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    隨著農(nóng)藥劑型多樣化和性能的提高，助劑也向多品種、系列化發(fā)展，以適應(yīng)不同農(nóng)藥品種、不同劑型加工的需要。開發(fā)乳化能力強(qiáng)、分散性好、吸附能力更強(qiáng)和安全性好的表面活性劑成為農(nóng)藥助劑的主要發(fā)展方向。

    為了幫助廣大從業(yè)人員及時(shí)了解制劑及助劑領(lǐng)域最新的研究成果和發(fā)展動態(tài)，為制劑、助劑企業(yè)在新品開發(fā)、老產(chǎn)品換代提供思路。2020年12月13日由《現(xiàn)代農(nóng)藥》《農(nóng)藥快訊》編輯部舉辦的“農(nóng)藥助劑前沿與革新精講班”在南京順利召開。會上，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授杜鳳沛就“功能助劑對農(nóng)藥的增效機(jī)制與應(yīng)用”做了主題報(bào)告。報(bào)告現(xiàn)場座無虛席，氣氛熱烈。

    1、功能助劑對農(nóng)藥的增效機(jī)制

    1.1 功能助劑對霧滴蒸發(fā)飄移調(diào)控原理

    常見的功能助劑對霧滴蒸發(fā)飄移調(diào)控原理包括：表面活性劑類助劑通過降低表面張力，改變藥液滴半徑、密度和組成；油類助劑改變液滴半徑和藥液組成；高分子類助劑改變藥液滴半徑、密度及組成；無機(jī)鹽類助劑改變液滴半徑、藥液滴組成和密度。液滴在界面上的蒸發(fā)主要可歸納為：CCR（底圓半徑R不變，接觸角θ逐漸減小）、CCA（θ不變，R逐漸減小）、Mixed（θ和R均逐漸減小）及Wetting（θ逐漸減小而R逐漸增大）4種模式。對于內(nèi)吸傳導(dǎo)型農(nóng)藥助劑：CCA較好，有利于活性成分吸收傳導(dǎo)，提高防效；對于觸殺或保護(hù)性農(nóng)藥助劑：CCR或Wetting較好，要避免產(chǎn)生“咖啡環(huán)效應(yīng)”，提高防治效果。可通過加入油性助劑，改變活性成分顆粒的形狀或加入無機(jī)粒子、增加顆粒間排斥力，加入合適的表面活性劑產(chǎn)生Marangoni渦流，控制三相線處的揮發(fā)速率等控制“咖啡環(huán)效應(yīng)”的產(chǎn)生。

    1.2 功能助劑對霧滴-葉面界面作用調(diào)控原理

    界面擴(kuò)張模量受表面活性劑、高分子、無機(jī)鹽等助劑結(jié)構(gòu)、濃度等影響。液滴氣-液界面擴(kuò)張黏性模量越大，彈跳高度越小，藥液沉積和潤濕能力越強(qiáng)；液滴氣-液界面擴(kuò)張極限彈性模量越大，液滴彈跳高度越高，不利于液滴的沉積附著。助劑結(jié)構(gòu)、組成、濃度對粘附力有影響，粘附力越大，彈跳高度越小，有利于藥液沉積。研究發(fā)現(xiàn)，油性制劑可降低霧滴彈跳次數(shù)，增加附著，油性助劑增強(qiáng)藥液與葉面的親和性，絨毛狀葉片潤濕效果好于蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)葉片。

    1.3 功能助劑對潤濕作用調(diào)控原理

    潤濕鋪展行為通常分為兩個(gè)階段：短期慣性階段，時(shí)間10≤t≤100 ms，主要作用力為慣性力。鋪展指數(shù)α=0.3～0.5，不受SAA分子動態(tài)吸附行為影響；長期粘性階段，時(shí)間t≥100 ms，主要作用力為毛細(xì)管力和粘滯阻力等。α值受SAA分子動態(tài)吸附行為影響。

    1.4 功能助劑對沉積及吸收傳導(dǎo)調(diào)控原理

    研究表明，引入SO42-可以中和硬水中、雜草組織上的Ca2+，避免生成除草劑鈣鹽，促進(jìn)活性成分的吸收，提高防效。如（NH4）2SO4可促進(jìn)烯禾啶在大麥中的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，提高防效。

    2、功能助劑的應(yīng)用實(shí)例

    2.1 草甘膦綠色高效對靶功能助劑的研發(fā)與應(yīng)用

    為解決草甘膦制劑中15%左右牛脂胺助劑的替代問題，低溫藥效及抗性雜草問題，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)杜鳳沛教授團(tuán)隊(duì)通過加入高分子助劑，制成草甘膦異丙胺鹽SL。由于高分子助劑的加入可形成更大尺度的囊泡結(jié)構(gòu)，可有效抑制霧滴彈跳；并且利用囊泡帶正電性，利用靜電相互作用可顯著抑制霧滴彈跳，增加藥液沉積；無機(jī)鹽可增強(qiáng)對水的適應(yīng)性，提高吸收能力和藥效；高分子和無機(jī)鹽可增大霧滴譜，減少漂移，降低水分的揮發(fā)速度，增加霧滴的干燥時(shí)間，提高藥效，最終篩選了3個(gè)比較好的樣品。試驗(yàn)結(jié)果表明，其中的樣品C對非耕地雜草防效優(yōu)異，藥后21天，1 350 g/hm2總草株防效和總草鮮重防效分別達(dá)98.4和99.5，高于國際知名品牌。

    針對草甘膦綠色高效對靶功能助劑的研發(fā)，杜教授總結(jié)道，對于草甘膦等可解離的兩性離子屬性原藥，其藥液液滴主要是通過固-液電荷作用，增加在植物靶標(biāo)的粘附和沉積；所采用的助劑為兩性離子屬性時(shí)，增效最為明顯；所采用的助劑與原藥電荷強(qiáng)度和電荷密度相近時(shí)，增效最明顯；所采用的助劑與原藥的等電點(diǎn)越接近，增效越明顯。

    2.2 草銨膦綠色高效對靶功能助劑的研發(fā)與應(yīng)用

    杜教授團(tuán)隊(duì)針對草銨膦制劑中30%左右表面活性劑助劑的減量問題及10%左右極性溶劑的減量及替代問題研發(fā)出新的草銨膦SL。團(tuán)隊(duì)通過加入梳狀高分子助劑后，囊泡結(jié)構(gòu)變大，可有效降低霧滴回縮速率，抑制霧滴彈跳，可顯著提高范德華力和粘附力，增加沉積，并且增大霧滴譜，減少漂移，降低水分的揮發(fā)速度，增加霧滴的干燥時(shí)間，提高藥效。后期的試驗(yàn)結(jié)果表明，新的18.5%草銨膦SL樣品B防效優(yōu)異，藥后15天，對非耕地雜草總草株防效和總草鮮重防效均高于國際知名品牌。

    杜教授關(guān)于草銨膦綠色高效對靶功能助劑的研發(fā)理論為草銨膦等可解離的陰離子原藥，主要通過提高固-液的范德華力作用增大在植物靶標(biāo)進(jìn)行沉積。當(dāng)所采用的助劑為陰離子屬性時(shí)，增效最為明顯；所采用的助劑與原藥電荷強(qiáng)度相近時(shí)，增效最明顯；并且高分子薄膜的保水作用有增效效果。

    2.3 飛防助劑ND600研發(fā)及應(yīng)用

    ND600是杜教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的綠色、高效的飛防助劑，具有良好的界面活性，抑制彈跳、增加附著的能力，并且在不同噴霧壓力下均可適當(dāng)增加霧滴粒徑，減少飄移和蒸發(fā)，并有較好的冠層穿透能力，增加在不同冠層的霧滴密度和表面覆蓋率，提高藥效。農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)機(jī)化所龔艷團(tuán)隊(duì)在新疆庫爾勒市和什力克鄉(xiāng)庫勒村新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所試驗(yàn)田防治棉花蚜蟲方面對ND600進(jìn)行了田間藥效驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，在減量使用10%、30%、50%的情況下，通過助劑ND600的使用可以獲得良好的防治效果。

    2.4 幾種新型助劑的研發(fā)

    天然助劑甘草酸具有三萜結(jié)構(gòu)和一定表面活性，低濃度下可自組裝成纖維結(jié)構(gòu)，甘草酸可使液滴-植物葉面粘附力增加，彈跳高度降低，藥液沉積增大。該種纖維結(jié)構(gòu)可吸附在固體表面，降低回縮速率，改善潤濕能力，是一種調(diào)控新策略，有較大的理論和應(yīng)用價(jià)值。甘草次酸修飾后在不同極性溶劑或不同鹽的作用下，可形成多種組裝體，在調(diào)控農(nóng)藥藥液-作物界面作用方面有潛在應(yīng)用價(jià)值。

    杜教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成一種具有多步pH可逆響應(yīng)性的甘草酸均聚物PGly助劑，隨著pH逐步降低，PGly中的羧基逐步質(zhì)子化，靜電排斥力減弱，高分子鏈由伸展向卷曲狀轉(zhuǎn)變，并最終團(tuán)聚成納米/微米顆粒，成功制備了pH響應(yīng)性的PGly乳液并改變潤濕能力。

    杜教授團(tuán)隊(duì)還利用甘草酸構(gòu)建的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以4wt%的甘草酸成功制備了具有良好物理穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、對靶能力和觸變性的60wt%丁硫克百威高效乳膠劑。團(tuán)隊(duì)制備的20 wt%的氯氟吡氧乙酸乳膠劑，稀釋350倍后甘草酸增強(qiáng)了制劑對馬齒莧（52%增至90%）及凹頭莧（25%增至42%）的防治效果。