转贴:农用有机硅表面活性剂的应用

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有机硅表面活性剂作为农药助剂使用始于20世纪60年代。它在国民经济中的应用一直受到人们的关注。但直到20世纪80年代才开始在农业上进行商业性的推广使用。经室内广泛的生化和生理测试及随后的田间试验证实, 农用有机硅助剂是防除荆豆草用除草剂草甘磷的*助剂。国内外迄今已有多篇综述对有机硅表面活性剂的特性及其在农药中的应用进行了深入的讨论,主要研究了有机硅表面活性剂作为喷雾助剂、叶面吸收助剂,以及针对除草剂、杀虫剂、杀菌剂、生长调节剂和叶面施肥剂等领域的研究。

1、作为喷雾改良剂

VanValkenburg曾将农药助剂分为两大类:喷雾改良剂和活化剂。一般来说,有机硅表面活性剂主要属于喷雾改良剂。由于它们的活性很强,有时也可用作活化剂。使用有机硅表面活性剂能提高喷雾液通过叶面气孔时被叶吸收的能力,因而有必要对它们在喷雾剂中的特性进行研究。有机硅表面活性剂活性*,容易产生泡沫过量。施用时,须在喷雾桶中zui后加入助剂并避免过度搅拌,可减少泡沫量。加入适量的消泡剂可控制泡沫量,市场上供应多种适用的消泡剂,其中以硅为主的由乳浊颗粒硅石组成的消泡剂效果*。它们虽然去泡沫有效,但能力有限,必须先于有机硅喷雾改良剂加入喷雾桶内。例如,孟山都新西兰公司*的AF9020消泡剂,可降低除草剂和有机硅喷雾剂混合时产生的泡沫,功效与单用除草剂时差不多,且喷雾混合液的成本无明显增加混合液的成本无明显增加。喷雾液雾化受表面张力控制。有机硅喷雾改良剂能在喷头产生分散液膜的几毫秒时间内,明显降低喷雾液的表面张力,缩小所产生雾滴的粒径。当有机硅表面活性剂浓度相对较高,且通过8003LP高流量低压喷头喷雾时,能降低雾滴的体积中径VMD50%以上,并可避免漂移雾滴的增加,但对8001低流量高压喷头的VMD没有影响。据报导,草甘膦喷雾液中加入农用有机硅助剂后,大雾滴被粉碎,除草活性可达到细雾喷雾时的效果,而采用8001喷头则使细液滴的比例提高。显然,由于有机硅表面活性剂能快速降低表面张力,所以必须谨慎选用具有细喷头的喷雾设备。有机硅表面活性剂能大大降低溶液的表面张力,减少液滴与叶面之间的接触角,增强药液在植物体表或害虫体表的湿润、粘附及展着能力,从而提高药效。靶标害虫通常藏匿在果树缝隙中,需要用助剂提高微观覆盖,使药液沉淀物进入缝隙,增加与害虫的接触。1995年在西班牙的柑桔上进行了杀虫剂的药效试验。尽管所使用的农用有机硅助剂浓度较低,喷雾量低至0·04 L/m2,杀虫剂只用了常用剂量的一半就达到了较好的功效。

2、作为叶面吸收助剂

除草剂、植物生长调节剂和营养物质的zui终作用点是在植物组织内,而有机硅表面活性剂能增强叶面吸收农药的功能,这对于提高农药功效,减少其用量有着重要意义。

表 农用有机硅助剂0.05%提高阿维菌素对桔细潜蛾的防治效果

1992年Buick等人研究了有机硅表面活性剂农用有机硅助剂对促进三氯吡啶叶面吸收作用的影响。试验采用脱落酸处理植物以关闭植物表皮气孔与未用脱落酸预处理的植物进行对比。结果发现:气孔是药剂进入植物体的主要途径之一。有机硅表面活性剂能使药液的表面张力低于植物叶表面湿润临界值之下约25mN/m,故能促使药液由叶气孔渗透进入表皮。渗透需超伸展性能,因此,只限于三硅氧烷观察到的渗透现象。为获得合适的气孔渗透率,农药制剂中有机硅表面活性剂的浓度要求须超过2g/L的阈值浓度,而农药配方则趋向于抑制有机硅。如采用农用有机硅助剂时,草甘膦制剂和纯有效成分相比,渗透率有所下降。这是因为在低于一定喷液量的情况下,可能没有足量的有机硅表面活性剂克服农药制剂引起的抑制作用和提供所要求的渗透作用。故应全面优化制剂配方,而不单单是有机硅表面活性剂本身。许多作物叶表无气孔,所进入叶组织必须渗透表皮。有效成分、植物和助剂之间的相互作用,趋于高度的特异性,而有机硅表面活性剂能促进一些有效成分对植物的渗透作用。农用有机硅助剂对阿维菌素的增效作用,主要体现在它能使药液进入微观的害虫藏匿处,其次依赖于被叶面吸收并进入表皮,延长残效期。阿维菌素使用农用有机硅助剂后的残效期要比使用矿物油助剂的残效期长。农用有机硅助剂不仅性能*,用量低,而且可直接在制剂中作桶混助剂加入,具备了商业可行性。

3、作为活化剂

至今,农药助剂用有机硅表面活性剂的研究工作大部分都是针对除草剂的。杀虫剂、杀菌剂、生长调节剂和叶面施肥剂等领域的应用也有研究。

3.1、在除草剂中的应用

对有机硅表面活性剂和除草剂的混用已进行了大量的可靠性研究,这里仅介绍几例的研究进展。农用有机硅助剂能克服毛莨对2甲4氯发生的耐药性,表明它是一种成本效益合理的助剂,而常规的表面活性剂则无此性能。这对有机硅表面活性剂与选择性除草剂混用的研究很有意义。S309能提高毒草定和2, 4-滴混剂防除黑云杉及胶冷杉的效果,而农用有机硅助剂则没有此效果。但农用有机硅助剂与乙氯草定加麦草畏的混剂对防除黑云杉有增效作用,而对防除胶冷杉却没有任何作用。除化学除草剂外, 农用有机硅助剂用于微生物除草剂对防除蕨类杂草也有良好效果。

3.2、　在杀虫剂中的应用

作为配制农药的重要表面活性剂组分,甲基化的硅氧烷通常被认为是惰性的。但甲基化的硅氧烷的表面活性使它能浸湿螨虫和昆虫,致其窒息或干扰其重要的生理过程。用叶浸法进行农用有机硅助剂1#、农用有机硅助剂2#、农用有机硅助剂3#水溶液对棉红蜘蛛雌性成虫的生物测定,结果表明,水溶液中的这3个硅氧烷毒性相同LC50=5·5×10-6~8·9×10-6。而SilwetL-7607溶液的毒性较小LC50=4800×10-6, Silwet L-7200对昆虫无毒性。另一试验表明, 农用有机硅助剂的毒性受叶表面湿润性的影响。对豆叶和草莓叶上的昆虫试验, LC50改变分别从22×10-6到84×10-6。农用有机硅助剂对二嗪磷和氯菊酯在水中溶解度分别只有40×10-9和0·2×10-9g/L增效的报道,是对认为“有机硅表面活性剂只对水溶性化合物有效果”的观点zui有力的反驳。同时也说明有机硅表面活性剂不仅对喷雾性质有很大改善,而且是真正的活化剂。昆虫的气孔和叶面的气孔极相似。有机硅表面活性剂能降低其表面张力,使水渗透到昆虫气管内,使其致死。因此有机硅表面活性剂作为杀虫剂助剂是十分有前途的。

3.3、　在杀真菌剂中的应用

有机硅表面活性剂对杀真菌剂内吸活性影响的报道较少。有机硅表面活性剂本身对镰刀菌的真菌毒性高,但对所测试的疫霉和葡萄孢却没有作用。由于有机硅表面活性剂和杀菌剂混合物离体测试十分复杂所以与真菌的种类相互有何影响尚无定论。但有理由相信有机硅表面活性剂的性质和行为对杀菌剂会有相当有利的作用,这些都有待进一步开发。

3.4、在叶面营养剂中的应用

土壤施肥不足或无效时,或为适应即时施肥的需要,广泛使用叶面肥。植物表皮对无机营养物离子的不渗透性,对叶面施肥很不利,故通过气孔渗透不失为一种很好的途径。用农用有机硅助剂喷施铁营养素治疗柑桔缺铁性萎黄病时,对无气孔近轴叶表无效,对下部气孔近轴叶表却有效。这充分说明气孔渗透是缓解机制。据报道, 农用有机硅助剂与锰盐或磷酸盐施用于小麦和马铃薯上,效果大于使用两种常规助剂的效果。

3.5、　在生长调节剂中的应用

有机硅表面活性剂的施用对某些生长调节剂、某些作物有一定作用。例如,赤霉素是栽培柑桔作物用量zui大的生长调节剂。它能起到延迟果皮的衰老,延长收获季节,促进结果,提高收获后果实的生存力等作用。但赤霉素成本高,且不易被柑桔吸收。施用农用有机硅助剂后发现其增效作用很大,而且赤霉素的用量可减少到1/5~1/10。但有机硅表面活性剂和赤霉素施用于欧洲樱桃时无效,这可能是有机硅表面活性剂酸性降解的结果。

4、结束语

研究助剂分子与农药有效成分及有机体虫体、植物体表、菌体等之间的相互作用,将为开发应用新型、的有机硅表面活性剂提供可靠的理论依据,不同的农药、不同的剂型对有机硅表面活性剂有不同要求,总的说来至少应具备以下特点:对原药不分解;能大大降低制剂表面张力;对水、酸、碱、盐、热稳定;对作物无药害。因此,须全面优化制剂配方,以zui大限度提高有机硅表面活性剂的功效,并减少不良影响。有机硅表面活性剂具有低表面张力、高扩展及高渗透率等特性。有机硅助剂能够提高农药的有效利用率,降低农药投放量,减少农药使用量,提高使用农药的安全性。有机硅表面活性剂是新的一类令人振奋、具有挑战性的农药助剂,应用前景十分广阔。

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