植物叶面的蜡质层是阻止药物吸收进入植物内部的主要屏障 , 通过添加相应的助剂成分或利用纳米尺度的农药颗粒可以有效提升农药在植物体内的吸收传导 。
Gauvrit等制备了甲基化菜籽油和乙氧基化菜籽油 , 将其作为非离子表面活性剂与草甘膦混合后 , 可以明显增加小麦对草甘膦的吸收 。Zhao等制备了负载螺虫乙酯的二氧化硅纳米颗粒 。与传统制剂相比 , 纳米颗粒改善了螺虫乙酯在黄瓜植株的沉积、吸收和传输 , 也更有利于药物在病菌体内的吸收传导 。
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三、农药制剂未来的发展趋势
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1.农药功能助剂开发与管理
农药助剂是农药制剂加工中的重要组成部分 , 在农药加工施药过程中起到了分散、提高药物剂量传输 , 提高农药利用率和农药制剂安全性等作用 。然而 , 随着农药制剂技术的研发创新 , 农用助剂的创新和管理已经难以满足农药制剂行业的发展需求 , 存在的问题主要有:
(1)农药制剂作用机制和增效机制尚不清楚;
(2)缺少关于农药助剂对生物和环境的毒性与危害的理论研究;
(3)缺少场景导向农药绿色助剂(如SC中耐高盐耐硬水分散剂、OD中分散剂、高含量OD、悬乳剂的助剂等);
(4)农药助剂管理尚不全面 , 需加强对农药助剂监管力度 。
2.控制释放制剂技术
控制释放技术作为一种精准控制药物对靶效果的手段 , 仍是未来农药制剂研究方向的重点 , 但中国在农药控制释放技术上与国际水平差距较大 。其研发难点主要为以下:
(1)部分控制释放制剂短期内释放药物浓度较低 , 只有掌握了释放的快慢 , 才能使制剂兼顾速效性和持效性;
(2)部分控制释放制剂的响应条件较为苛刻 , 控制释放制剂的条件需与病害发生规律相符合;
(3)部分农药对水生生物高毒 , 需研发在水环境中不释放的控制释放制剂 。
3.纳米制剂技术
纳米农药制剂具有较大的比表面积、小尺寸效应以及高效传输效应 , 但要完全挖掘纳米农药制剂的潜力还面临着挑战:
(1)纳米农药与植物之间的相互作用机理尚不清楚;
(2)大多纳米农药要求精准对靶效果 , 但有效的药液传输途径较少;
(3)达到纳米级的农药没有表现出类似于无机纳米材料的量子尺寸效应和宏观量子隧道效应;
(4)液体农药由于没有固定的表面 , 达到纳米级后只显示了有效的尺寸效应;
(5)解决公众对在食品生产中使用工程纳米材料的安全性和监管问题的疑虑 , 以确保信息公开、透明 。
4.农药制剂生产与数据精准设计
最初 , 国内农药制剂加工过程中各项技术指标的表征手段多是采用目测和显微测微尺等较粗放的手段 , 这不仅效率低下 , 且结果误差大 。随着物理化学等相关学科的发展以及激光粒度测定仪、Zeta电位仪、电子扫描显微镜、透射电子显微镜、XPS衍射、表界面张力仪、流变仪等先进仪器的出现 , 农药制剂的加工理论也在不断深入 , 正由宏观粗放向着微观精准的方向发展 。
基于表观自由能、沉积量、渗透性等多参数作为指标 , 杜凤沛等提供了一种快速筛选农药制剂药液传递效率 , 优化制剂配方的 ***。此外 , 在农药悬浮剂的研制中通过引入固一液吸附理论、静电稳定理论和流变学理论 , 可以有效指导制剂配方的筛选 , 例如Turbiscan lab是一种采用穿透力极强的近红外脉冲光源来研究液体分散稳定性的仪器 , 可快速筛选分散体系的配方 。
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四、结论与展望
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随着环境安全、农产品安全、生产安全等相关法规的推出 , 农药制剂行业的技术改革迫在眉睫 。在之一、二代农药制剂的技术基础上发展起来的第三代农药制剂体系初具雏形 , 已完成由剂型研发为主转向以药物传递为主的农药制剂研发 。
然而 , 随着植物病虫草害愈发猖獗 , 生态环境保护意识愈发强烈 , 我国农药制剂行业的发展仍面临巨大的挑战 。未来我国农药制剂研发需聚焦关键性技术问题 , 实现新技术、新材料、新助剂、新理论等多方向的齐头并进 , 加速研发绿色生态高效制剂和助剂体系 , 为我国绿色生态农业发展提供支撑 。
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