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新制剂技术的主要卖点包括更容易处理, 粘附性、分散性和吸收性更佳,整体环境特性更优。农业用油分散剂的基本成分是溶剂或油相和分散的固相。这些基本成分可包括活性成分、石油或天然溶剂、安全剂、流变改性剂、乳化剂、分散剂和其他有助于发挥产品所需属性的助剂成分。

 

大多数农药按水状配制和使用,然而,部分农药的水溶性有限。有些农药以矿物油和植物油为载体将活性物质传输至植物或害虫。油是水不溶性或敏感活性成分的良好载体。油分散剂(OD)是一种液体制剂,被定义为活性成分在不溶于水的液体(可能含有其他已溶解的活性成分)中的稳定悬浮液,使用前需要用水稀释。

 

油分散制剂最近在制剂研究和应用中变得愈加重要。例如,油分散剂被用于甜菜、水稻、玉米或谷物。甲基化种子油(MSO)等油类被用于许多剂型,如乳油(EC)和油分散剂。长远来看,随着更多新的解决方案的推出以及集多种优势齐聚一身,这些制剂技术将来还会有发展。

 

油基制剂的主要优势


在油基制剂中,油可以通过与角质层相互作用而发挥助剂的作用,其原理是通过在角质层蜡上铺展,使药液与疏水表面更好接触,进而渗透其中,以发挥更好的生物功效。渗透到叶片中是生物性能最重要的步骤之一。角质层蜡是叶片输送活性成分的限制性屏障,而这种屏障可以被油大幅降低。因此,当油与角质层接触时,会致角质层蜡膨胀,变得更容易渗透,活性成分可借此更好地渗透到叶子内部。由于这些特性,油增加了制剂的生物功效。


油也可以通过使桶混喷雾产生更大的液滴来减少漂移,从而改善环境性能,此外,由于活性成分性能的提高,还可以减少化学品的用量。MSO被认为具有最佳的抗漂移性能。当然,其他油也显示出类似的性能,其机理是油会导致栉片破裂。

 

赢创提高油基制剂性能的方法

 

可以通过添加油增效剂(OE)提高油的性能。油分散剂中少量添加这种油增效剂可以降低油的表面张力,从而改善油在疏水性叶子表面的扩散,使其更好地接触到蜡质角质层。

 

赢创用于提高油基植保制剂性能的油分散剂添加剂BREAK-HRU® OE已上市多年。该产品基于有机改性硅氧烷化学物质,结合了有机硅和油性化学品的优点。其作用是降低油和溶剂的表面张力,从而使药液能够更快、更全面地覆盖叶片并渗透到植物体内。少量加入这种添加剂即可提高油基农药制剂的功效。为了适应世界各地对油的不同偏好和不同成分,赢创推出了BREAK-THRU® OE系列产品,适用于从植物油到矿物基制剂型的油。这些产品适用于EC、EW、SE和OD植保制剂。此外,BREAK-THRU® OE还能提高此类可持续制剂的性能。

 

鉴于活性成分不溶于水且悬浮时间较长,油增效剂必须可溶于溶剂,以防止固体颗粒聚集成絮状物,并提高产品整体稳定性。表1列出了三种不同的BREAK-THRU® OE产品在制剂中加入所需的各种溶剂时的溶解度差异。对于每一种油,赢创都会提供专门的BREAK-THRU® OE产品。


表1: BREAK-THRU® OE系列产品在5 %-wt %时的溶解度

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是什么让BREAK-THRU®油增效剂与众不同?

 

BREAK-THRU®  OE拥有的多功能作用模式可提高可持续制剂的性能,减少油的用量,有助于可持续发展。BREAK-THRU®  OE的主要特点之一是通过角质层与蜡质叶层的相互作用提高渗透性。图1清楚地显示了在通过共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)进行分析时,Rhodamine B作为亲脂性活性物质的模拟物在大豆叶片中的渗透。添加BREAK-THRU®  OE的制剂与没有添加BREAK-THRU®  OE的制剂在亲脂性物质(模拟油)对表皮细胞的渗透方面表现出差异。右侧图片清楚地显示出在添加剂的作用下,叶片的吸收能力增强。

 

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图1: CLSM研究伪亲脂性农药模拟物(Rhodamine B)对大豆叶片的渗透,水平切片:表面下10μm,施用后4小时。CW:表皮细胞壁,EC:表皮细胞,SG:有气孔的保护细胞。左图不含BREAK-HRU®  OE;右图含BREAK-HRU®  OE

 

此外,BREAK-THRU®  OE通过增强铺展性,提高了油的叶片覆盖。图2显示在喷洒2分钟后,1滴10μL的样品在马铃薯叶片上的铺展效果。两个切片之间明显存在着无可争议的差异。右侧切片显示使用含有1%的BREAK-THRU®  OE的石蜡油,叶子上的液滴覆盖范围很广,而左侧切片显示的马铃薯叶片上的覆盖面积要小得多。

 

配方参考和田间试验结果


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图2:在一片马铃薯叶片上喷洒含有和不含BREAK-THRU® OE 444的石蜡油基制剂的铺展情况

 

使用BREAK-THRU® OE为油分散剂增加的另一个特性是防止相分离并提高其稳定性,因为油分散剂往往会随着时间而发生分离。图3显示BREAK-THRU® OE 440可显著减少基于葵花籽油的烟嘧磺隆45 g/L油分散剂的脱水收缩作用,左侧为含BREAK-THRU® OE 440的烟嘧磺隆油分散剂(制剂1),右侧是不含BREAK-THRU® OE 440的市售标准制剂。含有油增效剂的制剂更稳定,显示出更弱的相分离趋势。

 

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图3:含有和不含BREAK-THRU® OE 440的烟嘧磺隆油分散剂

 

油分散剂1和2均在实验室中制备,并已通过田间试验测试其性能。制剂1和制剂2分别是基于葵花籽油并添加有3% BREAK-THRU® OE 440的烟嘧磺隆油分散剂(1)和砜嘧磺隆油分散剂(2)。这两种制剂的附加成分包括乳化剂、分散剂和流变改性剂。

                                      

制剂1和2:

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在温室试验中对POA Pratensis(肯塔基州大穗看麦娘)喷施制剂1,剂量水平为每公顷10g和2.5g活性成分,与市售油分散剂除草剂制剂作比较。处理后20天和30天,制剂1均表现出更强的杂草控制性能(图4)。


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图4: 肯塔基州大穗看麦娘在温室试验中制剂1与市售标准油分散剂的对比

 

试验结果还表明,在相同的活性成分浓度下,油分散剂的表现一般要优于可湿性粉剂(WP)。因此,油分散剂是一个减少化学活性成分用量的工具,比使用可湿性粉剂更能减小对环境的影响。油增效剂可以进一步增强这一效果。 重要的是,油增效剂在油中具有良好的分散性和可溶性,可以发挥这种效果。

 

制剂2在马铃薯的田间试验中施用(2次),用以防除杂草(TTTTT),并与市售水分散性颗粒剂进行比较。 14天后,制剂2对杂草的控制率接近100%,即使将用量降至每公顷240毫升(30g活性成分),也能达到同样效果。

 

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图5: 制剂2与市售标准水分散粒剂马铃薯杂草防除效果对比

 

总之,对于用油(从矿物油到不同种类的植物油)配制的活性物质,都可以添加油增效剂提高性能。BREAK-THRU® OE添加剂可以增加油基制剂在植物表面的铺展面积,同时加速吸收。因此,使用油增效剂可以提高含油制剂的性能。此外,它们还能稳定油分散剂,减少晶体生长以及活性物质在叶片上的聚集,从而提高生物功效。 

 

本文首刊于《2021制剂与助剂技术杂志》,扫描二维码下载杂志了解更多精彩内容!

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