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丁草胺水乳剂的研制及其生物学评价

2014-08-13梁亚芹喻红梅朱国华李建华张海滨

杂草学报 2014年3期
关键词:草胺酯化乳剂

梁亚芹, 喻红梅, 华 平, 朱国华, 李建华, 张海滨

(1.南通航运职业技术学院机电系,江苏南通 226010; 2.南通大学化学化工学院,江苏南通 226019;3.南通江山农药化工股份有限公司,江苏南通 226006)

根据农药制剂的实际需要,如剂型要求、使用要求(不同气候、不同水质、不同地区)、使用性能要求,一种原药加工成几种甚至几十种制剂产品已很普遍。农药专用助剂的开发及其应用,是开发农药新剂型或者老剂型水性化改造以及新农药品种、剂型加工新工艺和应用新技术发展的需要。丁草胺自20世纪80年代末开始,一直应用于水稻田,是稻田应用的主要除草剂之一[1],其剂型主要有乳油[2]、水乳剂[3]、微乳液[4]等。由于乳油产品含有大量的二甲苯等有机溶剂,这在一定程度上制约了丁草胺的应用。张强等制备了60%丁草胺水乳剂,虽然性能较好,但是乳化剂用量多且助剂种类多[5]。因此,笔者研制了兼有单酯盐优良的分散性和乳化性和双酯盐优良的润湿和渗透性的新型高效表面活性剂“脂肪醇聚氧乙烯醚烷基不对称琥珀酸混合双酯磺酸钠[6](以下简称AEOSS-7)”,将其作为助剂,成功研制出600 g/L丁草胺水乳剂,并已通过了江苏省科技厅成果鉴定。该助剂产品具有高效润湿能力和渗透能力,尤其适合作为进行茎叶处理时农药制剂的添加剂,在农药水性化剂型中添加少量该产品可使农药有效地渗透到被甲壳质或细毛掩盖的昆虫或植物体内,大大提高杀虫效果及除草效果。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

90%丁草胺母药(江苏省南通江山农药化工股份有限公司)。

药剂:600g/L丁草胺水乳剂(美国孟山都产品)。

助剂:AEOSS-7(自制);罗地亚产品(市售)。

供试杂草:稗草(barnyardgrass,Echinochloacrusgalli),萌芽期。将稗草种子用温水浸泡1 d后放入28 ℃培养箱内催芽24 h,采用直径6 cm的塑料盆内播种,将催好芽的稗草种子点播于盆内,每盆点播20粒。盖土吸足水后置于温室内24 h后待土壤喷雾处理。土壤的有机质小于2%,本次试验采用纯土。催过的稗草种子以露白为准,出芽不宜过长,盖土土层厚度不超过1 cm厚;盖土吸足水后塑料盆下以没有积水为准。

1.2 AEOSS-7制备工艺

在配有搅拌器、温度计和回流冷凝器的四口烧瓶中按一定比例依次加入经除水处理后的月桂醇聚氧乙烯醚-7、顺酐及占顺酐质量1%的烷基磺酸催化剂,通入氮气,慢慢加热,升温至反应温度后中控终点,至酯化率30 min内变化小于1%,结束单酯化反应。将异辛醇加入酯化反应釜,继续升温至反应温度进行保温反应。控制双酯化率在95%左右,结束双酯化反应。将上述双酯化产物冷却,然后慢慢加入亚硫酸钠水溶液,滴加结束后保温反应,至磺化率30 min内变化小于1%,结束磺化反应,得到产品AEOSS-7,合成工艺优化研究另文报道[6],AEOSS-7 结构式见图1。

1.3 丁草胺水乳剂配制

将丁草胺原药和油相助剂农乳500#(用代号B表示)搅拌混合成均匀透明油相,将余量水分别与助剂AEOSS-7、助剂罗地亚产品搅拌混合成均匀透明水相,在5 000 r/min下,慢慢将油相滴入水相,剪切30 min,制成乳白色液体,分别为配制药剂1#、2#;美国孟山都产品作为对照药剂3#。

1.4 丁草胺水乳剂性能测定

分别测定丁草胺水乳剂的乳液稳定性、pH值、分散性、持久起泡性、离心稳定性等。

乳液稳定性:参考国家标准GB/T 1603—2001《农药乳液稳定性测定方法》进行。取试样以 342 mg/kg 标准硬水稀释200倍液于具塞容器中,静置于30 ℃烘箱中恒温1 h,观察外观。

pH值测定按NY/T 1860.1—2010的测定方法。

分散性:水乳剂加入水(30 ℃,硬度342 mg/L)中时自动分散乳化形成乳状液的能力。

持久起泡性:将量筒加标准硬水至180 mL刻度线出,置量筒于天平上,称入试样1.0 g(精确至 0.1 g),加硬水至距离筒塞底部9 cm的刻线处,盖上塞,以量筒底部为中心,上下颠倒30次,每次2 s,放在试验台上静置1 min,记录泡沫体积。

离心稳定性的测定:将适量产品加入到试管中,使用800型离心沉淀器,在4 000 r/min下离心,5min后观察外观变化。根据参考资料可知,水乳剂的冷贮稳定性可以用离心稳定性来代替。

1.5 丁草胺水乳剂生物活性测定

试验剂量相同,均为0.256、0.64、1.6、4、10、25、62.5 g a.i./hm2,称取适量的药剂用蒸馏水定容至所需要的浓度。采用土壤封闭喷雾处理,将待处理的试材置于转盘式喷雾机转台上,将样品溶液喷雾处理,并设清水对照;每处理设4个重复。试材处理后置于楼内大厅中自然风干2~3 h,然后移入温室进行常规培养,处理后不用水喷淋土壤,等稗草芽出土后采用渗灌的方式给水,每次渗灌时控制水量,塑料盆下不宜有过多的积水。药后及时观察并记录药效症状;药后7 d调查结果,测量地上部分鲜质量,分别计算鲜质量抑制率[7]。

采用DPS软件计算3种药剂防除稗草的IC50(半抑制率),IC50数值越小,说明抗体的特异性能越强,必要时进行显著性比较。

2 结果与讨论

2.1 丁草胺水乳剂性能测试结果

将自制助剂应用于丁草胺水乳剂,对其进行性能测试。由表1可知,采用自制表面活性剂 AEOSS-7 制得的1#丁草胺水乳剂各项性能满足水乳剂的质量要求,可进行生物活性测试。

表1 1#丁草胺水乳剂的性能测试

2.2 丁草胺水乳剂对稗草鲜质量抑制率的影响

对供试稗草进行生物活性测试,结果发现施药后稗草出芽普遍比清水对照时间晚,当丁草胺药剂的剂量达到10 g a.i./hm2时稗草出土后叶卷曲不能展开,基部肿大、叶色深绿,62.5 g a.i./hm2时稗草出土后停止生长,并有出现叶尖枯死现象。3个药剂下的稗草出现药效症状相同。

由表2可知,药后14 d,随着剂量增加3个药剂防除效果都增加;在25 g a.i./hm2下对稗草地上部分鲜质量的防除效果都能达到60%以上。

表2 丁草胺水乳剂对稗草鲜质量抑制率的影响

由表2分析得出,丁草胺1#、2#、3#在温室内当剂量达到62.5 g a.i./hm2时通过土壤封闭处理对稗草的防效都能达到80%左右,丁草胺1#、2#、3#防除稗草的IC50分别为1.623、1.622、1.569 g a.i./hm2。

2.3 丁草胺防除稗草时鲜质量防效的显著性分析

根据鲜质量抑制率数据采用DPS软件进行方差显著性分析可以看出,2种600 g/L丁草胺水乳剂(1#、2#)和美国孟山都生产的600 g/L丁草胺水乳剂(3#)防除稗草时各浓度处理差异不显著(表3)。

3 结论

通过AEOSS-7在丁草胺水乳剂中的应用研究得出以下结论:(1)以AEOSS-7为助剂的1#丁草胺水乳剂乳液稳定性合格,分散性良好,离心稳定性优。(2)3种药剂(助剂为AEOSS-7的1#药剂,助剂为罗地亚的2#药剂以及美国孟山都3#药剂)随着剂量的增加防除效果都增加,在25 g a.i./hm2下对稗草地上部分鲜质量的防除效果都能达到60%以上;(3)在防除稗草时3种药剂各浓度在5%和1%水平差异不显著。

参考文献:

[1]杨彩宏,冯 莉,杨红梅,等. 稻田稗草对丁草胺和二氯喹啉酸抗药性的测定[J]. 农药,2011,50(8):606-607,610.

表3 丁草胺水乳剂对稗的鲜质量防效

[2]肖凯战,哀海清. 60%丁草胺乳油防除水稻移栽田杂草试验[J]. 吉林农业C版,2011(11):66.

[3]王 军,杨许召,葛 虹. 10%丁草胺水乳剂的研究[J]. 农药,2007,46(5):314-315,322.

[4]杨许召,王 军,李刚森. 丁草胺微乳液的研究[J]. 农业科学与技术:英文版,2008,9(5):4-7.

[5]张 强,邓志博,包彩云,等. 丁草胺60%水乳剂的研制及应用[J]. 农药科学与管理,2009,30(5):30-32.

[6]华 平,李建华,戴宝江,等. 月桂醇聚氧乙烯醚(7)仲辛基磺基琥珀酸混合双酯钠的合成与性能[J]. 精细石油化工,2008,25(3):13-17.

[7]韩玉军,马 红,陶 波. 乙草胺对玉米种子萌发和幼苗生长的胁迫效应[J]. 作物杂志,2012(2):142-146.

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