bài giảng bảo vệ thực vật

• Là độc nhất khi so sánh với thuốc hoặc các sản phẩm tiêu dùng• Thành lập ở nồng đô đậm đặc và sau đó pha loãng trong nước hay, đôi khi là dầu khi sử dụng... Dạng lỏng nhũ tương đậm đặc

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

• Là độc nhất khi so sánh với thuốc hoặc các sản phẩm tiêu dùng

• Thành lập ở nồng đô đậm đặc và sau đó pha loãng trong nước hay, đôi khi là dầu khi sử dụng

Vai trò của chất HĐBM

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

Thuốc diệt cỏ

Cỏ dại:

• Thực vật phát triển không được mong muốn

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

• Điều trị lá sau khi cây trồng đã nảy mầm => phổ biến

Chỉ cần lượng nhỏ cho hiệu quả một diện tích rộng

Thuốc diệt cỏ

10

Thuốc diệt cỏ

Thuốc diệt côn trùng

12

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

Thuốc diệt côn trùng

Vấn đề cần lưu ý:

Diệt côn trùng có lợi hay cây trồng

Hợp chất không phân huỷ trong môi trường

Hiệu ứng dây chuyền, tích tụ chất độc trong các sinh vật khác

Thuốc diệt côn trùng

14

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

Thuốc diệt nấm

Thuốc diệt nấm:

•Ngăn chặn lây nhiễm và chữa cây trồng đã nhiễm bệnh

•Bảo vệ thực vật khỏi bị nhiễm bệnh

•HĐBM làm tăng mức độ phân tán, thâm nhập và phân bố trên và trong các

mô thực vật =>hiệu quả tăng

•Cách sử dụng:

•Trực tiếp trên lá

•Phủ hạt giống với thuốc trừ sâu hoặc thuốc diệt côn trùng và hỗn hợp thuốc diệt nấm

Các dạng thuốc bảo vệ thực vật

18

- 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)

- Thuốc xử lý hạt giống (Seed treatments - DS, WS, LS, FS)

- Chất thấm ướt

- Chất phân tán

- Chi phí sản xuất và bao bì rẻ

- Dễ vận chuyển

- Không dùng dung môi hữu cơ mà dùng nước

- Chi phí đóng gói và chuyên chở cao

- Dễ bị đông lạnh

- Chất mang

- Dễ cầm nắm, tiếp xúc và đóng gói

- Không chứa dung môi

- Ít bay hơi

- Ít độc

- Dễ pha trộn

- Chi phí đóng gói và chuyên chở cao

- Dễ bị đông lạnh

- Có thể ăn mòn kim loại

- Nồng độ hoạt chất thường thấp

- Dễ bị nước mưa rửa trôi

- Ít hoặc không chứa dung môi

- Ít độc

- Dễ tương hợp với các tá dược

- Tốn nhiều thời gian sản xuất

- Có hoặc phát sinh các vấn đề liên quan đến tiêu hủy bao bì đựng

- Khó linh hoạt trong sản xuất

- Ít dung môi

- Ít độc

- Hiệu lực kéo dài

- Cần các thiết bị sản xuất đắt tiền

- Dễ bị đông lạnh

- Vẫn đảm bảo độ đặc cả khi ở nhiệt độ cao

- Chi phí bao bì cao

Các dạng thuốc bảo vệ thực vật

Dạng chế

phẩm

Thành phần chính ưu điểm Nhược điểm

Viên (Tablets) - Hoạt chất

- Chi phí bao bì tối thiểu

Chỉ thích hợp với các loại hoạt chất cao cấp

- Chống chịu đông

- Cần các thiết bị sản xuất đắt tiền

- Chỉ phân tán tốt ở nhiệt

độ thấp

Thuốc bảo vệ thực vật dạng khí

24

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

Dạng lỏng dung dịch đậm đặc ( SL)

•Dạng gia công đơn giản nhất

•Khi dùng chỉ cần pha loãng SL vào bình phun bằng nước

•Không dùng cho chế phẩm trừ sâu (ít tan và bị phân hủy trong nước)

•HĐBM (thường là condensat etylen oxit non-ionic) có vai trò tăng khả năng làm ướt bề mặt lá cây

•Có thể bị kết tủa hoặc gây ăn mòn thùng đựng hoặc bình phun

Dạng SL có nồng độ (% trọng lượng) như sau:

Dạng lỏng dung dịch đậm đặc ( SL)

26

Dạng lỏng nhũ tương đậm đặc ( EC)

•Phổ biến đối với hầu hết các loại thuốc trừ sâu

Sử dụng cho hoạt chất dạng dầu hoặc các dạng sáp, dạng rắn có nhiệt

độ nóng chảy thấp và tan được trong các dung môi hyđrocacbon không phân cực (như xylen, các dung môi C9 - C11, naptha, dầu hỏa)

Sử dụng dung môi dễ cháy, độc và hại môi trường => nghiên cứu thaythế

EC có thành phần sau (% trọng lượng):

Hoạt chất 20 - 70%

Dạng lỏng nhũ tương đậm đặc ( EC)

28

Dạng lỏng nhũ tương đậm đặc ( EC)

HĐBM có vai trò:

•Tạo sự tự hóa nhũ và tạo độ bền trạng thái nhũ ngay trong bình phun

•dung dịch nhũ bền trong mọi điều kiện khí hậu, nhiệt độ và độ cứng của nước pha loãng

•Hạt nhũ phải có kích thước 0,1 ÷ 5µm

Thường sử dụng:

•HĐBM non-ionic (nonyl phenol có mạch kỵ nước chứa 12 (hoặc hơn) phân tử etylen oxit)

Dạng lỏng huyền phù đậm đặc ( SC)

30

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%

Dạng lỏng huyền phù đậm đặc ( SC)

HĐBM có vai trò:

•tác nhân thấm ướt

•tác nhân phân tán, ngăn sự đóng vón và kết tinh lại

•đảm bảo cho hệ keo bền hơn

Thường sử dụng:

- Natri lignosunfonat

- Natri naptalen sunfonat formaldehyd condensate (chất đậm đặc nền formaldehyd của natri naphtalen sunfonat)

Dạng lỏng huyền phù đậm đặc ( SC)

32

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

Dạng lỏng huyền phù đậm đặc ( SC)

23 - 70

20 - 54

Dung lượng hấp thụ của chất mang là một thông số quan trọng và thông số này phụ thuộc vào yếu tố bề mặt riêng cũng như cấu trúc tinh thể của hạt chất mang

Dạng hạt rắn (Granules - GR)

36

Dạng bột thấm nước (Wettable powders - WP)

Dùng cho chế phẩm trừ sâu, trừ cỏ, trừ nấm

Ứng dụng cho hoạt chất dạng rắn có nhiệt độ nóng chảy cao

Gia công bằng nghiền khô bằng máy nghiền búa, …

Gia công công nghệ thấp và giản => gây độc hại khi tiếp xúc => thay thế bằng dạng huyền phù đậm đặc (SC) hoặc dạng hạt phân tán trong nước (WG)

•Hoạt chất 25 ÷ 80%

Dạng bột thấm nước (Wettable powders - WP)

38

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

Dạng bột thấm nước (Wettable powders - WP)

Một số tác nhân thấm ướt hay được sử dụng là:

- Natri đôđêxibenzen sunfonat

- Natri lauryl sunfat

- Natri dioctyl sunfosuccinat

- Etoxylat của rượu no

- Nonylphenol etoxylat (giống như trong trường hợp gia công EC)

Một số tác nhân phân tán hay được sử dụng là:

- Natri lignosunfonat

Xu hướng mới

42

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

Xu hướng mới

4 giải pháp sau đây:

- Gia công các chế phẩm cao cấp dạng lỏng (EC, SC, EW, SE, SL, ME) dạng này phải đảm bảo tính chất:

+ Ít gây viêm da

+ Linh động, dễ đong đo và tráng rửa

+ Chứa dung môi ở mức tối thiểu

+ Dễ phun

- Gia công các dạng chế phẩm có thể kiểm soát mức tiết hoạt chất Đây là

- 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

- Các chế phẩm dạng nhũ huyền phù (Suspoemulsion - SE).

- Nhũ dầu trong nước (O/W) hoặc nhũ đậm đặc

- Vi nhũ tương (Microemulsion - ME)

Nhũ dầu trong nước (O/W emulsion - EW)

46

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

Dạng nhũ huyền phù (Suspoemulsion – SE)

SE có thể được coi là hỗn hợp của huyền phù đậm đặc (SC) và nhũ tương dầu trong nước (EW)

Tồn tại 3 pha là: Các vi giọt dạng dầu, tiểu phân rắn phân tán và pha nền

HĐBM và các tác nhân phân tán được dùng cho SE cũng thường là các chất dùng cho SC

alkylglucosid thích hợp để sử dụng trong điều chế SE

Dạng nhũ huyền phù (Suspoemulsion – SE)

48

Dạng vi nhũ tương (Microemulsion - ME)

Bền nhiệt động học cao

Phân tán đồng nhất trong một khoảng nhiệt độ rộng

HĐBM ưa nước dạng ionic hoặc tổ hợp

ME có thể gồm dạng dầu trong nước (EW) hoặc nước trong dầu (WO) và chứa 30 - 50% hoạt chất

Dạng vi nhũ tương (Microemulsion - ME)

50

Dạng đa nhũ tương (Multiple emulsion)

Dạng W/O/W hay O/W/O được tạo thành => giảm thiểu độc tính của

Dạng đa nhũ tương (Multiple emulsion)

52

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

Dạng hạt phân tán trong nước (Water

Dạng hạt phân tán trong nước (Water

•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

Dạng hạt phân tán trong nước (Water

dispersible granules - WG)