聚焦!我国农药制剂和助剂研发的发展方向

　　2020年12月13日《现代农药》《农药快讯》编辑部特邀请国内制剂领域著名专家中国农业大学杜凤沛教授，召开“农药助剂前沿与革新精讲班”，各位农药行业同仁齐聚南京，共同把握我国农药制剂和助剂研发的脉搏。本次培训会由《现代农药》《农药快讯》编辑部袁蒙蒙主任主持召开。

中国农业大学杜凤沛教授

《现代农药》《农药快讯》编辑部袁蒙蒙主任

　　杜凤沛教授就“我国农药制剂和助剂研发的发展方向”做了主题报告，分别从我国农药制剂和助剂研发的现状、我国植保面临的新形势和新要求、我国农药制剂和助剂研发存在的问题和我国农药制剂和助剂研发的发展方向4个方面展开了讲述。

1  我国农药制剂和助剂研发的现状

　　全球人口持续增加，人均耕地面积持续降低，化学农药是保障粮食安全和世界和平的重要工具，人类对农药的刚性需求将长期存在。在农药制剂的加工和使用过程中，助剂是不可缺少的添加物。

自有机农药诞生以来，随着农药剂型多样化和性能的提高，助剂也向多品种、系列化发展，以适应不同农药品种、不同剂型加工的需要。在各类农药新剂型中，仅仅使用常用的表面活性剂作为润湿剂、分散剂、乳化剂、消泡剂和悬浮剂等已不能满足性能上的要求。因而开发乳化能力强、分散性好、吸附能力更强和安全性好的表面活性剂成为农药助剂的主要发展方向。

1.1  我国农药制剂研发的现状

　　截止2019年底，我国登记有农药企业1 941家，登记的有效成分710种，登记产品41 271个；产品呈现低毒化趋势，2019年登记产品低毒和微毒产品占84.6%；是全球最大的原药生产国和出口国，每年出口原药145万t左右，制剂近100万t（折合原药25万t）。加工成制剂出口的仅占15%。

　　目前，我国已经建立了严格的农药质量标准系统，通用方法几乎全部等同或等效采用国际标准，部分指标比国际标准更合理。EC、WP等老剂型产品的质量和安全性能大幅提升；纳米农药、飞防制剂研发等领域走在了国际前列；环境友好型剂型增加，悬浮剂已连续多年成为新登记数量最多的剂型，但2018年EC＋WP仍然占45.0%以上。总体来看，我国农药制剂与国际先进水平还有较大差距，需要从产品研发理念、质量、标准、工艺、经营和管理等方面提升（表1）。

表 1  全球农药制剂发展历史及动态

全球发展阶段

技术体系

我国发展状态

第1代，传统制剂（20世纪50年代左右）

简单分散

曾经长期处于落后，到20世纪末，EC＋WP仍然占75.0%以上

第2代，环境友好型制剂（20世纪70年代至今）

水基化、颗粒化

20世纪80年代，政府开始组织第2代农药制剂技术，进入快速发展期

第3代，绿色高效制剂（2005年左右至今）

绿色化、功能化

2010年左右开始，目前处于起步阶段

1.2  我国农药助剂研发的现状

1.2.1  根据用法和作用方式对农药助剂分类

　　农药助剂是指在农药剂型加工或使用中的除农药有效成分以外的其他辅助物质的总称。根据其用法和作用方式分类如图1所示。

1.2.2  喷雾助剂的分类及主要增效机理

　　据统计，我国每年需要消耗桶混/喷雾助剂8万t，常用喷雾助剂的分类及主要增效机理主要有以下4种。

　　（1）油类助剂：增强药液附着、延缓药液结晶蒸发、促进药液渗透；油性功能助剂：油＋乳化剂等表面活性剂具体内容见图2。

图 1  根据用法和作用方式对农药助剂分类

图 2  油性功能助剂分类及定义

　　（2）表面活性剂：抑制液滴弹跳、促进药液铺展、溶剂蜡质层。在很低浓度（1%以下）可以显著降低溶剂的表（界）面张力，改变体系的界面组成与结构。在一定浓度以上时，可自组装形成分子有序组合体的两亲性物质。

　　（3）无机盐类助剂：提高细胞膜穿透性、解除硬水的拮抗作用、调节药液pH；无机盐类功能助剂可与植物油和非离子表面活性剂混用，对内吸型和触杀型除草剂均有较好的增效作用的物质。包括无机矿物类助剂如改性凹凸棒土、生物质炭等多孔的微/纳米结构的物质，可有效提高对靶剂量传递的物质。

　　（4）高分子助剂：减少雾滴飘移、抑制液滴弹跳、提高抗雨水冲刷能力。高分子的相对分子质量＞104，高分子类功能助剂主要分为以下5类：均聚物、无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物和聚电解质。高分子可修饰位点多，可以通过调控环境因素对构象及性质进行改变，可作为刺激响应材料；聚合物表面活性剂可同时调控溶液表面张力、溶液粘度的效果，在提升农药制剂药效上较好的应用价值。

2  我国植保面临的新形势和新要求

2.1  我国植保面临的新形势

　　我国植保面临的新形势主要有以下8方面：① 向吃饱向吃得安全、营养、健康的高层次需求转变；② 农产品由数量竞争向品质竞争转变；③ 绿色发展、乡村振兴、创新驱动成为国家战略；④ 规模化、标准化、绿色化种植成为主导；⑤ 政府购买社会化服务（统防统治、统配统施）成为常态；⑥ 气候变暖、种植结构、种植模式、劳动力结构等的改变；⑦ 省力化成为现实诉求，高效植保装备、省力化施药技术不断涌现；⑧ 毁灭性农业重大病虫害灾变风险不断上升，农业外来有害生物入侵愈发严重；⑨ 由“双减”到绿色发展再到智慧植保。

2.2  我国植保面临的新要求

　　我国植保在新时期提出了新的要求：① 根据病虫害发生的新特点、规律和灾变机制来综合防控和绿色防控（绿色投入品）；② 精准、减量、及时施药，高工效施药；③ 开发绿色生态高效制剂产品，实现农业可持续发展。

3  我国农药制剂和助剂研发存在的问题

　　目前我国农药制剂主要存在4方面的问题：① 农药制剂研发理念相对落后；② 农药剂量传递和制剂研发科学支撑不足；③ 农药制剂药效不突出存在过量使用；④ 缺乏场景导向的农药绿色功能助剂。

4  我国农药制剂和助剂研发的发展方向

4.1  农药制剂研发的发展趋势

　　农药剂型及制剂随着社会、有效成分、助剂、加工技术等的发展而发展，具有典型的时代特性。技术方面：① 农药制剂的分散越来越精准；② 农药制剂的制备越来越精细；③ 农药制剂的释放越来越可控；④ 与施药场景的结合越来越紧密。

　　对环境安全的绿色EC、低VOC的EC、高浓度EC和乳粒剂EG等具有高效安全的特点，是EC发展的方向。SL概念变宽，药效好，会持续增长，部分EC产品会变为SL登记和使用；SC、SE、OD等将成为今后研发的优选剂型，需要进一步提高剂量传输效率、分散性和物理稳定性；DF、WG、GR等固体制剂将快速发展，多学科交叉实现无尘化、功能化、药肥一体化、控制释放是重点发展方向；种子处理剂符合省力、精准及国家减施增效要求，是今后发展热点；种子保护配方安全性、加工工艺、新活性成分、促进种子萌发、根系发达，保芽护芽、成膜等功能组分的筛选及配方精细优化等是需要重点关注的问题；结合农艺模式和施药方式的制剂如水肥一体化、水药肥一体化、飞防制剂等将得到大力发展；微囊悬浮剂将大力发展，快速释放型、控制释放型等微囊悬浮剂产品将广泛应用在大田喷施；省力化制剂将大力发展；纳米农药制剂及多元复配制剂未来发展潜力很大；农民付出少、获得多、愿意用的农药制剂就是发展方向。

4.2  农药助剂研发的发展趋势

　　场景导向、功能化、精准化、绿色化是未来农药助剂的主要研发趋势：① 基于场景导向的农药绿色功能助剂单体的分子设计与合成；② 基于场景导向的农药绿色复配功能助剂的研发；③ 绿色功能助剂的功能性和安全性关键评价技术体系研发与应用；④ 高效绿色配方和喷雾功能助剂的应用理论及技术体系研究；“助剂分子结构―药液性质―田间药效”关系的建立。

　　农药剂型、制剂和助剂随着社会、有效成分、助剂、加工技术等的发展而发展，技术越来越先进，安全性要求越来越高，具有典型的时代特性；安全性高、高传导、低挥发、低淋移、防飘移和控制释放的绿色生态高效制剂和助剂是未来的发展方向；基于多学科交叉的高效剂量传递技术和快速配方优化技术可以加快绿色生态高效制剂和助剂的研发。

图 3  农药助剂研发的发展趋势

　　在杜教授的精彩讲述感染了与会的每位听众，自然融入认真听讲，并在会后针对实际生产经营中的一些困惑进行了探讨。

农药快讯, 2021 (1): 11-13.