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30%氟唑菌酰羟胺·噁霉灵种子处理悬浮剂的配方研究

2020-11-10马俊欢张黎辉郝丽霞刘希玲

农药科学与管理 2020年7期
关键词:成膜衣剂活性剂

马俊欢,张黎辉,郝丽霞,刘希玲

(青岛瀚生生物科技股份有限公司,山东 青岛 266000)

水稻恶苗病又称徒长病,是水稻苗期至穗期主要病害之一,随着旱育秧技术的推广,该病的发生日益严重,常常导致水稻减产10%~20%,发病严重时可减产50%以上,中国各稻区均有发生。以杀菌剂多菌灵为代表的苯并咪唑类药曾是防治该病的主要药剂,随着恶苗病病菌对多菌灵产生抗药性,单一使用该药防效下降。咪鲜胺是咪唑类农药杀菌剂,用于防治水稻恶苗病取得了较好防效,但目前局部地区也出现防效下降的现象,浙江、江苏等地明确提出对咪鲜胺产生严重的抗药性,已经不适合用于水稻恶苗病的防治。

氟唑菌酰羟胺(Adepidyn)是一种琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类杀菌剂,通过干扰呼吸链复合体Ⅱ,阻止能量合成,抑制病原菌生长。在所有化学类型的产品中,氟唑菌酰羟胺对叶斑病和白粉病活性最高;对难以防治的病害,如灰霉病高效;还突破性地防治谷物上由镰刀菌引起的病害,如赤霉病、恶苗病;而且,氟唑菌酰羟胺可以提高作物产量和收益。

噁霉灵是内吸性高效农药杀菌剂、土壤消毒剂,而且也是一种植物生长调节剂。药效作用独特,具有高效、低毒、无公害,属于绿色环保高科技精品,能有效抑制病原真菌菌丝体的正常生长或直接杀死病菌,又能促进植物生长;并具有促进作物根系生长发育、生根壮苗,提高农作物的成活率;而且,啞霉灵的渗透率极高,2h就能移动到茎部,20h移动至植物全身。

悬浮种衣剂是由有效成分(杀虫剂、杀菌剂等)、成膜剂(聚乙烯醇、聚乙二醇等)、湿润剂、分散剂、增稠剂、警戒色、填料和水经湿法粉碎而制成的一种可流动的稳定的均匀悬浮液。要求有效成分能逐步释放而对作物发芽生长无毒害作用,种衣膜具有透水性、透气性,不影响种子生命和呼吸作用。种衣剂具有高效、经济、安全、残效期长和多功能等特点,防治种子病菌,提高种子发芽率。种衣剂紧贴种子,药力集中,利用率高,因而比喷雾、土壤处理、毒土等施药方法省药、省工、省种;种衣剂隐蔽使用,对大气、土壤无污染,不伤天敌,使用安全;种衣剂包覆种子后,农药一般不易迅速向周边扩散,又不受日晒雨淋和高温影响,故具有缓释作用,因而有效期长。尤其是以水为基质,对环境安全。

1 制备材料与工艺

1.1 原料及助剂 原药: 氟唑菌酰羟胺98%、噁霉灵97%;润湿剂:IP;分散剂:嵌段聚醚类(500LQ、D800)、磷酸酯类(CF20S、982)、羧酸盐类(A788、D305);增稠剂:黄原胶、硅酸镁铝;成膜剂:壳聚糖、海藻酸钠、液体硅酸钠(俗称水玻璃)、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠;防冻剂:乙二醇、丙二醇、尿素;消泡剂:有机硅消泡剂;色浆:2200s;水:自来水。

1.2 主要仪器设备 SDF550型砂磨机(1 600 r/min)、NDJ-8S旋转黏度计、BT-800激光粒度分析仪、电子天平、电热真空干燥箱、冰箱、奥式粘度计、1200安捷伦高效液相色谱分析仪等。

1.3 加工工艺 种衣剂与悬浮剂的加工工艺相同,采用湿法砂磨粉碎工艺,将氟唑菌酰羟氨原药、噁霉灵原药、表面活性剂、防冻剂、增稠剂、成膜剂、消泡剂、水按配比称量后,乳化剪切机2 000r/min剪切5min后进砂磨机进行多级砂磨直到达到要求粒径,得到白色均相水悬浮剂,最后加入色浆混匀得成品。

2 配方研究与分析

2.1 表面活性剂的筛选 根据悬浮剂加工理论和以往配制悬浮剂经验,对嵌段聚醚类(500LQ、D800)、磷酸酯类(CF20S、982)、羧酸盐类(A788、D305)进行筛选,加入量为4%(表1)。

表1 表面活性剂单剂筛选

试验结果发现,用单一的表面活性剂都不能得到性能优良的悬浮剂,磷酸酯类效果尤为差。于是将磷酸酯类排除后采用正交实验的方法,将另外两种不同类型的表面活性剂按1:1的比例复配进行筛选,从中选择性能良好的2种表面活性剂组合,筛选结果(表2)。

表2 表面活性剂复配筛选

从筛选结果可以看出,500LQ与D305复配使用时,样品热贮析水少,粒径小,无絮凝和沉淀现象。采用优化组合法对两者的最佳比例进行筛选,结果(表3)。

表3 表面活性剂含量筛选

通过(表3)可以看出,500LQ与D305复配作表面活性剂使用的优选方案的配比为1:1,此时样品热贮无析水,粒径最小,无絮凝和沉淀现象,悬浮率及倾倒性也最佳。

2.2 增稠剂的选择 悬浮剂的黏度是影响产品贮存稳定性的重要因素,黏度太小,产品易析水、结块;黏度太大,产品流动性、倾倒性差,也会给加工带来不便。为了使体系在贮存下保持稳定,通过试验摸索,最终选择黄原胶与硅酸镁铝搭配使用。0.18%黄原胶和2%硅酸镁铝搭配作为增稠剂使用时,样品流动性、倾倒性优,冷、热贮存试验后基本无析水、分层现象。

2.3 成膜剂的选择 成膜剂的加入能够使种衣剂中的水分蒸干后,在种子表面产生连续的薄膜聚合物,能使产品具有一定的粘度,且粘度适中,若粘度过大,会给加工过程带来困难。通过试验对壳聚糖、海藻酸钠、液体硅酸钠(俗称水玻璃)、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠几种成膜剂进行筛选,加入量为3%(表4)。

表4 成膜剂的选择

通过(表4)检测结果可以看出,液体硅酸钠作为成膜剂,成膜所用时间最短,包衣均匀度及种子粘牢性最佳。同时,与其他几个成膜剂相比,硅酸钠使用前不需要提前加热融化,减少加工生产的复杂度。使用量3%较佳,样品的各项检测指标也都能达到标准。

2.4 防冻剂的选择 以水为分散介质的农药悬浮种衣剂,在低温条件下要保持稳定,需要加入适量的防冻剂。本试验选用乙二醇、丙二醇、尿素3种防冻剂。经过低温贮存试验,进行样品的粒径检测和贮存后样品稳定性的观察,对防冻剂进行筛选。试验结果表明,防冻剂选用丙二醇时,样品指标较好,用量为4%,样品各个指标均符合要求(表5)。

表5 防冻剂的选择

试验结果表明,防冻剂选用丙二醇时,样品指标较好。通过大量试验筛选出加入4%丙二醇防冻效果较好。

2.5 消泡剂的选择 悬浮剂加工过程中会产生气泡,这不仅影响产品物理稳定性和外观,还给产品包装带来困难;最主要的目的是产品注入喷雾器械中,稀释使用会产生大量气泡,故需要加入适量的消泡剂。通过大量试验筛选出加入0.4%QP-309有机硅消泡剂消泡效果较好。

2.6 质量符合性检测

2.6.1 外观 该制剂为可流动的悬浮液体,存放过程中顶部出现轻微析水,经缓缓搅拌或摇动后是均匀。

2.6.2 贮存稳定性 按筛选所得的配方制备30%氟唑菌酰羟胺·噁霉灵悬浮剂样品3批,进行低温、热储试验,在贮存前后分别用高效液相色谱分析有效成分含量及悬浮率,测定其各项性能指标是否符合标准,结果(表6)。

表6 贮存稳定性结果

2.6.3 经时稳定性 经时稳定性是将样品装存于试剂瓶中并做封口处理,在自然条件下长期贮存观察。贮存24个月有少量析水,经摇晃可以恢复,且流动性好,粒径涨幅较小趋于稳定。

2.6.4 主要性能指标 进行试验对30%氟唑菌酰羟胺·噁霉灵悬浮剂样品的各项性能指标进行测定,结果为其各项性能指标均符合种子处理悬浮剂的标准要求,产品性能稳定(表7)。

表7 30%氟唑菌酰羟胺·噁霉灵种子处理悬浮剂质量指标

3 研究结果与讨论

通过对表面活性剂、增稠剂、成膜剂、防冻剂、消泡剂等的筛选,得到30%氟唑菌酰羟胺·噁霉灵悬浮种衣剂的较优配方:氟唑菌酰羟氨10%、啞霉灵20%、500LQ 2%、D305 2%、T80 1%、黄原胶0.2%、硅酸镁铝1.2%、液体硅酸钠3%、丙二醇4%、消泡剂0.4%,水补足至100%。测定发现该配方各项指标均符合要求。

本研究所制备的30%氟唑菌酰羟胺·噁霉灵悬浮种衣剂的粒径较小,粘度适中,流动性好,容器底部不产生沉淀物和顶部出现大量透明液体,长期自然存放后外观仍保持良好状态,特别在经过54℃热储14d后悬浮率仍保持90%以上,且无结块。表明该产品配方合理,满足质量规格要求,并且经济可用于实际加工生产。

但本研究并未进行相关的室内生测及大田实验,这还需要后续进行更多、更充分的工作来补充。

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