纵观农药发展史,随着环保意识的提高及可持续发展的需要,对农药剂型的要求越来越高。本文介绍了传统农药剂型,对它们存在的问题进行了总结,着重对今后农药剂型的六大发展动向作了阐述。
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农药的发展
纵观农药发展的100多年历史,经历了第1代“低效”天然植物及无机农药为主的农药,第2代“高效”有机合成农药和第3代的“超高效”农药发展阶段。从中可以看出,人类对农药活性物的筛选要求即为高活性。众所周知,目前世界新农药的结构越来越复杂,对新农药的筛选率越来越低。在20世纪60年代从3,000个化合物中有可能筛得1个活性结构,现在在3万个化合物中才可能筛得1个活性结构。
考虑到农药活性物质的开发成本越来越高,若能充分发挥活性物质的作用,以更低用量达到预期的防治目的是另一种农药高效化的发展途径。农药剂型研究为实现这一目标提供了可能性,正被越来越多的农药人所关注。
由于农药原药大多为有机化合物,与水的相容性很差,不经加工直接用水稀释喷施根本不可能发挥出其应有的药效。所以农药原药必须经过一定的加工,形成一定形态的制剂才能够被应用,并且一个剂型的好坏直接影响农药的效果和应用。为了满足广大农户使用要求,农药制剂必须具有有效、安全、贮存稳定和使用便捷等性能。
随着国家对农药产品的评价已由单一的药效考核转向各种功能的综合考评,如需在保证农药质量的同时,保障农产品质量安全和人畜安全;保护农业、林业生产和生态环境等。在此种形势下农药剂型对产品功能提升的作用显得更为举足轻重。为了最大限度地降低药剂对环境的影响,有必要对药剂的分散、传导、作用机理做深入研究。
在当今时代,随着超高效农药的诞生和人们对保护环境的重视以及可持续发展的需要,对农药剂型提出了更高的要求,主要概括为:①具有方便使用的形态;②能最大限度地发挥药效;③能弥补原料药的不足之处;④提高使用者的安全性;⑤减轻对环境的不良影响;⑥便于使用,实现省力化;⑦对现有农药品种进行功能化,扩大用途。
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传统农药剂型及存在的问题
农药在施用时与环境直接接触,相对于医药的作用体系为相对封闭的人体来说,农药的作用体系则是一个开放体系,体系中的影响因素很多,如温度、气压、湿度、风力、雨水等都将直接影响施药效果,即在制剂研究中为保证农药的药效需考虑的因素很多。同时随着国家对农药管理的深入规范,现阶段在农药剂型研宄中还需考虑对农产品的安全性及对生态环境的友好,但是由于农药的施用对象为作物,因此对成本的敏感度要远远高于医药,所以农药成品药要求价格相对低廉。表1为医药和农药传送系统的比较。
在这样一种形势下,农药制剂发展面临新的机遇和挑战,传统农药剂型需要进行升级换代的改造,新的剂型应运而生。
表1?农药传递系统(PDS)和医药传递系统(DDS)的比较
PDS
DDS
对象体系的状态
开放体系
封闭体系
环境条件
变化大
固定(体内)
对材料、施用技术的制约
价格昂贵的不能用
价格昂贵的亦可使用(血液、体液等)
传统农药药剂按物理形态来分主要有液态制剂和固态制剂2种,其具体分类及使用方法见表2。
表2?主要固态农药制剂及使用方法
剂型
形态
粒径
分布
主要
组成
使用
方法
粉剂
微粉
45μm以下
95%以上矿物质担体
撒粉机喷施
一般粉剂
微粉
10μm以下
95%以上矿物质担体
撒粉机喷施
DL粉剂
微粉
平均粒径20μm以上
矿物质载体+黏合剂
撒粉机喷施
细粒剂F
粗粉~微粒
平均粒径5μm
矿物质载体+黏合剂
手施
微粒剂
粗粉~微粒
1,700μm以下
矿物质载体+黏合剂
手施
颗粒剂
细粒
1,300~1,700μm
水溶性载体
手施
水分散粒剂
锭形
矿物质载体+黏合剂
稀释后喷雾机施用
悬浮剂
微粉
10μm
矿物质载体+分散剂
稀释后喷雾机施用
可湿性粉剂
微粉
300~1,700μm
矿物质载体+分散剂
稀释后喷洒机施用
可溶粉剂
微粉
63μm
水溶性载体+分散剂
稀释后喷洒机施用
锭剂
锭状
矿物质载体+黏结剂
稀释后喷洒机施用
表3?主要液态农药制剂及其使用方法
剂型
形态
主要组成
使用方法
乳油
透明液体
有机溶媒和乳化剂
用水稀释后,喷雾器喷施
油剂
透明液体
有机溶媒
用有机溶剂稀释后,喷洒机施用
超微量喷洒剂
透明液体
有机溶媒+水
用超微喷施器喷施
液剂
透明液体
水
用超微喷施器喷施
悬浮剂
浑浊液体
水+乳化剂+增稠剂
用超微喷施器喷施
以上所列举的传统农药剂型所存在的缺陷已被社会各方所关注,如液体制剂中的有机溶剂(特别是苯类溶剂)直接喷洒于大气中对周围的生态环境及人体健康均造成了很大的安全隐患。国家对乳油中所使用的苯类溶剂已做出强制性限量规定,乳油这一传统剂型技术的改造已悄然拉开了整个制剂技术的改造序幕。固体制剂由于粉尘等多种问题,也将逐步被