除草劑劑型的研究與發展

摘要 除草劑的普遍應用帶動了劑型的迅速發展，同時許多新劑型和先進技術的應用，也使除草劑的發展有了更廣闊的空間。本文對除草劑劑型進行了總體介紹，概述了其研究現狀及改良方向，展望了未來除草劑劑型的研發趨勢。

關鍵詞 除草劑；劑型；研究與開發

中圖分類號 S482.4

1 前言

縱觀當今世界農藥的發展趨勢，除草劑是研究最為活躍、發展最為迅猛的一類農用化學品。化學除草作為一種經濟有效的除草方法，已被廣泛的采用。由于絕大多數合成的除草劑原藥不能直接施用，有效使用除草劑最關鍵的問題之一是如何使藥劑均勻分布于施用對象上。通常，施藥時1 hm²地需要常規有機農藥有效成分的量是幾百克，而現代超高效農藥如殺蟲劑溴氰菊酯、除草劑吡嘧磺隆、殺菌劑氟硅唑等，1 hm²用量只有十幾克。據估算，以1 hm²有效成分150 g計，如果所有作物葉面上都能均勻地分布上藥劑，則1 cm²葉面上的有效成分只有1．5×10^-2g。要將如此少的劑量均勻施布在大面積上，使用前必須加入一些助劑，加工成一定劑型，經過稀釋，采用適當的器械和施用方法，才能收到良好的防治效果。

隨著除草劑迅速發展，眾多新品種的出現創造了多種多樣的新劑型。一種原藥平均要有10余種加工劑型；而在美國，有的藥劑甚至有36個劑型及混配制劑。對于除草劑來說，一種高效的劑型是將實驗室效果轉化為田間行為的基礎保證。此外，劑型研制還可將產品稀釋至普通效能狀態，調節物理性狀，易于貯存、包裝、運輸、操作和應用，并能提高混合效果及噴射力，增強對雜草的親和力和附著力，最終將除草劑融入雜草綜合防治策略當中。近年來，許多農藥公司致力于劑型的研究與改進，使之既能充分發揮其殺草活性，又能達到安全、方便、經濟和省力的目的。

本文就除草劑劑型的現狀及改良情況作了較全面的概述，并對一些新劑型的性質、應用進行了介紹。

2 除草劑劑型的發展

1942年美國的P.W.Zimmerman和A.E.Hitchcock發現了2，4一滴丁酯的除草活性，這種除草劑的主要加工劑型是20％乳油，就此開創了有機除草劑發展的新紀元。1958年沈陽化工廠開始生產2，4一滴丁酯，揭開了我國除草劑工業的歷史。20世紀50年代和60年代，國外主要開發的除草劑有6類，相應劑型可分為4類：1)苯氧羧酸類，主要劑型是鈉鹽粉劑、乳油和水劑；2)氨基甲酸酯類、二硝基苯胺類，主要劑型均是乳油；3)脲類和三氮苯類，主要劑型均是可濕性粉劑和顆粒劑；4)酰胺類，主要劑型是乳油和可濕性粉劑。以上類型的除草劑主要是在芽前施用。在20世紀60～70年代后期，敵稗、除草醚等除草劑的開發使水田除草有了較大發展，主要劑型是16％、20％乳油。

進入20世紀80年代，隨著超高效除草劑磺酰脲類化合物出現，劑型加工主要有水分散性粒劑、可濕性粉劑、可溶性粉劑和干懸浮劑。而這個時期也是我國化學除草興旺發展時期，國產除草劑品種、數量和劑型不斷增加，劑型的發展也基本與國外除草劑劑型加工接軌。20世紀90年代以來，除草劑劑型的噴霧飄移對環境及人類健康的影響越來越被關注，除草劑劑型開始由乳油向水分散粒劑發展。因此，劑型開發朝著高效、安全、省力和經濟方向發展成為了大趨勢，也迫使一些用量高、毒性大的品種逐漸退出了市場。

3 除草劑劑型的分類

劑型的分類方法是按制劑的物態將除草劑劑型分為固體制劑和液體制劑兩類；按劑型種類可分為乳油、懸浮劑、水乳劑(濃乳劑)、微乳劑、可濕性粉劑以及水分散粒劑等等。據統計，目前國內外廠家登記的除草劑劑型主要有24種(表1)。

目前，我國除草劑現在存在的主要問題是加工劑型落后單一。可濕性粉劑、乳油、水劑3種劑型在國內生產范圍廣、數量大，其中可濕性粉劑的細度和懸浮率較差，復配制劑少，造成許多地區需分別防除禾本科雜草和闊葉雜草，既耗工時又費藥；而且這種落后劑型不僅藥效較低，還極易污染農田環境。國際上農藥制劑加工普遍向無溶劑、水劑、固體化發展，而當今先進劑型，如水分散粒劑、干懸浮劑，國內廠家到2000年還沒有登記。較先進劑型，如懸乳劑共登記了42個品種，片劑包括泡騰片劑登記了3個品種，只占到了很小的比重。可濕性粉劑、乳油占到總量的2/3左右，而較先進的懸浮劑所占比重不大。因此，需要不斷研制開發水懸浮劑、濃乳劑、干懸浮劑等除草劑新劑型，逐步淘汰可濕性粉劑、乳油等老劑型。

除草劑劑型的加工不僅可以將不溶于水的原藥加工后方便施用，還能夠通過選擇合適的劑型提高藥效、避免環境污染等。我國現階段常用的除草劑劑型主要有以下10種，即水劑、乳油、懸浮劑(膠懸劑)、水乳劑(濃乳劑)、顆粒劑、可濕性粉劑、可溶性粉劑、干懸浮劑、水分散粒劑、片劑。這些劑型在不同類型除草劑中的應用也各有重點，主要根據不同類型除草劑的原藥特點、施藥對象、應用環境以及成熟的生產技術，來選擇較適合的劑型(表2)。

4 除草劑劑型的改良

現今，一些新的高性能助劑如擴散劑、滲透劑、粘著劑、潤濕劑、穩定劑等的研究開發成功，賦予了除草劑新制劑優異的藥效與使用性能。加之除草劑研制技術的不斷成熟以及環保意識的加強，除草劑劑型的加工也向著安全、便于使用的方向發展。相對于傳統劑型，其主要變化是：(1)液劑減少有機溶劑的用量，向懸浮劑或水乳劑方向發展；(2)提高制劑中活性成分含量及功效，以減少制劑體積，便于貯存與運輸。據報道，聚乙氧基化物一動物脂胺(PDEA)就是用于除草劑劑型中的一種非離子表面活性劑，可以增加除草劑中活性成分的功效。但是也有研究表明，除草劑中表面活性劑成分不同可導致同一除草劑的不同劑型的毒性不同；(3)乳油等液劑轉變為固體制劑如水分散粒劑，盡量減少包裝物玻璃瓶與塑料瓶的應用；(4)發展微膠囊劑與水溶性袋劑，提高對施藥者的安全性。美國的Pennwalt公司于1974年首先推出了甲基對硫磷微膠囊劑，從此緩釋技術在農藥界受到廣泛關注。該公司隨后又推出了二嗪磷微膠囊劑、氯菊酯微膠囊劑，滴滴涕、除蟲菊酯、矮壯素等也已經被各種壁材微膠囊化。Zineb Elbabri等研究表明，廣泛應用的除草劑2，4-D利用乙烷基纖維素制成微膠囊劑，發展成控制釋放的劑型后，既保護除草劑免受光降解作用和蒸發作用，又能減少環境污染。

隨著我國水田除草劑的快速發展，大粒劑的開發成功成為除草劑劑型和使用技術發展的一大突破。大粒劑最初是由日本植物調節劑研究協會開發的水田用除草劑專用劑型，我國自1998年正式與日本合作，先后在遼寧、黑龍江、湖南、江蘇、廣東等省進行了田間應用試驗。其特點主要有4個方面：1)使用簡便、省力、省時間；2)對周邊作物安全，受氣候因子影響小；3)擴散性能優越、藥劑分布均勻；4)殺草譜寬、除草效果好、持效期長。現今除草劑大粒劑的主要種類見圖1。由于大粒劑在技術上的先進性、使用上的優越性，以及符合農業省力化這一發展趨勢，隨著開發研究力度的加大和配套使用技術的進一步完善，除草劑大粒劑將會有更廣闊的發展前景。

進入20世紀90年代，除草劑混劑的開發空前活躍。混劑的應用不僅彌補了單一劑型使用的某些不足，而且在環境保護上也有較大貢獻。D.w.But-ler報道的除草劑混劑劑型(Weed B Gon)，對殺蟲劑馬拉硫磷的負面毒性有很好的抑制作用。經試驗證明，該混劑是完全無毒害的，而且與馬拉硫磷合用可以改善殺蟲劑的殘留毒性。目前，國內外取得登記的240個除草劑混劑，以可濕性粉劑、乳油、粉劑為主，還有懸浮劑、懸乳劑和顆粒劑等，而桶混制劑較少，其中僅有較少幾種除草劑混劑的劑型有較大發展，但仍需加大開發力度，其原有劑型的改良也勢在必行。

5 除草劑劑型的發展

隨著轉基因作物的出現，除草劑劑型也向著生物制劑的方向發展，近年來利用具有除草活性的真菌和細菌進行除草也已實用化。目前，世界上有5種真菌正式作為真菌除草劑登記注冊用于防除雜草，對其劑型的開發無疑也是一個新課題。

由于真菌除草劑是利用活的病原真菌，濕度至少在80％以上才能保證強侵染力。因此，通過研制劑型解決田間自由水問題是重要的途徑。目前真菌除草劑劑型主要有液體劑型和固體劑型。液體劑型的真菌除草劑包括：水劑、乳油、懸乳劑、改良型乳劑以及油包水的水乳劑(W/O/W)。W/O/W是Auld發明的一種新型多乳狀液的除草劑劑型并申請了專利。而固體劑型的真菌除草劑通常是由在液體發酵中不能產生孢子的真菌通過固體基質發酵的方法生產獲得，以顆粒狀物質作為真菌孢子的載體，通過土壤處理造成植物的地下部分受害。此外，真菌除草劑在特殊環境條件下需要特殊的劑型，例如：分散性劑型適用于水生雜草和稻田雜草，以V(NaH-CO₃)：V(檸檬酸)=2:1混合液、濃縮孢子懸液和含親脂性表面活性劑的植物油組成。

近幾年，有機黏土劑型也有報道。Yasser E1-Nahhal針對商業上廣泛使用的甲草胺乳油較污染環境問題，研究了甲草胺的有機黏土劑型的藥效及活性；M.C.Hermosin等報道了2，4-D除草劑有機黏土劑型的生物效力及活性。由于乳油劑型容易通過土壤介質進入到更深的土層中，有機黏土劑型的應用還限制在表層土壤中。關于有機黏土劑型較詳細、系統的研究，至今還未有更多的報道。

6 結語

由于新型除草劑開發的困難性，使得劑型的研究有著更加廣闊的空間。因此，世界各大公司的主要注意力之一集中在除草劑劑型的研究方面。我國劑型加工企業也應該從政策、法規、經濟等多方面人手，開發和推廣高效、安全、對環境污染小的劑型，包括加快開發水分散粒劑、緩釋劑；積極發展高濃度的可溶性制劑(粉劑、片劑、粒劑)，大力開發懸浮劑、粒劑、干懸浮劑等，進一步研發功能化的制劑，使國內除草劑劑型的發展與國外同步。