農(nóng)藥緩釋劑型分為自由釋放的常規(guī)型和控制釋放劑型兩大類,據(jù)有關科學表明,常規(guī)型農(nóng)藥的利用率只有20%-30%,而通過各種途徑的損失率高達50%-60%,這不僅在經(jīng)濟上是一種浪費,而且造成了大面積的環(huán)境污染。
控制釋放技術的核心是使高分子化合物與農(nóng)藥互作,農(nóng)藥活性成分會按照預先設定的濃度和時間(根據(jù)病蟲害防治的需要制定)持續(xù)而緩慢地釋放到環(huán)境中,并能長時間地維持一定的濃度。因此,農(nóng)藥的緩釋劑型由于高分子物質(zhì)的保護作用可使藥劑性能更為穩(wěn)定,減少了水、空氣等環(huán)境因子的影響;其次,緩釋技術可大大延長相同劑量農(nóng)藥的期,因而可減少農(nóng)藥的使用次數(shù)和總用量,使殘留和污染環(huán)境的可能性顯著降低;再次,緩釋技術可降低農(nóng)藥的毒性和藥害。
現(xiàn)有農(nóng)藥緩釋劑型可分為物理型緩釋劑和化學型緩釋劑。物理型緩釋劑是指將活性物質(zhì)“溶解”在聚合物中或用其他物理方法使之與聚合物混成一體,可分為微膠囊、包結化合物、多層制品、空心纖維、吸附體、發(fā)泡體、固溶體、分散體、復合體等。化學型緩釋劑是指將活性物質(zhì)與聚合物通過形成化學鍵而結合在一起或活性物質(zhì)單體通過聚合形成該活性物質(zhì)的聚合物,可分為自身縮聚體、直接結合體和架橋結合體。在已商品化的農(nóng)藥緩釋劑中,以物理型的居多,而各種物理型的又以微膠囊劑型居多。若根據(jù)農(nóng)藥的種類統(tǒng)計,則殺蟲劑的緩釋劑型多,除草劑和殺菌劑其次,調(diào)節(jié)劑少。
自1974年美國的Pennwalt公司推出微膠囊化甲基對硫磷以來,緩釋技術在農(nóng)藥界受到廣泛關注,相繼有20多個商品問世,但產(chǎn)量并不大。我國也一度生產(chǎn)過甲基對硫磷和辛硫磷微膠囊劑,由于種種原因,一直未推廣開?偟恼f來,緩釋劑的發(fā)展是緩慢的,其原因是囊皮材料價貴、制劑費用較高,缺乏競爭能力。
緩釋農(nóng)藥的研究與應用
1.緩釋材料的篩選針對現(xiàn)有緩釋農(nóng)藥價格高的問題,北京市農(nóng)業(yè)技術推廣站在研究成功“控制種子延遲發(fā)芽技術”的基礎上,選用價廉易得的天然高分子材料作為控制釋放材料,通過特制的加工工藝及加工設備與農(nóng)藥組成復合體,采用生物測試法和化學滴定法測定緩釋農(nóng)藥的釋放濃度和速度,已經(jīng)篩選出了系列緩釋材料——包括勻速釋放的和非勻速“S”曲線釋放的緩釋材料,勻速釋放指的是農(nóng)藥活性成分在相同時間從緩釋材料釋放到環(huán)境中的濃度相同;非勻速“S”曲線釋放指的是農(nóng)藥活性成分從緩釋材料釋放到環(huán)境中的速度隨著時間的推移不斷地增加,到了值后又隨著時間的推移不斷地減少,釋放呈“S”曲線。通過在緩釋農(nóng)藥復合體中加入一些可生物降解高分子的材料,還可調(diào)整農(nóng)藥的釋放速度,使農(nóng)藥的釋放動態(tài)與生產(chǎn)需要達到一致;把緩釋農(nóng)藥復合體制成丸粒,再在丸粒表面涂敷一層高分子材料膜,農(nóng)藥活性成分再經(jīng)過高分子膜的降解孔隙釋放到作物吸收的環(huán)境中,這樣可以達到控制緩釋農(nóng)藥釋放的時間更長。
2.在防治蔬菜病蟲害上的應用將吡蟲啉、阿克泰等內(nèi)吸性殺蟲劑與緩釋材料復合,加工成具有緩釋性能的根用農(nóng)藥亞丸粒或顆粒劑。在作物播種或移栽時施入土壤,藥劑活性成分從緩釋載體材料緩慢釋放出來,通過作物葉片的水分蒸騰作用隨著水分向上傳導,到達葉片防治蟲害。由于在害蟲發(fā)生初期害蟲數(shù)量少和害蟲正處于低齡階段就有藥劑進行防治。因此,低劑量的藥就可以達到防治指標,藥劑通過根部一次性隱蔽施藥,又保護了施藥人員和害蟲的天敵。用于蘿卜桃蚜的防治田間試驗結果表明,根用亞丸粒對出苗率有一定影響,緩釋顆粒劑對出苗無影響,其中緩釋阿克泰顆粒劑施用675g/hm2,施藥后45天、55天和80天,防治蚜蟲效果分別達90.9%、100.0%和80.0%,而相同劑量的常規(guī)阿克泰施入土壤,施藥后45天、55天和80天的防治效果分別為55.3%、23.0%和0.0%,可以看出阿克泰加人緩釋材料后,藥效和持效期大幅度提高。根用緩釋阿克泰防治番茄白粉虱的田間試驗結果表明,施藥后30天、44天和58天,防治效果分別達75.0%、80.0%和70.0%,既解決了白粉虱防治難的問題,又降低了人工打藥成本。初步可以得出根用緩釋農(nóng)藥一次性隱蔽施藥即可防治蔬菜整個生育期內(nèi)的白粉虱、蚜蟲等害蟲的危害。
3.在棉花全程矮化上的應用在棉花上應用縮節(jié)安塑造株型、控制徒長、促進早熟和增產(chǎn)已成為一項常規(guī)植棉措施,在生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。尤其在我國新疆內(nèi)陸棉區(qū),目前實行的“矮、密、早、膜”栽培方式,即建立在縮節(jié)安系統(tǒng)化控的基礎上,因為通過縮節(jié)安的矮化作用,才有可能增加種植密度,從而為早熟創(chuàng)造條件。但需要指出的是,縮節(jié)安的使用方法一直以葉面噴施為主