農(nóng)用飛防專用制劑的現(xiàn)狀與發(fā)展

張宏軍，武 鵬，吳進龍，郭明程，陳鐵春

(農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所，北京 100125)

關(guān)鍵字：農(nóng)藥；飛防；專用制劑；助劑

隨著我國農(nóng)業(yè)規(guī)?；同F(xiàn)代化的不斷推進，采用農(nóng)用無人機來防控農(nóng)業(yè)病蟲害的規(guī)模也越來越大。據(jù)測算，目前農(nóng)用無人機進行病蟲害防治的農(nóng)田面積已經(jīng)超過了1億畝。

飛防的快速發(fā)展對我國農(nóng)藥制劑提出了新的要求，而目前國內(nèi)并沒有登記專用于飛防的農(nóng)藥制劑和助劑。已登記的農(nóng)藥噴霧制劑現(xiàn)有27種劑型，除了超低容量液劑之外，一般都是以人工背負(fù)式噴霧器為基礎(chǔ)開展的農(nóng)藥登記田間藥效試驗，并進行了藥劑的有效性和安全性評估。這些基于人工背負(fù)式噴霧器得到的試驗數(shù)據(jù)和GAP/MRL及風(fēng)險評估等并不適用于飛防作業(yè)，國內(nèi)嚴(yán)重缺乏評估飛防的專用制劑、助劑產(chǎn)品和相應(yīng)的試驗方法及評估手段等。

有必要充分了解和掌握飛防制劑與常規(guī)制劑的區(qū)別，做好飛防制劑的篩選及相關(guān)評估工作，才有可能研發(fā)出適合大田使用的科學(xué)有效的飛防專用制劑和助劑產(chǎn)品。

1 飛防制劑與常規(guī)制劑的區(qū)別

根據(jù)飛防噴霧的低量噴霧、霧滴細(xì)和高空作業(yè)等技術(shù)特點，常規(guī)農(nóng)藥制劑的劑型目前有27種(表1)，綜合分析這些常規(guī)的農(nóng)藥制劑劑型，并不全適用于飛防，且飛防時直接使用常規(guī)制劑的藥液也較難達(dá)到理想的防治效果，也存在一定的安全風(fēng)險，用于飛防的制劑與常規(guī)制劑有著較大的區(qū)別，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 用水量不同 常規(guī)農(nóng)藥制劑一般適用于大水量噴灑設(shè)備，每畝地用水量30～50L，稀釋3 000～5 000倍。而飛防制劑一般為低容量或超低容量施藥噴霧，每畝用水量為0.5～1.0 L，稀釋倍數(shù)一般為30～100倍[1]。

表1 適用于常規(guī)噴霧的農(nóng)藥劑型

注：劑型分類采用GB/T 19378-2017 《農(nóng)藥劑型名稱及代碼》。

1.2 藥液濃度不同 由于飛防施用藥液的稀釋倍數(shù)較低，使用常規(guī)制劑會造成在低稀釋倍數(shù)下制劑的沉淀、結(jié)晶、絮凝等情況，易堵塞噴頭。且使用飛防制劑時用藥濃度高，畝用量少，有效減少農(nóng)藥的使用量。

1.3 霧滴大小不同 飛防制劑的霧滴直徑一般為80～150μm，而常規(guī)噴霧的霧滴直徑一般為200～300μm。隨著霧滴粒徑的縮小，霧滴數(shù)目會呈幾何級速度增加，而隨著霧滴數(shù)量的增加，農(nóng)藥擊中靶標(biāo)的概率會顯著增加，對作物表面的覆蓋會更加均勻[2]，且小霧滴能顯著提高藥劑的防效，在相同霧滴密度條件下，顯著減少施藥量[3]。同時根據(jù)防治對象的不同，對霧滴粒徑大小的要求也有不同，一般防治飛行害蟲：10～50μm；防治作物葉面爬行類害蟲及幼蟲：30～150μm；防治植物病害：30～150μm，茂密的大田作物需要的霧滴直徑要相對更小[3]，所以在提高防效上飛防制劑比常規(guī)制劑有著更大的優(yōu)勢。

1.4 溶劑不同 農(nóng)藥制劑中溶劑的用量通常占制劑總量的一半以上，有的劑型如超低容量液劑溶劑占比達(dá)90%以上，溶劑的特性決定了制劑產(chǎn)品的規(guī)格如揮發(fā)性、溶解性、黏度、閃點、表面張力、相對密度等，而飛防制劑對溶劑更有著特殊性要求，溶劑的選擇是配制飛防制劑的關(guān)鍵，但從表2中可以看出在常用溶劑中選擇出適合飛防制劑的溶劑還是比較困難的，在選擇飛防制劑的溶劑時要考慮以下幾個方面的問題：

1.4.1 溶解性差異 飛防噴霧制劑多半為高濃度液體制劑，所以對原藥的溶解性要高，否則在儲藏運輸過程或噴施過程中易造成分層或析出結(jié)晶，影響產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。

1.4.2 揮發(fā)性差異 由于飛防的噴霧分散度高，形成霧滴粒徑小，一般為80～150μm，易飄移，且霧滴比表面積較大，在霧化和霧滴沉降過程中溶劑會大量揮發(fā)，霧滴變小，不能沉降到靶標(biāo)作物，易造成藥害和環(huán)境污染，因此必須選用揮發(fā)性低的溶劑。

1.4.3 黏度差異 飛防溶劑的黏度，影響制劑的分散度，在同樣噴霧功率的條件下，黏度越大分散度越小。如果溶劑的黏度越高，噴施時功效越小，達(dá)不到分散度的要求，所以飛防溶劑黏度要盡量低，以利于噴施。

1.4.4 閃點差異 溶劑的閃點直接決定著制劑的閃點高低。閃點高低說明制劑的易燃程度，閃點高不易燃，能顯著提高制劑在加工、貯藏、運輸和使用過程中的安全性。特別是飛防噴霧狀態(tài)下，在機體的后方形成的霧滴氣團，有在靜電摩擦下引起燃燒的可能性，因此一般要求溶劑的閃點應(yīng)≥70℃(開口杯測定法)[2]。

1.4.5 安全性差異 飛防制劑的溶劑用量大，且施用時稀釋倍數(shù)較低，施用時直接接觸到作物表面的溶劑量會比較大，易對人畜和作物產(chǎn)生藥害。因此飛防與常規(guī)噴霧要選擇安全性更高的溶劑，可以有效減少藥害的產(chǎn)生。

1.4.6 表面張力差異 溶劑的表面張力小有利于藥劑的分散，更有利于藥液在作物靶標(biāo)上的附著，飛防要求表面張力要更小才好。

1.4.7 相對密度差異 溶劑的密度大，既有利于藥劑的分散，也有利于制劑霧化后霧滴的沉降，從而有效減少霧滴漂移的時間，更快的作用于標(biāo)靶作物。飛防要求相對密度要更大些。

表2 幾種溶劑的物理特性[2]

注：仿Mass，W.，帶( )表示性能差。

1.5 抗揮發(fā)和抗飄失能力不同 由于飛機噴灑有一定高度，在風(fēng)的作用下，80～400μm的霧滴容易飄失，這不僅造成防效降低而且會造成臨近作物藥害和污染，所以要求飛防制劑比常規(guī)制劑具有更好的抗揮發(fā)和抗飄移的特性。

1.6 飛防用藥多為多種制劑混合 飛防噴施時需要2種以上不同農(nóng)藥制劑同時施用，要求制劑相容性要好，否則在藥劑桶混時易出現(xiàn)分層、結(jié)晶、絮凝、聚團、膠化等情況，藥效難以保證。所以在施用時要事先做好混配試驗，桶混時做到現(xiàn)配現(xiàn)用，防止混配體系不能長時間穩(wěn)定存在，并且在桶混稀釋時要遵循先分別稀釋再桶混的原則。

1.7 受氣象因素影響程度不同 相對于常規(guī)制劑，飛防制劑噴施時受到溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等氣象因素的改變的影響更大，容易造成霧滴的飄失和蒸發(fā)，在噴施時尤其要做好對氣象因素的考慮。

2 飛防藥劑的篩選原則

2.1 藥劑篩選 針對飛防的技術(shù)特點，飛防專用制劑中有效成分活性要遵循高效、低毒、無抗性及交互抗性等基本原則，篩選時充分考慮所選農(nóng)藥的毒理、環(huán)境等的安全性數(shù)據(jù)和實際生產(chǎn)需求，以保證高濃度藥劑對人、畜、作物的安全性和防效；并且篩選藥劑應(yīng)優(yōu)先考慮大宗作物的常見病蟲害用藥，保證大范圍大面積用藥，介于現(xiàn)行飛防技術(shù)的不成熟性，不推薦選用除草劑制劑作為飛防制劑，易引發(fā)藥害，應(yīng)加大用于飛防的殺蟲和殺菌制劑的研發(fā)。

2.2 劑型篩選 劑型選擇上主要以水性化的水劑、懸浮劑、水乳劑及顆粒劑等安全環(huán)保的農(nóng)藥劑型為主，減少含有大量甲苯、二甲苯等有機溶劑的產(chǎn)品劑型，加強新劑型研發(fā)。最早開發(fā)適用于飛防的劑型為超低容量液劑，在我國已取得登記的超低容量液劑的登記產(chǎn)品目前共14個，除去3種衛(wèi)生殺蟲劑和2種專供出口的制劑，只有9種可應(yīng)用于大田的制劑產(chǎn)品(表3)，但其也未明確表示專用于飛防，其他登記的劑型也未明確表示可直接應(yīng)用于飛防。參考日本、韓國對飛防制劑的登記(表4)，有必要加快開發(fā)和登記我國飛防的產(chǎn)品和技術(shù)。日本研發(fā)出的豆型顆粒劑就可以作為飛防的潛在劑型，飛防專用劑型的研發(fā)還有很大的提升空間。

表3 我國超低容量液劑的產(chǎn)品登記情況

表4 日本、韓國登記飛防產(chǎn)品數(shù)量及劑型(截止于2017年底)

2.3 復(fù)配制劑的篩選 根據(jù)施藥作物和防治對象的不同，在藥劑組合選擇上，應(yīng)根據(jù)有效成分的理化特性及其作用機理，優(yōu)先考慮有效成分混配的合理性，注重有效成分的毒力增效或相加作用，嚴(yán)防拮抗作用；重點關(guān)注有效成分混用后的化學(xué)穩(wěn)定性，防止各有效成分間發(fā)生不良作用，以免降低藥效，避免發(fā)生藥害；選擇利用有效成分的負(fù)交互抗性的特性，注意各單劑的持效期的相近性和互補性等[4]。

3 飛防助劑的主要功效

根據(jù)飛防制劑的特性，在生產(chǎn)過程中需要加入特定的助劑，但加入過多助劑會影響制劑配方的穩(wěn)定性，也會使制劑產(chǎn)品不能達(dá)到現(xiàn)行農(nóng)藥登記質(zhì)量規(guī)格要求，如加入沉淀劑過多，會造成產(chǎn)品的稀釋穩(wěn)定性不符合要求，因此為達(dá)到飛防制劑的抗漂移、抗蒸發(fā)等特性，在施藥時在制劑產(chǎn)品之外要再加入額外的功能助劑，以改善飛防制劑的理化性質(zhì)，強化飛防制劑的特性，達(dá)到減量增效的目的。

目前我國對農(nóng)藥助劑管理還未正式提出明確的規(guī)定和要求，但在2015年農(nóng)業(yè)部擬實行《農(nóng)藥助劑禁限用名單》管理，農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所起草了涉及9種禁用和75種限用的《農(nóng)藥助劑禁限用名單》(征求意見稿)。在農(nóng)藥登記時，明確規(guī)定制劑產(chǎn)品的專用助劑必須提供相應(yīng)的試驗資料。對于助劑的安全選擇可以參照美國環(huán)保局(EPA)的農(nóng)藥助劑清單中不同安全級別，在選擇助劑時，一定優(yōu)先考慮對低用量、高效能、作物友好、環(huán)境安全、易于生物降解的助劑[5]。對于飛防施藥技術(shù)，加入特定助劑能更好的改善飛防制劑的防效：

3.1 促進霧滴的沉降，減少制劑霧滴在空氣中的飄散時間，使制劑加速沉降到靶標(biāo)位置。

3.2 提高霧滴的抗漂移能力，減少飛機下壓氣流帶來的干擾，改善霧滴的粒徑均勻性，減少漂移帶來的藥害和利用率的下降，同時增強霧滴在作物上中下三層的沉淀分布，提高藥效。

3.3 減緩霧滴在噴施過程中和在葉片表面的蒸發(fā)，延長藥物的作用時間，提高整體的藥效和防控能力。

3.4 提高霧滴對葉面的附著力，改進霧滴的潤濕和展著性，減少飛機下壓氣流對霧滴沉淀附著的干擾，有效提高霧滴在作物標(biāo)靶上的附著性。

3.5 降低霧滴表面張力，減小霧滴與靶標(biāo)對象的接觸角，使相同體積的液滴與靶標(biāo)對象有更大的接觸面，促進藥液浸潤、展著和滲透，增加制劑產(chǎn)品被葉片吸收的機會。

3.6 提高耐雨水沖刷的能力，降低雨水對作物葉面的有效成分的沖淋情況，減少有效成分流失，提高有效成分在葉面的滯留，加大對有效成分的進一步吸收，提升藥劑的持效性。

3.7 提高制劑桶混穩(wěn)定性，在噴施前，加入助劑有助于農(nóng)藥制劑桶混時體系的穩(wěn)定性，達(dá)到稀釋均勻的目的。

4 飛防制劑今后發(fā)展

隨著《全國動植物保護能力提升工程建設(shè)規(guī)劃(2017-2025年)》、國家兩減重大科技項目和國家相關(guān)惠農(nóng)政策的扎實推進，在我國勞動力資源短缺，且大量向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移的情況下，農(nóng)田適度規(guī)?；?jīng)營不斷推進，農(nóng)藥飛防技術(shù)作為一種高效的農(nóng)業(yè)植保技術(shù)已走上更大的舞臺。

與農(nóng)藥飛防技術(shù)相匹配的農(nóng)藥專用制劑和助劑的研發(fā)、登記管理的政策法規(guī)、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及試驗準(zhǔn)則等將會成為關(guān)注的熱點。今后農(nóng)藥飛防制劑和專用助劑的研發(fā)將以抗蒸發(fā)、抗漂移、沉淀滲透性好、潤濕吸收快和安全廣譜高效為主要方向，注重飛防藥劑、劑型和復(fù)配制劑的篩選開發(fā)，同時借鑒美國、日本、韓國等已有的飛防農(nóng)藥制劑登記國家的經(jīng)驗，適合我國農(nóng)藥飛防作業(yè)的特色制劑和助劑將會得到快速的發(fā)展。