农药新剂型的研究现状及展望

1、农药新剂型的研究现状及展望袁传卫(山东农业大学植物保护学院，山东泰安271018)摘要：国内外农药的剂型正朝着水基性、粒状、缓释、多功能及省力化的方向发 展。木文论述了农药剂型的研究现状，并介绍了剂型的开发与改进，对农药剂型 的发展做了大体的展望。关键词：农约剂型；研究进展；发展方向research status and prospects of new dosage forms of pesticidesyuan chuan-wei(college of plant-protection shandong agricultural university, taiwan 271018) abs

2、tract: formulations of pesticide at home and abroad are moving in water-based, granular, slow release, multifunction and economize labour direction. this paper discusses the status of research on pesticide formulations, and introduced the development and improvement of the dosage form, made a genera

3、l outlook on the development of pesticide formulations.key words : pesticide formulation； research progress； development direction1、农药剂型的概况农药剂型的研究是农药科学使用小不可缺少的内容，农药剂型加工涉及到物 理化学、胶体化学、表面化学、热力学及动力学等多种学科技术，是农药学科屮 一项比较重要而乂比较复杂的分支。冃前由于剂型加工技术的进步以及人类环 保意识的加强，国内外农药的剂型正朝着水基性、粒状、缓释、多功能及省力化 的方向发展。近年來，世界农药剂型加工获得

4、了较大的发展，一些安全、经济、 省力的剂型正在研究并已有应用，他们将代替那些对环境污染严重毒性高用量人 的剂型。过去占统治地位的剂型乳油(ec)、可湿性粉剂(wp)、粉剂(dp)和颗 粒剂(gr)等愈来愈受到冲击。早期的农药制剂是为了满足在人面积范围内均匀使川少量农药的需要而发展 的，最初使用的剂型是粉剂(dp),它是由农药原药、助剂和填料混合均匀形成， 具冇使用方便、撤布效率高、成木低的优点，尤其适宜于缺水地区和防治爆发性 病虫害。这种剂型使用吋易漂移，引起粉尘污染，危及人、畜健康和环境安全, 导致产量锐减，但是粉剂衍生出了很多新剂型，如各种规格的粒剂和可湿性粉剂 等。粉剂之后，农药兑水喷雾

5、使用的制剂得到了广泛的应用，合适的生产装置也 随之发展。对于不溶于常用有机溶剂的固体原药，可湿性粉剂(wp)是一种很好 的剂型，它是由农药原药、适宜的助剂和填料混合均匀所形成的。町湿性粉剂 有许多优点，例如它不使用有机溶剂，运输方便，耐储存等，但皿1'可条件下可湿 性粉剂的接触和呼吸毒性问题能不容忽视。二次世界人战后，聚氧乙烯瞇类表面 活性剂的大量使用，极大地推动了乳汕(ec)的发展。乳汕是由农药原药与乳化剂 溶解在适宜的溶剂中配制而成的，它貝有有效成分含量高、稳定性好、防治效果 好、工艺简单等优点，但是乳汕存在着对环境污染的溶剂，易产住药害和贮运 不安全等缺点，这些问题己经引起了人们

6、的关注，相关的剂型改进也在进行，乳 汕在未來的农药制剂小仍占重要地位，同时对传统乳汕的改进工作将会继续下去, 取代或部分取代传统乳油的新剂型将会不断出现。由粉剂衍生和发展的粒剂（g） 保留了粉剂使用方便，施药工效高的优点，同吋，可以将髙毒农药低毒化施用、 可以控制药剂有效成分的释放速度以及减少环境污染，避免杀伤天敌，减轻对作 物的药害，但粒剂的附着性小，使用范i韦i有限。目前，在一定限度内，粉剂、可 湿性粉剂、乳油、粒剂仍是发展中国家的主要剂型，仍被广泛地应用。但是，这 些剂型的使用已引起人们关注使用者和坏境安全问题，包括粉剂使用时的飘移危 害问题，田间条件卜可湿性粉剂的接触和呼吸毒性问题，乳

7、汕的易燃问题和使用 时芳坯溶剂对皮肤的接触毒性问题等。时金现在，传统农谿剂型因使川冇毒的 冇机溶剂和粉尘飞扬的粉状剂型，正口益严璽污染环境和危害人类健康。用户强 烈需要使用安全、对环境影响最少、在整个货架寿命期间不降低品质、得到最大 活性成分固有的纶物活性制剂的产站。因此，许多农化公司十分注重农药晶种新 剂型的研究和开发，目前国际上农药剂型开发朝着安全性强、绿色环保和价格低 廉的水基性制剂和无粉尘的固体粒状制剂方向发展。新剂型的开发也给专利过期 的老农药品种注入了新的活力，例如经过剂型的改变使高毒农药低毒化，油基剂 型水性化和粉剂剂型粒状化，重新在农药市场上使川，获得更多经济效益，这也 不失为

8、一种开拓农药市场有效的途径。2、农药剂型的研究现状在现阶段，农药剂型的研究中，重点在两个方而，一个是开发新的农药剂型, 另一个是改造传统剂型，使之成为新剂型，而不管是开发新剂型还是改造传统剂 型，水性、粒型、缓釋、功能化、省力化的方向是必然的发展趋向，同时一些高 效、安全、经济的农药新剂型正在开发应用，并将逐步取代传统剂型。2.1传统剂型的改进2.1.1乳油（ec）改进乳汕由农药原药按规定的比例溶解在有机溶剂屮，再加入一定量的农药专用 乳化剂而制成的均相透明汕状液体，加水能形成相对稳定的乳状液。乳汕与其他 农药剂型相比，其优点是制剂中有效成分含量较高、贮存稳定性好、使用方便、 防治效果好、加工

9、工艺简单、设备要求不高等；其缺点是含有相当量的有机溶剂、 冇效成分含量较高，因此在生产贮运和使用等方面要求严格。由于乳油存在着对 环境污染的溶剂，易产生药害和贮运不安全等缺点，这些问题已经引起了人们的 关注。近年来各国对传统农药乳油进行了改进主要有以下儿个方而：选用更安 全的有机溶剂，如低芳姪溶剂油、脂肪族溶剂油等，尤其是正构烷坯类及高纯正 构烷坯等特种溶剂汕（正己烷，正庚烷），因为它们是经加氢精制等技术处理示制 得的环保型产品，其粘度低，芳坯含最及硫、氨含最低，是适合乳汕用溶剂的发 展方向。以水代替有机溶剂，通常可降低有效成分对使用者的毒性；在某些 情况卜可降低药害；节省了人量的有机溶剂。如

10、水乳剂(ew)和微乳剂(me)是替 代乳汕的安全剂型円j溶胶状乳油(gl),也就是将乳油改变成一种像动物胶一 样粘度的产品，它具冇独特的流动性，能被定量地包装于水溶性的聚乙烯醇小袋 中，减少了使用者接触农药的危险，也免去了处置乳油的包装容器问题。高 浓度乳油是重要的发展方向，主要是可减少库存量、降低牛.产和贮运成本；同时 减少包装物处理问题，缓解环境压力。代表品种有84%马拉硫磷ec、96%异丙甲 草胺ec、90%乙草胺ec等%乳油在未来的农药制剂中仍占重要地位，同时对传 统乳油的改进工作将会继续卜去，取代或部分取代传统乳油的新剂型将会不断出 现。2.2粉剂、粒剂等传统固体剂型的改进粉剂由原药

11、、填料和少量助剂经混合、粉碎再混合至一定细度的粉状制剂。 从制剂形态来看，粉剂都是固体，可直接喷洒使用工效高节省劳力和加工费用较 低特别适用于供水困难地区和防治暴发性病虫害。但粉剂的突出缺点是漂移污染 严重，有效利用率低，一-般粉剂只有2 0 %左右沉积在目标物上；叶面附着性差, 易被风吹落或被雨水冲刷，药效期较短。冃前我国农药市场上粉剂品种较少，h. 以老甜种如有机氯类、有机磷类为主。目询，这些剂型的替代机型有水分散粒剂 (wg),可溶粉剂(sp)等。这些剂型保持了粉剂使用方便工效高的优点，克服了粉 剂易漂浮污染环境有效利用率低的缺点i 口。2.2.1水分散粒剂(wg)水分散粒剂将农药冇效成

12、分、分散剂、湿润剂、崩解剂、消泡剂、粘结剂、 防冻剂等助剂以及少量填料，通过湿法或t法粉碎使之微细化后再通过喷雾t燥 硫化床挤压盘式造粒等工艺造粒便可制得水分散粒剂】。该剂型的特点是崩解 性、分散性、悬浮性好；有效成分含呆高，有的高达9 0%；不含水，贮存期物理 化学性能稳定；使用时无粉尘污染，避免了可湿性粉剂在使用时的粉尘对操作者 和坏境的污染毒害；流动性好，计量和使用方便，贮运安全、包装费低。水分散 粒剂药效与乳汕相当，因此水分散粒剂兼有可湿性粉剂和悬浮剂的优点，高质量 浓度水分散粒剂是未來农药市场最具竞争力的产品z卩役近年來水分散粒剂在 欧美得到迅速发展，我国对水分散粒剂的研究与开发还处

13、于起步阶段。冃前存在 以下问题：对其概念认识不清，将水分散粒剂和普通粒剂相混淆，登记名称不 规范、统一；水分散粒剂的强度过大，水中崩解速度慢，悬浮率低；生产工 艺单一、落后，无大规模成套的高效工业化装置|。2.2.2可溶粉剂(sp)可溶粉剂山农药原药填料和适量的助剂组成。可溶粉剂的特点是质量浓度髙, 加工过程不需要有机溶剂，贮存时化学稳定性好，加工和贮运成本和対较低。但 目询适合用于加工成可溶粉剂的原药有限，即使水溶性好的农药，也要根据施药 方式、作物生长期、作用机制等加工成多种剂型使用，以便做到经济合理安全用 药。高质量浓度可溶粉剂符合农药剂型正朝着水基性粒状与环境和容的发展趋势 因而有广阔

14、的发展前。此外，可乳化粒剂(eg)是一种水可乳化的颗粒剂，它是将冇效成分溶于或稀 释在一种冇机溶剂中，再吸附在适宜的载体上制成。使用时，用水稀释，该产品 将崩解或溶解，形成一种常见的水包油型乳状液问；可乳化粉剂(ep)是山符合fao 规格的原药与必要的助剂组成的均匀混合物，外观是t燥、自山流动的粉状物， 无可见的外来物和硬团块卩引。在水屮稀禅后形成乳状液。它和eg样，是木世纪 初开始研究的新剂型，因其具有ec和sp的优点，也是极具潜力的新剂型z。 2.3可湿性粉剂(wp)的改进可湿性粉剂是加工技术比较成熟、使用方便的一种最基木的剂型。可湿性粉 剂是由原药、载体和各种助剂混合、粉碎后达到一定细度

15、的粉状剂型，加水搅拌 示可形成稳定、分散性良好的悬浮液，供喷雾施用。可湿性粉剂可以加工成高于 50%有效成分的高质量浓度剂型，加工成本低，包装、运输的费用低；由丁不使 川有机溶剂，对坏境的污染轻，对使川者的毒性小，许多除草剂、杀菌剂适合加 工成可湿性粉剂。如今，可湿性粉剂已被改成相对无粉尘污染的悬浮剂(sc)、水 分散粒剂(wg)。另外，为提高制剂的安全性，川水溶性小袋來包装wp的技术已 引起人们足够的重视i。农药悬浮剂(sc)是农药有效成分和分散剂、湿润剂、稳定剂、消泡剂、 防冻剂等分散在水中而形成的髙分散、稳定的悬浮体“讥该剂型加工时不需要任 何有机溶剂，使用时无粉尘，对操作者和环境不会造

16、成污染，比可湿性粉剂安全 分散度高，有较高的生物活性。它以价廉的水为分散介质，而不用危险、污染环 境、价格昂贵的有机溶剂，不需用量很大、要求较严格的填充剂。近年来悬浮剂 在理论和加工技术等方面取得了重大进展，其稳定性问题(主要是分散结块)也 得到了较好的解决，这些促进了悬浮剂的迅速发展w2.2开发农药新剂型由于农药理化性质和生物活性特点千差刀别，有害生物和有益生物的生物学 活性和发生规律乂各不相同，再加上使用药剂的环境条件也不一样，所以要高效、 安全、经济、方便的使川药剂，必须使剂型多样化和功能化。随着人们主活水平 的提高，对使用农药-提出更新的要求，不仅要满足于药效好、毒性小，还要使用 方便

17、、省工、省力0。此外，缓释技术是农药剂型研究中的一个热点，缓释剂也 成为一种备受青睐的新剂型；另外，医药剂型与农药剂型有许多相通的地方，许 多医药剂型已经渗入到农药领域并得到了成功的应用口铁2.2.1缓释剂缓释剂依据其加工方法可分为物理型缓释剂和化学型缓释剂两大类，物理型 缓释剂是利丿ij物理方法加工制造的农药，可分为微胶囊剂、包结化合物、多层制 品空心、纤维吸附体、发泡体、固溶体、分散体、复合体等；化学型缓释剂主要 冇3种类型：自身缩合体、直接缩合体、桥架缩合体，化学型缓释剂尚处在探索阶 段叨。缓释剂适应了化学农药发展的客观要求，是安全、合理、经济、有效地使 丿ij农药的理想剂型。它有效地降

18、低了坏境屮的光、空气、水和微牛物对原药的分 解，减少了挥发、流失的可能性，并改变了释放性能，从而使残效期延长，用药 量和用药次数减少；同时使高毒农药低毒化，降低了农药的急性毒性，减少了农 药的漂移，减轻了对环境的污染和对作物的药害凶。目前已商站化或已登记注册 的农药缓释剂约50余种英中以物理型缓释剂为主英中微胶囊剂一直是研究的热点 应用方而发展迅速w微胶囊剂(mc)是以高分子材料作为囊壁或囊膜，通过化学、物理或物理化 学的方法，将作为囊心的农药活性物质包裹起来，形成一种具有半透明的微型胶 囊，并将它们以一定质量浓度稳定地分散、悬浮在作为连续相的水中。该剂型将 油相和水相隔开，因此冇些对水不稳定

19、的农约活性成分难以制成水乳剂和微乳剂, 都可以制成微胶囊剂；同时该剂型引入控制释放技术，提高农药的利用率，延氏 其药效期，从而可减少施药的数量和频率，改善农药对环境的压力；囊膜的存在 也改善了制剂胶体的物理稳定性。但国际上微胶囊剂产量不大，国内站种极少， 仅有甲基对硫磷和辛硫磷微胶囊剂，其主要原因是成木因素，囊皮材料价贵，制 造费用高，经济上缺乏竞争力。至2003年底在我国登记的微胶囊剂产品共有1()个 10o222开发多样化、功能化、省力化的农药剂型2.1、水稻田用的省力剂型针对水稻出等水出这种特殊环境，研究出了泡腾剂、撒滴剂、水面扩散剂、 大粒剂(gg)等新剂型，这些剂型的共同特点是药剂不

20、必加水或土，可直接投入水 稻田中使用。2.1.1、水溶性薄膜袋包装的u粒剂以氯化钾为载体，以聚丙烯酸钠和黄原胶为交联剂制成的乙亂菊酯u粒剂， 用水溶性薄膜袋包装每袋150g,用于防治水稻出的害虫，如稻象川、稻负泥虫等。 使用时只需站在田坝上向面积为1 000 m2的水稻田中抛入10袋，几小时后，这种 袋装制剂就逐渐飘浮起來，药剂会逐渐扩散并均匀分布到整个水而，靶标害虫一 旦接触水面，便屮毒死亡。施药者只需几分钟，就可完成施药作业，不仅省工、 省时，而且干净、安全。水溶性薄膜袋包装的u粒剂1992年在fl本商品化后， 深受用户欢迎切。222、水面扩散剂和撒滴剂水面扩散剂和撒滴剂为液态制剂，药剂屮

21、加入特殊助剂，使其具有高度扩散 性，定量装在特制的小瓶中。使用时手持瓶子在水中甩撒，药液在水中均匀扩 散，发挥药效，具有施药方便、省工、省力、无需器械等优点。如日本三井东压 化学公司开发的4%秘菊酯新制剂(商品名trebon sulf)是含高度扩散剂的油剂。施 药时无需稀释，也不用喷雾器，直接滴入水田中，冇效成分在几分钟z内即可布 满整个水出表面，稻飞虱、叶蝉、稻象甲、稻负泥虫等害虫接触到便死亡。其优 界的防效和省工省时等优点已在一些国家得到证实“叭223、胶曩剂将农药有效成分、乳化剂、高效扩散剂和溶剂制成汕性制剂，根据需要将550 ml汕性制剂封入能在低温下溶解的明胶膜屮，便制成水而直接施用

22、的胶囊剂。一 般每个胶丸含50 ml药液。施药时，站在cd顷上，一般按10个胶囊/i 000 m2的剂 量，均匀投入水田，投入的胶囊数分钟至数十分钟后，明胶膜溶解、崩解，内含 物最初在水面上急速扩散，慢慢地在水小边乳化、边扩散，均匀分布在整个水面。 使用十分简便安全”叭2.2林区用的热雾剂(hn)热雾剂是一种适合森林、竹林防治病虫害的新剂型。施药时不必加水稀释， 直接将药液装入热雾机的药桶中，借助热雾机的高温、高速气流作用，迅速雾化, 弥漫分散在林小，接触靶标，发挥效力。该剂型施药不加水，省去了取水、送水 等麻烦，具冇雾滴细、持效期长、通透性能良好、防效高、工效高、成木低等优 点。20世纪90

23、年代以来，我国相继开发出灭蝗灵热雾剂、林清热雾剂、百病休和 克百病热雾剂等。随着热雾剂配方研究工作的深入，热雾机性能不断改善和应用 实践经验的积累及技术的提高，将会有更多的农药品种被加匸成热雾剂用于林业 上病虫害的防治。3、根据医药剂型，开发新农药剂型随着科学技术的迅猱发展和各学科之间的相互渗透，医药剂型已从片剂、注 射剂、胶囊剂等传统剂型，发展到了以靶向输送药物至特定部位、延长药物作用 时间等为特征的药物传递系统(drug delivery system, dds)。尽管医药制剂的作用 对象为人，农药制剂的应用主体为农作物，但医药剂型与农药剂型有许多相通的 地方，许多医药屮的剂型渗入农药领域

24、并得到了成功的应用，如具有缓释作用的 农药微爨，环境友好型的农药水乳剂、悬浮剂等。这些应用不仅可以提高农药的 作用效果，减少农药对非靶标生物及环境的影响，还可降低农药对施药人员的毒 性 12()。此外，魏方林等报道了-种新的剂空，以三醴磷为模式农药，外观为颗粒 状、用水稀释后成微乳液的农药新剂型微乳粒剂配制的可行性。结果表明： 该三哇磷微乳粒剂的乳状液为微乳液。微乳粒剂可以成功配制。三、农药剂型的展望随着新农药的创制难度和经费开支的加大及可持续发展的需要，新农药剂型 的开发将越來越受到人们的关注，如何使农药加工既符合农业发展的需耍，乂不以 牺牲环境为代价是农药加工工业面临的新问题。目前国际上农

25、药剂型开发朝着安 全性强、绿色环保和价格低廉的水棊性制剂和无粉尘的固体粒状制剂方向发展。 乳油和可湿粉仍是农药剂型的最重要的基本剂型，它们正被水乳剂、悬浮剂和可 分散粒剂所替代，但不可能消失，其比例应下降到合适程度。悬浮剂、水乳剂、 悬乳剂、悬浮种了处理剂、可分散粒剂、微囊悬浮剂都是安全及环保型剂型，有 广阔的前景，应大力提倡发展。其它剂型在农业特定应用范围(如油悬浮剂，水田 中应用的各种粒剂、片剂和展膜油剂）都有特点，应给与关注和重视。表血活性剂 和助剂的应用，对提供剂型优越的理化性能和提高药效是必不可少的，也应i 分 重视它们的作用|2习参考文献11韩熹来.中国农业百科全书农药卷m.北京：

26、农业出版社,1993： 1-2.|21 xu han-hong（徐汉虹）.plant chemical protection study （ki 物化学保护学）|mj. beijing（北京）：china agriculture press（中国农业出版社），2007:250-254 sinochem chemical standardization research institute（中化化工标准化研究所）,chinese standaid press second editorial office（中国标准出版社第二编辑室）.pesticide standard assembly gen

27、eral methcxl volume（农药标准汇 编通用方法卷）m beijing（北京）:china standards press（国标准出版社）,2006： 199207|41 knowles d a trends in pesticide fonnulations|ml. london: 2001： 4568.|5| hua nai-zheng（华乃襄）.pesticide formulations of progress and trends（农药剂型的进展向）（上）j agrochemicals农药），2008, 47 （2） : 79-81.6 zhang wcn-ji（张文吉

28、）.pesticide processing and use tcchnology（农药加工及使用技术）m. bcijing（北京）:china agricultural university press（中国农业大学出版社）,1998.7 xu yan（徐妍），zhan rui（战瑞）,wu xue-min（吴学民）.inorganic salt for pesticide microemulsion effect on the stability of the physics（无机盐对农药微乳剂物理稳定性的影响）j modern agrochemicals现代农药）,2007 > 6

29、（2）： 19-21.8| xu yan（徐妍）.wu xue-min（虽学民） different influencing factors of benzene ether jiahuan azole badge emulsion physical and chemical properties of lhe influence不同影响因子对苯陋甲环畔微乳剂理化性质的影 响）j agrochemicals农药），2007, 46（4）： 243245.|9| xu yan（徐妍） sun bao-li （孙宝利）,zhan rui（战瑞），et al.the new progress on

30、pesticide formulations （浅 谈农药剂型的新进展）j. modem agrochemicals（现代农药）,2（x）8< 7 （3） :10-ll10 wang yan-hua（王彦华），wang ming-hau（王鸣华）,hang jiu-shuang（张久双）.pesticide formulations development situation（农药剂型发展概况）jl agrochemicals农药），2007,46 （5） :3o211jhuang jinyou（黄金友）.the trend of chinese pesticide formulatio

31、ns and surfactants（中国农药剂型及表而活性剂 的发展趋势）j fine chemical intermediates细化工中间体）,2003, （1）: 11-13.121lign shi-hai（凌世海）.solid preparation（固体制剂）m. beijing（北京）:chemical industry press化学匸业出版社）, 2003: 176-203 13 the unfao and the world health organization pesticide standard joint meeting to write the food and

32、agriculture organization and the world health organization pesticide standard formulating and use manual （first edition"联合国 粮代及农业组织和lit界卫生组织农药标准联席会议编写.粮农纽织和世卫组织农药标准制订和使用手册（第一 版）m roman（罗马）：the un fao department of information publishing administration 联合国粮食及农业组织 新闻司出版管理处），2005： 221-225.141rccon

33、imcndation on the transport and packaging of dangerous goods, 9th rev. editionfm new york： united nations 9 1995.15jwang yong（王勇）,zhang wen-ge（张文革）,zhang zong-jian（张宗俭）.water-based new pesticide formulations of technical progress and prospect（水基性农药新剂型技术的进展及展垫）j hubei plant protection湖北植保）,2003, 5:36-38.161 wei xiang-yi