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赤霉酸的剂型及其发展动向

时间2018/12/27 10:29:27文章来源中国农资网浏来数 4365

    赤霉酸是目前国内外使用最广泛的植物生长调节剂赤霉酸制剂的有效成分主要为GA3和GA4+7少有其他种类的赤霉酸用于实际生产赤霉酸能溶于醇类丙酮醋酸乙酯醋酸丁酯冰醋酸和pH 6.2的磷酸缓冲液中难溶于水不溶于石油醚苯和氯仿热剂在较低温度和酸性条件下相对稳定在pH过高或过低的溶液中易分解主要活性基团是然因其特殊的理化性质目前的赤霉酸制剂以乳油结晶粉和可溶粉剂登记数20为主越来越多国家的农药登记管理机构要求农药剂型对使用者更影全对环境影响更小和使用剂量更低这些要求就促进了悬浮剂SC水乳剂EW微乳剂ME和微囊悬浮剂CS等农药水基化剂型的开发同时也加速了农药粉剂向水分散粒剂WG和可溶粒剂SG的转变

 

    制剂技术的目的是优化农药生物活性提高安全院便于使用由于农药活性成分的多样性根据不同有效成分的理化性质目前已经开发了许多种不同类型的农药制剂剂型多以简单的可溶液剂SL含油基溶剂的乳油EC粉剂DP和可湿性粉剂WP等剂型为主农药乳油中的溶剂和粉剂可湿性粉剂中的粉尘在使用时存在安全问题并且会对环境带来负面影响

    由于赤霉酸在水中溶解度低和不稳定的特殊理化性质限制了赤霉酸剂型由传统剂型向新型安全和水基化剂型的转变近年来为了开发安全高效的水基化剂型部分学者也开始做如何在水中保持赤霉酸稳定性的研究希望可以业合适的方法开发出新的赤霉酸剂型

 

    1  赤霉酸概况

   赤霉酸是一类重要的四环二萜类化合物是植物五大激素之一是目前国内外使霉泛的植物生长调节剂它广泛分加高等植物真菌和细菌中且多存在于生长旺盛部分如茎端嫩丁根尖和果实种子含量为1100 mg/g鲜重目前已有136种赤霉酸从植物真菌和细菌中发现赤霉酸能促进细胞分裂细胞伸长促进核酸和蛋字的合成促进和控制内源生长酸的合成和到⣬提高多种酶的活性因而被广泛应用于蔬菜水果花卉等作物上达到打破种有眠增加叶菜鲜重增加果实产量诱导单性结实和调整花卉花期的目的

 

    2  赤霉酸的主要剂型

    2.1  赤霉酸乳油

   赤霉酸乳油是将萃取后的赤霉酸母液与溶剂和乳化剂配制而成的棕色透明液体其中常用的溶剂是酒精乳化剂是蓖麻油聚氧乙烯醚赤霉酸乳油的优点是生产历史较长具有成熟的加工技术且药效高施用方便性质稳定等优点所以产量大应用范围广其缺点是乳油中含有有机溶剂对幼果有刺激作用可使果面皮孔增大降低果面光洁度还有增加农药渗入动植物和人体内的作用如使用不保容易造成药害

 

    2.2  赤霉酸可溶粉剂

   赤霉酸可溶粉剂是在一定条件下按一定程序将赤霉酸结晶粉和其他辅料烘烤粉碎混合而制得可溶粉剂的优点是细度均取流动院á子计量在水中溶解迅速有效成分以分子状态均匀地分散于水中因此与其他剂型相比更能充分发挥药效因该剂型缓有机溶剂不会因溶剂而产生药害和污染环境贮存时稳定院ã生产成本较低且使用安全故近年来赤霉酸可溶粉剂得到了较广泛的发展

 

    2.3  赤霉酸结晶粉

   赤霉酸结晶粉是赤霉酸发酵液经一系列过滤浓缩萃取结晶制得结晶粉的优点是稳定院ã便于运输且保势较长但缺点是使用时需先用少量酒精或白酒将其溶解然后再按所需浓度对水稀释但加水不当容易再结晶从而影响药效也给实际应用带来不便

 

    2.4  赤霉酸片剂

   赤霉酸片剂是用一定比例的赤霉酸原药和其他填料等经酒精喷浆得到的粒剂压片制得赤霉酸片剂克服了粉剂和水剂的缺点可苯油入水中溶解溶解彻底无粉尘污染对作业者安全减少了对环境的污染剂量准确使用时勿需称量操作方便减少有效成分与空气苯接触的面积有效成分及产品的理化性质容易保持稳定延长保势ڡ目前赤霉酸片剂主要用于出口

 

    3  我国赤霉酸制剂生产(登记)现状

   对中国农药信息网发布的赤霉酸制剂登记基本情况进行了调查分析了目前赤霉酸剂型的种类和制剂发展的基本情况传统的乳油和结晶粉等剂型仍然占据着主要地位

 

    3.1  赤霉酸登记的剂型

   赤霉酸乳油剂型占调查数的28.6%含量主要为3%和4%已成为我国赤霉酸市场上一个主要剂型赤霉酸可溶粉剂占调查数的22.4%含量主要为10%20%和40%等赤霉酸结晶粉剂型占调查数的20.4%含量主要为75%和85%也是市面现要的制剂类型赤霉酸可溶片剂占调查数的9.2%含量主要为10%和20%等表1乳油和结晶粉的生产工艺简单性质稳定这两种剂型一直际到大多数农药生产企业的青睐突破传统的可溶粉剂和片剂也逐渐进入人们视野成为赤霉酸的主要剂型这4种剂型为当前赤霉酸生产的主要剂型鲜有其他剂型出现

 

表1  赤霉酸剂型含量及产肥

剂型

产肥

含量(%)

占比(%)

总占比(%)

乳油

28

34

28.6

71.4

可溶粉剂

22

102040

22.4

结晶粉

20

7585

20.4

可溶片剂

9

101520

9.2

28.6

可溶粒剂

5

4080

5.1

可溶液剂

4

4

4.1

水剂

3

24

3.1

脂膏

3

2

3.1

水分散粒剂

2

210

2.0

膏剂

2

2.7

2.0

总数

98

 

100.0

100.0

 

    3.2  赤霉酸制剂的登记动态

   2015年2月17日农业农村部印发了关于到2020年化肥使用量零增长行动方浮和到2020年农药使用量零增长行动方浮的通知这就要求生产者在少用农药和化肥的同时还要保证产可至增加产量而农作物产量和化肥之间存在着密切的关系少用化肥和增加产量就形成了一对矛盾体如何来使这对矛盾体达到统一是未来的研究方向植物生长调节剂应用是目前解决这一矛盾体较好的方法赤霉酸则是应用最为广泛的植物生长调节剂其已经成为目前研究和应用的热点就取得正式登记的赤霉酸制剂来看赤霉酸制剂数呈逐年上升趋势图1

 

 

图1  赤霉酸制剂的登记动态

 

   乳油和结晶粉具有成熟的加工技术且药效高施用方便性质稳定等优点因而赤霉酸乳油和结晶粉仍然是目前的主流剂型占有相当大的比例可溶粉剂和片剂具有可在水中溶解缓有机溶剂子计量操作方便安全等优点近年来发展迅速逐渐成为主流剂型随着赤霉酸剂型研究的深入近年来也逐渐出现了水基化和特殊用法的赤霉酸制剂如赤霉酸水剂可溶液剂和脂膏等剂型这些剂型的出现为院赤霉酸的剂型开发提供了方向

 

    4  未来赤霉酸剂型的发展趋势

   当前全球农药剂型发展的趋势一是发展如悬浮剂SC和水乳剂EW在内的水基化剂型尽可能减少石油类溶剂的使用二是以水分散粒剂WG和可溶粒剂SG替代粉剂或某些液剂这种变化减少了农药在运输和储存过程中的可燃几率同时降低了农药使用时对使用者的经皮毒性赤霉酸剂型未来的发展方向主要有3个一是对现有剂型的改进二是开发新的剂型三是开发特定用途或使用方法的剂型

 

    4.1  对现有剂型的改进

    4.1.1  对赤霉酸乳油的改进

    赤霉酸乳油中含有有毒的挥发性有机溶剂存在易燃易爆和中毒的危险易产生药害污染环境和储运不安全等问题对赤霉酸乳油改造主要通过两个方面进行环面是采用更高闪点的溶剂如Exxon的Solvesso 100150200代替乳油中的挥发性溶剂这种方法在一些杀菌剂或杀虫剂上已经得到应用如用于防治水稻纹枯病的5%氟环唑展膜油剂或者开拓以绿色溶剂保例如多元醇类酯尤其是醇类的磷酸化三酯类醚类酮类水不溶的醇类聚乙二醇类和植物油类代替石油基溶剂从而制得更安全和环保的乳油剂型产品如5%醚菊酯展膜油剂另环面是对某些适合的农药活性成分加工成高质量浓度的乳油产品也可大幅度减少或不用溶剂量如毒死蜱加工成48%乳油而不加工成15%或20%的乳油等这些方法都可越鉴应用在赤霉酸乳油研制上

 

    4.1.2  对赤霉酸结晶粉的改进

   赤霉酸结晶粉使用时需先用少量酒精或白酒将其溶解然后再按所需浓度对水稀释但加水不当容易再结晶从而影响药效给实际应用带来不便对赤霉酸结晶粉的改造主要是将赤霉酸结晶粉和其他辅料烘烤粉碎混合制成可溶的粉剂粒剂或者片剂因此赤霉酸的可溶粉剂粒剂和片剂产品越来越多

 

    4.2  赤霉酸新剂型的研发

   随着现代农业的发展人们对环保和食品安全的意识不显强对农药也提出了高效环保的新要求农药中的主要有效成分除司有较高挥发性或水溶性的可以苯使用外绝大多数必须加工成各种剂型才可使用以往的赤霉酸制剂多为乳油长期使用易污染环境随着高性能环保型水基性农药制剂的开发与应用乳油制剂逐渐被发达国家限制或禁用与国外相比我国对水基性农药制剂的研究起步较晚直到20世纪80年代才开始相关的研发

 

    4.2.1  水基化剂型的开发

   以水代替有机溶剂制成水基化的制剂肥是一个有效的方法但鉴于赤霉酸难溶于水5 g/L不稳定等特性水基化的赤霉酸制剂发展缓慢直到近几年才有学者慢慢探索如何保持赤霉酸在水中的稳定性逯芳杨睿王晓婧热通过制备赤霉酸与-泛精及其衍生物的包合物发现包合物可以增加赤霉酸在水中的溶解院稳定性郭春立研究了不同条件下赤霉酸的稳定性发现pH 3.0的柠檬酸-K2HPO4缓冲液可越好地保护赤霉酸但是这些只能是提供了方向对于制成赤霉酸水剂还不能达到要求肖勇等研究了赤霉酸A4+7水剂的稳定性发现20%25%助剂M可越赤霉酸A4+7水剂的热储分解率控制在5%以下

 

    4.2.2  功能性剂型的开发

   根据赤霉酸用法的不同可以开发出方便使用的专用剂型在果树希赤霉酸的应用可源进果实增大增重达到增产的效果由于花分散叶丛生且喷雾的农药有效利用率最高的不到30%喷雾往往不能达到很好的效果且用药量大因此一种专门用于涂抹果柄的赤霉酸膏剂应运而生了如江苏丰源生物工程有限公司开发的4.1%赤霉酸脂膏江苏省农垦生物化学有限公司开发的3%赤霉酸脂膏等在育苗希赤霉酸可以制成种衣剂用于种子处理目前杀菌剂和杀虫剂更多地制成种衣剂用于种子处理其目的是防治种传病害和害虫侵染目前的生长调节剂还少有分种成种衣剂这也是未来可以考虑的方向

 

    5  结语

   我国是世界上应用植物生长物质最广泛的国家在农业生产中大面积应用植物生长物质已取得司世瞩目的成就随着植物生长调节剂的不断开发利用以及化学调控技术的不断发展植物生长调剂将更加广泛地应用于农业生产的各个环节中伴随着食品安全问题和环境问题的日益突出赤霉酸制剂在方便生产的同保更应该注重制剂向更安全更高效对环境更友好方向发展保障农药的安全院高效性是每个科研工作者和制剂研发人员的责任和义务在新的剂型开发中要充分考虑赤霉酸的理化性质及其在农业生产中的应用方式方法才能充分地发挥赤霉酸制剂研发的主观能动性为赤霉酸制剂的发展奠定坚实的基础


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