水稻田漂浮粒劑“MAMETSUBU”的研發(fā)

張憲鵬，韓京坤，張大俠 編譯 劉 峰 校對(duì)（山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，山東泰安 271018）

水稻田漂浮粒劑“MAMETSUBU”的研發(fā)

張憲鵬，韓京坤，張大俠 編譯 劉 峰 校對(duì)
（山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，山東泰安 271018）

在日本的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，農(nóng)民的老齡化問題和新一代農(nóng)業(yè)人口的更替?zhèn)涫荜P(guān)注。同時(shí)也存在這樣的事實(shí)：部分傳統(tǒng)的農(nóng)民組織，被改制成擁有大量農(nóng)田的公司。在這種形勢(shì)下，人們已經(jīng)意識(shí)到農(nóng)事操作整體效益的重要性。在水稻田中，由于農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用，大大降低了人工種植和收獲的工作量。同時(shí)，高活性殺蟲劑的使用，也明顯減少了防治害蟲所需的時(shí)間。然而，能減少施藥時(shí)間、節(jié)省勞動(dòng)力的省力化農(nóng)藥劑型仍有很大的市場(chǎng)需求。比如，水稻田防除雜草，為使藥劑撒施均勻，農(nóng)民需要攜帶幾公斤重的藥劑顆粒進(jìn)入稻田，耗時(shí)較長(zhǎng)，給農(nóng)民的身體和心理造成沉重的負(fù)擔(dān)。針對(duì)水稻田中施藥的這種局限性，Shigeki Fujita等研究出一種只需在田壟上拋灑，而不必進(jìn)入稻田的省力化制劑。1991年，開發(fā)了在田壟上直接使用的“懸浮劑（Flowable Formulation）”并得到推廣使用。然而，其作為一種液體制劑，存在一些問題，比如易黏附衣服，易飄移至稻田以外的區(qū)域，特別是在逆風(fēng)天氣中使用時(shí)這種情況更加明顯。1994年，開發(fā)了在田壟上拋施的100袋/hm2的大包裝袋制劑并推廣使用。這種制劑具有省力、避免與人體直接接觸的優(yōu)點(diǎn)。但由于這種制劑在稻田中隨水流擴(kuò)散，在有藻類植物生長(zhǎng)的水面其均勻性會(huì)受到干擾。在這種背景下，Shigeki Fujita等克服傳統(tǒng)制劑存在的弊端，開發(fā)出了一種新型的省力化劑型。

1 “MAMETSUBU”劑型的設(shè)計(jì)

農(nóng)藥劑型主要分為固體和液體2類?；谝韵?個(gè)原因選擇研發(fā)固體新劑型：⑴ 避免施藥者在施藥時(shí)直接接觸藥劑；⑵ 避免藥劑黏附在水稻葉片上：⑶ 避免大量使用塑料包裝?；诖?，選擇研發(fā)一種能夠漂浮的顆粒劑，使其有效成分在短時(shí)間內(nèi)分散到水中。另一方面，一些省力化的制劑，其有效成分的分散性不僅受藥劑本身分散性能的影響，而且受風(fēng)、溫度以及障礙物所引起的水流變化等田間環(huán)境的影響。因此，在某些環(huán)境中，傳統(tǒng)的省力化制劑，其有效成分的分散性受到明顯的影響（圖1）。為了確保藥劑能夠有效擴(kuò)散且不受田間環(huán)境的影響，亟待開發(fā)一種能滿足施藥者需求的新劑型。同時(shí)，本研究采用多種施藥方式進(jìn)行施藥，以滿足不同施藥者的需要（圖2）。

圖1 有效成分分散不均勻

圖2 施藥后的狀態(tài)

在劑型的研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，5 mm的顆粒在使用方便性、施藥距離和藥械適用性等方面的綜合效果較好。為降低制劑重量，最終，成功研發(fā)出用量為2 500 g/hm2的新劑型“MAMETSUBU”（圖3-5）。

2 “MAMETSUBU”制劑的制備

“MAMETSUBU” 制劑的基本組成為有效成分、表面活性劑、黏合劑、漂浮載體和固體載體。該制劑的特征是含有漂浮載體。本研究中，使用粒徑為數(shù)十至數(shù)百微米的丙烯腈單體共聚物顆粒作為漂浮載體，這種顆粒浮力大、重量輕，少量的顆粒聚集在一起就能獲得足夠的浮力，從而保證該劑型能夠混合足夠數(shù)量的其他成分。本研究采用擠壓造粒法制備出“MAMETSUBU”新劑型，其堆積密度為0.4，顆粒粒徑為3～8 mm。這種制劑撒施后，在很短時(shí)間內(nèi)即可分散在稻田水面。表1中列出了“MAMETSUBU”劑型的物理性能。

圖3 “MAMETSUBU”劑型的設(shè)計(jì)思路

圖4 “MAMETSUBU”制劑

3 對(duì)“MAMETSUBU”制劑的施藥方式的研究

本研究中，對(duì)“MAMETSUBU”制劑進(jìn)行了以下幾種施藥方式的試驗(yàn)。⑴ 手?jǐn)S施藥：這種方法最簡(jiǎn)單，不使用其他的施藥器械。施藥者在田壟上通過手?jǐn)S拋撒的方式施藥，拋撒的距離大約為3～10 m（圖6A）。⑵長(zhǎng)勺施藥：使用一個(gè)長(zhǎng)柄勺進(jìn)行施藥，拋撒距離接近15 m（圖6B）。⑶ 包裝帶施藥：使用包裝袋進(jìn)行施藥，施藥者在田壟上通過搖動(dòng)包裝袋進(jìn)行施藥（圖6C）。⑷ 噴粉機(jī)施藥：該方法使用一臺(tái)噴粉機(jī)，施藥者在田壟上通過不間斷工作的噴粉機(jī)施藥，施藥距離大約為25 m（圖6D）。⑸ 無人直升機(jī)施藥：通過無線電控制的直升機(jī)施藥（圖6E）。⑹進(jìn)水口施藥：在稻田的灌水口施藥，使藥劑顆粒隨水流擴(kuò)散（圖6F）。⑺ 投擲大包裝袋施藥：通過手?jǐn)S的方式，將裝有藥劑的水溶性包裝袋拋撒出去進(jìn)行施藥。

圖5 “MAMETSUBU”制劑的擴(kuò)散和分散

表1 “MAMETSUBU”劑型的物理性能

圖6 “MAMETSUBU”制劑的施藥方式

4 “MAMETSUBU”制劑的分散性

稻田田間試驗(yàn)對(duì)評(píng)估“MAMETSUBU”制劑的分散性非常重要，同時(shí)，田間小區(qū)試驗(yàn)對(duì)“MAMETSUBU”制劑分散性的評(píng)估也有一定參考價(jià)值。田間小區(qū)試驗(yàn)中，使用的“MAMETSUBU”制劑包括1.8%嘧草醚、36.0%溴丁酰草胺、12.0%芐嘧磺隆和8.0%戊基噁唑酮。施藥點(diǎn)為2 m×20 m稻田小區(qū)的短邊田壟上，施藥30 d后檢查藥劑的除草活性和對(duì)作物的藥害。結(jié)果表明，該制劑除草活性高且對(duì)水稻藥害小。因此，“MAMETSUBU”制劑具有優(yōu)良的分散性能（圖7）。稻田田間試驗(yàn)中，在18 m ×56 m稻田的四條邊壟上，拋灑上述幾種藥劑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，施藥后13 d和38 d藥劑的除草活性高、藥害小，表明該劑型在水稻田間仍有很好的分散性。以2.7%吡丙醚為試驗(yàn)藥劑，通過分析稻田水中藥劑的有效成分含量，比較了各種施藥方式下，“MAMETSUBU”制劑分散性能的差異。施藥方式為：手?jǐn)S施藥（在稻田小區(qū)20 m長(zhǎng)的田壟上迎風(fēng)面施藥），長(zhǎng)勺施藥（在1 hm2的稻田四條田壟上施藥），包裝帶施藥（在0.2 hm2的稻田四條田壟上施藥），噴粉機(jī)施藥（在0.5 hm2的稻田四條田壟上施藥），無人機(jī)施藥（在0.85 hm2的稻田中選取8個(gè)點(diǎn)施藥），進(jìn)水口施藥（在0.2 hm2稻田的灌水口處施藥）和大包裝袋施藥（在0.2 hm2的稻田四條田壟上施藥）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每種施藥方式數(shù)據(jù)分析的變異系數(shù)都較?。ㄊ?jǐn)S施藥：3.7%（圖8），長(zhǎng)勺施藥：15.1%，包裝帶施藥：4.5%，噴粉機(jī)施藥：7.8%，無人機(jī)施藥：24.7%，進(jìn)水口施藥：6.0%，大包裝袋施藥：7.5%），表明制劑中有效成分的擴(kuò)散性能，能夠滿足田間應(yīng)用的需要（表2）。

圖7 稻田試驗(yàn)

圖8 手?jǐn)S施藥

表2 施藥方式及其變異系數(shù)

5 結(jié) 論

本研究制備的水稻田新劑型“MAMETSUBU”，是一種能分散在稻田水面的3～8 mm的顆粒。通過

不同的施藥方式，只需在田壟上拋撒，而不必進(jìn)入稻田，因而是一種非常省力的劑型。然而，稻田的實(shí)際環(huán)境復(fù)雜，所以“MAMETSUBU”中有效成分的擴(kuò)散受多種因素影響。因此，本研究分別通過小區(qū)試驗(yàn)和稻田田間試驗(yàn)來評(píng)估“MAMETSUBU”中有效成分的分散性能。所有的試驗(yàn)結(jié)果均表明，制劑中有效成分的擴(kuò)散性能，能夠滿足田間實(shí)際應(yīng)用的需要。到2013年，已有20個(gè)“MAMETSUBU”產(chǎn)品在日本注冊(cè)，在日本的應(yīng)用面積達(dá)到136 000 hm2。在韓國(guó)，5種“MAMETSUBU”產(chǎn)品的應(yīng)用面積達(dá)到17 000 hm2。希望通過“MAMETSUBU”制劑能夠讓全世界的許多水稻種植者受益。

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2016.02.12

TQ450.6

A

1009-6485（2016）02-0045-03

2016-03-25。

分析與檢測(cè)