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农药可分散油悬浮剂发展现状及展望

来源：世展网分类：农业行业资讯 2023-01-12 22:20 阅读：4595

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在农药一百多年的发展历程中，人类对高效农药的不断追求推动其从天然与无机农药过渡到有机合成农药的进步与发展。但随着化学农药的飞速发展，高效、安全农药的研发愈加困难，存在研发周期长、成本巨大等问题。据估计，公司必须筛选至少14万种化合物，才能找到一种新的、商业上可接受的合成农药，而合适的农药剂型可以延长其生命力。因此，近年来农药剂型的研发与优化受到国家和科研人员的重视。

随着国家农药管理政策的深入实施，公众环保意识的不断增强，农药剂型的选择不仅由原药性质来决定，还要结合安全性、环保性和省力化等因素综合考量。2017年新修订的《农药管理条例》中明确规定：农药有效成分含量、剂型的设定应当符合提高质量、保护环境和促进农业可持续发展的原则。乳油、粉剂、可湿性粉剂等传统剂型，由于使用了大量有机溶剂或容易出现粉尘污染、易出现药害、持效期短等原因，登记比例逐步下降，而环境友好的水基化、省力化剂型如悬浮剂、可溶液剂、水分散粒剂、展膜油剂、可分散油悬浮剂等登记比例不断上升。从2010—2021年农药剂型登记总量（图1）来看，乳油、可湿性粉剂的占比呈明显的下降趋势，而悬浮剂、可分散油悬浮剂、水分散粒剂等环境友好剂型占比稳步增加，且发展较快，2010—2021年的年均增长率分别为28.9%、27.9%和23.2%。

可分散油悬浮剂是一种绿色环保的农药剂型，其有效成分稳定性好，在叶片上的黏附性和铺展性强，利于农药的对靶沉积，减少药液流失，提高农药利用率，符合国家提出的农药“零增长”战略方向，是一类极具竞争力的农药剂型。由图1可知，可分散油悬浮剂登记比例稳步攀升，说明企业、市场对该剂型认可并接纳，未来有较大的市场潜力和较高的研究价值。对可分散油悬浮剂的现状与组成、知识与理论有一个完整、清晰的认识不仅能够节省大量人力、物力、财力，更重要的是能够在短时间内优化制剂性能，提高配方研发效率。目前，可分散油悬浮剂登记数量、专利申请数量逐年增加（图2、图3），可分散油悬浮剂相关的理论研究也亟待完善。国内对可分散油悬浮剂的研究较少，且大多仿照水悬浮剂进行制备及助剂筛选，然而水基与油基差异较大，许多适用于水基的助剂在油基中的作用甚微。因此，明确助剂稳定原理、选择合适筛选方法是助剂选取的必要前提。此外，相关研究在筛选配方过程中考虑因素过于简单，主要以剂型稳定为目标，并未考虑制剂施药后在作物上的润湿铺展性、黏附性等性能，没有完全发挥出可分散油悬浮剂的优势。

可分散油悬浮剂的发展现状

目前，可分散油悬浮剂还处于发展初期，其最初主要为油溶性差、在水中不稳定的磺酰脲类除草剂而研发的一种剂型，有较好的增效作用。截至目前，登记品类已拓展至杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂，可见该剂型普适性较强，有较高的研究价值。可分散油悬浮剂在除草剂上的成功应用推动了其快速发展，但由于国内可分散油悬浮剂的分散介质质量良莠不齐，缺乏配套的乳化剂、分散剂和增稠剂（抗沉降剂），且生产成本较水等介质成本高，与乳油相比无突出优势等多种原因，导致研究投入较少，限制了可分散油悬浮剂的发展。

随着国家对严重污染剂型的限用和公众环保意识的增强，研究者们对环境友好剂型也愈发关注。可分散油悬浮剂专用乳化剂、分散剂品种的逐渐丰富，使得其制备难度也逐渐降低，性能不断提升，并且其增效、安全、环境友好的特点逐渐凸显，引起了国内外企业、高校、科研院所的关注与研究，共同推动农药可分散油悬浮剂的全面快速发展。农药可分散油悬浮剂出现较晚，最初在20世纪70年代进入人们视野。国内研究则更晚，2004年我国才有了相应的登记及生产，近15年逐渐发展起来，产品登记数量逐年上升。据中国农药信息网登记显示，截至2022年8月1日已有1582个可分散油悬浮剂产品登记，其中除草剂1515个，杀虫剂51个，杀菌剂、植物生长调节剂均为8个（图3）。登记的可分散油悬浮剂农药品类中，除草剂登记数量高居第一位，且以烟嘧磺隆及其复配产品居多，究其原因，作者认为原因有三点：1）该药剂为内吸性除草剂，制备成可分散油悬浮剂后，能提高药剂的渗透性，并最终使更多的有效成分到达靶标发挥作用。对于除草剂来说，渗透性的提升一方面使更多的药量渗透进入杂草从而提高了防治效果，此外，药剂的速效性也显著提升。2）该药剂在油中物理稳定性较好，若制备为水基化剂型或可湿性粉剂等固体剂型，在施药后其随着水分的蒸发而逐渐聚集、析出，最终在叶片上的粒径、药剂分布的均匀程度变差，不利于药剂发挥作用；制备为可分散油悬浮剂后，其有效成分在油滴中，油蒸发速度慢，效果较好。3）油类的使用提升了其叶片的黏附性、抗冲刷性能，延长了其持效期。

此外，生物农药中的活体微生物农药也多加工成可分散油悬浮剂，已经成功用于治理多种不同类别的蚜虫等。中国农药信息网数据显示，目前微生物农药主要剂型为可湿性粉剂，不能很好的解决活体微生物农药保质期短、孢子耐受性差和田间持效期短等问题，不利于微生物农药的发展，而可分散油悬浮剂可以使微生物免受高温、干燥以及紫外线的影响，并相较于可湿性粉剂还有增效作用，是生物农药的潜力剂型。可分散油悬浮剂与悬浮剂的加工设备、工艺类似，也可将可分散油悬浮剂认为是悬浮剂的一种发展或延伸。可分散油悬浮剂的分散介质为油（多为矿物油或植物油），由于油相本身具有良好的黏附性、展着性，因此，可分散油悬浮剂相较于水悬浮剂来说，更容易黏附在蜡质层或光滑表面上。可分散油悬浮剂使用后与乳油相似，均为非水介质乳化分散在水中形成含药的小液滴，黏附在叶片上。乳油效果好的原因是由于其具有较高的渗透性、良好的润湿铺展性等原因，而可分散油悬浮剂也具有相似性能，但比乳油更环保、更安全。因此，可分散油悬浮剂符合未来农药的发展趋势。据专利之星统计显示，可分散油悬浮剂专利申请数量、专利授权率不断上升，表明油悬浮剂逐渐被大众和市场认可，未来具有较大的发展潜力（图4）。本文统计了可分散油悬浮剂目前国内外专利登记情况，共计146项，均为中国公司申请，2项为国际专利，其余144项均为中国专利，其中以除草剂为主，共90项，杀虫剂31项、杀菌剂18项、杀线虫剂1项，其余6项为可分散油悬浮剂配方的筛选专利。通过对专利的分析与整理，总结了其常用助剂、分散介质和制备工艺（表1）。助剂所涉及种类较多，表中列出了常用系列，详细种类见支撑材料。登记情况显示分散剂以聚羧酸盐、萘磺酸盐、嵌段聚合物为主，乳化剂以酯醚、酚醚为主，如常见的吐温系列、农乳系列等乳化剂。增稠剂以有机膨润土为主，分散介质以大豆油、油酸甲酯、矿物油占比较多，所用工艺均为介质研磨。

展望

农药减量增效、绿色发展是新时代、新征程下对我国农药行业的必然要求。随着高效低风险农药开发周期的延长、成本的不断增加，农药剂型的优化与开发表现出了较高的性价比。目前，全国多个科研院所和高校已经研制出性能优异的多种农药剂型，如微胶囊、水凝胶、纳米载体及纤维薄膜等。在可预见的未来，农药剂型的研发与优化仍是减药增效、提高农药利用率的最佳途径。通过对文献数量、登记产品、专利等信息的整理分析可看出可分散油悬浮剂有良好的发展前景。但目前可分散油悬浮剂的适配助剂较少，助剂的选择多数借鉴于水悬浮剂，但有些效果并不够理想。因此，需要研发人员对分散剂、乳化剂、增稠剂（抗沉降剂）进行研发或优化，生产出配套的、适合于非水介质使用的相关助剂。作者认为有两种解决思路：1）将已有的助剂改性，使其有良好的相容性。2）借鉴与可分散油悬浮剂相似的领域如油墨、涂料、水泥泥浆、油基钻井乳液等先进经验。通过对颗粒表面包覆一层高分子聚合物的薄膜，将其充当分散剂的作用，阻止颗粒的增长。包覆高聚物的薄膜不仅能够起到分散作用，可能还会到缓释、保护以及黏附等功能。此外，也可推动杀菌剂、杀虫剂开发为可分散油悬浮剂。可分散油悬浮剂黏附性和抗冲刷能力强，持效期长，在一定程度上会利于发挥杀菌剂、杀虫剂的防治效果。理想的状况是内吸性杀菌剂也可像内吸性除草剂一样，提高渗透性能从而使更多的有效成分进入作物而不是流失；而保护性杀菌剂也可能因可分散油悬浮剂良好的黏附性能、抗冲刷、持效期长的特点而表现出优异的性能。油悬浮剂与水悬浮剂相比，可以延长分生孢子的有效性、存活率，并降低紫外线对其干扰，因此也可考虑部分对紫外线敏感的药剂是否也可以做成该种剂型。可分散油悬浮剂对于特殊地形、地区施药有良好的适用性。在果园中由于地形、设备等限制因素，导致传统的喷雾施药方式缺点明显，需要一种喷雾技术来提高施药效率和沉积量，而无人机因其灵活、便捷等特点逐渐成为农业中的热点。因此也可将可分散油悬浮剂与无人机施药结合起来，避免无人机施药时水基化剂型易蒸发、飘移的缺点，使无人机施药更高效、便捷。通过借鉴其他领域、类似领域的理论与经验，可快速优化提升农药制剂的稳定性、实用性。相信随着科研人员、企业的不断努力，农药可分散油悬浮剂会走向更加光明的未来。

作者：胡帅，上官文杰，程雪健，李北兴，黄啟良，曹立冬

文章来源：中国农药工业协会

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