梁亞芹, 喻紅梅, 華 平, 朱國華, 李建華, 張海濱
(1.南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系,江蘇南通 226010; 2.南通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,江蘇南通 226019;3.南通江山農(nóng)藥化工股份有限公司,江蘇南通 226006)
根據(jù)農(nóng)藥制劑的實(shí)際需要,如劑型要求、使用要求(不同氣候、不同水質(zhì)、不同地區(qū))、使用性能要求,一種原藥加工成幾種甚至幾十種制劑產(chǎn)品已很普遍。農(nóng)藥專用助劑的開發(fā)及其應(yīng)用,是開發(fā)農(nóng)藥新劑型或者老劑型水性化改造以及新農(nóng)藥品種、劑型加工新工藝和應(yīng)用新技術(shù)發(fā)展的需要。丁草胺自20世紀(jì)80年代末開始,一直應(yīng)用于水稻田,是稻田應(yīng)用的主要除草劑之一[1],其劑型主要有乳油[2]、水乳劑[3]、微乳液[4]等。由于乳油產(chǎn)品含有大量的二甲苯等有機(jī)溶劑,這在一定程度上制約了丁草胺的應(yīng)用。張強(qiáng)等制備了60%丁草胺水乳劑,雖然性能較好,但是乳化劑用量多且助劑種類多[5]。因此,筆者研制了兼有單酯鹽優(yōu)良的分散性和乳化性和雙酯鹽優(yōu)良的潤濕和滲透性的新型高效表面活性劑“脂肪醇聚氧乙烯醚烷基不對(duì)稱琥珀酸混合雙酯磺酸鈉[6](以下簡稱AEOSS-7)”,將其作為助劑,成功研制出600 g/L丁草胺水乳劑,并已通過了江蘇省科技廳成果鑒定。該助劑產(chǎn)品具有高效潤濕能力和滲透能力,尤其適合作為進(jìn)行莖葉處理時(shí)農(nóng)藥制劑的添加劑,在農(nóng)藥水性化劑型中添加少量該產(chǎn)品可使農(nóng)藥有效地滲透到被甲殼質(zhì)或細(xì)毛掩蓋的昆蟲或植物體內(nèi),大大提高殺蟲效果及除草效果。
90%丁草胺母藥(江蘇省南通江山農(nóng)藥化工股份有限公司)。
藥劑:600g/L丁草胺水乳劑(美國孟山都產(chǎn)品)。
助劑:AEOSS-7(自制);羅地亞產(chǎn)品(市售)。
供試雜草:稗草(barnyardgrass,Echinochloacrusgalli),萌芽期。將稗草種子用溫水浸泡1 d后放入28 ℃培養(yǎng)箱內(nèi)催芽24 h,采用直徑6 cm的塑料盆內(nèi)播種,將催好芽的稗草種子點(diǎn)播于盆內(nèi),每盆點(diǎn)播20粒。蓋土吸足水后置于溫室內(nèi)24 h后待土壤噴霧處理。土壤的有機(jī)質(zhì)小于2%,本次試驗(yàn)采用純土。催過的稗草種子以露白為準(zhǔn),出芽不宜過長,蓋土土層厚度不超過1 cm厚;蓋土吸足水后塑料盆下以沒有積水為準(zhǔn)。
在配有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的四口燒瓶中按一定比例依次加入經(jīng)除水處理后的月桂醇聚氧乙烯醚-7、順酐及占順酐質(zhì)量1%的烷基磺酸催化劑,通入氮?dú)猓訜?,升溫至反?yīng)溫度后中控終點(diǎn),至酯化率30 min內(nèi)變化小于1%,結(jié)束單酯化反應(yīng)。將異辛醇加入酯化反應(yīng)釜,繼續(xù)升溫至反應(yīng)溫度進(jìn)行保溫反應(yīng)。控制雙酯化率在95%左右,結(jié)束雙酯化反應(yīng)。將上述雙酯化產(chǎn)物冷卻,然后慢慢加入亞硫酸鈉水溶液,滴加結(jié)束后保溫反應(yīng),至磺化率30 min內(nèi)變化小于1%,結(jié)束磺化反應(yīng),得到產(chǎn)品AEOSS-7,合成工藝優(yōu)化研究另文報(bào)道[6],AEOSS-7 結(jié)構(gòu)式見圖1。
將丁草胺原藥和油相助劑農(nóng)乳500#(用代號(hào)B表示)攪拌混合成均勻透明油相,將余量水分別與助劑AEOSS-7、助劑羅地亞產(chǎn)品攪拌混合成均勻透明水相,在5 000 r/min下,慢慢將油相滴入水相,剪切30 min,制成乳白色液體,分別為配制藥劑1#、2#;美國孟山都產(chǎn)品作為對(duì)照藥劑3#。
分別測(cè)定丁草胺水乳劑的乳液穩(wěn)定性、pH值、分散性、持久起泡性、離心穩(wěn)定性等。
乳液穩(wěn)定性:參考國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1603—2001《農(nóng)藥乳液穩(wěn)定性測(cè)定方法》進(jìn)行。取試樣以 342 mg/kg 標(biāo)準(zhǔn)硬水稀釋200倍液于具塞容器中,靜置于30 ℃烘箱中恒溫1 h,觀察外觀。
pH值測(cè)定按NY/T 1860.1—2010的測(cè)定方法。
分散性:水乳劑加入水(30 ℃,硬度342 mg/L)中時(shí)自動(dòng)分散乳化形成乳狀液的能力。
持久起泡性:將量筒加標(biāo)準(zhǔn)硬水至180 mL刻度線出,置量筒于天平上,稱入試樣1.0 g(精確至 0.1 g),加硬水至距離筒塞底部9 cm的刻線處,蓋上塞,以量筒底部為中心,上下顛倒30次,每次2 s,放在試驗(yàn)臺(tái)上靜置1 min,記錄泡沫體積。
離心穩(wěn)定性的測(cè)定:將適量產(chǎn)品加入到試管中,使用800型離心沉淀器,在4 000 r/min下離心,5min后觀察外觀變化。根據(jù)參考資料可知,水乳劑的冷貯穩(wěn)定性可以用離心穩(wěn)定性來代替。
試驗(yàn)劑量相同,均為0.256、0.64、1.6、4、10、25、62.5 g a.i./hm2,稱取適量的藥劑用蒸餾水定容至所需要的濃度。采用土壤封閉噴霧處理,將待處理的試材置于轉(zhuǎn)盤式噴霧機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)上,將樣品溶液噴霧處理,并設(shè)清水對(duì)照;每處理設(shè)4個(gè)重復(fù)。試材處理后置于樓內(nèi)大廳中自然風(fēng)干2~3 h,然后移入溫室進(jìn)行常規(guī)培養(yǎng),處理后不用水噴淋土壤,等稗草芽出土后采用滲灌的方式給水,每次滲灌時(shí)控制水量,塑料盆下不宜有過多的積水。藥后及時(shí)觀察并記錄藥效癥狀;藥后7 d調(diào)查結(jié)果,測(cè)量地上部分鮮質(zhì)量,分別計(jì)算鮮質(zhì)量抑制率[7]。
采用DPS軟件計(jì)算3種藥劑防除稗草的IC50(半抑制率),IC50數(shù)值越小,說明抗體的特異性能越強(qiáng),必要時(shí)進(jìn)行顯著性比較。
將自制助劑應(yīng)用于丁草胺水乳劑,對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試。由表1可知,采用自制表面活性劑 AEOSS-7 制得的1#丁草胺水乳劑各項(xiàng)性能滿足水乳劑的質(zhì)量要求,可進(jìn)行生物活性測(cè)試。
表1 1#丁草胺水乳劑的性能測(cè)試
對(duì)供試稗草進(jìn)行生物活性測(cè)試,結(jié)果發(fā)現(xiàn)施藥后稗草出芽普遍比清水對(duì)照時(shí)間晚,當(dāng)丁草胺藥劑的劑量達(dá)到10 g a.i./hm2時(shí)稗草出土后葉卷曲不能展開,基部腫大、葉色深綠,62.5 g a.i./hm2時(shí)稗草出土后停止生長,并有出現(xiàn)葉尖枯死現(xiàn)象。3個(gè)藥劑下的稗草出現(xiàn)藥效癥狀相同。
由表2可知,藥后14 d,隨著劑量增加3個(gè)藥劑防除效果都增加;在25 g a.i./hm2下對(duì)稗草地上部分鮮質(zhì)量的防除效果都能達(dá)到60%以上。
表2 丁草胺水乳劑對(duì)稗草鮮質(zhì)量抑制率的影響
由表2分析得出,丁草胺1#、2#、3#在溫室內(nèi)當(dāng)劑量達(dá)到62.5 g a.i./hm2時(shí)通過土壤封閉處理對(duì)稗草的防效都能達(dá)到80%左右,丁草胺1#、2#、3#防除稗草的IC50分別為1.623、1.622、1.569 g a.i./hm2。
根據(jù)鮮質(zhì)量抑制率數(shù)據(jù)采用DPS軟件進(jìn)行方差顯著性分析可以看出,2種600 g/L丁草胺水乳劑(1#、2#)和美國孟山都生產(chǎn)的600 g/L丁草胺水乳劑(3#)防除稗草時(shí)各濃度處理差異不顯著(表3)。
通過AEOSS-7在丁草胺水乳劑中的應(yīng)用研究得出以下結(jié)論:(1)以AEOSS-7為助劑的1#丁草胺水乳劑乳液穩(wěn)定性合格,分散性良好,離心穩(wěn)定性優(yōu)。(2)3種藥劑(助劑為AEOSS-7的1#藥劑,助劑為羅地亞的2#藥劑以及美國孟山都3#藥劑)隨著劑量的增加防除效果都增加,在25 g a.i./hm2下對(duì)稗草地上部分鮮質(zhì)量的防除效果都能達(dá)到60%以上;(3)在防除稗草時(shí)3種藥劑各濃度在5%和1%水平差異不顯著。
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表3 丁草胺水乳劑對(duì)稗的鮮質(zhì)量防效
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