新型生物基农药增效剂的研发与应用

张海飞，付清河，邵　冲，朱新宝

(南京林业大学化学工程学院，江苏南京 210037)



新型生物基农药增效剂的研发与应用

张海飞，付清河，邵冲，朱新宝

(南京林业大学化学工程学院，江苏南京 210037)

摘要：农药增效剂是农药加工中十分重要的助剂[1]，与农药混配使用，能提高杀虫效果，降低用药成本，减缓农药抗性，减少环境污染[2]。生物农药增效剂[3]有别于化学农药增效剂，不但低毒、可生物降解，而且增效效果还优于化学农药增效剂，将在农药加工中扮演重要的角色，其应用将比化学农药增效剂的应用更加广泛。该文对生物农药增效机理进行探索，报道了几种新型绿色农药增效剂在杀虫剂、杀菌剂、除草剂等方面的应用进展，并提出了生物农药增效剂的展望。

关键词：农药增效剂，生物基，增效剂，生物农药，化学农药，农药加工

1研发背景

农药增效剂是农药加工中十分重要的助剂，主要是抑制或弱化靶标对农药活性的解毒、防药害等作用[4]，延缓药剂在防治对象内的代谢速度，从而增加生物防效。依据国内外生物基材料产业发展的重大技术需求，以制造高品质、高价值材料并进行石化石资源的高效替代为目的，利用生物质资源制造高性能生物基材料，对生物基材料品制造过程中的化学转化核心关键技术攻关，支撑和引领生物基材料战略性新兴产业发展[5]。

我国是蓖麻生产大国，也是蓖麻油生产大国，其衍生产品的开发具有原料来源广、价格低、供应量充足等优点。随着世界石油资源的短缺和石油产品价格的上涨，生物质新材料的开发必将引起各国的重视。近年来我国蓖麻油衍生物的开发与研究获得了长足的进步，随着新产品开发力度的提高和技术水平的进步，我国的蓖麻油生物基新材料也取得快速发展。

蓖麻油的深加工产品不但低毒、可生物降解，而且附加值高，许多品种在我国还没有开发，如用于表面活性剂乳化剂的产量和质量远难满足国内需求，国内的蓖麻油衍生产品市场潜力很大。加速蓖麻油开发衍生产品，将会获得显著的经济和社会效益，开发蓖麻油醇醚酯类增效剂其有广阔的发展前景[6]。

2研发意义

农药对于减少农作物虫害、增加农作物产量具有十分重要的意义，但也存在以下两个问题[7]。一是经济成本问题：农药生产成本较高，价格也就较贵，大量农药的使用，使农业成本大幅度增加，农民的收入降低。二是环境污染及农药残留量对人体的影响问题：农药杀灭害虫时常常有一定的浓度要求，当浓度低于要求时，杀虫效果差。但高浓度农药的使用，常常会使农药的残留量增加，这必定会造成对环境及人畜机体的污染损害。以上两个问题是农药使用中亟待解决的两个问题。

农药增效剂本身对害虫无毒杀作用，但与农药混配使用，能提高杀虫效果，降低用药成本，减缓农药抗性，减少环境污染[8]。表面活性剂能增加农药对昆虫及植物的湿润性和粘附性。昆虫及植物由于自身的保护作用，其表层均有一层蜡质保护层。一般的农药液不易湿润及粘附在上面，添加表面活性剂后，可大幅度增加对蜡质层的湿润及粘附；增加农药对昆虫细胞壁的渗透能力，增加触杀效果[9]。

3增效机理研究

如何提高药效？需要清楚农药在靶标上的作用机理，农药制剂中添加的表面活性剂种类、作用和效果，以及农药流失和解决的办法。

每一种自然界中的植物和昆虫表体都具有不同的亲水、疏水基质，即具有不同的临界表面张力。这就决定了不同的植物和昆虫对农药有不同的接受或不接受的能力。反过来说，是药剂对不同的植物和昆虫有不同的作用力[10]。举例说：天上落下的雨水能轻易地把棉花、桃树等植物叶面打湿，在这些叶面上铺展成水膜；但在水稻、甘蓝等叶面上不能形成水膜而是形成球型的水珠，极易滚落下来。这是一种自然现象，也是做药剂时要充分考虑，要做好的事情。做药剂时要考虑其表面张力的设定，是高还是低？要想得到良好的药效，需要将药剂的表面张力降下来，降到靶标作物的临界表面张力之下。同时还要清楚地了解各种不同植物和昆虫体表面基质，亲水、疏水的各种参数，要作到“有的放失”，这是防止药液流失、提高药效的一个重要问题，要解决这个问题，加入表面活性剂是不可缺少的[11]。同时还要考虑加入哪种表面活性剂，以及各种表面活性剂不同的理化性质和功能，还有加入量的多少。搞清药液与植物和昆虫临界表面张力之间关系之后，还发现有些表面活性剂虽然能够很好地降低了药剂的表面张力，但在实际使用中，依然没有显现出良好的药效，或者说药效不够理想，药效与药剂表面张力的降低没有形成正比例关系[12]。经研究发现，目前增效剂存在着共同的三个缺陷：(1)渗透(润湿)性差；(2)展布性差；(3)粘着性差。

3.1影响农药的物理性状

胡美英等研究发现，加入表面活性剂PSA-80 时，敌百虫和氯氰菊酯的表面张力降低，溶液在作物上的接触角度下降，同时沉积量增加。王小艺等研究认为，茶皂素改变了农药药液表面张力、药液在靶标生物体表的接触角以及药剂在植物体表的有效沉积量[13]。

3.2对代谢解毒酶的影响

不少增效剂是通过影响害虫的生理代谢作用，如抑制解毒酶系使杀虫剂不被迅速降解为无毒物而起到增效的目的。研究表明，增效醚(PBO)是多功能氧化酶(MFO)的专一性抑制剂，增效磷(SV1)、NIA16388、SKF525-A等也具有抑制MFO 的活性。

4新品应用

国外对生物农药增效剂的研究与应用从20世纪80 年代就已开始，从多个领域、多种角度对植物多酚开展了基础和应用研究。助剂是农药发挥作用的关键，一种好的药剂要有相应的助剂配伍才能发挥其最大的功效。国内助剂经过几十年发展，已经达到一定的层次，做出稳定的助剂已不是问题，问题是怎样能更好地发挥药效，这是面临和要解决的问题。

提高药效，方法之一是药剂的复配使用；方法之二是考虑加入助剂。增效剂分不同的种类。如增效磷、增效醚类作用于靶点的表面活性剂；还有降低表面张力的助剂，如有机硅、有机氟以及其他表面活性剂如JFC、快T等。还有提高亲酯性的助剂如植物油、氮酮、噻酮等。上述增效助剂各有千秋，也各有不尽如意的方面。如有的渗透性、展布性好但粘着力差；有的粘着性好，但渗透、展布性差。甚至有些增效剂对原药产生分解作用或与钙盐(农乳500#)产生拮抗性等等。好的增效剂要同时具备降低体系的表面张力，具有渗透、展布、粘着性，还要有良好的配伍性和物化稳定性，不能对原药产生干扰[14]。

针对存在问题，查询了大量的国内外研究文献，在研究多种农药增效剂的性能，分析了它们各自的优点和缺点的基础上，根据增效剂应具备的性能和作用点，用分子设计的模式，试图从原料—结构—合成工艺，入手开发一种全新的农药增效剂。经过几年艰苦的摸索，现开发一种蓖麻油与醇醚合成的增效剂，其在农药增效方面有独特作用。

蓖麻油本身就是一类无毒可降解型增效剂，醇醚是既含醚基又含酯基，具有较强的溶解能力，用途很广，具有显著地增效作用，且毒性很小，性质稳定，使用安全，在农药中加入环保蓖麻油醇醚型增效剂，不仅能削弱农药分子间的相互作用力，而且还具有良好的热稳定性，挥发损失小的优点。天然植物油表面活性剂与天然植物以及昆虫表体存在着良好的相似相溶性，这种天然油脂与植物表层的蜡质层(疏水基质)有着很好的亲和性和粘着性，它们可以加快作物对叶喷农药的吸收效率，用它们加工的表面活性剂可以和农药、水等形成均一稳定的乳状液，有助于农药在虫、菌、植物表体的渗透、展布和粘着，促进其吸收。现已研发成功两个产品是A124和B124，A124是用天然油脂制备的农药增效剂，它是一种非离子表面活性剂，具有优异的润湿、渗透力、表面张力低、铺展性能好，与植物表体昆虫等亲和性(粘着力)强的优点，能有效降低药液的表面张力，提高药液的润湿性，减少药液流失，加速有效成分在靶标体内的传输，极大提高药效。同时还具有良好的环保性和极低的泡沫。B124是以植物油脂肪酸制备的一种非离子表面活性剂，具有优异的润湿性，对植物体的亲和力非常突出，粘着性好，可极大地减少药液成分流失，加速有效成分在标靶体内的传输，极大地提高药效。应用在4%烟嘧磺隆油悬剂中杀草速度可提前一天，杀灭率可提高10%。尤其对一些不好杀死的草，如稗草亦有很好的杀除效果。在三唑类杀菌剂中应用，提高药液的利用率，降低药剂的用量，与植物油类混用，效果更突出。

5展望

科学合理地选用增效剂或将现有品种进行增效复配，不仅可显著提高原有有效成分的杀虫活性，扩大防治对象，减少用药次数，还可在一定程度上延缓害虫抗药性的产生，延长杀虫剂的使用寿命，并减少农药在生态环境中的释放量[15]。

植物源杀虫剂与其他杀虫剂混用，这是近几年农药发展的一个热点。植物源杀虫剂专一性强，对环境安全，开发利用途径多，作用机理不同于常规农药，且在自然界中植物资源丰富。随着全球环保意识的增强，越来越重视新型环保增效剂的开发与应用研究。用蓖麻油酸代替有机酸而与二元醇醚酯交换生成蓖麻油酸二元醇醚增效剂，符合绿色环保方向发展的趋势要求。

参考文献

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Research and Application on the New Biological Pesticide Synergist

ZHANG Hai-fei，FU Qing-he，SAO Chong，ZHU Xin-bao

(College of Chemical Engineering，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，Jiangsu，China)

Abstract：Pesticide synergist is very important in pesticide processing additives，and pesticides improved-pests to use，which can improve the effect of pesticides and reduce the medical cost and pesticide resistance with the use of pesticides improved-pests. Biological pesticide synergist is different from the chemical pesticide synergist，which is not only low toxicity，biodegradability，but also synergistic effect is superior to chemical pesticide synergist. It will play an important role in pesticide processing，and its application will be used more widely than chemical pesticide synergist. In this paper，the synergistic mechanism was explored about the biological pesticide，the several kinds of new type green pesticide synergist application progress in pesticide，fungicide and herbicide were reported，and the prospect of biological pesticide synergist was put forward.

Key words：pesticide synergist，biological base，synergistic agent，biological pesticide，chemical pesticide，pesticide processing

中图分类号：TS 48