矿物油的特性及其在植保中的应用技术

华乃震

研究表明，矿物油对植物和环境有较高的安全性；可封闭昆虫气孔，导致其窒息死亡；可抑制病原真菌菌丝体和分生孢子的生长和繁殖；当与大多数杀虫剂、杀菌剂、除草剂混合使用时，可通过改善化学农药的展着性、黏着性，增加农药有效成分的沉积量和抗雨水冲刷能力，并可增强农药有效成分的渗透，进入靶标害物和农作物体内，从而有效地提高农药有效成分的防治效果[1-3]。

1 矿物油的概述

矿物油在农业上应用由来已久，早在1865年，就开始用未经乳化的煤油控制危害柑橘树的介壳虫。在园艺上矿物油被用于休眠期喷药也有很久历史。之后，农用矿物油被用于防治农作物、果树和花卉的病虫草害，发挥了极其重要的作用。

全球对农用矿物油研究处于领先的公司主要有美国太阳公司、加德士公司、英国BP公司、法国道达尔流体公司、韩国SK公司和澳大利亚石油公司等。已有的农用矿物油商品化系列产品，在美国、欧洲、澳大利亚、南美、亚洲等国家及地区得到广泛使用，在蔬菜、果树、园艺花草等领域应用于介壳虫、蚜虫、螨虫等多种害虫的防治。美国是农用矿物油使用量最多的国家，仅在加利福尼亚州年使用量就高达10 000 t；在意大利用于柑橘的量约7 000 t (占柑橘用药量的12%)；而我国现在农用矿物油年使用量约为7 000~8 000 t，不及美国用量的1%[4]。

在国内至2019年11月1日已登记的矿物油产品有184个，其中单剂有39个，混剂有145个。主要登记产品为杀虫剂和杀螨剂；仅有韩油能源有限公司一家登记99%矿物油杀菌剂，防治对象为黄瓜白粉病，使用量3 000~4 500 g/hm2，采用喷雾方式施药。农用矿物油登记产品中有151个产品用于柑橘、苹果、梨树等防治介壳虫、叶螨等害虫；有27个产品登记用于大田作物棉花防治蚜虫；有16个产品登记用于十字花科蔬菜防治菜青虫；有6个产品登记用于黄瓜。

2 矿物油的组成

大部分农用矿物油是由脂肪烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物，其中脂肪烃相对于环烷烃和芳香烃而言更具杀虫活性，是矿物油中最主要的有效成分，且对植物安全，一般含量在60%~70%为好；环烷烃相对于脂肪烃来说杀虫活性低，对植物伤害较大，而芳香烃含量则越低越好。

目前矿物油一般是由C16~C30的平均分子量为250~400的碳氢化合物的复杂混合物组成，而不同油品质量对分子量的要求也不同。一般来说，矿物油的重油比轻油表现出较好的药效，但同时也容易产生药害，油的分子量越大，药效越好，药害也越严重。

现在已经不用分子量来衡量矿物油的轻、重油，而改用碳链数来表示。一般农用矿物油为C16(轻)~C30(重)化合物，研究表明，C21~C25矿物油具有最佳效果以及有较好的安全性[5]。如韩国SK矿物油是C23~C25化合物(nCY≤3；平均nC24)，被认为是窄分布的碳氢化合物。我国矿物油标准nCY≤3，平均碳原子数是21~24。

此外，矿物油中芳香烃和不饱和烃分子的含量越多，则安全性越低。芳香烃和不饱和烃含量高是矿物油产生药害的根源，而且一些多环芳香烃和不饱和烃对人还有致癌作用，也会严重污染环境[5]。

3 农用矿物油的重要指标

3.1 非磺化物含量

矿物油中芳烃、烯烃等不饱和键在室温下与硫酸起磺化反应生成磺化物，除去磺化物即为非磺化物，非磺化物所占比例即为非磺化物含量，是对矿物油精炼程度的衡量指标，也是评价矿物油质量和安全性最重要的指标。饱和烃含量高，芳烃和重质稠环芳烃含量少，对作物安全性高。人们早已研究发现用硫酸可以除去矿物油中产生药害的这些物质；目前大部分国家规定非磺化物含量须高于92%的农用矿物油可以在作物上安全使用；而非磺化物含量低于92%，则对植物幼嫩部位极易产生急性药害。

由于油品精炼技术的提高，目前矿物油中非磺化物含量可以超过95%，甚至可高达 99%。如我国市场上韩国 SK商事株式会社生产的矿物油产品EnSpray 99(绿颖)的非磺化物含量≥99%，其链烷烃与环烷烃之比为74%∶26%，无芳香烃，密度(15 ℃)0.830 g/cm3，达到食品级白矿物油等级。美国加德士石油公司的 D-C-Tron(敌死虫)的非磺化物含量为94%，其链烷烃与环烷烃之比为 69%∶28%，芳香烃3%，密度(15 ℃) 0.846 g/cm3，达到园艺矿物油等级。美国太阳公司的 SunSpray的非磺化物含量为92%，饱和烃为89.5%，芳香烃10.3%，达到园艺矿物油等级。法国道达尔流体公司的97%希翠®矿物油的非磺化物含量为99%，主要成分为石蜡油，平均碳原子量为20，不含非饱和烷烃，符合欧洲有机食品生产标准。中国广东机油乳剂的 Guangdong Oil(罗定)的非磺化物含量标准为86.7%，只达到休眠油等级。由此可见，广东机油乳剂产品，其非磺化物含量低于中国农业部第1133号公告规定：非磺化物含量应当不小于92%，所以其安全性和药效与国外产品有较大差距，关键性质有待提高。到目前为止，国内还没有企业生产出符合农业部第 1133号公告的农用矿物油的基础油，只能使用从国外进口的基础油。

梁智永等[6]开展了高标准矿物油农药基础油的研制，利用加氢裂化和加氢异构脱蜡工艺，得到颜色浅、硫含量低、馏分窄的轻质油为原料，利用沸点通过窄馏分蒸馏切割，生产出高标准矿物油农药基础油。得到的合适馏分范围的基础油，其相对正构烷烃碳数范围差为 3，相对正构烷烃平均碳数为22，非磺化物含量为 98.0%。油品中链烷烃含量达到 62.9%~65.5%，环烷烃含量 33.2%~35.9%，没有完全饱和芳烃含量为1.2%~1.3%。表1为矿物油农药基础油质量标准的技术指标，可供生产和管理部门参考。

表1 矿物油农药基础油质量指标

此研制的高标准矿物油农药基础油均符合国家关于农用精炼矿物油基础油的指标要求。未来可以在此基础上开发不同功能的农用矿物油，全面提升我国农用矿物油技术水平和产品质量。

3.2 倾点

倾点主要用来评价矿物油在低温下保持液态及其流动性的能力。倾点高则会影响在冬季使用时矿物油在植株表面的覆盖能力，间接会导致药效下降。国内农用喷淋油的倾点为－7 ℃，而美国加德士石油公司的D-C-Tron (敌死虫)的倾点达到－15 ℃。

3.3 相对密度(比重)

矿物油的相对密度同样会影响油的流动性，从而影响效果。一般来说，油越轻相对密度越小，在植物表面有更好的流动性和扩展性，更适合在高温及植物茂盛生长的季节使用。反之重油(如机油乳剂)扩展性差，易产生药害，一般应在果树休眠期使用。矿物油的相对密度如韩国SK的EnSpray 99 (绿颖)相对密度为0.830，美国加德士的D-C-Tron (敌死虫)的为0.846，而国内农用喷淋油的为0.85。

3.4 黏度

矿物油的黏度大小会影响油的流动性和在植物上的扩展性，从而也影响效果。如韩国SK的EnSpray 99 (绿颖)和美国加德士D-C-Tron (敌死虫)的运动黏度(40 ℃)分别为12.6 cSt和12 cSt，美国太阳公司的SunSpray运动黏度(40 ℃)为85 s，而国内农用喷淋油赛氏黏度为55~75 s(37.8 ℃)。

王金信等[7]在室内及温室，测定了10种不同黏度的矿物油助剂对除草剂防除苘麻、稗草药效影响及对苗期玉米安全性。试验结果表明：10种不同黏度的矿物油助剂不同程度地增加了氰草津和烟嘧磺隆防除2种杂草的活性。使用的矿物油：如MOC46中下标46表示矿物油黏度为46 mm2/s (40 ℃)，依次类推使用的矿物油有 MOC7、MOC10、MOC15、MOC24、MOC32、MOC46、MOC58、MOC100、MOC150等。其中黏度为 46 mm2/s (40 ℃)的矿物油助剂(MOC46)对供试除草剂药效的增强作用最为明显，其次为32 mm2/s (40 ℃)的矿物油助剂(MOC32)。低黏度和高黏度的矿物油助剂的增强作用均较低。该研究还表明，MOC46矿物油助剂对莠去津和氰草津活性增强最为明显，对烟嘧磺隆活性增强则较差。矿物油单独使用对作物安全性较高，但与除草剂混用后，在增加药效的同时，有时也会增加对作物的不安全性。MOC46矿物油助剂与莠去津或烟嘧磺隆混用对玉米安全性较好，而与氰草津混用，虽有增效作用，但对苗期玉米药害较重。

4 矿物油的作用

矿物油农药主要成分是矿物油，经添加乳化剂乳化后，兑水后喷雾施用。药剂在虫体、卵壳、菌丝或杂草表面形成一层油膜，通过物理方式而发挥防治效果。矿物油也可以与化学农药(如杀虫剂、杀菌剂、除草剂)混用，作为增效助剂，从而提高化学农药的防治效果。

4.1 防虫作用

矿物油主要通过直接接触害虫后，在其体表形成一层薄的药液油膜，并渗透到害虫气孔及体内，使其脂肪组织膨胀进而封闭气孔；通过物理窒息影响害虫正常呼吸作用，导致其窒息而死亡；同时也会使害虫趋避取食，以此减少危害。此外，喷施的矿物油能封闭成虫的触角，影响雌雄交配，还能使其难以寻找到产卵场所，减少产卵，达到防控害虫的作用。

4.2 杀菌作用

矿物油主要通过物理隔离方式来预防和减轻植物的病害。喷施的矿物油在植物病原体的表面形成油膜，破坏植物病原体的细胞壁，干扰其呼吸作用；并可干扰病原体对寄主植物的附着；同时阻止孢子的萌发、感染和传播，抑制菌丝体生长。如矿物油用于白粉病防治，矿物油与白粉病病菌孢子接触即可导致其死亡，具有铲除和保护作用。

4.3 清除污物，提高植物叶面光洁度

矿物油主要成分为石蜡烃，把矿物油喷施到植物上，矿物油与植物叶表的蜡质层彼此融合(相似相溶原理)，能够有效去除叶片表面的煤灰、烟尘、青苔、尘埃等污物，提高了果树叶表面光洁度，促进植物的光合作用，以及提高了果实表面的光泽度。

4.4 增效作用

矿物油作为增效助剂使用，可与农药[除草剂、杀虫(杀螨)剂和杀菌剂]药剂复配使用，降低药剂喷雾液滴在植物叶面的表面张力，并增强对植物和害虫表面的附着能力；使药剂在靶标上更好地润湿、展布、黏附，增强药剂的渗透性能和耐雨水冲刷能力，从而提高药效。增效助剂在农药中应用由来已久，在20世纪初为了提高杀虫、杀菌活性就有加入油类助剂的报道；在除草剂中的应用可追溯到20世纪60年代，1963年就有矿物油在莠去津中应用的报道，随后又有植物油在莠去津和甜菜宁中应用的报道。国外研究表明：矿物油增强除草剂药效的机理为：⑴ 降低药液的表面张力和接触角，提高药液在杂草表面上润湿和展布，增加药剂在叶面的滞留，延长药液的干燥时间；⑵ 破坏或软化杂草叶表面的蜡质层，增加除草剂药剂的吸收。

目前，应用的油类助剂主要有矿物油和植物油2种类型，各个国家使用的助剂有很大不同。表2示出了美国和西欧使用的助剂的量。

表2 美国(1992)和西欧(1993)助剂市场

从表2可以看出，在美国和西欧使用的增效油类助剂中，矿物油助剂的用量远远高于植物油助剂，这很可能与矿物油有稳定来源、供货方便、产量大、价格较低等因素有关[5]。

5 矿物油的作用、特点和应用

早期应用的矿物油，含有的乳化剂少(一般1%~2%)，故其选择性差，容易产生药害，已很少用。现在使用的大多数矿物油都含有一定量(一般 10%~20%)的非离子乳化剂，其具有的作用、特点等如下：

⑴ 可降低药剂表面张力

如刘晓燕等[8]测定添加机油乳油的氨氯吡啶酸药液和甲嘧磺隆药液的表面张力，得到了机油乳油可以很明显地降低市售的氨氯吡啶酸、甲嘧磺隆制剂药液的表面张力的结论。氨氯吡啶酸的表面张力可由80 mN/m左右降低到37 mN/m左右，甲嘧磺隆可从90 mN/m左右降低到40 mN/m左右。

⑵ 可提高药剂对作物叶片的渗透性

如王仪等[9]研究了助剂对高效氯氰菊酯在甘蓝叶片表皮渗透性效果的影响试验。试验结果表明，加入20%矿物油的4.5%高效氯氰菊酯乳油与不加助剂的4.5%高效氯氰菊酯乳油相比，在处理后6 h前，二者的渗透率相近；在6~15 h，前者的渗透率为后者的9.9倍；在处理后22.4 h时.前者药液停止渗透(即渗透速度为零)，并在此时渗透率达到最高值5.40%；处理后13.0 h时，后者药液停止渗透，并在此时渗透率达到最高值 2.21%。前者药液的渗透速度始终比后者高，其药液的有效渗透时间比后者延长了0.72倍左右。这充分说明矿物油助剂有提高渗透速度和延长药液有效渗透时间的作用，从而使药剂的最终渗透率大大提高，改善了药液对甘蓝叶片的渗透性。

⑶ 安全性好，对环境友好

精炼的矿物油，其脂肪烃是矿物油中最主要的有效成分。碳原子数为21~25的油品能够表现出最佳效果以及有较好的安全性。矿物油中非磺化物含量超过92%以上，一般施用不会产生药害。矿物油为低毒产品，对施药人员安全，对害虫天敌影响小，对环境友好，残留风险低。

⑷ 基本无抗药性

矿物油主要通过物理方式防病和杀虫，很难产生抗性，可以持续使用。

⑸ 使用广泛，持效期长

矿物油在果树、蔬菜、棉花、粮食、蔬菜、花卉等作物上均有大量使用，对多种病虫害都有较好的防控效果，不仅能够杀灭害虫的成虫、若虫；而且对虫卵也有很好的杀灭作用，因此能较长时间控制虫害的危害，减少了用药次数。当然，矿物油对体型较大的害虫及土传病害不具备任何防效。

⑹ 喷施药剂要全面周到

矿物油是通过物理方式发挥效果，因此，药剂要喷施到病虫草害所在之处，即在叶片正面和反面及树干各处喷施周到。

⑺ 选对时间及时用药

在发现有病虫害苗头时用药，以免病虫害加重后难于控制，或增加用药量。施药时期要选对，避免在高温时喷施矿物油，否则会加剧药害发生；如夏天温度高于30 ℃就要降低使用浓度，温度高于35 ℃就不应使用矿物油，以免发生日灼。

⑻ 对花蕾和嫩梢有药害

不建议在花期和嫩梢期使用矿物油，因为矿物油易对植物花蕾和嫩梢产生药害；特别是在橙树上使用，对花蕾影响很大，会导致畸形花出现。

6 矿物油的应用

6.1 矿物油作为活性成分产品的应用

张发成等[10]通过田间试验发现99%矿物油乳油2 075、1 411 g/mL对南瓜白粉病防效显著高于20%三唑酮乳油500 g/mL，且对南瓜安全。宁伟文等[11]进行的99%矿物油乳油(绿颖)防治茶橙瘿螨的一地连续2年的药效试验表明，99%矿物油乳油总体防效与对照药剂15%哒螨灵可湿粉剂相当。在推荐施用浓度范围内，药效高，持效性好，对茶树和天敌生物无不良影响。刘双弟[12]研究了植物源农药 500倍0.3%苦参碱水剂、500倍0.3%印楝素乳油分别与300倍矿物油2种复合液防治小绿叶蝉、跗线螨的药效，结果表明与2种植物源农药单剂、1 000倍35%硫丹乳油、1 000倍40%乐果乳油相比，2种复合液对小绿叶蝉及跗线螨具有较好的防效及较长的持效期，且对天敌安全，可在有机茶园生产基地的茶叶生产中推广使用。熊忠华等[13]进行了0.5%印楝素乳油1 000倍、0.6%苦参碱水剂2 000倍液、2.5%鱼藤酮乳油800倍液和SK绿颖农用喷洒油300倍液对柑橘全爪螨1次喷雾施药和2次喷雾施药的田间试验，结果为4种药剂对有机柑橘园的害螨均具有良好的防效，且2次施药处理的效果更为理想。

6.2 矿物油作为农药增效助剂的应用

刘迎等[14]研究了5种助剂(油酸甲酯、药笑宝、机油乳剂、885和信德宝)对磺草酮的增效作用及其安全性，试验结果表明：加入矿物油的磺草酮药剂对禾本科杂草(稗草、牛筋草、苘麻)和阔叶杂草(反枝苋、马齿苋、苘麻)有较好的防效；而矿物油与磺草酮混用后对玉米安全性最好。卢慧林等[15]采用喷雾法测定矿物油对3种无机铜杀菌剂防治柑橘疮痂病和柑橘全爪螨的增效作用，结果为77%氢氧化铜可湿粉剂、53.8%氢氧化铜可湿粉剂和30%碱式硫酸铜悬浮剂分别与97%矿物油混用后，与单剂相比，对柑橘疮痂病的平均防治效果分别增加了28.25%、20.19%和16.79%；对柑橘全爪螨的防效则分别增加了73.37%、51.47%和91.95%。

7 结 语

高度精炼的矿物油，脂肪烃是其中最主要的有效成分。碳原子数为21~25的油品具有最佳效果以及有较好的安全性。矿物油中非磺化物含量超过92%以上，施用后不会对作物产生药害。在矿物油中添加乳化剂后制成矿物油农药，可兑水后喷雾施用；药剂在虫体、卵壳、菌丝或杂草表面形成一层油膜，通过物理方式起杀灭作用而发挥效果。矿物油也可以作为增效剂与化学农药混用使用，从而提高化学农药的防治效果。矿物油在国际市场上越来越重要，已经成为综合控制病、虫、草害的重要组成部分。

目前国内化学农药的残留、环境保护和食品安全等问题日益受到重视，这要求人们使用低毒和对环境友好的农药。矿物油农药为低毒产品，对施药人员安全，对害虫天敌影响小，对环境友好，残留风险低，基本无抗药性，可以持续使用和持效期长。农用矿物油的推广和应用在国内取得了显著进展，应用对象也已从果树，向蔬菜、花卉、棉花等作物开拓。矿物油农药也成为高毒和高残留农药的重要替代品，并迎来了良好的发展机遇。