农药可分散油悬浮剂的发展现状

日期:07-24-2023

本文摘选自《农药学学报》

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化学农药存在研发周期长、成本高等问题。据估计，公司需筛选至少14万种化合物，才能找到一种新的、商业上可接受的合成农药，而合适的农药剂型可以延长其生命力。因此，近年来农药剂型的研发与优化受到国家和科研人员的重视。

农药剂型的选择不仅由原药性质决定，还要结合安全性、环保性和省力化等因素综合考量。乳油、粉剂、可湿性粉剂等传统剂型，由于使用了大量有机溶剂或容易出现粉尘污染、易出现药害、持效期短等原因，登记比例逐年下降，而环境友好的水基化、省力化剂型如悬浮剂、可溶液剂、水分散粒剂、展膜油剂、可分散油悬浮剂等登记比例不断上升。

从2010—2021年主要剂型与当年登记剂型总量比率 (图1) 来看，乳油、可湿性粉剂的占比呈明显的下降趋势，而悬浮剂、可分散油悬浮剂、水分散粒剂等环境友好剂型占比稳步增加，且发展较快，2010—2021年的年均增长率分别为28.9%、27.9%和 23.2%。其中可分散油悬浮剂登记比例稳步攀升，未来有较大的市场潜力和较高的研究价值。

在GB/T 19378—2017《农药剂型名称及代码》中，可分散油悬浮剂的定义为：有效成分以固体微粒分散在非水介质中形成的稳定的悬浮液体制剂。其有以下两大特点：一是使用植物油、矿物油等分散介质，具有安全、环保的特点；二是具有保护有效成分、减少雾滴飘移、提高雾滴在作物表面的黏附性、渗透性及润湿展布性(图2)等性能，最终使药剂的防治效果有一定的提升，利于提高农药利用率。

农药可分散油悬浮剂最初在20世纪70年代进入人们视野，而我国于2004年才有了相应的产品登记及生产，近15年产品登记数量逐年上升，但由于我国可分散油悬浮剂中的分散介质质量良莠不齐，且缺乏配套的乳化剂、分散剂和增稠剂(抗沉降剂)，且生产成本较高等原因，导致对可分散油悬浮剂的研究投入较少，从而限制了可分散油悬浮剂的发展。

据中国农药信息网登记显示，截至2022年8月1日已有1582个可分散油悬浮剂产品登记，其中除草剂1515个，杀虫剂51个，杀菌剂、植物生长调节剂各为8个 (图3) 。其中除草剂的登记数量较多，且以烟嘧磺隆及其复配产品最多，高达609个，其次是莠去津、硝磺草酮、五氟磺草氨和氰氟草酯，依次为435、253、239和176个。究其原因，可能有以下3点：1) 烟嘧磺隆为内吸性除草剂，制备成可分散油悬浮剂后，能提高药剂的渗透性，并最终使更多的有效成分到达靶标发挥作用。2) 烟嘧磺隆在油中物理稳定性较好，若制备为水基化剂型或可湿性粉剂等固体剂型，在施药后其随着水分的蒸发而逐渐聚集、析出，最终在叶片上的粒径、药剂分布的均匀程度变差，不利于药剂发挥作用；制备为可分散油悬浮剂后，其有效成分在油滴中，油蒸发速度慢，效果较好。3) 可分散油悬浮剂中油类的使用提高了有效成分在叶片上的黏附、抗冲刷性能，延长了其持效期。

此外，生物农药中的活体微生物农药也多加工成可分散油悬浮剂，并已成功防治多种类别的蚜虫。据中国农药信息网数据显示，目前微生物农药主要剂型为可湿性粉剂，不能很好地解决活体微生物农药保质期短、孢子耐受性差和田间持效期短等问题，而可分散油悬浮剂可以使微生物免受高温、干燥以及紫外线的影响，防治效果相较于可湿性粉剂有一定提升，是生物农药的潜力剂型。 

据专利之星统计显示，我国可分散油悬浮剂专利申请数量、专利授权率不断上升 (图4) 。为了更清晰地了解可分散油悬浮剂目前的专利登记情况、常用助剂种类及用量，本文统计了可分散油悬浮剂目前国内外专利登记情况，共计146项，均为中国公司申请，2项为国际专利，其余144项均为中国专利，其中以除草剂共90项，杀虫剂31项、杀菌剂18项、杀线虫剂1项，其余6项为可分散油悬浮剂配方的筛选专利。 

通过对可分散油悬浮剂相关专利的分析与整理，总结了其常用助剂、分散介质和制备工艺，见表 1。其中助剂所涉及种类较多，详细种类见支撑材料电子版。乳化剂以酯醚、酚醚为主，如常见的吐温系列、农乳系列等；分散剂以聚羧酸盐、萘磺酸盐、嵌段聚合物为主；增稠剂以有机膨润土为主；分散介质以大豆油、油酸甲酯、矿物油为主；所用工艺均为介质研磨。

农药减量增效、绿色发展是我国农药行业的发展的方向。随着高效低风险农药开发周期的延长以及研发成本的增加，农药剂型的优化与开发表现出了较高的性价比。

目前，全国多个科研院所和高校已经研制出性能优异的多种农药剂型，如微胶囊、水凝胶、纳米载体及纤维薄膜等。在可预见的未来，农药剂型的研发与优化仍是减药增效、提高农药利用率的最佳途径。通过对文献数量、登记产品、专利等信息的整理分析可看出，可分散油悬浮剂有良好的发展前景。但目前可分散油悬浮剂的适配助剂较少，助剂的选择多数借鉴于水悬浮剂，有些效果不够理想。因此，需要研发人员对分散剂、乳化剂、增稠剂 (抗沉降剂) 进行研发或优化，以生产出配套的、适合于非水介质使用的相关助剂。 

作者认为有两种解决思路：

1) 将已有的助剂改性，使其具有良好的相容性。

2) 借鉴与可分散油悬浮剂相似的领域，如油墨、涂料、水泥泥浆、油基钻井乳液等先进经验。此外，也可推动杀菌剂、杀虫剂开发为可分散油悬浮剂的研发。可分散油悬浮剂黏附性和抗冲刷能力强，持效期长，在一定程度上会利于发挥杀菌剂、杀虫剂的防治效果。油悬浮剂与水悬浮剂相比，可以延长分生孢子的有效性，并可降低紫外线对其干扰，因此也可考虑部分将一些对紫外线敏感的药剂制备成分散油悬浮剂。 

可分散油悬浮剂对于特殊地形、地区的施药有良好的适用性。在果园中由于地形、设备等限制，导致传统的喷雾施药方式缺点明显，而无人机因其灵活、便捷等特点逐渐成为农业中的热点，可将可分散油悬浮剂与无人机施药相结合，以克服水基化剂型在使用无人飞机施药时出现的易蒸发、飘移的缺点，使无人机施药更高效、便捷。通过借鉴其他领域及类似领域的理论与经验，可快速优化提升农药制剂的稳定性及实用性。相信随着科研人员、企业的不断努力，农药可分散油悬浮剂会走向更加光明的未来。