利用固体分散技术制备的农药新剂型——微球剂

日期:11-10-2022

世界农化网中文网报道：大多数农药微球剂的制备方法也是利用固体分散技术制备，只不过其外观为球形颗粒，粒径为微米级。

阿维菌素B2壳聚糖微球剂

针对阿维菌素类有效成分见光易分解，在土壤中易被土壤吸附，导致持效期大幅度缩短的缺点，研制了土壤根部施药的阿维菌素B2壳聚糖微球剂。此剂型是将农药有效成分包埋在高分子聚合物载体中，避免了有效成分与土壤的直接接触，不但延长了农药有效成分的持效期，而且改善了阿维菌素类农药有效成分在土壤施用易于被土壤吸附的缺陷。

阿维菌素B2原药辅以少量有机溶剂及表面活性剂，在壳聚糖弱酸水溶液中搅拌形成乳状液，经喷雾干燥机喷雾，即可制备出实心的、形貌规则、粒径均匀的13%阿维菌素B2壳聚糖微球剂，粒径D50为10.7μm，D90为46.6μm，包埋率达到85%以上。由于采用喷雾干燥，在微球颗粒表面吸附了约占总载药量1/3的有效成分，因而兼具一定的速效性。在土壤中60d释放75.7%的有效成分（土壤温度30℃，土壤含水量20%），在合适的条件下（土壤含水量15%以上，土壤温度20℃以上）具有优异的持效性。2016年在河北高邑县进行的防治黄瓜根结线虫病田间药效试验发现，同等剂量下（5mga.i./株），药后30d，与对照药剂（5%阿维菌素B2水分散粒剂）防效相当，达到66.7%；药后60d的防效为70.5%；药后90d微球剂的防效为75.9%（对照药剂仅为22.6%），显著高于对照药剂（表3）。以上结果表明13%阿维菌素B2壳聚糖微球剂不仅速效性与对照药剂相媲美，且持效期显著高于对照药剂，持效期达到3个月以上，比对照药剂延长1个月。

噻虫胺壳聚糖微球剂

由于噻虫胺对蜜蜂及家蚕等经济昆虫高毒，叶面喷雾对这些有益经济昆虫影响大，研制了土壤根部施药的噻虫胺壳聚糖微球剂，避免烟碱类农药有效成分叶面喷雾对桑蚕的高毒问题，降低对桑蚕养殖业的影响，避开花期施药，减少对蜜蜂的影响。

噻虫胺在加热搅拌条件下溶解于壳聚糖稀酸水溶液中，经喷雾干燥机喷雾，即可制备出实心的、形貌规则、粒径均匀的15%噻虫胺壳聚糖微球剂，D50为3.8μm，D90为10.4μm，微球剂表面附着的有效成分含量占总载药量的比例低于30%，包埋率达到96.8%，在土壤中60d的累积释放69.7%（土壤含水量15%，土壤温度30℃）。2018年在湖南江华防治柑橘木虱的药效试验表明，同等剂量下（幼树0.1ga.i./棵），药后7d与对照药剂（0.5%噻虫胺颗粒剂）防效相当，达到70.4%；药后46d，防效为82.5%；药后96d，防效为64.1%，而对照仅为40.6%，差异显著，即15%噻虫胺壳聚糖微球的速效性稍低于对照药剂，而持效期比对照药剂延长1个月以上（15%噻虫胺壳聚糖微球剂为3个月以上，而对照颗粒剂仅为2个月）（表4）。

对噻虫胺壳聚糖微球剂进行残留消解动态研究发现，15%噻虫胺壳聚糖微球剂在土壤中的消解半衰期比噻虫胺颗粒剂延长了15d，微球剂的施用剂量提高1/3~2/3，其半衰期可延长28d（表5）。15%噻虫胺壳聚糖微球剂对温室黄瓜白粉虱的防效施药后56d达到高峰，施药后63d的防效比对照颗粒剂高18%以上（表6）。黄瓜叶片中吸收的噻虫胺累积量与防效呈正相关（相关系数约0.9，图4）。

呋虫胺壳聚糖/明胶微球剂

由于载体材料的不同，喷雾干燥法得到的微球剂结构不同，可分为中空微球及实心微球。农药有效成分与载体均匀包埋，形成的实心球体为实心微球，如壳聚糖微球剂；而农药与载体均匀混合形成一个中空壳状结构为中空微球剂，如明胶微球剂，外观为坍缩的球形（图5）。呋虫胺明胶微球剂载药量20%，包埋率98%以上，媲美于常规剂型的农药利用率。该剂对棉蚜的防治效果明显优于对照的颗粒剂，药后30d防效可达到83.6% (颗粒剂仅为46.3%)；药后79d 呋虫胺明胶微球对棉蚜的防效达到95.7%（颗粒剂为 83.0%）；药后97d呋虫胺明胶微球的防效达72.4% (颗粒剂此时基本上失去了防治作用，仅为15.5%)，表明呋虫胺明胶微球剂对棉蚜不但具有良好的速效性，而且具有长达3个月以上的持效性。

但由于明胶的熔点较低，热稳定性较差，需在明胶中引入其他的载体对其进行结构修饰，如引入壳聚糖对明胶微球进行修饰，当比例达到5∶1以上时，形成的微球剂外观为实心均匀的球形，且热稳定性明显提高。采用壳聚糖/明胶为1∶1制备的复合微球，载药量为18.5%，包埋率达到98%以上，微球剂粒径为8.6μm，跨度1.3，分布非常均匀。图6为呋虫胺壳聚糖/明胶微球剂的扫描电镜照片。

对呋虫胺壳聚糖/明胶微球剂进行的土壤淋溶试验发现，微球剂最高比原药减少了46%的淋溶量，比颗粒剂减少20%的淋溶量，表明包覆在壳聚糖/明胶复合载体中的有效成分被固定在土壤中，从而减少极性农药的淋溶（图7）。

对呋虫胺壳聚糖/明胶微球剂进行的残留消解动态研究表明，其在土壤中的半衰期比市售的颗粒剂（3%呋虫胺颗粒剂）延长了11d（表7）。在施药后14~42d，市售颗粒剂在土壤中的消解率比呋虫胺壳聚糖/明胶微球剂高15.3%~35.2%，施药后35d达到高峰。42d呋虫胺壳聚糖/明胶微球剂在叶片中的呋虫胺累积量比市售颗粒剂高19.4%~22.8% (图8)。在施药后21~42d，呋虫胺壳聚糖/明胶微球剂对白粉虱的防治效果比相同剂量的市售颗粒剂高16.9%~26.8%，施药后35d药效达到高峰，42d防效仍比对照药剂高18%以上（表8）。