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腐植酸类农药的新进展与发展前景

时间:2023-02-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:当前腐植酸类农药最常见配方与可配农药种类及应用[1]。4 腐植酸农药研发中的新亮点以腐植酸为主的活性物质组分的开发,提高农药药效或活性。扩大腐植酸类农药配伍范围。即时我们选择最佳的腐植酸与黄腐酸原料来复配农药,仍然会受到活性与原料成分不足的困扰,使农药作用的发挥受到限制。以草甘膦为例,用最佳的腐植酸钾,如配伍合适可以提高药效15%左右,如选用黄腐酸可能达20%,如使用黄腐酸配伍组合就可达到30%以上。
腐植酸类农药的新进展与发展前景_2013年论文集

许恩光

(黑龙江省林科院 哈尔滨 150081)

摘 要:高效安全的腐植酸类农药开始在生产上崭露头角,增加农药活性,解除药害和作物排毒是研发的三个亮点,农药+腐植酸+小分子活性物质+菌剂的新组合是未来发展的趋势,有广阔开拓前景。

关键词:腐植酸类农药 活性 药害 排毒 菌剂

New Progress and Development Prospects of Humic Acid Pesticide

Xu Enguang

(Heilongjiang Academy of Forestry, Harbin, 150081)

Abstract: The efficient and safe humic acid pesticides are coming to the forefront.There are three research and development bright spots: increasing the pesticides activity,reliefing the phytotoxicity, excluding the toxins.New conjunction of pesticide+humic acid+small molecules bioactive substances+bacteriostatic is futural trends, and it has a bright future.

Key words: humic acid pesticides; activity; phytotoxicity; reliefing phytotoxicity; bacteriostatic

1 腐植酸类农药现状概述

腐植酸类农药的研发工作没有停顿:近年来有关腐植酸类农药的报道不多,有人认为该农药可能因登记困难,就没有人搞,这个想法是不切合实际的,事实上有不少的科技成果还在开发之中,今年5月山西省科技厅召开了以山西稷山县兴乡腐植酸肥业公司为主的腐植酸铵和除草剂复合体项目的鉴定会,经专家评审鉴定,这成果不但除草剂效果好,而且还促进了作物生长并第一次从作用原理上阐明了它的复合增效机理,该成果的评语大致为,除草剂应用的创新达到了国际先进水平,显示了腐植酸类农药的研发正在向高深更广的领域内发展。

该成果特点是以企业为主的生产与科研相结合的新途径,为企业开拓产品市场打开了一扇大门,对今后促进腐植酸类农药发展跨上了一个新台阶。

当前腐植酸类农药最常见配方与可配农药种类(部分名录)及应用[1]

(1) 生根剂:黄腐酸(或腐植酸)+吲哚丁酸+α—萘乙酸,用于苗木移栽。

(2) 除草剂:草甘膦+腐植酸为主的活性组分,用于灭生性除草。

磺酰脲类除草剂、烟嘧磺隆、苯磺隆、豆磺隆、森草净、加上黄腐酸或固体黄腐酸用于玉米、小麦、大豆及防火线除草。

(3) 杀菌剂:多菌灵等+黄腐酸,用于预防作物霜霉病、根腐病等。

(4) 杀虫剂:氧化东果+黄腐酸:苦参碱、阿维菌素+黄腐酸用于防治食叶害虫。

(5) 菌剂:白僵菌、绿僵菌、真菌除草剂、抗生素+黄腐酸用于防治不同有害生物。

具体配伍原料选择与比例可在技术层面研讨。上述品种多数已在生产上应用。

2 腐植酸农药配制的几种方式

(1) 直接配伍即农药加腐植酸,由于农药有效量含量不同,及腐植酸来源不同活性与组成成分的区别,所以根据活性变化可分3个品位,即高、中、低档。

(2) 活性组分配伍后再与农药配伍。活性组分包括以黄腐酸(或腐植酸)为主的其他生物活性物质,目的是提高配伍原料活性,提高农药活性档次,活性物质选择组合是技术关键。

(3) 高活性腐植酸与多次螯合矿质元素及酶类的配伍。其中主要的螯合剂是:腐植酸(或黄腐酸)、氨基酸及EDTA等。

(4) 菌剂+特殊有机功能原料(如烟草秸秆、辣椒秸秆、花椒废弃物等)+泥炭或褐煤粉,按一定比例配合发酵。利用菌剂组合提取生物农药与黄腐酸(或腐植酸)[2]

以上配伍产品可以现用现配,也可制成剂型组成复合农药使用。

3 腐植酸类农药市场走向

(1) 腐植酸类农药按正式农药登记手续是无法农药登记,主要是腐植酸(黄腐酸)不是纯物质,是高度聚合的有机混合物。目前还拿不出它的确切分子式或分子之间的反应证明与公式,所以正式登记的路是走不通的,不登记上市场就是闯红灯,不要去做。

(2) 可以有二条路,一条就是现用现配(罐混)或者代买主加工成剂型(只卖原料),但要签协议,只能自用,不能买卖,否则就是犯法。

具体操作要选择一个销售公司,代你推销实施。双方生产厂家均不参与,可以指导使用,销售公司销售前要拿到配方及腐植酸类农药的大田实验报告和作用原理分析报告(可以委托科研单位与高校去测试)。根据当地实际逐步推广,告诉农民一定不要增加农药用量,按农药说明书去操作。今年湖北有家销售公司就按上述程序做,把腐植酸类除草剂做到二十万亩以上。市场供应需求反映很好,该公司在内蒙、东北、华北均有销售网点,证明这条路是行得通的。企业与农药厂可以试一试。

4 腐植酸农药研发中的新亮点

以腐植酸为主的活性物质组分的开发,提高农药药效或活性。扩大腐植酸类农药配伍范围。即时我们选择最佳的腐植酸与黄腐酸原料来复配农药,仍然会受到活性与原料成分不足的困扰,使农药作用的发挥受到限制。以草甘膦为例,用最佳的腐植酸钾,如配伍合适可以提高药效15%左右,如选用黄腐酸可能达20%,如使用黄腐酸配伍组合就可达到30%以上。如果改进配方组合还有提高的余地,所有农药开发的潜力是很大的,活性物组合的改进一直是有潜力,而且可以向专业方向发展,如某一农药需要强化它的多功能,如抗旱、抗涝、抗寒,提高作物产量品质均可用活性组分来调控。主要是腐植酸还不能满足它们对作物靶标及生物活性物质需求,因此需要增加一些物质。并不是所有农药均能与腐植酸类配伍,如除草剂酰胺类,取代脲类及某些杂环类[3]。为了阐明这一点,例举几类生物活性物质来做简单说明。

(1) 氨基酸类。它是一种天然物质,有重要的生理功能,其本身具有杀虫、杀菌和促进作物生长的活性,并且对金属元素有很好的络合与螯合功能,当它与腐植酸或者黄腐酸结合后,可以对元素进行再次螯合(因为腐植酸与黄腐酸均具有螯合功能),多次螯合的元素可以利于运输与作物吸收,提高了农药的作用,需注意的是:不是所有氨基酸都具有正能量,需要进行选择。促进杀虫的与促进杀菌的及促进生长的均不同。其次纯度必须达到99%,如果纯度不高,杂质的干扰甚至大于其作用,其三比例要合适,剂量要与腐植酸或黄腐酸相匹配,所以有许多筛选试验要做,有做上百上千的,才能找到适合的配比,绝不是拿来一配了之,关键要看效果。

(2) 核苷酸。它具有多种功能,他与ATP(能量代谢物质)脱氢辅酶及免疫代谢有关,生物中有八种核苷酸做选择,那种合适需要分析组合试验,各种不同核苷酸也具有不同作用。所以筛选试验的量也是很大的。选用合适可以大幅度提高农作物的抗逆性能与产品产量质量。

(3) 维生素类。它是维持生物正常生命活动不可缺少的一类微量小分子有机化合物,大多数维生素作为辅酶与辅基的组成部分。植物中单酶是没有活性,必须要与辅酶与辅基结合成全酶才有活性,植物能量代谢中几条重要的电子传递链均与维生素有关,维生素包括B族,如B1、B2、B7、B12、PP、泛酸、叶酸等是水溶性的,还有脂溶性,如维生素E、维生素K及维生素C(水溶性)等等。可以认为他们是能量物质的部分,对作物中物质运输分配起到重要作用。

(4) 植物生长调节剂。它是调控作物代谢与各器官功能的物质,也是作物体内的化学信使。它可以向体内各细胞器与代谢反应发出信息,促进或抑制代谢的进行,是非常重要的生理活性物质。它可以在植物体内移动,其中最常见的有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、芸苔素内酯等。

(5) 菌类。包括作物体内与环境中的有益菌,如芽孢杆菌、放线菌、固氮菌、解磷菌、活钾菌、光合菌、酵母菌等以及菌类的分泌物,他们对提取或分解有机营养物质均具有重要作用。

此外还有各种矿质元素,尤其是品质元素如钛、硒等等,这些物质组成的活性组分,如合理配制将能发生重要作用,也有很大潜力。要把上述物质合理的组织在一起,并且稳定和谐,彼此促进,是一件复杂的研究项目。并不是所有农药活性组分都必须是上述物质。这要根据农药作用特点,有害生物特点与作物特点来决定。但以上物质必须要溶于水,并且彼此间不产生化学反应,种类与比例要适合,pH值要在5.5~6.5之间,剂量上通常用g甚至mg来计算,要求纯度高,不能有污染物成分,还要注意对水质的需求。

5 解毒与消除农药药害的配方开发,以保证作物用药的安全性

这是消除目前农药使用中存在最大副作用项目,也是农药开发中不可缺少的部分,要消除药害,首先要供给作物充足的营养,强化它的合成与利用效应。植物营养不仅限于矿质营养(大量元素、中量元素、微量元素),还有小分子生物有机酸、酶类等等,第二要提供一定的植物激素以便健全强化植物营养器官功能,第三要供应一些增强作物抗逆能力的物质,如水杨酸、绿原酸、茉莉酸等等,并且要补充有益菌剂去消除有害菌及用有益菌的分泌物来补充作物所需要的小分子生物活性物质。根据上述原理提出解决上述问题的4个基本配方:

(1) 植物微生态制剂(增产菌)+黄腐酸。

(2) 生物小分子活性物质组合。

碧护(Vitacat)植物强壮剂、禾生素、植物营养元素壳聚糖等组成。

(3) 植物生长调节剂。

苔素内酯、赤霉素、细胞分裂素、吲哚乙酸以及鲜胺脂和复硝酚钠及30烷醇加上黄腐酸。

(4) 解病毒功能性营养剂。

无机盐硫酸锌0.2%+黄腐酸硫酸三钠+黄腐酸。

以上配方基础上我们还应加上植物能量物质,提供生物能量,增进作物康复。不同配方可针对不同农药的药害为解毒对象。

6 作物排毒代谢的调控,提高农作物产品品质,消除土壤污染的危害

目前,全国受污染的耕地1.5亿亩,全国约24.1%的菜地cd(镉)超过国家土壤环境剂量二级标准。长江三角洲市郊10%的土壤基本丧失生产能力,东北黑土区近年来也发生了重金属大面积污染。2006年30个省市共发生农业环境污染事故1163起,污染农田和灌溉水域250万亩,经济损失5亿多,市场上出现镉大米、毒豇豆的事故时有发生,食品污染严重(资料来自李兆军2012.4.24~26四川成都),其中包括农药污染土地,因此,腐植酸类农药研发的范畴也把这一部分列为重点。

用腐植酸类农药能否进行作物排毒代谢调控成为了研发的一个方面,根据我在2002年山东烟台调查,当地果农用黄腐酸喷施果树2~3次,苹果质量可以达到有机食品的标准,通过结果期严格检测,一切指标正常,可以出口。而不用黄腐酸的不允许出口,只能内销,这一事实证明黄腐酸可以起到作物排毒的作用。为此同时,容大丰腐植酸膏剂在蔬菜、茶叶上大面积使用,虽然这些蔬菜与茶叶还是用了一些化学农药与化肥,但生产产品也达到了有机食品标准。

作物本身并不具备排毒的功能,如NH3在植物体内累积可能导致植物中毒,植物排毒的方式之一主要是通过器官的脱落,如落叶等实现,其次是植物体内残毒(包括农药和重金属及其他有害物质)也可通过体内有机物的运输将这些物质运入可存逆库植物叶鞘或开花前的基杆,通过植物激素调控转运到衰老叶和器官之中,再通过启动植物细胞死亡程序指令,会在激素脱落酸的作用下,将带有污染物质的老叶和器官脱落,从而完成作物排毒。

要完成这一生理过程需要运输因子和植物激素及营养物质调控。黄腐酸就是很好的运输因子,它在作物体内可以上下移动,尤其是向下移动。此外经过多次络合(螯合)的矿质元素也有很好的作用。所以作物排毒的主要配方是植物激素+黄腐酸+多次螯合矿质元素以及酶类等。

7 腐植酸类农药未来发展前景

主要从农药制作——施用——去毒——环保的全过程来考虑。

(1) 继续开拓农药活性物质组合研发,从处方探讨到体系组成。重点方向为中草药活性物质原料,同时改进黄腐酸、腐植酸的化学提取方法,提供更高活性腐植酸产品原料供配伍使用。研发出高精尖的腐植酸类农药产品,以消除农药残留与污染问题。

(2) 建立病虫害预防体系:如根部的有益菌,促根生长剂及叶部的农药膜体系。把作物的个体与有害生物隔开,以减少病虫害发生,将从治疗转到预防从灭杀转到抑制,从单纯农药作用转到多功能。

(3) 建立作物保健体系:用促进作物次生代谢物质,维生素及品质矿质肥等来增强作物抗逆能力,提高作物产量与品质。

(4) 向有机农业的大环境发展,建立菌剂发酵与合成型的土壤,使有益菌在农田有发展生存空间,消除环境中的有害物质,净化环境搭建,以腐植酸(或黄腐酸)为平台,生物农药为主,小分子有机物为配角的用药体系[4]。将把腐植酸类农药从生产A级绿色产品主角转化到生产AA级有机食品的主角,以达到保护环境及促进农业持续发展的目的,为实现建设生态文明与美丽中国的雄伟目标而奋斗。要落实上述设想,还要在技术层面上进行更详细的探讨与工作。

总之,我们认为腐植酸类农药研发的三个方向:增加农药活性、解除药害和作物排除农药毒性是符合目前我国腐植酸农药现状。并取得初步成果,也为今后研发腐植酸类农药打好基础。

参考文献

[1]许恩光 编.腐植酸类绿色环保农药[M].北京:化学工业出版社,2007

[2]李瑞波,吴少全 主编.生物腐植酸肥料生产与应用[M].北京:化学工业出版社,2011

[3]唐洪元,石鑫,冯文照 编.除草剂[M].北京:化学工业出版社,1993

[4]张洪昌,段继贤,赵春山 主编 多功能肥料应用手册[M].北京:中国农业出版社,2012

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