2020年 22卷 第2期
为了明确农药雾滴在剂量传递中的作用方式,本文就雾滴的农药剂量和分布形式在保护作物和杀死害虫过程中的作用模式、以及由此产生的剂量损失进行了论述。农药剂量确定后,雾滴作为农药剂量的载体降落在水稻表面形成沉积点,害虫获得致死剂量后死亡。当雾滴在叶片表面呈连续的均匀分布时,害虫极易接触到药剂。如果害虫在第一时间获得致死剂量,则害虫死亡,其他剂量被浪费;如果第一时间未获得致死剂量,则害虫将继续为害,直至获得致死剂量,导致叶片受损。当雾滴累积的药液量超出叶片的流失点时,药液沉积量将减少约50%,药剂随药液流失,药液用量越多,药剂流失越多,与未流失者相比,需要2倍以上的农药剂量才能确保害虫获得致死剂量。当雾滴在叶片表面呈不连续的点状分布时:①若沉积点大小合适并含有致死剂量,则害虫接触沉积点后死亡,但若沉积点数量太少,则害虫在接触沉积点前会对水稻叶片造成伤害;②若沉积点太小并不足致死剂量,则害虫接触沉积点后仍继续为害叶片直至获得致死剂量;③若沉积点太大,虽含有致死剂量,但害虫只能接触该沉积点的小部分,不能获得致死剂量,则害虫可能在沉积点的范围内继续为害,也可能在几个沉积点的缝隙间为害直至获得致死剂量;④当沉积点的剂量超出致死剂量,则害虫接触沉积点后死亡,超出致死剂量的那部分农药被浪费。总之杀死害虫和保护作物需要有足够多的农药沉积点,而单位面积上沉积点的数量、大小和剂量即可组成农药的沉积结构,不同的沉积结构会产生不同的杀虫效果,最终影响农药利用率。
传统农药剂型利用率不高,进而引发了一系列生态环境安全问题。发展高效、安全的农药新剂型对于农业可持续发展具有重要意义。纳米技术的迅猛发展为现代植物保护开辟了新的应用前景。利用纳米材料与技术构建纳米载药系统,可有效提高农药利用率,减施增效,降低农药残留与环境污染。本文对纳米农药的主要剂型和增效机理进行综述,对目前纳米农药存在的问题与应用前景进行了探讨。纳米农药能够显著改善农药有效成分的分散性和稳定性,促进对靶沉积与剂量转移,减少流失和降解,进而降低农药施用剂量和施药频率。目前纳米农药的研究仍处于初期阶段,在规模化制备、定性与定量检测以及相关评估法规等方面仍需进一步研究完善。
近年来,丙硫菌唑作为一种新颖的广谱杀菌剂备受关注,但由于其代谢产物对操作人员存在健康风险,导致其在中国的使用和登记受到限制。将丙硫菌唑制备为具有缓慢释放、可提高农药稳定性等特点的缓释制剂可有效改善其带来的健康风险问题。本研究采用纳米荧光介孔二氧化硅制备了丙硫菌唑缓释纳米颗粒,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、Brunauer-Emmett-Teller (BET)比表面积分析、热重分析(TGA)、荧光光谱以及高效液相色谱仪等手段对其结构与特性进行表征。采用透析袋法探讨了丙硫菌唑在释放介质中的释放行为;利用菌丝生长速率法测定了该载药颗粒对小麦赤霉病原菌的杀菌活性;通过激光共聚焦研究了荧光二氧化硅在小麦赤霉病菌菌丝体以及小麦中的传输情况。结果表明:所制备的载药纳米颗粒外观形貌较为规整,平均粒径为139 nm,其最大载药量可达27.14%;该纳米载药颗粒具有缓释性能,释放曲线符合Ritger-Peppas方程;载药颗粒与丙硫菌唑原药相比具有相同的毒力效果。此外,激光共聚焦结果表明,该荧光二氧化硅纳米颗粒可以在菌丝体以及小麦植株根部吸收和传导。
将MCM-41型介孔二氧化硅分散在烯啶虫胺 (nitenpyram) 水溶液中,借助超声作用使药物分子分散和进入MCM-41孔道中,利用硅羟基与季铵化壳聚糖 (N-(2-羟基) 丙基-3-三甲基氯化铵壳聚糖,HTCC) 之间的静电作用力和氢键作用力,将HTCC包裹在nitenpyram@ MCM-41的表面,从而把药物分子封装在孔道内,以减缓药物释放速率。利用扫描电子显微镜 (SEM)、氮气吸附-脱附、透射扫描电子显微镜 (TEM)、X射线衍射 (XRD)、动态光散射激光粒度仪(DLS)和傅里叶红外光谱 (FTIR) 等对MCM-41和nitenpyram@ MCM-41/HTCC纳米颗粒的结构、形貌和Zeta电位等参数进行了表征,考察了nitenpyram@MCM-41/HTCC对烯啶虫胺的载药量和缓释性能。结果表明:HTCC能够很好地结合在nitenpyram@MCM-41表面,形成nitenpyram@ MCM-41/HTCC纳米颗粒的外壳,载药量最大为2.8%,有良好的缓释性能。
为明确不同增稠剂对以矿物油为分散介质的油悬浮体系稳定性的影响,以12.5%丙炔 • 吡嘧(丙炔噁草酮 • 吡嘧磺隆)可分散油悬浮剂为对象,通过流变学和多重光散射方法,研究了有机膨润土、有机高分子和气相二氧化硅3类增稠剂单独使用及有机膨润土和其他两类增稠剂分别搭配使用对可分散油悬浮剂物理稳定性的影响。结果表明:所有样品的流动特性指数 (n) 均小于1,为假塑性流体,具有触变性。除有机膨润土和高分子增稠剂Atlox Rheostrux 100组合使用时体系更符合Casson方程外,其余样品均更符合Herschel-Bulkley方程。单独使用时,有机膨润土对保证体系稳定的效果相对较好;Atlox Rheostrux 100和Atlox Rheostrux 200两种高分子增稠剂的效果差别较大,其中Atlox Rheostrux 100效果更好,这可能是由分子结构差异造成;两种气相二氧化硅类增稠剂由于不能有效形成氢键,效果较差。将有机膨润土和有机高分子增稠剂组合使用时,体系的稳定性有所提升,其中有机膨润土869和Atlox Rheostrux 100组合使用效果更好,体系具有较高的黏度,且具有良好的触变性,物理稳定性优异;有机膨润土869和疏水气相二氧化硅R974组合使用时则效果没有明显的提升。研究表明,流变学和多重光散射两种方法均能较好地表征可分散油悬浮剂的物理稳定性;新型高分子增稠剂和有机膨润土具有协同作用,将二者合理组合添加能大幅提升可分散油悬浮剂的稳定性。
农药制剂在使用过程中须按照不同的施药方式进行相应的稀释,而不同稀释倍数对药液性质有较大影响。本文以虱螨脲乳油为研究对象,探讨稀释倍数对乳液稳定性和润湿性能的影响规律及作用机制。结果表明:随着稀释倍数的增大,乳液粒径减小,粒径分布更均匀;同时,由于乳液粒径减小,液滴布朗运动加剧,沉降速率逐渐降低,离心稳定性逐渐增强;但是,助剂浓度的降低导致乳液表面张力逐渐增大,在疏水石蜡板上的接触角逐渐增大,润湿性能逐渐变差。该研究结果可为不同施药方式下农药的规范使用提供依据,对提高农药利用率具有重要的指导意义。
植物角质层-水分配系数 (Kcw) 对评价农药的渗透及残留具有重要意义。通过实验方法难以高效且经济地测定多种农药的Kcw值,因此有必要发展一种快速预测农药Kcw值的模型。作者收集了23种农药在不同植物中的64个logKcw实测值,构建了预测农药logKcw值的线性溶解能关系 (liner solvation energy relationship,LSER) 模型。所建模型具有良好的拟合度 (R2adj,tra = 0.79, RMSEtra = 0.38)、稳健性 (Q2BOOT = 0.78) 和预测能力 (Q2ext = 0.81)。该模型可用于预测含有-X (Cl,F,I)、>N-C(O)-NH2、-OCH2COOH、-NH-、-NH2、>C=O、-O-C(O)-NH-、-CN、-S- 及 -S(O)(O)- 等官能团的农药的logKcw值。机理分析结果表明:疏水相互作用 (平均相对贡献率为48%) 和n/π电子对相互作用 (平均相对贡献率9%) 对农药进入植物角质层为正贡献,而氢键受体相互作用 (平均相对贡献率26%) 和极性相互作用 (平均相对贡献率17%) 对农药进入角质层为负贡献。本研究构建的pp-LFER模型可用于预测新农药的logKcw值,并且有助于理解农药在植物角质层与水相间分配的相互作用机制。
选择中国知网 (CNKI) 数据库和Web of ScienceTM(WOSTM) 核心合集数据库,采用文献计量学的方法,对农药喷雾助剂相关文献的作者及其国别、研究机构、来源期刊、发文量及引用频次等进行了研究。在CNKI学术期刊网络出版总库中检索出相关科技文献369篇,其中272篇文献来源于100种期刊,且85篇文献源自核心期刊;在WOSTM核心合集数据库共检索出来自美国、巴西、德国等42个国家1 369位作者在117种刊物上发表的304篇相关文献和62篇会议论文。检索到的文献内容涵盖喷雾药械的选择、喷雾助剂作用 (如减少雾滴飘移、提高润湿性、附着性、分布均匀性等),以此来减少农药的使用量、提高农药使用效率。通过文献计量学分析,揭示了国内外对农药喷雾助剂的研究现状、研究热点及发展趋势。
农药的有效利用与农药液滴在植物叶片上的蒸发过程息息相关。传统表面活性剂虽然可以改变液滴的蒸发模式或速率,但并不能根据外界环境变化对蒸发过程进行主动调节。为实现“自主调控”农药液滴蒸发的目的,本文设计合成了一种含丁二炔官能团的光响应性阳离子表面活性剂 (PCDA-C6-NH3+),利用紫外光刺激改变其在液滴中的聚集状态,调控液滴的蒸发过程。该表面活性剂以10,12-二十五碳二炔酸 (PCDA) 作为骨架,通过酰胺化反应引入末端氨基并质子化后得到。采用紫外-可见光谱研究了PCDA-C6-NH3+ 的拓扑化学聚合反应,并利用静态表面张力和动态接触角分析了其紫外光照前后的表面活性和蒸发行为。该研究为实现液滴“自主调控”蒸发过程提供了一种新思路,对提高农药利用率具有重要意义。
使用DL-α-生育酚作为表面活性剂的亲油端,聚乙二醇 (polyoxyethylene ether, EO) 链作为亲水端,合成了非离子表面活性剂DL-α-生育酚甲氧基聚乙二醇琥珀酸酯 (DL-α-tocopherol methoxypolyethylene glycol succinates,简称TPGS-X-M (X=750,1000,1500,1900,表示所使用聚乙二醇单甲醚的相对分子质量),测定了该表面活性剂的临界胶束浓度 (cmc)、静态和动态表面张力,进一步将该表面活性剂用作20%乙螨唑悬浮剂中的分散剂并测试了其理化参数,与商品化分散剂FS3000进行了对比。静态表面张力测试结果表明,聚乙二醇链的长度对cmc值的影响不大;动态表面张力测试结果显示,TPGS-1000-M、TPGS-1500-M和TPGS-1900-M在1 249.3 ms时的动态表面张力下降的趋势较FS3000更大,具有一定优势。性能测试结果表明,以TPGS-1500-M和TPGS-1900-M制备的20%乙螨唑悬浮剂的粒径、悬浮率、有效成分含量、分散性、热贮稳定性以及低温稳定性与以FS3000制备的悬浮剂相当。新合成的表面活性剂TPGS-1500-M和TPGS-1900-M有望作为悬浮制剂的分散剂使用。
针对传统农药沉积率测算方法无法精确反映果园中农药实际利用率的问题,提出一种结合果树冠层特征与叶面沉积量直接测算农药药液在果树靶标上有效沉积率的方法,以期建立一种适用于不同栽种模式的果园通用农药沉积率计算方法。首先采用传统方法计算采用风送式自走喷雾机喷雾后农药在乔化稀植型果园的地面流失率,将其结果与采用果树冠层特征与叶面沉积量相结合的方法计算的有效沉积率进行比较,再通过计算采用风送式自走喷雾机喷雾后农药在矮砧密植型果园的有效沉积率以及采用担架柱塞泵式喷雾机和植保无人飞机喷雾后农药的有效沉积率,验证本研究所提出的将果树冠层特征与叶面沉积量相结合计算农药有效沉积率方法的准确性及适用性。结果表明:基于叶面沉积量结合果树冠层特征方法计算得到的农药有效沉积率与采用传统方法计算得到的农药地面流失率结果基本一致,均能体现施药机械的农药利用率,但比较而言,本研究所提出的方法在果园植保机械喷雾施药有效利用率的影响因素方面考虑更全面,兼顾了叶面沉积量和果树冠层结构的影响,且对于不同栽种模式下的果园更具适应性。将果树冠层特征与叶面沉积量相结合进行果园农药有效沉积率的计算,可以更加真实地反映出果园农药的实际利用情况,同时通过将果树冠层结构量化为叶面积指数、冠层阴影面积等指标,可以为不同栽种模式下的果园选择适宜的植保机械,结合地面流失率的测量,计算出果园农药的飘移量,从而通过调整喷雾角度、雾滴大小、喷雾流量等参数,实现对植保机械的优化,达到精准施药的目的。
为探索有机硅助剂Silwet408对杀虫剂药液理化性能的影响及药液雾滴在稻叶上的行为与对稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis Guenée防效的内在关系,在室内条件下研究了在200 g/L氯虫苯甲酰胺悬浮剂稀释液中添加助剂Silwet408后表面张力、黏度、pH值以及在稻叶上最大持留量的变化,借助OCG法对叶片的表面特性进行表征,围绕叶片倾角分析了单个雾滴在稻叶上的黏附行为,并进行了田间药效试验。结果表明:水稻叶片正、反面表观表面自由能分别为31.48 mJ/m2和34.19 mJ/m2;倒二叶和倒三叶的叶角较小,分别为 (11.09 ± 2.74)° 和 (19.98 ± 5.67)°,表明水稻为高倾角叶片形态,不利于雾滴在稻叶上的黏附。200 g/L氯虫苯甲酰胺悬浮剂4 000倍和5 000倍稀释液的表面张力分别为 (44.64 ± 1.04) mN/m和 (46.14 ± 0.62) mN/m,均大于稻叶的表观表面自由能,其药液的单个雾滴在79°和70°的倾角稻叶上均呈滚落状态;添加125 mg/L 的Silwet408后,药液的表面张力小于稻叶的表观表面自由能,单个雾滴能够黏附在倾角稻叶上并润湿,同时药液在稻叶上的最大持留量也呈极显著增加;200 g/L氯虫苯甲酰胺悬浮剂5 000倍稀释液的pH值和黏度在添加Silwet408前后变化不大。田间试验结果表明,添加125 mg/L的Silwet408后,200 g/L氯虫苯甲酰胺悬浮剂5 000倍稀释液对稻纵卷叶螟药后14 d的保叶效果和杀虫效果均显著提高。综合研究结果表明,在200 g/L氯虫苯甲酰胺悬浮剂5 000倍稀释液中添加125 mg/L的Silwet408可使喷雾药液与水稻植株特性相匹配,进而提高氯虫苯甲酰胺对稻纵卷叶螟的防治效果。
为研究不同助剂对嘧菌酯防治植物病害的增效效果,通过表面张力、临界胶束浓度 (cmc)、药液叶片持留量的测定以及室内盆栽活性试验,测定了Silwet408、NF-100、倍达通、迈道和速捷5种助剂对玉米、小麦、大豆叶片的润湿持留能力和对嘧菌酯防治病害的增效作用。结果表明:供试的5种助剂均可显著降低药液的表面张力,增加药液在叶片上的最大稳定持留量 (Rm),其中Silwet408的Rm值达7.32 mg/cm2,倍达通的Rm值达11.16 mg/cm2。5种助剂可显著增加嘧菌酯对小麦白粉病、大豆锈病和玉米锈病的防治效果,其中:对于玉米锈病,迈道的增效效果 (EC50 0.016 mg/L) 最好,其次为倍达通 (EC50 0.029 mg/L);对于小麦白粉病,NF-100 (EC50 0.009 mg/L) 和Silwet408 (EC50 0.009 mg/L) 的增效效果最好;对于大豆锈病,迈道 (EC50 0.006 mg/L) 和Silwet408 (EC50 0.007 mg/L) 的增效效果最好。综合来看,Silwet408和迈道对嘧菌酯防治3种植物病害是较好的增效助剂。
随着统防统治技术的发展,将多种农药制剂结合喷雾助剂混配使用已成为主要施药方式之一,但由此也带来了不同企业制剂产品或配方助剂与喷雾助剂之间的桶混稳定性问题。本文将聚丙烯酸酯类微交联结构功能高分子助剂G-100A与脂肪醇聚氧乙烯醚类结构高分子助剂、三苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯等小分子助剂复配后作为配方助剂,制备了40%苯醚甲环唑 • 吡唑醚菌酯水乳剂,并在田间进行了防治水稻纹枯病的药效试验。结果表明:在推荐使用浓度下,所制备的40%苯醚甲环唑 • 吡唑醚菌酯水乳剂药液对靶标的黏附力与沉积量显著提高,且具有良好的抗蒸发性能,在防治田间水稻纹枯病时,减量25%仍可达到对照药剂 40%苯醚甲环唑 • 吡唑醚菌酯悬浮剂的防效。此外,G-100A还可作为喷雾助剂使用,其在药液中以特有的结构存在,可有效抑制水分蒸发、减少雾滴飘移,并可有效降低雾滴碰撞叶面时的界面能,防止雾滴弹跳。研究表明,G-100A有望作为农药减施的调控手段之一,在更多配方体系中得到应用。
研究农药雾滴的空间运行规律及其影响因素,对减少飘移、保护环境及助剂开发都有重要意义。选取2%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐 (简称甲维盐) 乳油,采用Euler-Lagrange离散相模型对雾滴空间运行过程进行数值模拟,分析了农药雾滴的空间运行轨迹。结果表明:黏度和表面张力对雾滴空间运行规律的影响主要作用于喷头出口处的雾化过程,雾化过程的结果决定了后续雾滴空间运行的轨迹和飘移率。药液黏度和表面张力越大,出口处大粒径雾滴所占的比例越高,雾滴的平均粒径和空间运行速率相应增大,在空间运行过程中停留时间缩短,飘移率降低。确定了标准条件下黏度和表面张力调控的适宜范围:黏度在0.001~0.01 Pa·s之间,飘移率为18.77%~12.67%;表面张力在0.042~0.060 N/m之间,飘移率为38.93%~24.40%。针对实际场景,提出了调控药液物理性质的具体方案:通过将2%甲维盐乳油的黏度和表面张力分别增大至0.01 Pa·s和0.060 N/m,可以分别将4 m/s和5 m/s风速条件下的飘移率降低18%和43%,从而有效降低了农药雾滴的飘移损失。
为探究和减少植保无人飞机喷雾施药过程中的雾滴飘移,采用由单个旋翼与喷头组成的喷雾单元,在可控风洞环境条件下进行了模拟飞行喷雾试验,控制风洞条件为风速5 m/s、喷雾压力0.3 MPa及旋翼转速2 300 r/min不变,对比研究了11种喷头、4种代表性助剂以及不同温度/相对湿度条件对雾滴飘移的影响,采用飘移潜在指数 (DIX) 及相对减飘率 (DPRP) 两项指标进行对比评估。结果表明:在温度/相对湿度为20 ℃/RH 80%条件下,不同类型喷头喷雾药液在空中垂直面和水平距离上的飘移沉积量分布均呈现显著的规律性变化趋势,与对照喷头F110-03相比,喷头飘移潜在性从大到小依次为:TR80-0067 > ST110-0067 > XR110-01 > ST110-015 > TR80-01 > ST110-02 > XR110-03 > 对照F110-03 > IDK系列,其中IDK120-01与IDK120-015喷头的减飘移效果相近并为最好;在30 ℃/RH 40%条件下,采用XR110-01喷头,分别添加助剂0.5% Silwet DRS-60、1.0% “迈飞” (MF) 和1.0% Y-20079后,与不添加助剂的对照相比,平均减飘率分别为43.3%、15.6%和5.2%,表明不同助剂对飘移的影响不同,需考虑助剂类型及其减飘效果合理选用;在20 ℃/RH 40%、20 ℃/RH 80%、30 ℃/RH 40%和30 ℃/RH 60%条件下,XR110-01喷头与添加1.0% MF 助剂组合有利于空中飘移的减少,尤其是高温/低湿条件下,添加助剂的减飘移效果较好。该研究结果可为植保无人飞机的喷头选择、喷雾助剂筛选和实际应用提供参考和指导,并为进一步研究喷头及助剂的减飘技术提供数据基础。
比较在不同喷雾压力和施药液量条件下,采用自走式喷杆喷雾机在水稻分蘖期、孕穗期、扬花期进行喷雾处理的农药利用率、沉积分布均匀性及水稻茎基部雾滴密度的差异,为建立自走式喷杆喷雾机在稻田的高效施药技术提供理论依据。以生物染料丽春红-G作为农药示踪剂,估测不同喷雾参数的农药利用率,并用变异系数、绝对份额比例值比较农药分布的均匀性。同时通过水敏纸收集水稻基部雾滴密度,分析不同喷雾参数下农药雾滴穿透水稻冠层的能力。结果表明:在水稻分蘖期,采用自走式喷杆喷雾机在喷雾压力为1.2 MPa、施药液量为375 L/hm2条件下喷雾,每个采样点的丽春红-G的平均沉积量仅为0.11 mg,与喷雾压力为0.4 MPa、施药液量为300 L/ hm2条件下喷雾的沉积量相比减少了56.00%。在水稻孕穗期,当喷雾压力为1.2 MPa、施药液量为375 L/hm2时进行喷雾处理,每个采样点的丽春红-G的平均沉积量达0.26 mg,显著高于其他4个处理。在水稻扬花期,不同喷雾参数间的沉积量差距减小。在合适的喷雾压力和施药液量时,自走式喷杆喷雾机在水稻分蘖期、孕穗期和扬花期进行喷雾处理,农药利用率分别达到40.57%、54.97%和55.50%。综合变异系数和绝对份额比例两个指标,采用自走式喷杆喷雾机在喷雾压力为0.8 MPa、施药液量为300 L/hm2条件下喷雾,农药分布更均匀。喷雾压力对水稻基部雾滴密度有显著影响,在水稻生长中后期,当喷雾压力低于0.8 MPa、施药液量为225~375 L/hm2时,水稻茎秆基部雾滴密度均小于30个/cm2。研究结果表明,喷雾压力和施药液量对自走式喷杆喷雾机稻田喷雾的农药利用率、分布均匀性及水稻茎秆基部雾滴密度有显著影响。在水稻生长前期,不宜采用高压力大水量喷雾作业;在水稻生长中后期,为增加对水稻基部病虫害的防治效果,需提高喷雾压力。
为研究植保无人飞机喷雾参数对棉蚜防治效果的影响及评价助剂对药剂的增效作用,本研究通过田间试验分析了飞行高度、飞行速度和喷头型号等喷雾参数对棉蚜防效的影响,并评价了5种喷雾助剂ND-600、ND-800、G2801、倍达通和N380对22%氟啶虫胺腈悬浮剂 (SC) 和21%噻虫嗪SC的增效作用。结果表明:植保无人飞机飞行高度对棉蚜防效的影响显著,其中飞行高度为2 m时防效最佳,最优参数组合为飞行高度2 m,飞行速度3 m/s,喷头型号IDK120-01。添加助剂后,22%氟啶虫胺腈SC 和21%噻虫嗪SC对棉蚜的防效有不同程度的提高,药后7 d,除ND-600外,ND-800、G2801、N380和倍达通对22%氟啶虫胺腈SC均有增效减量作用,其中ND-800的效果较好,G2801、倍达通和N380的增效作用一般;21%噻虫嗪SC对棉蚜的防治效果较好,除不添加助剂的处理外,其余处理药后7 d的防效均在90%以上,5种助剂的减量增效作用均较好。
为明确施药液量、雾滴粒径大小和助剂等不同喷雾因子对极飞P-20植保无人飞机防除小麦田杂草效果的影响,于2019年以30 g/L甲基二磺隆悬浮剂+20%双氟 • 氟氯酯水分散粒剂为试验药剂,研究了上述喷雾因子对药剂雾滴沉积量以及对杂草防除效果的影响。药剂沉积量测定结果表明:低施药液量 (11.25 L/hm2) 处理的沉积量最低,仅为0.67 μg/cm2,沉积率为22.37%,其次是大雾滴粒径,沉积量为1.07 μg/cm2,沉积率为35.62%,这2个处理药剂的沉积量略低于其他飞防处理 (沉积量在1.16~1.52 μg/cm2之间,沉积率在38.73%~50.83%之间),但所有飞防处理的沉积量均明显低于常规喷雾器处理 (沉积率为67.00%)。杂草防效结果表明:于小麦田应用极飞P-20植保无人飞机防除杂草,最适宜的施药液量为15.0~22.5 L/hm2,在3个施药液量11.25、15.0和22.5 L/hm2下,杂草总鲜重防效分别为74.8%、85.9%和88.2%;最适宜的雾滴粒径为中型,在小、中、大不同雾滴粒径下,杂草总防效分别为84.2%、86.2%和78.2%;最适宜的两种助剂是易滴滴F和迈飞,杂草总鲜重防效分别为88.9%和87.4%。农户常规喷雾药液沉积量为2.01 μg/cm2,杂草鲜重防效为87.6%。极飞P-20植保无人飞机在合适的喷雾因子下,具有省时省水的优势,虽然雾滴沉积量低于常规喷雾,但最终防效与常规喷雾差异不大。
采用大疆MG-1P型电动四旋翼植保无人飞机在棉花生长中期进行喷雾施药处理,探讨了喷雾参数及添加的助剂类型对农药雾滴在棉花植株叶片上沉积分布的影响。以22%氟啶虫胺腈悬浮剂及3种飞防助剂 (倍达通、ND-800和G-2801) 为试验药剂,在不同喷雾参数及飞防助剂条件下在棉花生长中期进行喷雾处理,以诱惑红作为药剂沉积指示剂,采用雾滴测试卡和滤纸检测雾滴沉积分布情况,利用分光光度计测定滤纸洗脱溶液的吸光度值,计算单位面积的药液沉积量,利用DepositScan软件分析雾滴密度。结果显示:植保无人飞机的飞行速度对雾滴沉积分布的影响最大,而飞行高度则对其无显著影响。添加不同助剂对棉花植株叶片正反面的雾滴沉积分布影响不同:3种助剂均可使棉花冠层上、中、下部叶片正面的雾滴密度显著提高;而对于叶片反面,则仅添加ND-800后棉花冠层上、中、下部叶片反面的雾滴密度分别增长688. 9%、590.9%和327.5%,而添加G-2801与倍达通助剂则无显著影响。
为明确不同药剂在保护地黄瓜上的沉积分布及其对蚜虫防治效果的影响,利用农药雾滴采集装置收集农药雾滴,以诱惑红为示踪剂测定农药沉积量,通过DepositScan软件测定雾滴覆盖率,分析药剂在黄瓜冠层的沉积分布与其对蚜虫防效的关系。结果表明:阿维菌素、螺虫乙酯、吡虫啉、吡丙醚、噻虫嗪和啶虫脒6种药剂的沉积量与雾滴覆盖率之间均无显著差异,分布趋势均表现为顶部 > 中部 > 底部;药后1 d和3 d,不同药剂对同一冠层部位以及同一药剂对不同冠层部位黄瓜蚜虫的校正防效之间均无显著差异,且防效均达65%以上。背负式手动喷雾器按田间推荐剂量喷雾防治黄瓜蚜虫时,喷雾雾滴主要沉积在黄瓜冠层顶部,沉积量占到总沉积量的1/3以上,在冠层中部和底部的沉积量相对较少,但沉积到冠层中部和底部的农药剂量仍能发挥良好的防治效果。该研究结果可为合理使用农药防治黄瓜蚜虫提供科学依据。
水稻苗期病害的发生及防治备受关注。为明确诱抗剂烯丙苯噻唑与杀菌剂氟唑环菌胺复配颗粒剂对水稻幼苗的安全性和对苗期病害的防治效果,研制了16%烯丙苯噻唑 • 氟唑环菌胺复配颗粒剂配方并检测了理化性质,采用高效液相色谱法检测了有效成分含量及其缓释效果,并测定了温室条件下烯丙苯噻唑对水稻幼苗的安全性,以及颗粒剂对水稻稻瘟病和纹枯病的防治效果。结果表明,所制备颗粒剂的各项指标均符合国家相关标准要求。释放动态结果显示:杀菌剂氟唑环菌胺在V甲醇 : V水 = 30 : 70的混合溶液中释放4 h后,累积释放率 (质量分数) 即达到峰值33%,且随后趋于稳定;而诱抗剂烯丙苯噻唑则在7 d后累积释放率方达到最高峰值;将两种有效成分复配可实现药剂对作物苗期病害的速效性与持效性协同作用。安全性试验显示,16%烯丙苯噻唑颗粒剂制剂用量不高于150 g/m2时对水稻幼苗安全。人工接菌条件下,试验剂量的烯丙苯噻唑可诱导水稻幼苗产生稳定的抗稻瘟病和纹枯病效果。16%烯丙苯噻唑•氟唑环菌胺颗粒剂对稻瘟病和纹枯病的防治效果在制剂用量150 g/m2剂量下最佳,分别为64.79%和68.32%,实现了1次用药同时防治两种病害的效果。研究结果可为诱抗剂与杀菌剂复配制剂的研发提供理论依据,同时可为缓释颗粒剂的田间科学施用提供参考。
为探究油助剂和淀粉源助剂对噻嗪酮和烯啶虫胺降解规律的影响,以水稻为试材,建立了噻嗪酮和烯啶虫胺在水稻不同部位残留的高效液相色谱-三重四极杆串联质谱测定方法,并采用该方法研究了两种农药在水稻不同部位的残留量变化和最终残留量。结果表明:在0.01(0.02)~0.5 mg/kg添加水平下,噻嗪酮在水稻穗部、植株、籽粒和稻壳中的平均回收率在89%~100%之间,相对标准偏差(RSD)为2.5%~7.2%;烯啶虫胺在水稻穗部、植株、籽粒和稻壳中的平均回收率在88%~99%之间,RSD为2.5%~13%。两种农药的定量限均为0.01~0.02 mg/kg。以70% 烯啶 • 噻嗪酮水分散粒剂为供试药剂的残留消解动态试验结果表明,噻嗪酮和烯啶虫胺的残留量与施药后的间隔时间呈指数关系,消解动态符合一级反应动力学方程。在未添加助剂和添加淀粉源助剂及油助剂的3个处理中,噻嗪酮在水稻穗部的原始沉积量由大到小的顺序为:添加油助剂>添加淀粉源助剂>未添加助剂;半衰期长短顺序为:添加油助剂>添加淀粉源助剂>未添加助剂。至水稻收获时,在水稻籽粒和稻壳中均未检出噻嗪酮和烯啶虫胺,在水稻植株中噻嗪酮和烯啶虫胺的残留量均为 < 0.02~0.05 mg/kg。田间试验结果显示:施用70% 烯啶 • 噻嗪酮水分散粒剂后14 d,添加油助剂或淀粉源助剂的处理对稻田灰飞虱Laodelphax striatellus的防治效果显著高于未添加助剂的。研究结果表明,添加助剂能不同程度地延长农药有效成分在水稻上的持留时间,从而有利于农药药效的持续发挥,而其最终残留量并不高,表明添加助剂在增加农药药效的同时,其残留的农药并不会对农产品造成污染。在供试的两种助剂中油助剂的增效效果好于淀粉源助剂。
为探究10%乙霉威 • 腐霉利微粉剂 (有效成分质量分数:5%乙霉威,5%腐霉利) 在设施黄瓜上施用后的沉积分布特性及残留消解动态,采用PC-3A(S) 型激光粉尘仪及粉尘取样片,分别研究了不同设施类型、不同温湿度及不同施药角度下,10%乙霉威 • 腐霉利微粉剂在设施黄瓜上的沉积分布情况;并于2017年和2018年,分别在北京市进行了该药剂在设施黄瓜叶片和果实中的残留及消解动态试验。结果表明:不同设施类型、不同温度条件下,10%乙霉威 • 腐霉利微粉剂的沉积分布特性无明显差异,且其有效成分分解率不受温度影响;不同湿度条件下,该微粉剂在黄瓜叶片上的沉积量不同,湿度越大沉积量越多。乙霉威和腐霉利在黄瓜叶片和果实中的消解动态均符合准一级动力学或一级动力学方程,2种药剂在叶片中的半衰期分别为3.2 d和3.0~3.2 d,在果实中的半衰期分别为4.0~4.3 d和3.1~3.8 d。采用10%乙霉威 • 腐霉利微粉剂,分别按100 g/hm2和150 g/hm2 (1.5倍) 剂量于黄瓜幼果期施药,最多施药 3 次,施药间隔期为7 d,距最后一次施药间隔7、10和14 d分别采样,乙霉威在黄瓜果实中的最大残留量为0.88 mg/kg,低于中国国家标准规定的其最大残留限量 (MRL) 值 (5 mg/kg),腐霉利在黄瓜果实中的最大残留量为0.49 mg/kg,也低于其MRL值 (2 mg/kg)。该研究结果可为10%乙霉威 • 腐霉利微粉剂在设施黄瓜上的安全使用提供数据支持。
Quintrione (2-(3,7-dichloroquinoline-8-carbonyl) cyclohexane-1,3-dione) is a new post-emergence herbicide just approved by Ministry of Agriculture and Rural Affairs in China. However, the potential environmental pollution caused by quintrione has not been investigated to date. A combined high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) and modified quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe (QuEChERS) method was developped for the analysis of quintrione residue in rice plant, grain and soil. The dissipation and terminal residues of quintrione in rice plant were determined by using this method. Results showed that there was a good linear correlation between the concentrations and peak areas with R2 higher than 0.99. The average recoveries of quintrione in rice plant, soil, paddy water, paddy hull and brown rice varied from 78% to 99% with the relative standard deviation (RSD) ranged from 3.9% to 11%. The limits of quantification (LOQ) of quintrione in rice plant, soil, paddy water, paddy hull and brown rice were all 0.002 mg/kg. The investigation of dissipation dynamic data revealed that quintrione degraded quickly in rice plants with half-life (t1/2) values betwwen 6.7 to 12.8 days. 96 days after quintrione application at 900 and 1 350 g a.i./ha on rice seedling, no terminal residual was detected in paddy soil, paddy hull, or brown rice samples. The study will contribute to the setting of the maximum residue limits (MRL) of quintrione in rice and the field application strategy.