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农药快讯:2021年第1期
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农用化学品的功效性快速评价方法及应用

作者:黄文祥 更新时间:2020-12-31 点击量:428

 

近期,由《现代农药》《农药快讯》编辑部组织的“农药助剂前沿与革新研讨班”在南京隆重举行。研讨班邀请国内制剂领域著名专家、中国农业大学理学院副院长杜凤沛教授亲临现场,针对制剂及助剂领域专题内容进行深入剖析,指出了工作中的重点、难点问题,并提出建设性的解决方案。

对于农药企业来说,好的助剂、制剂产品是提升其市场竞争力的关键所在农药制剂产品的质量是企业核心竞争力。杜凤沛教授指出,农药剂型及制剂具有典型的时代特性,在化学农药减施增效的背景下,开发绿色高效制剂是企业的前进方向,在未来,绿色高效的农药制剂产品将占有重要的市场地位绿色,要求化合物绿色、助剂绿色、对环境生物和作物安全;高效,就要求产品使用高效对靶防效迅速

绿色高效的农药制剂产品需满足的质量指标包括物理稳定性好、化学稳定性好、安全性好和药效(功效性)好四个方面。对于农药制剂物理稳定性、化学稳定性,目前已有成熟的加速试验评价方法可被用于其稳定性的快速评价;在安全性评价方面,同样具有很多科学数据可供参考;而药效的评价上,需要经过长时间、长周期的室内生测和田间药效试验才能得出有效结果,目前尚缺乏加速试验方法,同时该过程成本高、受人为因素影响大,是研发高效绿色农药制剂的速控步和卡脖子技术,也是我国制剂和助剂产品缺乏核心竞争力的根本原因。面对农业新时代的要求,农药制剂的质量控制需在理化性质和稳定性评价的基础上增加剂量传输效率的评价

针对以上问题,杜凤沛老师课题组基于农药剂量传输规律和调控机制,创造性地建立起一套农药制剂、助剂配方的快速评价方法与优化理论,并于本次研讨班上以“农用化学品的功效性快速评价方法及应用”为题与大家进行分享。

 

在农业生产中,农药制剂的实际应用要经过药液体系配制、机械雾化、机械喷洒、叶面沉积、叶面吸收几个步骤。其中,药液体系的表面张力和黏度、雾化过程的雾滴粒径和雾滴谱、叶面沉积过程的接触角和沉积量以及粘附力、蒸发过程的蒸发时间和沉积形态、吸收过程的渗透和传导特性等共同决定了农药制剂的最终表现。

 

1  农药制剂实际应用场景

 

雾滴的大小是控制药液蒸发飘移的关键大雾滴不易挥发漂移,但容易破碎飞溅;小雾滴易于附着,穿透冠层能力增强,但易于挥发飘移。在制剂溶液的雾滴谱评价方面,杜老师课题组实验室通过DP-01P激光粒度仪对不同制剂配方的药液雾滴粒径分布进行综合评价,进而根据施药场景和农药作用机制综合选择合理助剂调控雾滴谱,做到制剂的精准施用。

 

2  DP-01P激光粒度仪研究雾滴谱

液滴气-液界面扩张黏性模量越大则液滴的弹跳高度越低,药液沉积和润湿能力在功效性快速评价体系中,OCA20接触角测量仪被用于研究扩张流变及对对固-液界面作用的调控,从而指导各种功能助剂用于调控界面扩张模量和界面性质,增强药液沉积与润湿能力。

 

3  OCA20接触角测量仪研究扩张流变及对对固-液界面作用的调控

液滴固-液界面粘附力越强,液滴弹跳高度越低,有利于增加沉积;杜老师课题组实验室通过DCAT21表界面张力仪对液滴的粘附力进行快速评价,进而指导各种功能助剂用于调控固-液界面粘附力。

 

4  DCAT21表界面张力仪研究粘附力

不同作用机制的农药活性成分对润湿性要求不同,在实际应用中需要根据施药场景和农药作用机制综合考量,通过选择合适的助剂调整接触角控制药液对作物表面的润湿性在接触角的(动态、静态)评价方面,OCA20接触角测量仪被用于研究不同助剂调控下的制剂润湿性。

 

5  OCA20接触角测量仪

同样,对于液滴的挥发性、雾滴冠层分布和雾滴密度、耐雨水冲刷能力等关键技术指标的评价,杜凤沛老师课题组已经建立相应的评价方法和优化方法并投入使用。该系列快速评价方法可用于指导高效对靶及稳定农药水乳剂的快速精准研发,截至目前,该套技术评价体系已经为国内30余家企业的200多个产品进行了功效性评价,如在 均取得了明显增速效果,为企业创造了显著效益。

实践证明,该套评价体系具备速度快、费用低、可重复性好的优点。既保证试验结果的快速性、客观性和准确性,又大幅节省费用,缩短研发时间,为高效绿色农药助剂和制剂的精准研发提供了科学参考和有益尝试,对制剂和助剂配方优化有重要参考价值。

 

本文素材来源于20201213日由《现代农药》《农药快讯》编辑部举办的“农药助剂前沿与革新研讨班”中杜凤沛教授的主题报告“我国农药制剂和助剂研发的发展方向”。

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