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农药制剂的发展现状及未来的方向分析探讨

日期:2018-07-06 15:46:58编辑作者:申博

 毫无疑问,作为农药创新的重要组成部分之一,农药剂型的研发至关重要。我国农药剂型加工近年来获得了长足的发展,归纳起来主要经历以下三个阶段:(1)新中国成立至20世纪80年代,这是我国农药剂型加工发展的起步阶段,主要制剂以粉剂、可湿性粉剂等为主;(2)20世纪80年代至20世纪末,这20年是我国农药剂型加工迅速发展的阶段,形成了以乳油等液体制剂为主的格局;(3)21世纪以来,环境友好型新剂型引领我国农药剂型加工的主要发展方向,农药剂型加工水基化、精细化成为发展主流,悬浮剂、水分散粒剂等大批新剂型逐渐占据主流并被广泛应用。

    党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业“五位一体”总布局,十八届三中全会重点强调了生态农业是实现中国梦的重要发展方式,绿色发展、农药减量(零增长)是新形势下国家意志对我国农药产业的必然要求。国家相关农药政策法规的日益规范以及对环保问题的逐渐重视,这对农药剂型提出了越来越高的要求。作为提高农药利用率诸多因素中的一个重要环节,农药制剂优化与内涵提升对现代农业生产中产品功能提升的作用显得尤为重要。

    1、背景与农药制剂的发展??时代促进农药制剂的发展

    国家政策不断出台:新修订的《农药管理条例》2017年6月1日正式颁布实施;农业部发布12种高毒农药5年内全部禁用,降低安全风险;到2020年农药使用量零增长行动方案;《农药乳油中有害溶剂限量标准》(HG/T4576-2013);农药助剂禁限用名单(征求稿意见)等,以上政策将促使农药制剂向提高性能、注重绿色安全等方向发展,这也是农药制剂今后发展的必然之路。

    绿色已成为农业发展最重要的理念和导向,农药减施增效正成为行业上下的自觉行动;种植业结构持续调整,农药零增长行动深入推进,取得了农药用量连续三年负增长的显著成效;以绿色防控为代表的绿色生产方式得到越来越多的应用,病虫害防治专业化服务全面推进,高效施药机械加快推广,尤其是植保无人机飞防发展突飞猛进,进入百万亩规模化作业时代,这些都将对行业走向产生深刻的影响。农药制剂产品更安全、产业更集约、利用更高效、发展可持续,农药行业正沿着这一方向不断前行。

    一个农药的成功,一半在于剂型,这是大家的共识,而剂型与制剂的研究在大背景下需要在深度和广度上去融合。“农药剂型与制剂精细化”、“农药有效利用率提高”已经成为制剂工作者目前及未来相当长一段时期内的主要研究与实践方向,时代在推动着农药制剂的发展,我们需要了解农药制剂发展的思路与方向,探讨农药制剂优化与提高利用率的具体方法及措施,这是非常重要的和符合当下及未来需求的。

    2、农药制剂的作用与重要性??农药活性成分的传送技术

    农药原药是初级产品是原料,农药制剂是最终产品是商品,原药与制剂开发同等重要,不应该有孰重孰轻之谈。剂型与制剂研究在农药开发过程中扮演了很重要的角色,随着超高效农药的诞生和人们对保护环境的重视以及可持续发展的需要,对农药剂型提出了更高的要求。通过对农药制剂加工,可使农药达到以下目的:

    (1)满足农药可以使用的基本条件;

    (2)把药剂均匀地分布在防治靶标;

    (3)最大限度发挥农药的防治效果;

    (4)克服农药的不足之处和缺陷;

    (5)提高使用者的安全性;

    (6)降低对环境的压力;

    (7)改善操作性能,做到省力化;

    (8)提升现有药剂的功能,提升效果及扩大用途;

    (9)通过剂型改造以延长其使用寿命。

    农业的所有领域都需要持续创新,包括新化合物和新制剂。新的传送系统(包括制剂)在一个健康的研发体系中是至关重要的,近10多年来,世界农药制剂研究的思路发生了质的变化,提出了“New delivery technology ”的理念。各大公司都先后转向中低含量的制剂产品的研发,以使产品具有优秀的传送功能。这些尤其集中在SC、WG和OD等环境友好新剂型产品的开发上,成为农药制剂技术发展的新动向。传送系统的技术突破可以显著改变活性成分的监管属性,例如通过限制非靶标移动,提高药效以减少使用量等,可以通过制剂创新设计新的解决方案,如开发传统农药的新剂型新制剂新用途,一个产品中使用2或者3个有效成分,扩大防治谱和提升产品功能,通过不同助剂组合和功能性助剂复配添加,提升制剂稀释液的界面性能等,从而达到提高产品的实际应用性能,以实现有效成分的生物活性最大化。

    农药制剂的作用在农药研究开发过程中非常重要。什么是农药传送系统?如表1所示,其包括的内容不仅仅是剂型研发,还有很多内容需要我们研究。农药研发是个大系统工程,而农药剂型的研发本身又是其中的一个系统工程,图表中组成部分都是一个个具体的研究方向,且又相互关联。

<a  data-cke-saved-href=http://www.agrichem.cn href=http://www.agrichem.cn target=_blank>农药</a>传送系统

    3、农药剂型发展现状与趋势??增效、安全、省力化是当下及未来的方向

    2017年登记产品3919个,按剂型统计,悬浮剂:981个;水剂:413个;水分散粒剂:386个;可湿性粉剂:300个;可分散油悬浮剂:292个;乳油:206个;颗粒剂:136个;水乳剂:134个;悬浮种衣剂:116个;微乳剂:97个;悬乳剂:60个;可溶粒剂:55个;微囊悬浮剂:33个;可溶粉剂:28个;其他:264个,见图1。

2017年<a  data-cke-saved-href=http://www.agrichem.cn href=http://www.agrichem.cn target=_blank>农药</a>登记制剂分布情况

    从以上登记情况分析,悬浮剂(SC)、水分散粒剂(WG)、可分散油悬浮剂(OD)等环境友好型剂型已经成为登记及研发的主要方向,这与2000年以前(EC与WP为绝对主体)发生了很大的变化。制剂水基化(SC),制剂颗粒化(WG),有效成分控制释放(CS),使用更加简单和方便(GR),剂型的多样化和功能化(FS),已经是目前农药剂型发展的现状,增效、安全、省力化是未来发展的方向。目前国内对SC、WG、OD的研发已经放在了重点与常态化位置,但这些研究多数是集中在“点”上的研究,也就是具体问题如配方筛选等上的研究,今后将要更加注重“点面结合”,建立更加全面的评价体系,系统考虑制剂型开发与应用实践相结合,做到精细化才能做好制剂,才能不断提高农药制剂产品的利用率。

    农药生产量大,农药使用量高,农药利用率低。农药折百生产量约140万吨,占全球农药折百使用量的约50%;农药制剂年生产近250万吨,国内种植业使用120万吨(折合原药30~35万吨);2017年中国的农药利用率为38.8%(农业部2017年公布数据,2015年为36.6%,2013年为35%)。农药使用者不讲究用药技术、过量使用农药、使用禁药或者限制农药等行为会加重农药在环境中的残留,提高农药利用效率真的刻不容缓。

    农药剂型技术是一个应用技术,剂型研究围绕着农户施用省力、安全;对施用作物生长安全;确保农产品食用安全;对需要防除的病、虫、草害具有高效性等几个要点展开。农药剂型正向增效、安全、省力化的方向发展。表2为农药剂型加工中增效、提高安全性及省力化的有关技术进展。

<a  data-cke-saved-href=http://www.agrichem.cn href=http://www.agrichem.cn target=_blank>农药</a>制剂“新技术”---精细化(增效、安全、省力化)

    虽然SC、WG、OD等是目前农药制剂研发的重点,但如果说EC、WP、ME等老剂型会淘汰也是不科学的,存在即是合理,剂型的多样化与活性成分的性质、应用对象、应用效果等有着密切的关系。老剂型优化改进、改变剂型研究、环保溶剂应用、助剂环境友好等同样也是今后农药制剂研究开发的重点。例如12.5%烯禾啶EC,如何从剂型角度考虑其体系的环境友好(包括有效成分的纯度)、对敏感作物(如谷物)的安全性,都是值得研究和探索的。农药制剂的设计与研发需要更加细化:从剂型、配方、加工方法、理化性能、生物活性的传递等各方面充分予以考虑。

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