農(nóng)藥水基化劑型的前世今生

農(nóng)藥劑型的發(fā)展與化學農(nóng)藥有效成分的開發(fā)相伴相隨。1939年瑞士化學家米勒發(fā)現(xiàn)滴滴涕具有優(yōu)異的殺蟲活性，并開始應用于防治衛(wèi)生及農(nóng)業(yè)害蟲，這是現(xiàn)代有機農(nóng)藥誕生的標志，隨著滴滴涕、六六六等有機氯化學農(nóng)藥的成功開發(fā)，現(xiàn)代農(nóng)藥劑型也初具雛形。隨著有機磷等農(nóng)藥的開發(fā)成功，伴隨著的農(nóng)藥劑型為粉劑、可濕性粉劑、顆粒劑及乳油等所謂的四大傳統(tǒng)劑型，而當時的水基化劑型尚處于襁褓之中。

農(nóng)藥水基化劑型的前世

水基化劑型是非水溶性原藥的水基化（水劑是最古老的綠色農(nóng)藥劑型，嚴格意義上，水劑不屬于水基化劑型），代表性的劑型主要為懸浮劑、微乳劑、水乳劑等，占據(jù)著農(nóng)藥四大分散體系中的三個—懸浮液、微乳液、乳狀液。

乳狀液和懸浮液在自然界中客觀存在，如經(jīng)�？梢姷臏啙岬暮Ｋ�、剛剛從河底撈起來的河水、稀泥漿、我國古代的墨汁等均為懸浮液，而人們常喝的牛奶、使用的雪花膏等均為乳狀液。而微乳液直到20世紀40年代才被發(fā)現(xiàn)。

這些分散體系作為農(nóng)藥水基化劑型的原創(chuàng)性的發(fā)明均來自于國外。最早出現(xiàn)的水基化劑型是應用于無機農(nóng)藥的懸浮劑，如硫懸浮劑、石硫合劑、波爾多液、堿式硫酸銅懸浮劑等等。有機合成農(nóng)藥的懸浮劑隨著滴滴涕殺蟲活性的發(fā)現(xiàn)，很快于1944年，Ajohe H開發(fā)了10% 滴滴涕懸浮劑，用于殺滅幼蚊，效果較好。1948年，英國帝國化學工業(yè)集團（ICI）首先使用砂磨機研制成功懸浮劑。1966年，美國施多福集團（Dover）開始銷售懸浮劑商品，隨后英、德、日等發(fā)達國家積極地研制開發(fā)懸浮劑并投入工業(yè)化生產(chǎn)。

而水乳劑和微乳劑作為農(nóng)藥水基化劑型的應用于上世紀70~80年代，上世紀70年代美國、德國、日本、印度就開始公開報道農(nóng)藥微乳劑的研究，并首次研制成功商品化的氯丹微乳劑品種。上世紀80年代，國外已有水乳劑研制開發(fā)的資料和專利報道，上世紀90年代左右，水乳劑開始進入商品化階段，如德國赫斯特公司的精噁唑禾草靈水乳劑、法國羅納-普朗克公司的咪鮮胺水乳劑、氯氰菊酯等擬除蟲菊酯類水乳劑、美國孟山都的甲草胺等酰胺類除草劑水乳劑等等。

農(nóng)藥水基化劑型的今生

農(nóng)藥懸浮劑的商品化在英國發(fā)展最為迅速，英國在1992年銷售的懸浮劑占全部制劑銷售量的23%，1993年懸浮劑已占英國整個農(nóng)藥劑型市場銷售的26%，超過乳油（24%）和可濕性粉劑（17%），位居第一。美國20世紀80年代初上市的懸浮劑品種就達29種，懸浮劑在1993年和1998年所占比例分別為10%和13%。我國于1977年開始懸浮劑的研制，沈陽化工研究院先后研制了多菌靈、莠去津、滅幼脲等懸浮劑，并投入工業(yè)化生產(chǎn)。與此同時，吉林市農(nóng)藥化工研究所研制了三嗪類懸浮劑，上海、安徽等科研單位相繼研制了多種農(nóng)藥懸浮劑并投入生產(chǎn)。

微乳劑在日本發(fā)展勢頭良好，在日本，菊酯類殺蟲劑基本上都開發(fā)成微乳劑產(chǎn)品。我國從20世紀80年代后期開始家庭衛(wèi)生使用的微乳劑研究和生產(chǎn)，先后研制了不同配方的家用水基殺蟲噴霧劑；直到20世紀90年代才開始研究和開發(fā)農(nóng)用微乳劑；1992年安徽省化工研究院首次研究成功8%和20%氰戊菊酯微乳劑；化工部農(nóng)藥劑型研究中心研制出5%高效氯氰菊酯微乳劑、菊酯類•滅多威微乳劑；1993年廣東石岐農(nóng)藥廠研制出10%氯氰菊酯微乳劑；1995年北京農(nóng)業(yè)大學公開了20%北農(nóng)一號微乳劑專利。我國在2000年以前登記的10種微乳劑品種中，其中多數(shù)品種為菊酯類殺蟲劑。

水乳劑在國外的發(fā)展相對較快，尤其在英國發(fā)展最為迅速，1993年水乳劑劑型占農(nóng)藥市場不到1%，而5年后即1998年其比例已增加到5%。我國從20世紀90年代初開始水乳劑的開發(fā)研究，1993年首個水乳劑產(chǎn)品植病靈（有效成分為三十烷醇與硫酸銅）水乳劑獲得農(nóng)藥登記。上世紀90年代相繼開發(fā)出擬除蟲菊酯類、酰胺類、有機磷類、氨基甲酸酯類及雜環(huán)類等多個系列的水乳劑新品種。與乳油相比，水乳劑的配方技術含量高，研制難度更大，需要采用高能量的高速剪切乳化機等特殊乳化設備，且發(fā)展初期人們對水乳劑的認知度不夠，生產(chǎn)者、經(jīng)銷商、農(nóng)民均不太接受，因此，直到1998年登記的水乳劑品種也只有13個，在2000年前取得登記的水乳劑品種僅有30個。

農(nóng)藥水基化劑型的發(fā)展與存在問題

隨著擬除蟲菊酯類殺蟲劑的開發(fā)成功，有機合成農(nóng)藥進入高藥效階段，由于擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在水中穩(wěn)定，農(nóng)藥水基化劑型應運而生，為農(nóng)藥水基化劑型的發(fā)展創(chuàng)造了巨大的發(fā)展機遇。首先登上我國農(nóng)藥歷史舞臺的是微乳劑，微乳劑從上世紀90年代末開始在我國發(fā)展，從個別衛(wèi)生用藥品種登記，到2008年前的遍地開花，從用戶不認可到大受歡迎，只不過經(jīng)歷了短短的十幾年，說明農(nóng)藥微乳劑具有旺盛的生命力（與當時的懸浮劑發(fā)展比較，簡直是云泥之別）。

但微乳劑的快速發(fā)展也帶來了一些問題，比如一哄而上、爭先恐后上馬微乳劑品種，魚龍混雜、亂混亂配、過量使用乳化劑、添加一些毒性較大的極性溶劑如甲醇、N,N-二甲基甲酰胺作為助表面活性劑等問題遭到詬病，引起了農(nóng)藥管理層的關注與打壓，把微乳劑與乳油相提并論，等同于乳油，作為農(nóng)藥企業(yè)定點的準入限制對象，猶如在熾熱的火焰上潑了一大瓢冷水。后來雖然在有關專家、學者的解釋及呼吁下，解禁了微乳劑登記的禁令，但是狂熱已經(jīng)過去，只剩下了一地雞毛�，F(xiàn)在微乳劑的開發(fā)在理性狀態(tài)下繼續(xù)發(fā)展。

由于微乳劑受到限制，大家把目光轉(zhuǎn)到水乳劑，為水乳劑的發(fā)展提供了機遇。水乳劑是水基化劑型中綜合成本最低的劑型，乳化劑用量僅為3%～5%（提高乳化劑的用量，可產(chǎn)生從量變到質(zhì)變的神奇變化，成為另一種劑型—微乳劑），可加或不加少量的短鏈醇（丙三醇、丙二醇等）作為共乳化劑，由于生產(chǎn)成本低廉，受到企業(yè)的青睞，大有后來居上，超越微乳劑的發(fā)展。但正是由于乳化劑的用量偏低、且是微米級油珠顆粒、乳化劑體系偏于親水，與植物葉片親和力較差，導致先天不足—藥效欠佳。所以目前水乳劑的發(fā)展雖然不錯，登記的農(nóng)藥品種也非常多，成為企業(yè)主打的低成本水基化農(nóng)藥劑型，但是市場銷售量有限，處于不溫不火的狀態(tài)。

懸浮劑雖然是液體劑型（嚴格來說，應屬于液-固分散體系），但完全不用有機溶劑，是國內(nèi)外公認的對環(huán)境最友好的水基化劑型，為難溶于水和有機溶劑的固體農(nóng)藥水基化的生產(chǎn)和應用提供了可能性，開創(chuàng)了新的發(fā)展空間。我國懸浮劑雖然很早就開始開發(fā)與應用，但受當時的技術條件限制，如缺少高效砂磨機，加工費時費力（由于沒有高效的臥式砂磨機，初期的懸浮劑的研磨需要十幾個小時還達不到符合要求的粒徑），導致當時的懸浮劑質(zhì)量差，生產(chǎn)的懸浮劑產(chǎn)品易于分層、絮凝、結(jié)固，使用時不易倒出。我國在2000年以前，懸浮劑的發(fā)展處于停滯狀態(tài)。

隨著科學技術的進步，農(nóng)藥加工設備取得了長足的進步，特別是高效臥式砂磨機的應用，使原來的懸浮劑產(chǎn)品需要研磨十幾個小時甚至二十多個小時縮短為2小時甚至1小時，大幅度降低了加工能耗，為懸浮劑的高速發(fā)展提供了設備基礎，加上國外助劑公司進入中國市場，帶來了高效的、性能優(yōu)異的懸浮助劑，帶動了國內(nèi)的助劑公司的快速發(fā)展。此外，固態(tài)的、水中穩(wěn)定的、油水不溶的農(nóng)藥有效成分的不斷地開發(fā)出來，懸浮劑徹底擺脫了不溫不火的尷尬局面，獲得了高速的發(fā)展，使懸浮劑一躍成為農(nóng)藥水基化劑型的翹楚，力壓液態(tài)的水乳劑和微乳劑，當之無愧成為目前水基化劑型的當家劑型，我國登記的懸浮劑農(nóng)藥有效成分已達到近250個。當然懸浮劑與水乳劑類似，其穩(wěn)定性較差、藥效欠佳成為該劑型的軟肋。

農(nóng)藥懸乳劑和懸浮種衣劑均是在懸浮劑的基礎上發(fā)展而來。

農(nóng)藥懸乳劑是懸浮劑和水乳劑結(jié)合而形成的一個水-油-固三相分散體系，適合于由固體和油溶性液體兩種農(nóng)藥有效成分加工而成的一種混劑水基化劑型。中國的混劑世界第一，故懸乳劑具有顯著的中國特色，是非常符合中國國情的水基化劑型。該劑型必須由兩種有效成分才能形成兼具有乳狀液和懸浮液的水基化劑型。由于是水乳劑及懸浮劑的結(jié)合體，其制劑成本高于水乳劑及懸浮劑，制備難度也超越了水乳劑及懸浮劑。

農(nóng)藥懸浮種衣劑本質(zhì)上仍是懸浮劑，只不過在制劑中添加了可在種子表面包衣的成膜劑，是農(nóng)藥劑型高效利用（農(nóng)藥利用率可媲美于農(nóng)藥靜電噴霧技術）的典范。該技術起源于上世紀50年代開始推廣的浸種、拌種技術。常規(guī)拌種，藥劑易脫落、淋失，而藥劑浸種后需即刻播種，不能久貯，無警戒標示，對人、畜不安全。我國于上世紀70年代開始種子包衣技術研究，上世紀80年代就取得農(nóng)藥種衣劑品種登記。在2006年以前，由于我國懸浮劑的發(fā)展處于停滯狀態(tài)，而技術水平要求更高的懸浮種衣劑更是停滯不前。伴隨著懸浮劑技術水平的長足進步，懸浮種衣劑也得到快速發(fā)展，尤其在2013年迎來了爆發(fā)式增長，我國懸浮種衣劑的銷售額也從8.25億增長到16.4億元，市場總銷售額也達到了23.8億元。

懸浮種衣劑以種子為載體，藥液直接或經(jīng)過稀釋后，借助成膜劑黏附在種子上，包覆于種子表面固化形成一層包衣膜，能夠吸水透氣，具有一定的機械強度且不易脫落。用于防治作物苗期病蟲害、地下害蟲、土傳及種傳病害，可提高種子發(fā)芽率，促進種苗健康生長，減少種子用量，最終達到防病治蟲、保苗壯苗、提高產(chǎn)量之目的。適合于玉米、花生、大豆等旱地作物及水稻等種子顆粒較大的作物包衣，由于蔬菜種子過于微小，表面包覆的藥劑量達不到防治效果因而不適合蔬菜種子的包衣。種子處理懸浮劑是個高利潤、高風險的農(nóng)藥水基化劑型，農(nóng)藥利用率高，藥效好，但也存在著藥害風險，稍有不慎，導致種子不發(fā)芽，將顆粒無收，損失慘重。

對農(nóng)藥水基化劑型的一些看法

農(nóng)藥有效成分在水中穩(wěn)定是水基化劑型發(fā)展的基礎和條件。水基化劑型的出現(xiàn)及蓬勃發(fā)展正是隨著新型農(nóng)藥有效成分在水中穩(wěn)定，且順應環(huán)境對農(nóng)藥提出更高的要求而開發(fā)出來的。當然在水中不穩(wěn)定的農(nóng)藥有效成分通過技術手段把有效成分與水隔離，也有可能開發(fā)出水基化劑型，但是由于存在著巨大的技術風險，這種費神費力的研發(fā)不宜提倡。

尊重科學規(guī)律，依據(jù)農(nóng)藥有效成分的理化性能開發(fā)水基化劑型。即具有一定油溶性的農(nóng)藥有效成分宜開發(fā)為水乳劑或微乳劑，而油水不溶的固態(tài)農(nóng)藥有效成分宜開發(fā)成懸浮劑。比如除蟲菊酯類殺蟲劑及阿維菌素類、煙堿類中具有一定油溶性的品種均適合開發(fā)微乳劑或水乳劑，而大多數(shù)苯甲酰脲類殺蟲劑、雜環(huán)類殺菌劑適合開發(fā)懸浮劑。而不提倡違反科學規(guī)律，反其道而行，如烯酰嗎啉和茚蟲威適合加工為懸浮劑，而不宜鉆牛角尖，費力去制備水乳劑或微乳劑。

對于高熔點(>60℃)的固體有效成分易于加工成懸浮劑，而低熔點(<60℃)的固體有效成分易于加工成水乳劑和微乳劑的認知，實際上已經(jīng)被打破，如低熔點的菊酯類有效成分可加工成懸浮劑，水基化劑型降低了菊酯類殺蟲劑對皮膚、眼睛的刺激性（使用高分子乳化劑配制的水乳劑可使菊酯類殺蟲劑的刺激性大幅度下降），極大地提高了劑型的技術附加值；高熔點的阿維菌素(熔點150～155℃)、啶蟲脒(熔點98～101℃)、噠螨靈(熔點111～112℃)、多數(shù)的三唑類殺菌劑(烯唑醇熔點134℃，戊唑醇熔點102.4℃，己唑醇熔點110～112℃)等有效成分均可加工成微乳劑、水乳劑，由于這些水基化劑型的藥效高于可濕性粉劑而得到市場的青睞。低熔點、在水中溶解度較大(大于200mg/L)、高質(zhì)量分數(shù)的有效成分配制懸浮劑，正是懸浮劑加工技術中亟需解決的難題。目前已經(jīng)比較成熟的制劑有5%高效氯氰菊酯懸浮劑，20%、30%、40%二甲戊靈懸浮劑，600g/L吡蟲啉種子處理懸浮劑等等。

農(nóng)藥劑型的發(fā)展，因不同有效成分的理化性能和應用需求，呈現(xiàn)多元化趨勢。任何一種技術不可能完美無缺，作為被科學認可的一種農(nóng)藥劑型，肯定都有自身的長短處和應用價值。比如走高端路線，可以加工成微乳劑（成本較高、藥效好、劑型穩(wěn)定），走性價比一般的路線，可以做水乳劑（成本低廉、藥效較差、劑型不穩(wěn)定），企業(yè)可根據(jù)市場需求，采取差異化經(jīng)營策略。

要正確對待每個劑型存在的問題，一個劑型的發(fā)展，應隨著科學技術的進步揚其長抑其短，應在成本、藥效、副作用以及生態(tài)環(huán)境等幾個方面經(jīng)受政策和市場的考驗。

不崇洋媚外，國外不發(fā)展的劑型，我們不一定亦步亦趨，而應根據(jù)我們的國情，發(fā)展具有中國特色的農(nóng)藥劑型。采取符合國情的政策導向，走符合中國國情的農(nóng)藥劑型戰(zhàn)略。

來源：《中國農(nóng)藥》第五期