40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑的配方研究

董立峰，莊 倩，苑 璐，于金山

(1.青島金爾農(nóng)化研制開發(fā)有限公司，山東 青島 266300；2.國合通用(青島)測試評價有限公司，山東 青島 266000)

多年來小麥赤霉病一直是為害小麥的主要病害，在我國各主要小麥產(chǎn)區(qū)發(fā)病愈來愈嚴重。目前，我國在小麥赤霉病的防治上采取以農(nóng)業(yè)防治結合抗病品種為基礎，以藥劑防治為主。從登記產(chǎn)品結構來看，產(chǎn)品依然集中在苯并咪唑類及三唑類，由于長時間單一或重復使用導致赤霉菌株產(chǎn)生了抗藥性。因此，新的藥劑組合成為未來發(fā)展的必然趨勢。

葉菌唑(metconazole)是由日本吳羽化學公司與美國巴斯夫共同開發(fā)的一種新型、廣譜內(nèi)吸性三唑類殺菌劑，其作用機理為麥角甾醇生物合成中C-14脫甲基化酶抑制劑。原藥為亮象牙色無味粉末狀固體，熔點100～108.4 ℃，20 ℃水中溶解度15 mg/L，有很好的熱穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性[1-4]。

咪鮮胺(prochloraz)是一種無內(nèi)吸作用、具有一定傳導性的咪唑類廣譜殺菌劑，通過抑制甾醇的生物合成而發(fā)揮防效。原藥為琥珀色或橙黃色結晶固體，熔點46～49 ℃，25 ℃水中溶解度34.4 mg/L，具有保護和鏟除作用，對多種作物由子囊菌和半知菌引起的病害具有明顯的防效。

懸乳劑(SE)是由懸浮液(固體/液體)和乳狀液(液體/液體)混合而成的、以水為連續(xù)相的分散體系，兼具懸浮劑和水乳劑的特點，高閃點、不易燃、抗飄移，對環(huán)境較為安全，有效成分粒徑較小，生物活性更高。懸乳劑將多種不相容的農(nóng)藥活性成分進行有效復配組合，成為改善藥效、擴大應用范圍和延緩抗藥性的重要手段之一[5]。雖然葉菌唑與咪鮮胺均為甾醇生物合成的抑制劑，但作用于真菌細胞膜麥角甾醇合成通路的不同環(huán)節(jié)，活性譜差別較大。因此，結合2 者物化性質(zhì)并通過大量的試驗和探索，采用直接乳化法制備40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑。

1 材料與方法

1.1 原藥與助劑

95%葉菌唑原藥(安道麥輝豐江蘇有限公司)；97%咪鮮胺原藥(江西匯和化工有限公司)；表面活性劑：Agrilan788、500LQ(南京捷潤科技有限公司)，SK-92FS1、SK-34SC (上海星飛化工有限公司)，G5000(英國禾大化工中國公司)，F(xiàn)D(南通德益化工有限公司)，F(xiàn)TRT E1045、E-107B(廣州方中化工有限公司)，3805R、3806R(河南恒盛潤民生物科技有限公司)；防凍劑：乙二醇、丙二醇、丙三醇、尿素(均市售)；增稠劑：黃原膠(山東阜豐發(fā)酵有限公司)、硅酸鎂鋁(蘇州中材礦物材料有限公司)；溶劑：溶劑油100#、150#、200#(江蘇華倫化工有限公司)，油酸甲酯(江蘇豐倍生物科技有限公司)；消泡劑：ZY-67750(上海梓意化工有限公司)；防腐劑：卡松(陶氏化學中國有限公司)；水：去離子水(自產(chǎn))。

1.2 儀器設備

SDF400 實驗分散砂磨機(安徽博進化工機械有限公司)；FJ-200 高速分散均質(zhì)機(上海標本模具廠)；PHS-3E 精密pH 計(上海雷磁儀器廠)；101-3AB 恒溫鼓風干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司)；BT-9300ST 激光粒度儀(丹東百特儀器有限公司)；1200 型高效液相色譜儀(安捷倫科技中國有限公司)；NDJ-9S 數(shù)顯旋轉(zhuǎn)黏度計(上海力辰邦西儀器科技有限公司)；DP-2 噴霧粒度分析儀(珠海歐美克儀器有限公司)；BCD-218WDPD 冰箱(青島海爾電冰箱有限公司)；DCAT15 表面張力測定儀(北京奧德利諾儀器有限公司)。

1.3 制備方法

加工工藝采用直接乳化法。將葉菌唑原藥、助劑及水等剪切均勻后倒入砂磨缸內(nèi)，進行砂磨制得懸浮液(粒徑D90≤5 μm)[6]，由咪鮮胺、乳化劑和溶劑混合成油相。將油相置于均質(zhì)機中進行剪切，在剪切中將懸浮液緩慢加入，再加入消泡劑，最后剪切得到均一、分散性、乳化性良好的懸乳劑。

1.4 懸乳劑性能測試

葉菌唑、咪鮮胺的含量及懸浮率均采用高效液相色譜法進行檢測，pH、分散穩(wěn)定性、持久起泡性、傾倒性、熱儲穩(wěn)定性、冷儲穩(wěn)定性及黏度等指標的測定方法均參照懸浮劑質(zhì)量標準及檢測方法進行[7-9]。

1.5 藥效試驗

1.5.1 試驗地概況

于2022年5-7月在山東威海南海新區(qū)澤庫鎮(zhèn)小麥田開展田間試驗，近年來該地塊小麥赤霉病較為嚴重，土壤為砂壤土，有機質(zhì)含量中等，pH 為7.9。

1.5.2 試驗設計

試驗設40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑、40%咪鮮胺水乳劑(市售)、430 g/L 戊唑醇懸浮劑(市售)、40%咪鮮胺·戊唑醇懸乳劑(市售)及清水空白對照共5 個處理，每個處理重復3 次，共設15 個小區(qū)，每小區(qū)面積為4 m2，隨機區(qū)組排列，各藥劑稀釋1 000 倍液噴霧防治。于施藥后7、30 d 各進行1 次調(diào)查，分級記錄小麥的病穗數(shù)，計算病情指數(shù)及防效，調(diào)查方法為每區(qū)對角線取5 點(每點50 穗)，分級標準及數(shù)據(jù)處理方法參照《農(nóng)藥田間藥效試驗準則》[10-11]。

1.6 表面張力測定

采用吊環(huán)法測定藥液的表面張力[12]，每個樣品重復3 次，取平均值。

1.7 黏附力測定

打開DCAT15 表面張力測定儀測試軟件，將測量黏附力的附件(1 根長桿，一端有1 個黃白色小圓片和1 個金屬小圓環(huán))放入儀器，用微量進樣器或者移液槍在環(huán)上注射液滴，液滴需掛在環(huán)上，要有一定高度，并設置相應的技術參數(shù)。按照儀器指示開始實驗，儀器會自動上升樣品臺，使固體觸碰到液滴，并擠壓，然后拉離表面，在窗口右邊會得到樣品臺距離和天平重量的關系圖。實驗結束后得到液滴拉離固體表面時承受的最大的拉力，即黏附力。每個樣品重復3 次，取平均值。

1.8 霧滴大小及分布測定

按照稀釋倍數(shù)提前配制所需藥液備用。⑴打開DP-02 噴霧粒度分析儀測試軟件，在“手動測量”菜單快速設置測量參數(shù)。⑵單擊“手動測量”菜單下的“系統(tǒng)對中”，點擊“自動對中”。⑶單擊“手動測量”菜單下的“開始”，軟件自動進行背景測量。⑷測完背景后，當看到提示添加樣品時，點擊“加樣(噴霧)”。⑸加樣后，單擊“手動測量”菜單下的“測樣”，在窗口右側可以看到本次的測量記錄。⑹每個樣品重復3 次取平均值。

霧滴尺寸分布跨度(S)的計算公式：

2 結果與分析

2.1 潤濕分散劑的篩選

潤濕分散劑在懸乳劑加工過程中起著對固體粒子表面進行潤濕分散的作用。由于影響懸乳劑穩(wěn)定性的另一個問題是乳狀液的加入使得粒子表面缺失表面活性劑，易引起固體分散體系的不穩(wěn)和絮凝。因此，合適的潤濕分散劑對懸乳劑體系的穩(wěn)定至關重要，對粒徑和粒度分布均有重要影響。通過對多種潤濕分散劑進行篩選，最終選定G5000與Agrilan788組合使用，使用量為2%+3%，所得制劑性能相對良好(表1、2)。

表1 潤濕分散劑種類的篩選

表2 G5000 與Agrilan788 的用量篩選

2.2 溶劑的篩選

咪鮮胺原藥常溫狀態(tài)下呈固體狀態(tài)，需添加溶劑使其溶解，對溶劑油100#、150#、200#及油酸甲酯進行篩選試驗。綜合溶解度、黏度、安全性等多項因素考慮，選擇溶劑油150#作為咪鮮胺的溶劑，用量為8%。

2.3 乳化劑的篩選

對于懸乳劑總體穩(wěn)定性而言，提供穩(wěn)定的乳狀液是非常關鍵的。用溶劑油150#使咪鮮胺完全溶解，通過對不同乳化劑進行篩選，使用量為6%，最終選定FTRT E1045 為乳化劑(表3)。

表3 乳化劑種類的篩選

2.4 增稠劑的篩選

懸乳劑是熱力學不穩(wěn)定的分散體系，其黏度是影響產(chǎn)品貯存穩(wěn)定性的一個重要因素。增稠劑在流動性良好的條件下可適當增加體系的黏度。因此，在制劑中加入適量增稠劑，可有效改善析水、分層現(xiàn)象。由表4 可見：當黃原膠∶硅酸鎂鋁=1∶9，用量為1.0%時基本無析水，流動性和傾倒性均優(yōu)。

表4 增稠劑的篩選

2.5 防凍劑的篩選

水基化制劑在低溫下易于結凍，出現(xiàn)析出結晶、結塊、分層或破乳等不良現(xiàn)象，添加防凍劑可確保制劑的物理穩(wěn)定性，保證產(chǎn)品質(zhì)量。通過對乙二醇、丙二醇、丙三醇和尿素等進行篩選，最終選用價格較低、對環(huán)境安全且性能優(yōu)異的丙二醇作為防凍劑，使用量為5%。

2.6 最佳配方的確定

通過潤濕分散劑、溶劑、乳化劑等的篩選，最終確定40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑的優(yōu)化配方：葉菌唑10%、咪鮮胺30%、溶劑油150#8%、G5000 2%、Agrilan788 3%、FTRT E1045 6%、黃原膠0.1%、硅酸鎂鋁0.9%、丙二醇5%、卡松0.2%、消泡劑0.2%，去離子水補至100%。該產(chǎn)品各項性能指標均合格(表5、6)。

表5 40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑的控制指標及檢測結果

表6 40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑儲前、儲后含量和懸浮率變化

2.7 應用及霧化性能測定

按照優(yōu)選配方制備40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑試樣，將其分別稀釋500、1 000、1 500 倍，在相同條件下測定稀釋藥液的表面張力、固-液界面黏附力、霧滴粒徑及分布等情況。隨著藥液濃度降低，表面張力逐漸增大，固-液界面黏附力最大值隨之變小，霧滴粒徑隨之變大。藥效與農(nóng)藥劑量傳遞效率有關，高效對靶沉積是提高農(nóng)藥利用效率的前提和關鍵，霧滴粒徑對靶標沉積分布影響較大，霧滴太小易蒸發(fā)、飄移，霧滴太大易彈跳滑落，檢測結果見表7。

表7 40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑稀釋藥液的表面張力、黏附力、霧滴粒徑及分布情況

2.8 田間藥效

田間藥效結果表明，藥后7、30 d，40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑1 000 倍液對小麥赤霉病的防效均優(yōu)于其他對照藥劑，施藥30 d 后防效達93%以上(表8)。復配藥劑的防效均優(yōu)于單劑，說明不同有效成分合理組合會產(chǎn)生增效的作用，還可以延緩抗藥性和擴大防治譜。另外，從數(shù)據(jù)上也反映出該地塊已對常規(guī)藥劑產(chǎn)生了一定的抗藥性。

表8 40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑對小麥赤霉病的防治效果

3 結 論

當今市場上防控小麥赤霉病最有效的方法還是化學藥劑防治。本文通過篩選各種助劑，采用直接乳化法得到了40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑的優(yōu)選配方，該制劑冷儲、熱儲穩(wěn)定性較優(yōu)，無析水、分層或沉淀等不良情況。在配制稀釋液時，需考慮藥劑稀釋的有效濃度，濃度太低達不到防效，濃度太高則造成浪費，因此選擇合適的稀釋倍數(shù)對藥效發(fā)揮具有重要意義。田間藥效結果表明：40%葉菌唑·咪鮮胺懸乳劑1 000 倍液藥后7、30 d 對小麥赤霉病的防效分別達83.3%和93.8%，優(yōu)于其他藥劑，說明2 者科學復配可提高藥效，延緩抗藥性，延長持效期，可有效減少農(nóng)藥的施用量，為作物防病、增產(chǎn)提供了新的方案。