水稻田漂浮粒剂“MAMETSUBU”的研发

张宪鹏，韩京坤，张大侠 编译 刘 峰 校对（山东农业大学 植物保护学院，山东泰安 271018）

水稻田漂浮粒剂“MAMETSUBU”的研发

张宪鹏，韩京坤，张大侠 编译 刘 峰 校对
（山东农业大学 植物保护学院，山东泰安 271018）

在日本的现代农业中，农民的老龄化问题和新一代农业人口的更替备受关注。同时也存在这样的事实：部分传统的农民组织，被改制成拥有大量农田的公司。在这种形势下，人们已经意识到农事操作整体效益的重要性。在水稻田中，由于农业机械的使用，大大降低了人工种植和收获的工作量。同时，高活性杀虫剂的使用，也明显减少了防治害虫所需的时间。然而，能减少施药时间、节省劳动力的省力化农药剂型仍有很大的市场需求。比如，水稻田防除杂草，为使药剂撒施均匀，农民需要携带几公斤重的药剂颗粒进入稻田，耗时较长，给农民的身体和心理造成沉重的负担。针对水稻田中施药的这种局限性，Shigeki Fujita等研究出一种只需在田垄上抛洒，而不必进入稻田的省力化制剂。1991年，开发了在田垄上直接使用的“悬浮剂（Flowable Formulation）”并得到推广使用。然而，其作为一种液体制剂，存在一些问题，比如易黏附衣服，易飘移至稻田以外的区域，特别是在逆风天气中使用时这种情况更加明显。1994年，开发了在田垄上抛施的100袋/hm2的大包装袋制剂并推广使用。这种制剂具有省力、避免与人体直接接触的优点。但由于这种制剂在稻田中随水流扩散，在有藻类植物生长的水面其均匀性会受到干扰。在这种背景下，Shigeki Fujita等克服传统制剂存在的弊端，开发出了一种新型的省力化剂型。

1 “MAMETSUBU”剂型的设计

农药剂型主要分为固体和液体2类。基于以下3个原因选择研发固体新剂型：⑴ 避免施药者在施药时直接接触药剂；⑵ 避免药剂黏附在水稻叶片上：⑶ 避免大量使用塑料包装。基于此，选择研发一种能够漂浮的颗粒剂，使其有效成分在短时间内分散到水中。另一方面，一些省力化的制剂，其有效成分的分散性不仅受药剂本身分散性能的影响，而且受风、温度以及障碍物所引起的水流变化等田间环境的影响。因此，在某些环境中，传统的省力化制剂，其有效成分的分散性受到明显的影响（图1）。为了确保药剂能够有效扩散且不受田间环境的影响，亟待开发一种能满足施药者需求的新剂型。同时，本研究采用多种施药方式进行施药，以满足不同施药者的需要（图2）。

图1 有效成分分散不均匀

图2 施药后的状态

在剂型的研发过程中发现，5 mm的颗粒在使用方便性、施药距离和药械适用性等方面的综合效果较好。为降低制剂重量，最终，成功研发出用量为2 500 g/hm2的新剂型“MAMETSUBU”（图3-5）。

2 “MAMETSUBU”制剂的制备

“MAMETSUBU” 制剂的基本组成为有效成分、表面活性剂、黏合剂、漂浮载体和固体载体。该制剂的特征是含有漂浮载体。本研究中，使用粒径为数十至数百微米的丙烯腈单体共聚物颗粒作为漂浮载体，这种颗粒浮力大、重量轻，少量的颗粒聚集在一起就能获得足够的浮力，从而保证该剂型能够混合足够数量的其他成分。本研究采用挤压造粒法制备出“MAMETSUBU”新剂型，其堆积密度为0.4，颗粒粒径为3～8 mm。这种制剂撒施后，在很短时间内即可分散在稻田水面。表1中列出了“MAMETSUBU”剂型的物理性能。

图3 “MAMETSUBU”剂型的设计思路

图4 “MAMETSUBU”制剂

3 对“MAMETSUBU”制剂的施药方式的研究

本研究中，对“MAMETSUBU”制剂进行了以下几种施药方式的试验。⑴ 手掷施药：这种方法最简单，不使用其他的施药器械。施药者在田垄上通过手掷抛撒的方式施药，抛撒的距离大约为3～10 m（图6A）。⑵长勺施药：使用一个长柄勺进行施药，抛撒距离接近15 m（图6B）。⑶ 包装带施药：使用包装袋进行施药，施药者在田垄上通过摇动包装袋进行施药（图6C）。⑷ 喷粉机施药：该方法使用一台喷粉机，施药者在田垄上通过不间断工作的喷粉机施药，施药距离大约为25 m（图6D）。⑸ 无人直升机施药：通过无线电控制的直升机施药（图6E）。⑹进水口施药：在稻田的灌水口施药，使药剂颗粒随水流扩散（图6F）。⑺ 投掷大包装袋施药：通过手掷的方式，将装有药剂的水溶性包装袋抛撒出去进行施药。

图5 “MAMETSUBU”制剂的扩散和分散

表1 “MAMETSUBU”剂型的物理性能

图6 “MAMETSUBU”制剂的施药方式

4 “MAMETSUBU”制剂的分散性

稻田田间试验对评估“MAMETSUBU”制剂的分散性非常重要，同时，田间小区试验对“MAMETSUBU”制剂分散性的评估也有一定参考价值。田间小区试验中，使用的“MAMETSUBU”制剂包括1.8%嘧草醚、36.0%溴丁酰草胺、12.0%苄嘧磺隆和8.0%戊基噁唑酮。施药点为2 m×20 m稻田小区的短边田垄上，施药30 d后检查药剂的除草活性和对作物的药害。结果表明，该制剂除草活性高且对水稻药害小。因此，“MAMETSUBU”制剂具有优良的分散性能（图7）。稻田田间试验中，在18 m ×56 m稻田的四条边垄上，抛洒上述几种药剂。结果发现，施药后13 d和38 d药剂的除草活性高、药害小，表明该剂型在水稻田间仍有很好的分散性。以2.7%吡丙醚为试验药剂，通过分析稻田水中药剂的有效成分含量，比较了各种施药方式下，“MAMETSUBU”制剂分散性能的差异。施药方式为：手掷施药（在稻田小区20 m长的田垄上迎风面施药），长勺施药（在1 hm2的稻田四条田垄上施药），包装带施药（在0.2 hm2的稻田四条田垄上施药），喷粉机施药（在0.5 hm2的稻田四条田垄上施药），无人机施药（在0.85 hm2的稻田中选取8个点施药），进水口施药（在0.2 hm2稻田的灌水口处施药）和大包装袋施药（在0.2 hm2的稻田四条田垄上施药）。结果发现，每种施药方式数据分析的变异系数都较小（手掷施药：3.7%（图8），长勺施药：15.1%，包装带施药：4.5%，喷粉机施药：7.8%，无人机施药：24.7%，进水口施药：6.0%，大包装袋施药：7.5%），表明制剂中有效成分的扩散性能，能够满足田间应用的需要（表2）。

图7 稻田试验

图8 手掷施药

表2 施药方式及其变异系数

5 结 论

本研究制备的水稻田新剂型“MAMETSUBU”，是一种能分散在稻田水面的3～8 mm的颗粒。通过

不同的施药方式，只需在田垄上抛撒，而不必进入稻田，因而是一种非常省力的剂型。然而，稻田的实际环境复杂，所以“MAMETSUBU”中有效成分的扩散受多种因素影响。因此，本研究分别通过小区试验和稻田田间试验来评估“MAMETSUBU”中有效成分的分散性能。所有的试验结果均表明，制剂中有效成分的扩散性能，能够满足田间实际应用的需要。到2013年，已有20个“MAMETSUBU”产品在日本注册，在日本的应用面积达到136 000 hm2。在韩国，5种“MAMETSUBU”产品的应用面积达到17 000 hm2。希望通过“MAMETSUBU”制剂能够让全世界的许多水稻种植者受益。

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

TQ450.6

A

1009-6485（2016）02-0045-03

2016-03-25。

分析与检测