农药缓释剂研究进展概述

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摘要：农药缓释剂是目前应用比较成功的农药制剂，它的产生使传统的农药产品剂型结构发生了重大变化。综述了农药缓释剂的特点、分类，介绍了几种常见的农药缓释剂剂型，分析了农药缓释剂发展中存在的问题，并指出了农药缓释剂的发展方向。
【关键词】：农药；缓释；剂型
　　
　　化学防治是农作物病虫草害防治的主要方法，在农业生产中发挥着重要的作用，也带来了诸如农药残留、环境污染及抗药性等问题。在大力发展无公害农业的今天，并不意味着排斥农药的使用，在无公害农产品的生产中依旧需要使用农药，只是对其提出了更高的要求。农药常规剂型一般利用率只有20％～30％，在释放到靶标物过程中的损失率在50％～ 0％。农药常规剂型存在有效成分释放速度快、药效持效时间短、用药量大等缺点，不仅在经济上是一种浪费，而且造成了环境污染。对农药的加工剂型进行改进是提高农药利用率，降低农药残留的有效途径之一。缓释剂可使农药的释放在数量、时间和空间上加以控制，可有效提高农药的利用率，是安全、高效、经济地使用农药的理想剂型。
　　1农药缓释剂
　　有害生物的发生危害是导致农业减产的一个重要因素之一。在有害生物的化学防治中，如果单考虑防治效果，稳定性好、残效期长的农药是最理想的农药。但这种类型的农药分解速度慢、残留时间长，有可能进入到人类食物链中危害人体健康，应当尽可能限制使用。在使用残效期短的农药时，为了维持一定的残留就必须施用高于有效剂量的药量，或增加施药次数，这样既易产生药害，增大残留，污染环境，又费工费时，很不经济。为了发挥残效期短的农药的作用，可以通过农药加工手段，根据有害生物的发生规律、危害特点及环境条件，使农药按照需要的剂量、特定的时间持续稳定的释放，以达到最经济、安全、有效地控制有害生物的目的，利用这种农药加工手段制成的农药剂型，称为农药缓释剂。
　　2农药缓释剂的特点
　　农药缓释剂可以更经济合理地使用农药.把农药对环境的污染程度降至最低，在农业有害生物的防治中具有广泛的应用前景，其具有如下特点：
　　(1)农药缓释剂能改善药剂的物理性能，减少漂移，还可将液体农药固体化，方便贮存、运输、使用和包装处理。(2)农药缓释剂减少了环境中光、空气、水和微生物对农药的分解，减少了挥发、流失和相互起化学反应的可能，并改变了释放性能，从而使持效期延长，用药量减少，施药时间间隔拉长，省工省药。(3)农药缓释剂使药剂的释放剂量和时间得到了控制，使药剂的性能得到提高。(4)农药缓释剂可以控制释放，使高毒品种低毒化，避免或减轻了高毒农药在使用过程中对人畜及有益微生物的急性中毒和伤害，降低了原药的急性毒性，减轻了残留及不愉快刺激气味，减少了对环境的污染和对农作物的药害，从而扩大了农药的应用范围。
　　3农药缓释剂的类型
　　农药缓释剂分为物理型农药缓释剂和化学型农药缓释剂。物理型农药缓释剂主要依靠高分子化合物和原药间的物理结合形成。化学型农药缓释剂是原药与高分子化合物之间通过化学反应结合而成。
　　3.1物理型农药缓释剂
　　3.1.1微胶囊剂
　　微胶囊剂是以天然或合成的高分子材料作为囊壁，通过物理法、化学法或物理化学法将另一种物质包裹起来形成一种具有半透膜的微型胶囊。因囊皮可以阻隔光、氧、水等对农药的降解作用，该剂型特别适用于信息素、昆虫激素、引诱剂等用量小防效高的农药。农药微胶囊剂以无毒可降解载体为壳材料，加工工艺简单，容易操作，成本低廉，解决了微胶囊剂研发与生产中的关键问题，为农药微胶囊剂的推广和使用创造了条件，是农药剂型中技术含量高的一种，它将成为今后农药新剂型的发展方向。
　　3.1.2包结化合物原药分子通过氢键、范德华力、自由电子接受偶极矩感应及极化等作用，与另外的化合物形成不同空间结构的新分子化合物。这种新分子化合物改变了被包物的理化性质，如稳定性、挥发性、溶解性、气味和颜色等，起到了保护和控制释放作用，从而提高了被包物的稳定性，延长了持效期，降低了毒性等。祝志峰利用甲醛为交联剂，在淀粉囊化农药过程中，对淀粉囊材进行交联，有效地降低了淀粉胶囊制品的水溶胀程度和胶囊药剂的释放速度。郝英俊等用环糊精包络水不溶的代森锰锌农药后，可以提高农药的稳定性、水溶性、乳化性，从而延长了药效期。古俊等将β一环糊精与农药形成包含物，对有机农药具有增溶作用。这种方法在增加疏水性农药的水溶性和清除环境中的有机污染物等方面具有广阔的应用前景。
　　3.1.3均一体在温度适宜的条件下，将原药均匀地分散于高分子化合物或弹性基质等其他基质中.形成固溶体、凝胶体或分散体，然后按照使用的需要，加工成型制成的缓释剂称为均一体。梁涛等日将戈菊酯、稳定剂、增效剂及香精等与载体加工制成块状固体缓释剂，按照国家标准检测，其灭蚊效果由原来的10min以内的有效时间延迟到了2月以上。Sopena等用溶剂挥干法制成哒草伏的乙基纤维素微球，其制作简单，原料易得，残效期长，使用方便，用途广泛，缓释时间随配方的改变而不同。其缺点主要表现在：(1)活性成分含量不高。(2)体积大。(3)成型过程中需要高温，易造成活性成分损失。(4)初期释放速度快，后期释放速度降低。
　　3.1.4吸附性制品吸附性制品是将药剂吸附于无机、有机或天然吸附性载体中形成的一种农药剂型。沸石、膨润土、锯末、硅藻土、氧化铝、离子交换树脂或合成的粒状载体均可作为吸附性载体。周本新等口将纤维片浸入敌敌畏、苯二甲酸酯及硅油混合物中，在外面封一层塑料膜，留2％面积不封闭.使农药缓释，残效为90 d以上。Celis等日以含有机和无机阳离子的黏土作为吸附载体，制成持效期长、化学稳定性好的缓释剂。Gary等将C02在溶液中乳化以提高树脂微球对药剂的负载量，这种方法在缓释剂制作中具有广泛的应用前景。Hermosin等㈣以有机黏土作为载体制作成除草剂2.4-D的吸附型农药缓释剂，有效地延长了土壤处理剂作用效能.减少了在运输过程中农药的大量损失，提高了农药的药效。
　　3.2化学型农药缓释剂
　　化学型农药缓释剂是利用农药本身的活性基团(如-COOH，-OH，-SH，NH2等)，在不破坏原农药结构的前提下，自身缩聚或与天然或合成的高分子聚合物直接或间接化学结合。形成在自然界可以逐步降解的新高分子农药。化学型农药缓释剂的释放速度取决于新组合化学键的稳定性、分解和扩散的速率，即连结基的种类和新化合物的亲水性、高分子侧链的体积、交联程度、立体结构以及外界环境因素等等。而连结底物的农药量决定了有效释放所维持的时间。按照聚合物与农药的主要连结方式不同，化学型农药缓释剂主要可以分为以下4类：
　　3.2.1原药与高分子化合物直接结合原药与高分-子化合物中含有的OH、-SH、-NH2、-CHO、-COOH、            一S03H、-H3PO2等基团均可发生化合反应.形成具有缓释作用的高分子农药。刘冬雪等将杀菌剂多菌灵链接在高分子载体上，生成的高分子型化学杀菌剂本身不表现出杀菌活性，在使用环境下发生化学键的断裂，释放出足够量的多菌灵使持效期由原来的1～10d变为30～40d。
　　3.2.2农药自身聚成高分子农药农药可以自身聚合形成高分子缓释性农药。如水中的防污剂砷酸钠单独或在硫磺存在下熔融脱水生成的无机酸酐，具有一定的缓释性。
　　3.2.3原药与无机或有机化合物反应，生成络合物或分子化合物锦宏等研究表明草甘膦与阴离子层状材料镁铝水滑石和镁铝双金属氢氧化物通过共沉淀法组装得到超分子结构插层农药缓释剂，缓慢释放出草甘膦。Baljit Singh等利用淀粉藻酸盐与钙交联络合硫代氨基甲酸盐类杀菌剂制成农药缓释剂，通过小剂量的逐步释放，从而解决了大量施用过程中对环境和人类健康的危害。Brunan等将二烷基硫酸钠和葵二酸阴离子嵌人镁铝有机水滑石中制成了层状材料，再与特丁津络合形成特丁津OH络合体.在水溶液中能够缓慢地释放特丁津，减少淋溶过程中的损失。
　　3.2.4通过交联剂与高效化合物结合通过位于母体农药和高分子化合物之间起桥梁作用的带有双活性基团或多个活性基团的分子和交联作用结合也可以形成农药缓释剂。Selala等将杀菌剂仲丁胺与马来酸酐-苯乙烯共聚物反应制得了聚合物农药。Martin等用氯乙酸作为架桥剂，将萘乙酸连接到纤维素上，延长了残效期。Kim等将氯甲基苯乙烯与2.4-D反应后的生成物与丙烯酰胺聚合得到了高分子农药。这种方式扩大了可用于制备化学型缓释剂的农药和高分子化合物的范围，使一些没有-C00H，但是有OH、-SH、-NH2、-NH等基团的农药有希望制成化学型缓释剂或具有新的生化性能，从而提高其应用价值。
　　4农药缓释剂研究中存在的问题及发展方向
　　近十几年来.农药缓释剂的研究有了迅速的发展，特别是适应了日益严峻的环境保护的需要。虽然农药缓释剂研究取得了一定的成功，但仍存在不少亟需解决的问题：
　　(1)农药缓释剂的基础理论和应用研究还不十分成熟，商品化的农药缓释剂种类少。需加强对农药缓释剂释放机理和释放速率的深入研究，真正实现对活性成分释放的控制。(2)目前多数缓释材料比较贵，急需通过筛选得到廉价的缓释材料，降低制作农药缓释剂的成本。(3)虽然缓释剂的使用降低了农药的使用量并在一定程度上降低了对环境的污染能力，但仍需要进一步分析缓释材料的残留对环境的负面影响，使缓释材料向环保方向发展。(4)目前的农药缓释剂多为简单定性释放，因而需要加强对农药缓释剂制备方法和结构调控的研究，揭示缓释载体的基本物理性质，使农药缓释剂从简单定性缓慢释放向精确定量可控释放方向发展。
　　
　　参考文献
　　            
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