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草甘膦助劑的選擇與展望

發布時間:2014-09-10 來源:《農藥市場信息》2014年第23期雜志 作者:沈書群,金曉莉

草甘膦在我國應用已十分廣泛,隨著日益提高的環保要求、對水生生物低毒化、提高產品藥效、不同應用目的及特定市場要求等多種因素影響,對草甘膦產品的劑型研發也相應提出了新的要求。為了保持產品在市場的競爭能力及適應未來市場需求,科研人員在開發合適草甘膦劑型方面進行了大量的探索和研究,出現了一些新的制劑類型和應用方式。本文就不同類型的助劑對草甘膦制劑的影響做一些簡單介紹,以期為同行在配方研制及試驗過程中提供參考。

    一、 助劑影響草甘膦制劑的理論依據

    助劑對草甘膦活性的作用機理

    草甘膦是一種葉面噴施、內吸性傳導型除草劑,它的除草效果優劣很大程度上取決于選用合適優良的助劑。助劑可以幫助改善草甘膦制劑的理化性能,同時提高草甘膦的除草活性。助劑的主要作用是:降低藥滴與葉片表面蠟質層間的界面張力和接觸角,使藥滴順利地鋪展開;增強藥滴滲透葉片表面蠟質層的能力,以便藥滴順利進入植物體內或是促進植物對藥滴的吸收。

    二、 不同類型助劑的特點

    草甘膦是一種低毒、廣譜、高效非選擇性芽后除草劑,能在植物體內傳導,但只能適用于葉面噴灑才能顯現除草活性。目前用于草甘膦的助劑類型主要有:牛油脂肪胺乙氧基化物、烷基多糖苷、脂肪醇乙氧基化物、有機硅、甜菜堿、增效劑等。

    1. 牛油脂肪胺乙氧基化物:由牛脂胺和環氧乙烷聚合而得,是目前為止應用最廣、歷時最長者(Tallow amine EO 15-20)。它是孟山都公司最先采用迄今仍被廣泛應用的草甘膦專用助劑。牛脂胺聚氧乙烯醚不僅能促進草甘膦的吸收,還能改善其在植物內部組織中的傳導。值得指出,如若助劑量添加合適,使用對象和條件恰當,不僅能提高植物組織內部傳導的草甘膦絕對量,還能提高相對于攝入的草甘膦傳導量。多種文獻報道孟山都公司的“農達”產品就是運用牛脂胺類助劑高傳導性的特點贏得市場。具體表現為良好的田間藥效,耐雨水沖刷,具有增效明顯、低溫藥效穩定、制劑穩定性可靠及性價比高的優點,但對皮膚和眼睛有較大的刺激性,對魚類等水生生物有較高的毒性。因此,近年市場上已經陸續出現其替代商品。

    2. 烷基多糖苷(簡稱APG):結構如下

    它是由可再生資源天然脂肪醇和葡萄糖合成的,是一種性能較全面的新型非離子表面活性劑,兼具普通非離子和陰離子表面活性劑的特性,具有高表面活性、良好的生態安全性和相溶性,是國際公認的首選“綠色”功能性表面活性劑。烷基糖苷不僅性能溫和無毒,并且能完全生物降解,具有極好的環境友好性,是傳統助劑烷基酚、脂肪胺聚氧乙烯醚類最有希望的替代產品之一。國內多家草甘膦制劑生產商在異丙銨鹽、銨鹽,甚至鉀鹽水劑的配方研發過程中都采用APG作為研發對象,搶占低端市場。但相比牛脂胺類的表面活性劑,增效作用不強,包裝時容易產生泡沫。

    3. 有機硅類助劑:對降低溶液表面張力的能力遠遠高于常規表面活性劑,能極大促進藥劑擴散,甚至可以使藥劑通過氣孔進入植物組織,從而提高藥效。有機硅主要成分為聚醚改性三硅氧烷化合物,該類化合物對水溶液pH相當敏感,在pH<5或pH>9的情況下都極易縮聚而失去作用,因此在草甘膦異丙胺鹽水劑的配制過程中添加有機硅助劑不但沒有增效作用,反而在制劑的冷熱貯過程中會有少許附壁物生成,影響制劑的外觀。所以有機硅及其他增效劑一般作為噴霧助劑應用。

    4. 甜菜堿類助劑:采用脂肪族叔胺的季銨化作用,即將N-烷基-N,N二甲胺與氯乙酸鈉在水溶液中反應。分子式:RN+(CH3)2CH2COO-,式中R是碳數為12~18。由于其親水基團引入了易水解的酰胺基團,具有較快的生物降解速度,其產生的泡沫量略低于糖苷類助劑,在制劑中的應用效果較好,完全符合環境友好型農藥制劑的加工應用。但甜菜堿類助劑對草甘膦不同的鹽及含量的制劑的通用性較差,大多用于異丙胺鹽,其他鹽類效果一般。

    三、 不同類型的草甘膦鹽對助劑的特性需求分析

    1. 草甘膦銨鹽水劑:在33%草甘膦銨鹽的配方研制過程中,助劑的篩選首要的就是耐鹽能力強, NS-33A就是作為草甘膦銨鹽水劑的專用助劑,其主要成分為APG與其他助劑的復配物,該制劑潤濕、滲透、黏附及沉積能力表現均很好,在33%草甘膦銨鹽的配制應用過程中有其優越性,是銨鹽助劑的首選助劑。

    2. 草甘膦異丙胺鹽水劑:在41%草甘膦異丙胺鹽的配制過程中,對助劑的要求較低,添加不同類型的助劑及各種復配助劑都能達到制劑的穩定要求,主要看市場對制劑的需求方向。該產品經過30多年的應用仍然是目前最為廣泛的草甘膦制劑品種,并成為評判和衡量草甘膦其他劑型及助劑藥效性能的公認標準。

    3. 草甘膦鉀鹽水劑:瑞士先正達生產的泰草達制劑很穩定,已經在市場上有一定推廣,國內外其他助劑公司也在積極研究開發相關助劑,但目前還待進一步的研究。

    4. 草甘膦銨鹽可溶粒劑:目前我們配制草甘膦可溶粒劑采用濕法擠壓,對助劑的適用性比銨鹽水劑要廣很多。甜菜堿類助劑應用于濕法擠壓中造粒成型率較低,造粒不夠流暢,粉末較多,可在粘結劑中添加適量的APG用來粘結;用牛脂胺助劑潤濕性能很好,只需加入少許水捏合,可與甜菜堿復配使用無需APG粘結,造成的粒子外觀很飽滿且吸潮率很低。

    四、 復配助劑在草甘膦制劑中的應用

    陳福良在“草甘膦劑型研發及應用技術研究進展”中說到水劑助劑的篩選,并不是所有的助劑均能夠配制草甘膦水劑,一般的混合表面活性劑均不能與草甘膦鹽混溶。篩選的助劑HLB值應在14以上,EO聚合度在17以上,才能達到理想的防效。結合上述不同類型助劑的優缺點,合理的助劑復配應用是未來的趨勢。

    “農達”是復配助劑應用成功的典范,已成為行業內評判和衡量草甘膦其他劑型及助劑藥效性能的公認標準。表1摘自杜鳳沛在“表面活性劑及其應用”中的檢測分析數據,數據中的物理指標參數雖不能直接判斷出農達產品的優異藥效表現,但沉積量的多少與產品中助劑的選擇相關,并直接影響該水劑的藥效性能。農達沉積量數據是41%異丙胺鹽水劑沉積量數據的3倍多,正是農達水劑卓越藥效表現的主要原因之一。因此助劑實現復配,如在牛脂胺中添加APG或APG中添加甜菜堿是完全可以在制劑復配中得到應用。

    41%草甘膦異丙胺鹽水劑應用在空心蓮子草上,對其葉面有明顯的藥理作用,但不能除根,國內的異丙胺鹽水劑一般采用APG為助劑主要成分,藥效低,但有機硅類增效劑pH應用范圍較窄,在異丙胺鹽水劑中不穩定,所以,市售的異丙胺鹽水劑一般有“子母包”, 有機硅等助劑作為增效劑使用,實現桶混復配,增強了藥效,減少了環境污染。

    通過復配助劑的篩選,加上特定的配制工藝條件及成熟完善的配套應用技術,可以得到穩定可靠的產品質量、優越的制劑穩定性能和出色的田間應用表現。

    五、 展望

    以牛脂胺類為主要增效助劑的傳統草甘膦水劑產品在應用過程中表現出很好的田間防效,從而使草甘膦異丙胺鹽水劑在市場上經久不衰,也是草甘膦助劑的應用首選,但近年來由于含牛脂胺助劑的產品對水生生物表現出較高毒性,歐美國家尤其關注并在產品登記政策中進行了限制,對水生生物低毒化的草甘膦制劑正是在這種形勢下應運而生。

    非牛脂胺聚醚類助劑替代牛脂胺聚醚類助劑在草甘膦水劑中的應用是未來草甘膦制劑開發的必要成長之路,尋找符合環保要求的綠色助劑,進一步對各種環保草甘膦制劑試驗研究,朝著對環境友好、低毒化、產品有效含量趨高化、產品制劑混配化、助劑桶混應用增效化的方向發展,以尋求更大的草甘膦制劑應用市場。   


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