納米農藥
農藥製劑產品
納米農藥是利用納米材料與製備技術,將原葯、載體與輔劑進行有效高效配伍創製的農藥製劑產品。
納米農藥就是利用納米技術將農藥粒子從傳統的5微米降低至100納米,小尺寸效應可減少葉面農藥脫落,如此以來,農藥的功效會得到充分發揮。
1、提高農藥有效利用率
據中國農科院農業環境與可持續發展研究所農業納米創新團隊首席科學家崔海信介紹,納米農藥新劑型包括了殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等。研究人員充分利用納米技術,將農藥粒子從傳統的5微米降低至100納米,小尺寸效應可減少葉面農藥脫落,提高了農藥的利用率。
與此同時,利用納米材料負載農藥粒子,可根據作物防治的時效特性等需求,通過微囊化技術實現藥物的控制釋放,並延長持效期,這樣就能減少農藥的施用次數,從而避免了農藥濫用引發的食品安全問題。
2、減少農藥製劑中有機溶劑的使用量
農藥大多數為難溶性化合物,通常必須添載入體、溶劑、助劑等進行劑型加工,才能兌水稀釋后噴灑使用。納米技術可以改善難溶藥物的水溶性與分散性,減少農藥製劑成分中的苯、甲苯、二甲苯等不利於人體的有機溶劑使用量,從而減少有害溶劑與助劑流入環境造成污染。
1、農藥微乳劑
1943年,Hoar和Schulman首次報道,水與大量表面活性劑和助表面活性劑混合能自發分散在油中(W/O型)。分散相質點為球形,半徑通常為10~100nm範圍,是熱力學穩定體系。如果將藥物有效成分作為分散相加工成微乳液,習慣上稱微乳劑。
農藥微乳劑從20世紀70年代開始,在美國、西德、日本、印度就有研究報道。國內直到20世紀90年代農用微乳劑才真正進人研究和開發階段,1992年,研製出了2%和8%氰戊菊酯微乳劑,之後又研製出了5%高效氯氰菊酯、菊酯類殺蟲劑與滅多威等複合微乳劑。目前我國微乳劑正處於發展階段,相關研究較多,開發的微乳劑品種和數量迅速增加.技術水平也有所提高,正成為我國農藥劑型開發的新熱點。
2.農藥懸浮劑
懸浮劑稱水懸浮劑,水懸浮劑外觀不透明,粒徑範圍1~5μm,屬於熱力學不穩定多相分散體系。農藥水懸浮劑自20世紀60年代問世以來.以其安全、高效、環境相容性好等優點,已經成為發達國家農藥劑型中最基本和重要的劑型。
我國自20世紀70年代開始研製懸浮劑,截至2003年我國已登記的主要懸浮劑品種已有168種,其中涉及原先品種41種,主要優秀品種有:40%百菌清、40%西瑪津、20%三唑錫、50%四蟎嗪、20%蟲醯肼、50%除草靈、25%三唑酮、50%硫磺、38%莠去津、40%多菌靈,以及蘇雲金桿菌、鹼式硫酸銅、克百成等懸浮劑。
此外,近年來特異型懸浮劑進展十分迅速.出現了一批以35%多•克•福種衣劑、20%克•福種衣劑等為代表的新型復配懸浮種衣劑,登記的品種多達122個。
3、以納米TiO2顆粒為主體的納米農藥
納米TiO2,是目前研究最為活躍的無機納米材料之一,也是無機納米農藥中被研究得比較多也比較深的一種。
納米級的TiO2半導體顆粒表面在光激髮狀態所生成的超氧陰離子和羥基自由基等活性氧類物質,具有很強的光氧化活性,可以將各種有機物逐步分解成二氧化碳和水,殺滅細菌、病毒、真菌等各種微生物。因此我們可以運用納米TiO2來製備農藥新製劑。
以納米TiO2為主體的納米農藥具有廣譜抗菌抑菌功能,對人畜與環境高度安全,且能改善光合機能、促進植物生長發育,是一種新的環境友好型納米農藥
4.載葯納米微粒劑型
載葯納米微粒有2種類型:一種是將農藥包裹於納米膠囊中。另一種是將農藥吸附在納米級的載體上,目前研究較多的是以納米TiO2:顆粒為載體的納米農藥。將納米TiO2,作為農藥載體開發環境相容性好的農藥製劑,一方面可以提高農藥的生物活性.另一方面還可以原位降解殘留農藥。
5、納米生物農藥
生物農藥普遍存在藥效慢、防效較差、穩定性欠佳、價格偏高等缺點,制約了其發展。若將生物農藥納米化后,可改善製劑有效成分的粒徑細度及穩定性等,提高其速效性和防治效果。
國內關於納米生物農藥的研究剛剛起步,相關的文獻報道較少。納米生物農藥集納米技術和生物農藥的優點於一身,是未來環境友好型農藥的主要發展方向,有著較高的研究價值和廣闊的應用前景。
根據中國農科院提供的試驗對比數據顯示,在病蟲害防治效果相同的前提下,一旦全面推廣,使用納米農藥新劑型可以降低農藥投放量30%以上,每年可杜絕“三苯”溶劑50萬噸,大幅度降低農藥殘留污染,改善食品安全和生態環境。
納米農藥的全面推廣應用,將有利於實現傳統化學農藥的提質增效與節量、減排,振興綠色農藥產業。
但是,由於目前納米材料的安全性評價體系尚不完善,因此,將納米材料與技術應用於農業時,必須重視相應的毒理學、安全性研究,引導農業納米技術健康發展。
另外,減少有機溶劑和助劑的劑量,或選擇環境降解性好、成本低的有機溶劑和助劑,是完善納米農藥的一個途徑。