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农药快讯:2020年第9期
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中国农业科学院植物保护研究所研发了吡唑醚菌酯一种缓控释新剂型

作者:现代农药编辑部 更新时间:2020-03-14 点击量:3020

《现代农药》2020年第19卷第1期刊载了中国农业科学院植物保护研究所曹立冬和黄啟良团队题为《吡唑醚菌酯微囊的制备及性能表征》的研究论文,该项研究由国家重点研发计划(2017YFD0200300)资助。

 

 

农药缓控释制剂是提高农药有效利用率和减轻环境污染的理想剂型,也是农药新剂型发展的重要方向。以环境安全性生物可降解材料为壁材的微囊化技术,已成为开发农药缓控释制剂、提高农药利用率研究的热点。聚羟基丁酸酯(PHB)是一种由微生物合成的天然高分子材料,具有良好的生物相容性和生物可降解性,不仅对环境无污染,在高氧条件下可被环境中的微生物降解为二氧化碳和水,在缺氧条件下则可降解为甲烷和水。

 

目前以PHB为载体对农药的负载和控制释放研究已有较多报道。Suave等按照不同比例的PHB、聚ε-己内酯制备的马拉硫磷微球具有较好的成球性,且可通过调节PHB和聚ε-己内酯的不同比例调节农药的释放速率。Grillo等采用乳化溶剂蒸发法制备了粒径范围为3.47~9.67 μm的莠去津PHBV微球,与空白莠去津相比,载药微囊在水中具有良好的缓释性能和低的基因毒性。Cao等以PHB为载体,采用乳化溶剂蒸发法制备了氟乐灵微囊,微囊化可以显著提高氟乐灵的光稳定性和对稗草的生物活性。

 

吡唑醚菌酯(pyraclostrobin)是目前普遍使用的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,具有保护寄主、治疗病害、铲除病原菌的作用,已广泛应用于水稻、大豆、黄瓜等作物,防治白粉病菌、镰刀病菌等病原真菌引起的病害。由于其对水生生物高毒,在水稻上的使用被限制。吡唑醚菌酯微囊化可以降低其毒性,扩大其使用范围。Xu等将吡唑醚菌酯微囊化后,发现其对斑马鱼急性毒性降低,提高了对水生生物的安全性。本研究以吡唑醚菌酯为芯材,以聚羟基丁酸酯为壁材,采用乳化溶剂蒸发法制备吡唑醚菌酯微囊,为吡唑醚菌酯在农田中的减量使用和新型可控释农药剂型的开发提供新的思路。

 

该项研究以聚羟基丁酸酯为壁材,吡唑醚菌酯为芯材,聚乙烯醇(PVA)为连续相稳定剂,采用乳化溶剂蒸发法制备了吡唑醚菌酯微囊。研究了不同芯壁比、油水相体积比、PVA质量分数、剪切速度等参数对微囊有效成分载药量和包封率的影响;采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、光学显微镜对微囊的形态等进行了表征,其外观呈现规则的球形(图1;图2);在不同的pH值条件下探讨了微囊的缓释性能(图3);通过菌丝生长速率法测定了微囊对稻瘟病菌的生物活性(图4)。结果表明,当PVA的质量分数为2%,芯壁材质量比为1:5,油水相体积比为1:20,剪切速率为8 000 r/min时,可制备出形状规则、粒径为1.9 μm的微囊,载药量和包封率可分别达到15.00%和74.40%。微囊中吡唑醚菌酯的释放对pH敏感,在碱性条件下释放较慢。生物活性测定结果表明,吡唑醚菌酯微囊对水稻稻瘟病防效与原药防效无显著差异,其对水稻稻瘟病病原菌具有良好的防治效果。

 

 

图1  吡唑醚菌酯微囊光学显微镜图(A)和扫描电镜图(B)

 

图2  吡唑醚菌酯微囊、吡唑醚菌酯和聚羟基丁酸酯红外光谱图

 

图3  吡唑醚菌酯微囊在不同pH下的累积释放曲线

 

图4  第7天时水稻稻瘟病病原菌菌丝在不同浓度药剂下的生长情况(A:微囊;B:原药)

 

该项研究所用的聚羟基丁酸酯具有优异的生物相容性和生物可降解性,是一种环境友好型材料,可广泛应用于农药的负载。同时可通过制备工艺优化,调控农药的释放速率,延长农药的持效期,减少农药的用量,延缓病害的抗药性,可为缓控释农药新剂型的研发提供新的思路和技术支撑。

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