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说说农药桶混助剂增效剂

 深海之星ccpsl0 2023-04-16 发布于河南

农药助剂本身并无活性,但其加入到农药中可以赋予农药产品许多优异的性能,起到增加药效、降低用药量、提高农药利用率、降低农户使用成本等作用。

农药助剂在农药剂型配方中(如为了油相液体乳化、颗粒润湿和分散、防止颗粒沉降、稳定剂型等)加入的助剂称为加工助剂;而当农药产品应用时,在喷雾之前采用在药桶(或喷雾器)中,现混现用添加的助剂称为桶混助剂(tank-mix adjuvants),又称为喷雾助剂。这类助剂主要功效是防止液滴的漂移、蒸发、反弹和流失,并改善药液在靶标上的润湿、展布、附着、或渗透和吸收,最终达到农药产品增效、减量和降低残留量的目的。

目前农药桶混助剂(尤其在国外)已经得到广泛应用,特别是近十年来因全球恶劣的气候条件(低温、干旱、少雨、水涝)增多,病虫草害频发,农药和剂型产品的开发和使用的费用不断增加等因素,再加上桶混助剂可以使农药有效成分的生物活性得以发挥出更大的作用,从而使得桶混助剂的开发和应用得到快速发展。据专家预测,桶混助剂的需求量2023年预计增长到50万吨,目前它正成为农药领域应用中不可缺少的一个组成部分。因此,也可以说,熟练地选择使用最合适和有效的桶混助剂是农药产品在市场上畅销成功的关键因素之一。未来桶混助剂的应用有着巨大前景,并将成为农药应用技术中有效手段之一。

使用桶混助剂的目的

农药剂型产品(如乳油、可湿粉剂、悬浮剂、水乳剂、微乳剂、水分散粒剂和可分散油悬浮剂等),无一不是用水稀释后采用喷雾方式进行的。在施药过程中,因药剂的漂移、蒸发、液滴反弹、流失等因素,以及药剂不良的润湿和展布,加之药剂不良的渗透、吸收或分配,这些因素最终会使药剂到达植物之内最终活动场所带来一定损失(这种损失估计至少为药剂到达最终靶标的10%~15%)。因此,这也是造成喷雾效率低的原因。

为了提高这种效率,通常可以在喷雾时采用现混现用添加桶混助剂,桶混助剂能够起着包括防漂移以及增加叶面的润湿、展布、覆盖、粘着、渗透、吸收、抗雨水冲刷及保湿等作用,最终目的是提高药剂的药效,降低用药量,提高农药利用率,降低农户使用成本;同时减少了农药对农作物、土壤、水和大气中的污染,从而保护了生态环境和食品安全。

桶混助剂的功效

1. 改善雾滴性能,降低飘移

在农药药剂喷雾过程中,因农药液滴水分或溶剂的蒸发会造成液滴尺寸变小现象,这不仅影响到药剂在植物上的沉积量,而且也会增加药剂液滴的飘移,使液滴容易进入环境,对人、动物和环境产生不良的影响。

喷雾过程中产生的液滴直径的大小对飘移的风险和药液应用效率有重要的影响,此被认为是影响飘移的最重要的因素。喷雾液滴的大小以液滴的直径微米(μm)来表示,当液滴的大小为100μm左右时,应当关注喷雾飘移这个问题。液滴的直径小于100μm时易发生飘移,大于100μm时发生飘移的风险就不高。

一般解决的方法是尽量通过改善农业施药机具和施药技术,例如使用细雾的静电喷雾,可以产生50μm的带电细雾,从而降低飘移作用;而且在植物叶面上可形成无数分散的小雾滴,又不会产生连成片的药液层,从而也避免了药剂从叶面流失问题,以此达到增加(到达)靶标农药量的目的。

此外,可添加防飘移桶混助剂,可使液滴增大,减少小液滴的形成,起到改善雾滴性能、降低飘移作用。例如使用一种有效成分为十八碳羧酸胺的抑制剂,加入到药剂中使雾滴表面形成单分子(膜)层,起到阻止水分蒸发作用。这种雾滴在空气中降落7m仍能保持原有雾滴尺寸,从而避免飘移现象的发生。除去十八碳羧酸胺具有形成单分子膜的能力外,其他如烷基醇酰胺、乙二醇二十二烷基醚、羟乙烯基高级脂肪醇和奇、偶碳混合醇与脂肪醇聚氧乙烯(1.8)醚(75/25)的复配物等都能形成单分子膜,也可作为桶混助剂进行应用。

英国易诺顿(化学品)公司科研人员针对桶混助剂相关使用条件情况,进行了深入研究。研究数据表明,在喷雾过程中如果没有添加桶混助剂,雾滴传递到靶标以及雾滴碰撞沉积后的过程之间,会发生雾滴飘移、挥发和弹跳,使药剂活性物质损失37%以上,从而影响最佳药效的发挥。这损失的37%正是该公司桶混助剂研发的着力点。

例如针对雾滴大小问题,他们通过一次次试验比对,得出雾滴粒径不能小于150μm时的效果最好。

易诺顿公司目前开发的亲脂性表面活性剂YND 1901是一种高HLB脂肪醇聚醚,易于溶于水,可降低细微液滴比例,可桶混添加使用。而另一种YND 2016(飞常油劲)为一种复配型桶混增效剂,是新型的防飘移助剂,具有黏附、铺展、促渗、耐雨水冲刷性能,与其他增效助剂有良好的兼容性,能有效地抑制细微液滴的形成,收缩了喷雾液滴粒径的分布范围,可做为飞防助剂使用。

再如,麦草畏使用的主要问题是它有向未受保护的农场和森林漂流的趋势。自从抗麦草畏种子首次出售的4年多以来,它破坏了数百万英亩的农田。巴斯夫和拜耳公司希望通过使用新助剂,促使麦草畏除草剂在美国重新获得批准继续留在市场上使用。其中,巴斯夫公司的助剂名称为Sentris,用来配制其麦草畏除草剂Engenia;拜耳公司尚未宣布其助剂名称,它将与拜耳公司麦草畏的XtendiMax配制使用。据棉花种植者说,这些助剂的作用是减少麦草畏在喷晒时的气泡数量;一家研究助剂的公司说,该产品可以减少大约60%的飘移。

另有一部分油类品种,如乳化的矿物油和植物油,或改性植物油自乳化油等,其产生的乳液可有效抑制喷雾雾化过程中微小液滴的形成作用。

2. 降低药剂表面张力,改善植物表面的润湿

自然界植物种类很多,表面结构各不相同,植物的亲水和疏水性也不同。依据水溶液对植物叶片润湿的难易程度,通常可把植物分为易润湿和难润湿(叶表面具有疏水的蜡质层)的两种类型。在农药药剂正常喷雾条件下,药剂过大的表面张力,不易使植物被湿润,还会导致药剂大量流失;而当表面张力太低时,因药剂接触角过大,润湿展布能力太强,也会造成易使药剂从叶面边缘上滴落现象,这二种情况都会降低农药的有效利用率。

植物临界表面张力(CST)在农药应用中是一个重要参数,当喷雾药剂的表面张力小于某种植物临界表面张力时,在该植物表面上药液可以被润湿和展布而易黏附,大于此值的药剂则不能完全在该植物表面上润湿和展布而易流失。由于各种植物的表面结构和形状是各不相同的,各种植物临界表面张力的数值也是不一样的,它们之间存在着较大的差异。表1示出了部分植物的临界表面张力数值。

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从表1可见,甘蓝、水稻、小麦、雀麦、牛筋草、看麦娘有较小临界表面张力数值,它们属于难润湿植物;黄瓜和棉花临界表面张力数值较大,属于易被药剂润湿的植物;而水花生、豇豆、刺笕、茄子、辣椒、丝瓜、玉米、裂叶牵牛则处于两者中间状态。

3. 改进药液的展布(或覆盖)

展布是指给定的喷雾液滴增加在靶标上覆盖面积的一种性质。为了使润湿的药剂更有利吸收,增加药剂的展布和覆盖是十分必要的。

通常植物的叶表面都有一个低于35mN/m的临界表面张力(CST)。因此,具有一个高于35mN/m的表面活性剂的药剂,在任何叶面上都不可能很好地展布;而具有一个低于CST的表面活性剂药剂,在叶面上也不能确保完全展布。

一般使用表面活性剂其展布(或覆盖)能力是不同的,而且大都展布面积是有限的(有机硅三硅氧烷表面活性剂除外),表6示出了某些代表性表面活性剂的铺展能力。

4. 增加药液的滞留(或沉积)量

增加植物叶面上喷雾液滞留量的过程是通过许多物理-化学的因素之间相互作用来控制的,最重要的因素是与雾滴的数量、大小、速度、表面张力、粘弹性、蒸发、飘移和靶标冠层的结构有关的。研究表明,添加桶混助剂后,农药雾滴更容易在杂草叶片滞留,增加沉积量,促进吸收,减少损失,从而提高药效。

研究表明,对易润湿植物如甜菜和田间豆类的靶标,桶混助剂的加入与单独用水对比时,一般来说很少影响滞留;而大体上只会增加难润湿植物如含油种子和谷物类的沉积量。还有资料研究表明,如药液表面张力降低过小,虽可增加了在难润湿叶片如豌豆和大麦上的沉积量,可是却也减少了在向日葵和油菜上的沉积量。

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。

6. 增强药剂的吸收

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在除草剂中应用

油类助剂YND与无机盐助剂硫酸铵,在温室内对磺草酮生物活性的影响作了一系列试验。结果表明:磺草酮用量为100g/hm2,使用硫酸铵浓度在0、10、20、40、80、160mmol/L下,对狗尾草防效为22%、35%、38%、41%、38%、39%;对马唐防效为28%、41%、43%、42%、40%、42%;可见单用无机盐助剂对磺草酮增效作用不大,且各个梯度之间不存在明显的差异。当用油类助剂Scoil用量分别为0.875、1.30、1.75L/ hm2,对狗尾草防效为55%、72%、82%;对马唐防效为58%、75%、86%;可见使用油类助剂Scoil对磺草酮的增效作用较大,3个梯度之间的差异也比较明显。

当这两种助剂混用时,要比单用效果提高很多。如磺草酮100g/hm2+Scoil 0.875 L/ hm2+硫酸铵40mmol/L,对狗尾草和马唐的防效分别为83%和86%;磺草酮100g/hm2+Scoil 1.30 L/ hm2+硫酸铵40mmol/L,对狗尾草和马唐的防效分别达到90%和90%;磺草酮100g/hm2+Scoil 1.75 L/ hm2+硫酸铵40mmol/L,对狗尾草和马唐的防效分别提高到92%和95%。这两种助剂混用时,比单用硫酸铵的防效提高了40%~50% ,也比油类助剂单独使用提高20%左右。

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