染作用。表8和表9示出使用有机硅Silwet 408的桶混助剂对烟嘧磺隆增效作用的试验结果[29]。

从表8可见,使用有机硅Silwet 408的桶混助剂对烟嘧磺隆确有增效作用;而且随着有机硅助剂Silwet 408用量增加,防除稗草和狗尾草的效果也越好。同时也可以看到,并非添加有机硅助剂用量越多越好,有时过多了反而不好(表现为药剂易流失),较合理的有机硅助剂Silwet 408用量在0.02~0.08%之间为好。

从表9可见,使用不同牌号的有机硅桶混助剂,对烟嘧磺隆的增效作用是有差别的。有机硅助剂以Silwet 408对两者(稗草和狗尾草)防效最好,Silwet 625次之,Silwet 618最差。Silwet 408具有最大降低表面张力能力和最大展布能力,Silwet 618则有较好降低表面张力能力、展布能力和最大粘附能力,Silwet 625有降低表面张力能力、无展布能力和有最好的渗透能力。一般可根据杂草性质和不同牌号的有机硅助剂的性能来选用,可以获得对烟嘧磺隆最大的增效作用。

(2)金雀花是一种很难用除草剂控制的杂草,它是一种能长到5米的矮树丛。它没有叶子,只有绿色的穗被厚厚的表皮腊层所覆盖。这时用喷洒的除草剂药液很难润湿,致使除草剂药液渗透效果极差。当使用配制的甲磺隆溶液(90g/250L)处理时,用类似于飞机喷洒施药方式,单独喷洒盆栽的金雀花,并跟踪调查直到29周。发现不加有机硅Break-Thru®S-240助剂的甲磺隆药剂几乎无防控效果,而加入0.4%有机硅Break-Thru®S-240的助剂后,则药剂能起到全面控制金雀花的作用。

4.1.2在杀虫剂中应用

(1)在15%安打(茚虫威)SC药剂加有机硅Silwet 408助剂防治小菜蛾药效试验中,有很好的效果,结果见表10。

从表10数据可见,当15%安打(茚虫威)SC药剂单用时,与降低1/2药剂用量(即稀释倍6000倍)与加有机硅Silwet 408助剂的药效大体相近。即减少1/2喷雾量的药剂与15%安打(茚虫威)SC(3000倍)的药效大体相当。

(2)10%除尽(溴虫腈)SC药剂用有机硅Silwet 408助剂防治小菜蛾的药效试验中,也有很好的效果,结果见表11。

表11数据也表明,当10%除尽(溴虫腈)SC药剂单用时,与降低1/2药剂用量与加有机硅Silwet 408助剂的药效大体相当。

(3)使用阿维菌素杀虫剂喷洒至作物上,发现暴露在作物叶子表面的药剂会很快分解。因此若要控制住虫害,药剂必须渗(透)过叶子表皮蜡质层和进入表皮内或深入叶内细胞,通过被潜叶虫摄取或接触后药剂的杀虫效果才得以实现。当加入0.05%或0.1%有机硅Break-Thru®S-240助剂的阿维菌素药剂,喷洒后能加快药液的渗透速度。能显著地提高控制潜叶虫的能力和提高控虫效果。试验结果表明,添加有机硅Break-Thru®S-240助剂的药剂比单用阿维菌素药效要高出16%。

(4)杀虫剂多杀霉素很难控制揶菜上的虫害。因为揶菜叶上有蜡质一样的表面,药液很难被润湿;而且药液更难完全喷射到毛虫在植物上所在位置。使用桶混助剂Break-Thru®S-240有机硅助剂就能提供润湿和铺展,更易接触到隐藏的毛虫。在未经处理的揶菜平均每株约有2.88只毛虫,用多杀霉素+常规非离子类表面活性剂施药,揶菜平均可减少到每株1.03只毛虫,能部分控制虫害。而用多杀霉素+ Break-Thru®S-240有机硅助剂药剂施药,可减少到每株0.13只毛虫,效果更是十分显著的。

4.1.3在杀菌剂中应用

(1)杀菌剂三唑酮加入常规非离子类表面活性剂如聚氧乙烯烷基酚时,未能很好地改善葡萄果实受病菌侵染的严重度,因为喷洒的药液很难润湿成串葡萄中每个果粒。

当杀菌剂三唑酮加入Break-Thru®S-240(0.06%v/v)有机硅助剂,就能很好地同时控制葡萄树白粉霉病发生的面积和危害程度。它能帮助药液达到作物不易达到的地方,非常有效地降低葡萄果实被侵染的几率,使每粒葡萄果实得到充分有效的保护。

(2)用Break-Thru® S-240有机硅助剂0.1%v/v加入到杀菌剂代森锰锌药剂中,用喷雾来处理被尾孢菌(arachidicola)感染叶斑病的花生5次(周期大约为1周)。每次处理后1小时,人工降雨4 mm,能更好地控制花生叶斑病,防效达95%。表明用Break-Thru®S-240有机硅助剂增加了药剂的抗雨水的冲刷能力,能使杀菌剂代森锰锌发挥出优异的杀菌效能。

4.2矿物油类的应用

(1)程小梅等为了提高柑橘砂皮病的防治效果,减少化学农药的使用量,开展了矿物油-杀菌剂联用田间防治试验。单用75%拿敌稳水分散粒剂(肟菌·戊唑醇,德国拜耳公司)3000倍液和单用68.75%易保水分散粒剂(6.25%噁唑菌铜+62.5%代森锰锌,美国杜邦公司)1000倍液的防治效果分别为74.70%和76.38%。可见单用75%拿敌稳水分散粒剂3000倍液和单用68.75%易保水分散粒剂1000倍液的防治效果相对而言是不太理想的。但68.75%易保水分散粒剂1000倍液+97%希翠矿物油200倍液组合混用对柑橘砂皮病夏秋梢叶片的防治效果达到84.27%,对柑橘果实的防治效果为73.42%,同时可减少化学农药的使用量。

(2)阳廷密等探究了螺螨酯、噻虫嗪桶混矿物油对柑橘全爪螨和柑橘木虱的田间增效作用。试验结果表明:在矿物油对柑橘全爪螨的田间试验中,施药后1d,240g/L螺螨酯悬浮剂单剂48mg/L防效为72.75%,桶混99%石蜡基饱和窄幅矿物油,用量2972.97、4950mg/L后防效分别达到89.00%和92.43%,防效分别提高31.25%和34.68%,具有明显的增效作用,并提高了240g/L螺螨酯悬浮剂的速效性。施药后10d,防效分别达到99.63%和100%;施药后30d,防效分别达到99.67%和100%,差异显著,说明桶混99%石蜡基饱和窄幅矿物油具有持续的增效作用,可延长240g/L螺螨酯悬浮剂药剂的持效期。

在矿物油对柑橘全爪螨田间减量作用试验中,施药后1d,240g/L螺螨酯悬浮剂单剂33.69%mg/L(减量30%)防效为23.15%,添加绿颖矿物油2972.97mg/L后防效为95.41%;防效分别提高64.21%、61.73%和72.26%,差异极为显著,同时可提高药剂速效性。

在矿物油对柑橘木虱的田间增效作用试验中,结果表明:施药后3d,25%噻虫嗪水分散粒剂62.5mg/L防效为95.05%,添加99%石蜡基饱和窄幅矿物油绿颖后,防效提升为98.28%~99.33%,增效3%。药后10d所有处理的防效均为100%,此时看不出助剂是否具有增效作用。但涉及柑橘木虱添加矿物油由欧阳革成研究认为:其他药剂添加矿物油后,可对柑橘木虱成虫、产卵具有驱避作用,拒避-诱杀作用及协同增效作用。

4.3植物油类应用

(1)刘迎等用5种桶混助剂(油酸甲酯、药笑宝、机油乳剂、885和信德宝)对磺草酮增效作用及其安全性进行了研究。试验结果表明:在使用矿物油(机油乳剂)对磺草酮增效试验中,对禾本科杂草(稗草、牛筋草、苘麻)的防效在83.5%~88.8%之间;而对阔叶杂草防效为:反枝苋92.4%、马齿苋95.1%、苘麻61.8%。这些结果表明,加入矿物油的磺草酮药剂对6种杂草有较好的防效。这些助剂与磺草酮混用后对玉米安全性最好的是矿物油,其次为信德宝、885、药笑宝、油酸甲酯。

(2)王秋霞等使用甲酯化植物油提高了磺草酮的除草活性。对甲酯化植物油表面张力测定结果表明,它对水溶液表面张力影响很显著。当甲酯化植物油浓度从0.02%增至2.0%,溶液的表面张力由69.29 mN/m 迅速降低到34.64mN/m,此后再增加甲酯化植物油浓度,表面张力无显著降低。甲酯化植物油对磺草酮水溶液表面张力的影响规律与其对水的影响相似:表面张力在甲酯化植物油浓度0.02%时为67.82mN/m,在甲酯化植物油浓度为2.0%时降为35.42mN/m,之后趋于稳定。

试验表明,随着甲酯化植物油用量的增加,可显著增加磺草酮对玉米田杂草的防效。在甲酯化植物油用量为喷液量0.05%时,磺草酮的防效为32%,在甲酯化植物油用量为喷液量5%时,磺草酮防效上升到94%,这个趋势与甲酯化植物油对磺草酮水溶液表面张力影响规律相适应,溶液表面张力越低,磺草酮对杂草的防效越好。试验结果还表明,在甲酯化植物油用量为喷液量的0.5%~1%是比较理想的,其增效效果能达到20%~50%,同时能降低除草剂应用成本,而且对作物是安全的。

(3)张昌朋等使用13种助剂对烟嘧磺隆防除稗草和狗尾草的增效作用进行了试验。结果表明,3种酯化植物油助剂对烟嘧磺隆防除稗草和狗尾草的增效作用均非常明显。大豆油酸甲酯对稗草和狗尾草的防效分别达到50.63%和48.37%;但不如用油酸乙酯和油酸异丁酯的好。其中尤以油酸异丁酯的防效最好,分别达到77.50%和61.17%,其效果远优于有机硅Silwet 625(62.81%和39.81%)和氮酮(43.13%和34.59%)的防效,也远超过无机盐类的防效。

(4)李会芹等研发了甲酯化棉籽油乳剂(甲酯化棉籽油含量85%,乳化剂15%)桶混助剂,其低温(-5℃)和热贮(54℃)稳定性及乳化分散性均佳。使用在田间药效试验结果见表12所示。

从表12可见,加入甲酯化棉籽油乳剂的桶混助剂,可以降低除草剂用量1/4~1/3;或在同等除草剂用量下课提高防效25%~35%。

编辑人员:王海晨

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