Chuyên đề Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong hóa chất nông nghiệp - Lê Thị Hồng Nhan

Nội dung text: Chuyên đề Ứng dụng chất hoạt động bề mặt trong hóa chất nông nghiệp - Lê Thị Hồng Nhan

1. Giới thiệu Trước: • Thiên nhiên (lũ lụt, mưa đá và gió) • t không mong muốn, côn trùng tấn công, và các bệnh thực vật ảnh hưởng cây trồng, mất sản lượng Nay: • Thủy lợi: cung cấp nước, kiểm soát đối với điều kiện thời tiết • Kỹ thuật nông nghiệp: Luân canh và xen canh • Sản phẩm nông nghiệp hiện đại: ch bệnh => Chất HĐBM sử dụng rộng rãi trong sản phẩm nông nghiệp hiện đại 2
2. Các dạng thuốc bảo vệ thực vật Tầm quan trọng của HĐBM trên các công đoạn: • Sản xuất AI • Thành lập công thức • Pha loãng • Ứng dụng • Trao đổi chất 4
3. Các dạng thuốc bảo vệ thực vật VD: • Hỗ trợ quá trình nghiền, làm ướt bề mặt, phân tán hạt AI nhỏ • Hỗ trợ hòa tan AI • Hỗ trợ tạo nhũ, huyền phù trong công thức thuốc • L t cây, hấp thụ và hấp phụ của AI vào cây trồng • Tăng tính dẫn truyền hệ nhũ nano và microencapsules trong cây • Thay đổi về môi trường và sự thoái hóa của AI khi thải ra môi trường 6
4. Thuốc diệt cỏ Cỏ dại: • Thực vật phát triển không được mong muốn • C ng, nước và ánh sáng mặt trời của cây trồng • L n chi phí của vụ gieo trồng Cần kiểm soát và loại bỏ Kiểm soát cỏ dại: đốt, canh tác (cuốc và cày bừa), chăn thả động vật, gây ngập lụt có chọn lọc, lựa chọn giống (đầu tiên nỗ lực phát triển giống lai), làm sạch hạt giống 8
5. Thuốc diệt cỏ P i, hoặc trồng 10
6. Thuốc diệt côn trùng Thuốc trừ sâu: •Giết hoặc ức chế sự phát triển và trưởng thành của côn trùng •Phá vỡ tập tính giao phối •Dễ sử dụng, an toàn cho lá và sự thẩm thấu qua các mô thực vật •Độ bám dính mục tiêu như lá cây, nước mưa không rửa sạch thuốc trừ sâu quá nhanh Cách sử dụng: •Trực tiếp trên lá •Rải trong đất để diệt các ấu trùng, côn trùng ảnh hưởng hạt giống hoặc thực vật mới mọc sau khi nảy mầm •Phủ hạt giống với thuốc trừ sâu hoặc thuốc diệt côn trùng và hỗn hợp thuốc diệt nấm •Đặt mồi rắn/lỏng trên đất, thu hút côn trùng đến 12
7. Thuốc diệt côn trùng Ứng dụng máy bay sau khi nảy mầm. Chú ý cần phun chỉ dài 2/3 chiều dài của cánh để tránh độ xoáy của nước 14
8. Thuốc diệt nấm Ứng dụng cho vườn nho bằng cách sử Ứng dụng lực đẩy máy bay cho vườn nho dụng xịt phủ 16
9. Các dạng thuốc bảo vệ thực vật - Hạt (Granules - GR). - Dung dịch đậm đặc (Solution concentrates - SL). - Nhũ tương đậm đặc (Emulsifiable concentrates - EC). - Nhũ tương cô đặc (Concentrated emulsion - CE). - Bột thấm nước (Wetlatle powders - WP). - Huyền phù đậm đặc (Suspension concentrates - SC). - Nhũ tương dầu/ nước (O/W emulsions - EW). - Nhũ tương - huyền phù (Suspoemulsions - SE). - Vi nhũ tương (Microemulsions - ME). - Hạt phân tán trong nước (Water - dispersible granules - WG). - Huyền phù vi nang (Microcapsulated suspension - CS). 18 - Thuốc xử lý hạt giống (Seed treatments - DS, WS, LS, FS).
10. Các dạng thuốc bảo vệ thực vật Dạng chế Thành phần chính ưu điểm Nhược điểm phẩm Hạt (GR) - Hoạt chất - Dễ cầm nắm, tiếp - Có thể bị chim ăn phải - Binđơ (chất kết xúc và đóng gói - Vận chuyển đắt hơn dính) - Không chứa dung - Khi sử dụng cần dùng - Chất mang môi các dụng cụ chuyên dụng - Ít bị rửa trôi và cần có tay nghề - Hiệu lực kéo dài - Ít gây độc Dung dịch đậm - Hoạt chất - Rẻ và dễ sản xuất - Chi phí đóng gói và đặc (SL) - Chất thấm ướt - Không dùng dung chuyên chở cao - Chất HĐBM môi - Dễ bị đông lạnh - Nước hoặc dung - Ít bay hơi - Có thể ăn mòn kim loại môi tan trong nước - Ít độc - Nồng độ hoạt chất - Dễ pha trộn thường thấp - Dễ bị nước mưa rửa20 trôi
11. Các dạng thuốc bảo vệ thực vật Dạng chế Thành phần chính ưu điểm Nhược điểm phẩm Nhũ tương cô - Hoạt chất - Ít gây viêm mắt và - Tốn nhiều thời gian sản đặc - Chất nhũ hóa da xuất (Concentrated - Dung môi - Ít hoặc không chứa - Có hoặc phát sinh các emulsion - CE) - Chất làm đặc dung môi vấn đề liên quan đến tiêu hủy bao bì đựng - Chất chống đông - Ít độc - Khó linh hoạt trong sản - Chất chống bọt - Dễ tương hợp với các tá dược xuất - Chất bảo quản - Nước Huyền phù chứa - Hoạt chất - Ít bụi - Cần các thiết bị sản xuất viên nang - Dung môi - Dễ cầm nắm, tiếp đắt tiền (Capsule - Chất nhũ hóa xúc - Dễ bị đông lạnh suspension hoặc - Chất phân tán - Ít dung môi - Vẫn đảm bảo độ đặc cả Microcapsulated - Ít độc khi ở nhiệt độ cao suspension - CS) - Chất làm đặc - Chất chống bọt - Hiệu lực kéo dài - Chi phí bao bì cao - Chất bảo quản 22 - Chất tạo màng
12. Thuốc bảo vệ thực vật dạng khí Thường dùng metyl bromide và sulruyryl fluoride. 1,3-Dicloropropylen Sử dụng như phun khói Ứng dụng: •Diệt động vật gặm nhắm và côn trùng trong lưu trữ lương thực •Đưa vào đất để kiểm soát giun, mầm cỏ dại, nấm và côn trùng •Kiểm soát sâu bệnh Khả năng suy giảm tầng ozone => giảm thiểu hay thay thế hệ tốt hơn 24
13. Dạng lỏng dung dịch đậm đặc (SL) 26
14. Dạng lỏng nhũ tương đậm đặc (EC) 28
15. Dạng lỏng huyền phù đậm đặc (SC) Dạng chế phẩm được ưa dùng vài chục năm trước đây Đậm đặc 50 - 80% (trọng lượng hoặc thể tích) hoạt chất BVTV Dạng vi hạt rắn có cỡ hạt 0,5 ÷ 5µm Sản xuất SC trong pha nước theo công nghệ nghiền bi ướt Khó bảo quản để tránh bị tách lớp, vón cục hoặc kết tinh khi gặp trời lạnh Công thức điển hình như sau: •Hoạt chất 20 ÷ 50% •Tác nhân thấm ướt/ phân tán 2 ÷ 5% •Propylen glycol (chất chống đông) 5 ÷ 10% •Chất chống lắng 0,2 ÷ 2% •Nước vừa đủ 100%. 30
16. Dạng lỏng huyền phù đậm đặc (SC) Chất chống lắng: •Tăng độ nhớt của chế phẩm •Tạo ra cấu trúc 3 chiều trong khối chế phẩm •Ngăn sự tách các hạt rắn hoạt chất trong suốt thời kỳ bảo quản Thường sử dụng: •đất sét qua xử lý kiềm - bentonit (natri montmorillonit) •Polyme tan trong nước: cellulose, gum (nhựa) tự nhiên hoặc một số polysacarit như: gum xanthan, v.v 32
17. Dạng hạt rắn (Granules - GR) Phân tán trực tiếp trên ruộng để phòng ngừa cỏ dại hoặc diệt côn trùng trong đất Nồng độ các hoạt chất 1 ÷ 40% Kích thước 250 - 1000 µm (0,25 ÷ 1mm). Không được đóng vón, không gây bụi, không dính nhau và dễ tan rã trong đất để giải phóng hoạt chất Cách gia công: •Bọc bột mịn trên một chất mang (ví dụ cát) cùng với một loại keo dính (ví dụ dung dịch PVP) •Dùng một loại dung môi cho ngấm trên bề mặt chất mang có khả năng hấp thụ 34
18. Dạng hạt rắn (Granules - GR) 36
19. Dạng bột thấm nước (Wettable powders - WP) Vai trò HĐBM: •Tác nhân làm ướt •Tác nhân phân tán, dễ dàng trộn lẫn với nước trong bình phun •Ngăn cho các hạt trong bình phun không bị kết vón và duy trì trạng thái huyền phù của dung dịch phun trong suốt cả quá trình phun thuốc •Thấm ướt và phân tán đều trên toàn bề mặt mục tiêu, đồng thời các hạt này phải khó bị nước mưa rửa trôi 38
20. Dạng chế phẩm xử lý hạt giống Chế phẩm hiện đang dùng theo cách này là cỡ 3 ÷ 3,5% tổng lượng các chế phẩm nông hóa Châu âu là nơi được dùng nhiều nhất (đến 50% tổng lượng toàn cầu) Gồm 4 loại sau: - Bột dùng để xử lý hạt giống khô (Powder for dry seed treatment - DS). - Bột tạo bùn để xử lý hạt giống (Water slurrgable powder for seed treatment - WS). - Dung dịch không nước để xử lý hạt giống (Non aqueous solution for seed treatment - LS). - Huyền phù linh động để xử lý hạt giống (Flowable suspension for 40 seed treatment - FS).
21. Xu hướng mới Một số vấn đề chính : - An toàn trong sản xuất và sử dụng. - Tiện lợi cho người sử dụng. - Dễ dàng tái sử dụng hoặc tiêu hủy các bao bì qua sử dụng. - Giảm đến mức tối thiểu lượng thuốc BVTV sử dụng. -Giảm chất thải và mọi ảnh hưởng bất lợi. Chế phẩm lý tưởng: không chứa các dung môi bay hơi độc hại, không làm cho người sử dụng bị phơi nhiễm bởi các yếu tố độc hại, có hoạt tính tối đa về mặt sinh học, với lượng sử dụng tối thiểu và hầu như không có gì phức tạp liên quan đến vấn đề tiêu hủy bao bì sau khi sử dụng. 42
22. Xu hướng mới Cách xử lý: - Dùng các dung môi an toàn hơn hoặc hạn chế dùng dung môi và tăng cường sử dụng các chế phẩm nhũ tương trong nước. - Thay thế bột thấm ướt (WP) bằng huyền phù đặm đặc (SC) trong nước hoặc bằng chế phẩm dạng hạt phân tán trong nước (water - dispersible granules - WG). - Phát triển các loại chế phẩm chứa các hoạt chất tổ hợp. - Sử dụng các chất thấm (biohancing surfactant wetters) có tác dụng làm tăng hoạt tính của hoạt chất. - Kiểm soát mức tiết và định hướng tác dụng của hoạt chất bằng công nghệ bao viên (bao nang) và dùng biện pháp xử lý hạt giống. - Phát triển các chế phẩm mới và độc đáo như các loại viên hoặc dạng gel. - Sử dụng các phụ gia hỗ trợ quá trình phun của chế phẩm để làm tăng hoạt tính sinh học và làm giảm liều sử dụng của chế phẩm. 44
23. Nhũ dầu trong nước (O/W emulsion - EW) EW có ưu điểm hơn EC về mặt giá thành và độ an toàn khi sản xuất, vận chuyển và sử dụng. HĐBM loại non-ionic (HLB cỡ 11 – 16) và polymeric để tạo nhũ tương bền Cỡ hạt nhũ tối ưu là dưới 2µm Thành phần cơ bản của một hệ EW thường là: + 1 pha dầu bền. + Chất HĐBM để tạo và ổn định bề mặt phân chia dầu - nước. + Chất bền keo (để tránh kem hóa, sa lắng hoặc kết tụ). + Chất chống đông (như glycol hoặc một muối vào đó). + Chất chống vi khuẩn (chống thối). + Tá dược để cải thiện tính năng sinh học của chế phẩm. 46
24. Dạng nhũ huyền phù (Suspoemulsion – SE) 48
25. Dạng vi nhũ tương (Microemulsion - ME) 50
26. Dạng đa nhũ tương (Multiple emulsion) Hai dạng chất HĐBM: tan trong nước và tan trong dầu •Chất HĐBM tan trong nước: anionic hoặc non - ionic với giá trị HLB cao •Chất HĐBM tan trong dầu : giá trị HLB rất thấp (chẳng hạn hexanol) Nồng độ HĐBM: khoảng 10 ÷ 30% (trong khi trong nhũ dầu trong nước (EW) chỉ khoảng 5%). Đa nhũ tương có nồng độ hoạt chất tương đối thấp nhưng hoạt tính sinh học của hoạt chất được nâng cao. 52
27. Dạng hạt phân tán trong nước (Water dispersible granules - WG) Công thức cơ bản (phần trăm trọng lượng): •Hoạt chất 50 ÷ 90% •Chất làm ướt 1 ÷ 5% •Chất phân tán 5 ÷ 20% •Chất chống tập hợp 0 ÷ 15% •Chất làm đầy (tan hoặc không tan) đến đủ 100% Các chất làm ướt và chất phân tán thường được dùng trong WG là các chất tương ứng dùng trong WP hoặc SC. 54