農(nóng)藥劑型發(fā)展概況

韓菲菲

（上海農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，上海 201699）

大多數(shù)農(nóng)藥原藥不能直接用于生產(chǎn)，必須加入適當(dāng)?shù)妮o助劑，制成便于使用的具有一定形態(tài)、組成及規(guī)格的農(nóng)藥制劑，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。目前，農(nóng)藥劑型研究主要有農(nóng)藥助劑的研究與開發(fā)、劑型加工工藝的技術(shù)與方法、工業(yè)化生產(chǎn)工藝與設(shè)備、同劑型相關(guān)的農(nóng)藥應(yīng)用與毒理學(xué)研究［1］。

劑型加工與原藥生產(chǎn)是緊密銜接的農(nóng)藥生產(chǎn)過程。農(nóng)藥經(jīng)過劑型加工，不僅可以減少用藥量，便于田間施用，還能降低毒性，延緩抗性產(chǎn)生的同時(shí)延長藥劑使用壽命。因此，劑型好的農(nóng)藥在田間使用過程中會(huì)產(chǎn)生較好的防治效果。

近年來，農(nóng)藥劑型和制劑加工受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，對(duì)農(nóng)藥制劑提出了更嚴(yán)格的要求，如“三廢”污染、殘留、安全等問題。在發(fā)達(dá)國家，人們強(qiáng)烈呼吁停止使用芳香烴等溶劑，抵制在蔬菜、果樹上使用乳油，并通過立法、提高農(nóng)藥登記注冊(cè)條件等方法來加以管制［2］。從1993年起，以美國為首的西方發(fā)達(dá)國家分別出臺(tái)相關(guān)法律措施，取消溶劑中含甲苯、二甲苯農(nóng)藥劑型的登記，發(fā)展中國家也從1999 年起開始重視此類農(nóng)藥劑型的生產(chǎn)。因此，當(dāng)代對(duì)農(nóng)藥劑型提出了更高的要求［3］，只有發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，創(chuàng)新農(nóng)藥制劑新品種，加大無公害治理力度，使用與環(huán)境友好的農(nóng)藥劑型產(chǎn)品，才能使化學(xué)農(nóng)藥發(fā)揮更大的作用。

研究開發(fā)無芳烴、無粉塵、對(duì)環(huán)境友好、對(duì)工作人員安全的環(huán)保型農(nóng)藥新劑型是當(dāng)今農(nóng)藥劑型發(fā)展的主要方向［4］，粉劑、乳油、顆粒劑、可濕性粉劑等在過去占主要地位的劑型受到巨大沖擊［5］。因此，大多數(shù)國外農(nóng)藥公司，如拜耳、先正達(dá)等都投入巨額資金開發(fā)新的劑型，提高制劑質(zhì)量?；诖耍饕攀鰢鴥?nèi)外劑型發(fā)展的方向。

1 水基化制劑

水基化制劑是用水作為主要基質(zhì)的制劑，包括水乳劑、可溶性液劑、懸浮劑、微乳劑和懸乳劑等，這些劑型將逐步取代乳油，可減輕對(duì)環(huán)境的污染，降低運(yùn)輸?shù)奈ｋU(xiǎn)性，還可以節(jié)約大量的有機(jī)溶劑。

1.1 可溶性液劑

可溶性液劑是均一、透明的液體制劑，用水稀釋后可形成真溶液。可溶性液劑的介質(zhì)是由水和有機(jī)物組成的混合物或只由有機(jī)物組成。1992—1993 年，英國可溶性劑型的銷售額占整個(gè)農(nóng)藥市場(chǎng)的17%，美國占16%，法國占13%。很多品種都在萬噸以上。在中國登記注冊(cè)的主要有41%農(nóng)達(dá)等30 多個(gè)制劑品種，并且每年增加的新品種越來越多?？扇苄砸簞┠壳霸谖覈r(nóng)藥加工制劑中占15%～20%［6］，隨著人們環(huán)保意識(shí)的日益提高，被認(rèn)為“綠色制劑”的水劑更是受到青睞，該劑型的發(fā)展空間也更為廣闊。

1.2 微乳劑

農(nóng)藥微乳劑是農(nóng)藥有效成分或其有機(jī)溶劑溶液和水在表面活性劑存在下形成的熱力學(xué)穩(wěn)定、光學(xué)半透明或透明、各向同性的分散體系［7］，具有如下特點(diǎn)：1）閃點(diǎn)高，不燃不爆炸，安全系數(shù)高；2）減少有機(jī)溶劑的使用量，對(duì)人類和環(huán)境友好，有利于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善；3）對(duì)植物和昆蟲有良好的滲透性，吸收率高，低劑量即可發(fā)揮藥效；4）以水為基質(zhì)，資源豐富。

微乳劑加工過程中，乳化劑和溶劑的選擇非常關(guān)鍵，選擇不當(dāng)易發(fā)生結(jié)晶和轉(zhuǎn)相。為保證制劑質(zhì)量穩(wěn)定，一般將微乳劑的濁點(diǎn)指標(biāo)定為≥54 ℃［8］。微乳劑的加工通常是將農(nóng)藥原藥和乳化劑充分混合后，一邊攪拌一邊慢慢加入水中，直至均勻［9］。因此，微乳劑的應(yīng)用較廣，產(chǎn)品較多，國外已有5%氯氰菊酯、10%高效苯醚菊酯等品種的商品。農(nóng)藥微乳劑在我國剛邁入研究和發(fā)展階段［10］，目前的品種主要有5%高效氯氰菊酯、8%氰戊菊酯等。

1.3 水乳劑

水乳劑是指不溶于水的原藥溶于有機(jī)溶劑所得的溶液，水乳劑分散于水中，外觀通常為乳白色液體。從某種意義上講，水乳劑是一種液-液相水懸浮劑。水乳劑通常是非均相液體，這就決定了在研究中要選好助劑，所需助劑一般有乳化劑、分散劑、穩(wěn)定劑、增稠劑和抗凍劑等。水乳劑將芳香類有機(jī)溶劑替換為水，所用的黏度調(diào)節(jié)劑是從食品添加劑中選取的，對(duì)環(huán)境安全。1993—2005 年，農(nóng)藥水乳劑在我國共登記108 個(gè)，至2007 年4月處于登記有效期內(nèi)的品種達(dá)224 個(gè)，發(fā)展速度較快，但在我國產(chǎn)量仍然很小。目前，國外主要研究和推廣的農(nóng)藥劑型就是水乳劑［11］，水乳劑在國外發(fā)達(dá)國家發(fā)展很快。國外農(nóng)化公司在我國登記的主要農(nóng)藥品種有6.9%精惡唑禾草靈（威霸）等。

1.4 懸浮劑

懸浮劑是在難溶于水的固體農(nóng)藥中加入助劑，經(jīng)過充分研磨，使其成為連續(xù)相為水，分散在水介質(zhì)中的懸濁液，具有如下特點(diǎn)。1）用水取代價(jià)格高、易燃的有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，減輕藥害問題。2）懸浮劑在水中擴(kuò)散良好，可以直接兌水噴霧，使用方便。3）懸浮率高，在植物表明的黏附力較強(qiáng)，耐雨水沖刷，藥劑持效性更久。4）比重較大，包裝體積小，方便運(yùn)輸。近年來，懸浮劑兼有可濕性粉劑和乳油的優(yōu)點(diǎn)，所以在理論和技術(shù)研發(fā)等方面取得了較大進(jìn)展，在很好地解決了其穩(wěn)定性問題后，進(jìn)一步加快了懸浮劑的發(fā)展。

近年來，國外農(nóng)化公司開發(fā)的一些具有特點(diǎn)且已經(jīng)進(jìn)入中國市場(chǎng)并得到廣泛認(rèn)可和使用的新農(nóng)藥品種，主要都是懸浮劑，如10%醚菊酯等。到2003 年，我國開發(fā)出270 個(gè)懸浮劑品種并投入生產(chǎn)使用，數(shù)量是2002 年的2 倍，其產(chǎn)品有2.5%溴氰菊酯等。懸浮劑已經(jīng)成為目前農(nóng)藥制劑加工技術(shù)發(fā)展方向上的一種重要?jiǎng)┬?，并且在我國農(nóng)藥制劑中充滿競爭力。

1.5 懸乳劑

懸乳劑是在介質(zhì)水中，將不溶于水的原藥和各種助劑分散成穩(wěn)定的高懸浮乳狀體系［12］；也可以定義為在各種助劑的協(xié)助下，將一種及以上不溶于水的固體原藥和液體原藥均勻地分散于水中，形成的高懸浮乳狀液體，又被稱為三相混合物、多組分懸浮體系［13］。懸乳劑是一種三相穩(wěn)定體系，突破了原藥以固體或液體配制的單一劑型，結(jié)合懸浮劑和水乳劑的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了原藥以固液體同時(shí)存在的混合劑型，具有貯存穩(wěn)定性高、生物活性良好、懸浮率高、分散勻質(zhì)性好、對(duì)環(huán)境污染小且毒性低等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)近年來開發(fā)出的懸乳劑商品取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，主要品種有均三氮苯-氯代乙酰基苯胺類懸乳劑。

2 新型固體制劑

固體制劑在傳統(tǒng)農(nóng)藥制劑中是一種重要?jiǎng)┬停捎谟袡C(jī)氯產(chǎn)品的使用受到限制，且粉劑容易造成環(huán)境污染、對(duì)操作工損害較大、田間使用藥效低，固體制劑的用量開始減少，隨之水分散粒劑、可分散片劑、泡騰片劑、可溶粉劑使用量逐漸增大，新固體制劑的市場(chǎng)占有量隨之上升。該劑型發(fā)揮了粉劑使用方便的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了其易漂浮、對(duì)人和環(huán)境不友好、利用率低的缺點(diǎn)。

2.1 水分散粒劑

水分散粒劑有時(shí)也稱干懸浮劑，在水中能快速崩解分散，形成高懸浮狀態(tài)的粒狀劑型［14］。通過濕法或干法粉碎，在農(nóng)藥有效成分、濕潤劑、分散劑等助劑中加入以及少量填料使其微細(xì)化后，再通過干燥、擠壓、造粒等工藝制成水分散粒劑［15］。崩解性、懸浮性、分散性好是該劑型的特點(diǎn)，制劑有效成分可高達(dá)90%，無粉塵，性能穩(wěn)定，計(jì)量和田間使用便捷，增加了貯存和運(yùn)輸?shù)陌踩?。水分散粒劑具有懸浮劑和可濕性粉劑的?yōu)點(diǎn)，所以在未來農(nóng)藥市場(chǎng)中，高質(zhì)量濃度的水分散粒劑有望成為最具核心競爭力的產(chǎn)品之一［16］。目前，水分散粒劑的很多制劑品種在國際市場(chǎng)上的銷售已經(jīng)比較普遍，主要有80%敵菌丹等。該劑型在歐美的發(fā)展比較迅速，但在我國還處于起步階段。

2.2 可溶粉劑

可溶粉劑由農(nóng)藥原藥、填料、助劑組成，其特點(diǎn)是質(zhì)量濃度高、不需有機(jī)溶劑、化學(xué)穩(wěn)定性好、貯存和運(yùn)輸成本較低。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，可溶粉劑在我國登記的品種有114 個(gè)，約占制劑總數(shù)的4%，位居第3。根據(jù)市場(chǎng)的需要，除了吡蟲啉、多菌靈等常用的可溶粉劑外，其他的品種也在不斷增加。高質(zhì)量濃度的可溶粉劑則具有更廣闊的發(fā)展前景，主要是因?yàn)檫@種農(nóng)藥劑型符合水基性、粒狀、與環(huán)境友好的發(fā)展趨勢(shì)。

2.3 泡騰片劑

泡騰片劑可以在水中自動(dòng)崩解，兌水形成懸浮液后，直接噴霧使用。在擴(kuò)散劑的作用下，泡騰片劑在在水田施用中可以使有效成分均勻地釋放，有效殺滅靶標(biāo)害蟲。國外近年來已有一些泡騰片劑產(chǎn)品，如氯磺隆等進(jìn)入市場(chǎng)。我國泡騰片劑的研究也取得一些進(jìn)展，主要有3%吡蟲啉泡騰片劑等。該劑型具有施藥省工，且農(nóng)藥成本的優(yōu)點(diǎn)。

2.4 可分散片劑

可分散片劑是近年來國外研究較多的一種新型制劑。該劑型遇水可迅速崩解成均勻混懸液，集合了水分散粒劑、泡騰片劑、片劑三者的優(yōu)點(diǎn)，比水分散粒劑對(duì)環(huán)境更加友好；涵蓋了片劑的外形特點(diǎn)、崩解速度快、懸浮率高的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的藥效且對(duì)環(huán)境、施藥者更安全?？煞稚⑵瑒﹥?yōu)點(diǎn)較多，所以近年來發(fā)展迅速［17］。國外在我國登記的可分散片劑產(chǎn)品主要有10%草威、25%溴氰菊酯等，我國登記的產(chǎn)品主要有2%乙草胺·西草凈等。

3 農(nóng)藥緩釋制劑

3.1 緩釋劑

緩釋劑是一種經(jīng)濟(jì)、安全且能有效控制有害生物的劑型，主要根據(jù)在一定的環(huán)境條件下，按照防治對(duì)象的不同，將農(nóng)藥加工成不同含量的緩釋劑，通過藥劑持續(xù)穩(wěn)定的釋放，達(dá)到殺滅靶標(biāo)有害生物的目的。在加工過程中，可將緩釋劑加工成物理型和化學(xué)型兩種，目前市場(chǎng)上主要為物理型，產(chǎn)品約有50 種，化學(xué)型仍處在探索階段［18］。

緩釋劑具有控制釋放能力、持效期長、用藥量低、可有效減輕農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染（例如希臘在農(nóng)業(yè)中使用緩釋劑，該國的水資源農(nóng)藥污染遠(yuǎn)低于歐盟制定的可接受的污染水平［19］）等作用。緩釋劑較高的生產(chǎn)成本影響了它的發(fā)展規(guī)模，隨著其不斷受到各大型企業(yè)的重視，相信在未來農(nóng)藥制劑中緩釋劑也將獲得重要的地位。

3.2 微膠囊劑

微膠囊劑的囊壁或囊膜是用高分子材料制成，通過化學(xué)、物理方法制成半透明的微型膠囊，儲(chǔ)存農(nóng)藥的活性物質(zhì)，使其在水中以一定的質(zhì)量濃度均勻穩(wěn)定地分散、懸浮［20］，該劑型將油相、水相隔開，因此對(duì)難以制成水乳劑和微乳劑，且對(duì)水不穩(wěn)定的農(nóng)藥活性成分可以嘗試制成微膠囊劑。在20 世紀(jì)50 年代，微膠囊劑最初是由美國NCR 公司開發(fā)用于制造力敏復(fù)寫紙，后來在醫(yī)藥、香料、化妝品、農(nóng)藥等領(lǐng)域得到應(yīng)用和開發(fā)［21］。在農(nóng)藥領(lǐng)域，目前國際上微膠囊劑品種少、產(chǎn)量小，主要是因?yàn)槟移げ牧腺F，從而造成經(jīng)濟(jì)成本較高，在市場(chǎng)上缺乏競爭力。但隨著國家對(duì)環(huán)境、食品安全和綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的大力宣傳，微膠囊劑的諸多優(yōu)點(diǎn)重新進(jìn)入人們視野，也必將成為農(nóng)藥劑型加工技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。因此，如何提高囊皮材料加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，選擇高附加值的原藥品種，將成為新的微膠囊劑劑型開發(fā)中的重要課題。

4 結(jié)語

目前，創(chuàng)制新農(nóng)藥的難度日益增大，農(nóng)藥抗性問題日益嚴(yán)重，延緩農(nóng)藥抗性、使高毒農(nóng)藥低毒化成為目前農(nóng)藥行業(yè)亟待解決的問題。隨著國家對(duì)農(nóng)藥新劑型發(fā)展的重視和支持，農(nóng)藥加工工業(yè)也面臨著既要加工符合農(nóng)業(yè)發(fā)展又要與環(huán)境友好的新挑戰(zhàn)。雖然與國際先進(jìn)水平相比，我們?cè)谥苿┢贩N、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性方面還存在較大差距，往往產(chǎn)品不達(dá)標(biāo)、藥效低，不能滿足農(nóng)民的需要。因此，面對(duì)農(nóng)藥劑型加工工藝的技術(shù)局限性，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究，以提高創(chuàng)制農(nóng)藥新劑型和提高制劑質(zhì)量的能力。另外，要充分利用計(jì)算機(jī)化學(xué)的優(yōu)勢(shì)，在農(nóng)藥劑型加工研究中提高產(chǎn)品開發(fā)效率、產(chǎn)品質(zhì)量，在生產(chǎn)應(yīng)用中提高產(chǎn)品密閉化、機(jī)械化和自動(dòng)化水平。隨著人們?cè)絹碓疥P(guān)注綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對(duì)農(nóng)藥劑型的要求日益提高，農(nóng)藥劑型加工技術(shù)也將會(huì)不斷地出現(xiàn)新的突破。