VÀ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG
1. CÁC DẠNG THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT
1.4. Thành phần thuốc thương phẩm
Cỏc thành phần của thuốc liờn quan cỏc chặt chẽ với nhau ủể tạo nờn phẩm chất một loại thuốc. Lựa chọn tập hơp các thành phần phù hợp trong một loại thuốc sẽ nâng cao hiệu quả của sản phẩm, tiện lợi khi sử dụng và an toàn với cây trồng, môi sinh và môi trường.
a. Hoạt chất (Active ingredient – a.i.):
Là thành phần cơ bản của thuốc BVTV, mang hoạt tính sinh học (có tác dụng diệt trừ hoặc hạn chế sự sinh trưởng, phát triển các sinh vật gây hại tài nguyên thực vật; chất có tác dụng ủiều hoà sinh trưởng thực vật, chất gõy ngỏn, chất thu hỳt hoặc xua ủuổi sinh vật gõy hại) .
Thuốc kỹ thuật = Sản phẩm kỹ thuật: hoạt chất trừ dịch hại dưới dạng nguyên liệu, có hàm lượng hoạt chất cao ( thường chứa 95-100% hoạt chất), tồn tại ở dạng rắn ( kết tinh hay bột), dạng lỏng ( dung dịch hay dàu) hoặc ở thể khớ. Phần lớn thuốc kỹ thuật khụng ủược dựng trực tiếp ủể phũng trừ dịch hại, mà phải qua quỏ trỡnh gia cụng ủể cải thiện lý tớnh của thuốc, hoà loóng thuốc và dễ sử dụng. Dựa vào lý tớnh của thuốc kỹ thuật người ta quyết ủịnh gia cụng dạng thích hợp.
b. Chất làm loãng (diluent):
Là các chất trơ, ở thể lỏng hay thể rắn có tác dụng làm loãng hoạt chất, nhưng không làm giảm hoạt tớnh sinh học của hoạt chất, giỳp chất ủộc trang trải trờn cõy. Chất làm loóng thể rắn thường ủược gọi là chất mang; chất làm loóng thể lỏng là dung mụi. Căn cứ vào dạng vật lý, người ta chia chất mang thành:
Dung môi ( solvelts):
Là các chất ở dạng lỏng, hoà tan dạng rắn và khí; thường có trong các dạng gia công sữa ủậm ủặc, dạng phun thể tớch cực nhỏ (hàm lượng thường >50%) và dạng hạt (khoảng 10%).
68
Tiờu chuẩn một dung mụi tốt là: hoà tan mạnh hoạt chất; cú ủộ ủộc thấp với thực vật, ủộng vật mỏu núng và khụng kớch thớch da; khụng phản ứng với hoạt chất hay chất hoỏ sữa; bền với nhiệt; ủộ bốc chỏy thấp; phự hợp với cỏc vật liệu ủược dựng ủể ủúng gúi và bỡnh phun; cú sẵn và giỏ hạ. Khụng một dung mụi nào ủỏp ứng ủược ủầy ủủ cỏc tiờu chuẩn này.
Phõn loại: Cỏc dung mụi ủược chia thành 4 nhúm chớnh:
-Nhúm 1: dàu aliphatic, parafin ủược lọc sạch, tan rất ớt trong nước, tan ớt trong cỏc dung mụi hữu cơ, cú ủộ ủộc thấp ủối với ủộng vật mỏu núng và thực vật.
-Nhúm 2: (ủược cõn nhắc nhiều nhất): cỏc dung mụi thơm như xylen, cú ủiểm bốc chỏy thấp, hoà tan rất tốt với hầu hết cỏc hoạt chất và tạo dạng sữa bền, nhưng ủộc cho cõy và làm tăng ủộc tớnh vị ủộc của hoạt chất. ðang ủược thay thế dần bằng cỏc dung mụi thơm cú trọng lượng phân tử cao hơn (C9 và C10).
-Nhúm 3: cỏc loại rượu, là cỏc chất phõn cực ủược dựng như cỏc ủồng dung mụi làm tăng ủộ hoà tan và cải thiện ủộ hoỏ sữa. Một số ớt trong chỳng cú ủiểm chỏy thấp và nhiều chất cú ủộ ủộc với cõy cao.
-Nhúm 4: cỏc loại ester cũng là một nhúm dung mụi phõn cực cú ủộ ủộc thấp với thực vật và ủụi lỳc ủược dựng như ủồng dung mụi.
Căn cứ vào khả năng hoà tan trong nước của các dung môi, người ta lại chia chúng thành 2 nhúm: -Dung mụi khụng hoà tan trong nước: gia cụng dạng sữa ủậm ủặc.
-Dung mụi hoà tan trong nước: gia cụng dạng dung dịch ủậm ủặc.
Chất mang (carriers):
Là chất trơ, thể rắn trộn với chất ủộc, ủể hoà loóng chất ủộc trong chế phẩm, giỳp rải ủều lượng thuốc nhỏ trờn diện tớch lớn và dễ trộn trờn mỏy trộn ủơn giản.
ðể gia cụng thuốc bột thấm nước, thuốc bột ủậm ủặc và thuốc hạt cần quan tõm ủến tớnh tương hợp với hoạt chất và phụ gia, tớnh hấp phụ/thụ tốt, cú ủộ bỏm dớnh cao, khụng ăn mũn kim loại và bỡnh phun, kớch thước hạt ủồng ủều và sắc, cú thể tự chảy, tỷ trọng ủống thớch hợp ( 0,3-0,8), ủộ ẩm thấp và giỏ cả vừa phải. Riờng với thuốc bột thấm nước cũn phải tớnh ủến ủộ phõn tỏn trong nước và ủộ huyền phự cao.
c. Chất hoạt ủộng bề mặt : ( surfactant = surface active agent):
ðịnh nghĩa: là những chất hoỏ học ủặc biệt, khi hỗn hợp với nước sẽ tạo nờn một hỗn hợp khụng ủồng nhất, nhưng làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch.
O
R C O Na Cờu tạo: Gồm 2 phần:
Thân : tan tốt trong dầu, gọi là ái dầu (lipofyl) hay kỵ nước Thân ðuôi
Phân tử xà phòng (hydrophob).
ðuôi: tan tốt trong nước, gọi là ái nước ( hydrofyl) hoặc kị dầu (hydrophob).
Chất hoạt ủộng bề mặt cú tỏc dụng giữ ủộ bền cỏc dạng thuốc và tuổi thọ của sản phẩm, mang các chức năng hoạt hoá, phù trợ, khử keo tụ, phân tán, hoá sữa, khử bọt, tạo bọt, loang, dính, làm ướt, làm tăng hoạt tính sinh học...
Phõn loại chất hoạt ủộng bề mặt: Dựa vào khả năng phõn ly của cỏc chất hạt ủộng bề mặt, người ta chia chúng thành:
Anion hoạt tớnh: là cỏc chất hoạt ủộng bề mặt, khi phõn ly ủầu ghột nước mang ủiện tớch âm. Các chất này chủ yếu do hydroxyl và sulfo hoá rượu tạo thành. ðược dùng nhiều trong gia công thuốc BVTV ( 50% tổng số lượng)
Cation hoạt tớnh: là cỏc chất hoạt ủộng bề mặt, khi phõn ly ủầu ghột nước mang ủiện tớch dương; cũn ủược gọi là xà phũng ngược Igepon T. Chỳng rất ủộc, ớt dựng.
Cỏc phõn tử lưỡng cực (amphoteric): là cỏc chất hoạt ủộng bề mặt, khi phõn ly ủầu ghột nước mang cả ủiện tớch dương và õm - ðược phỏt hiện vào nửa cuối của thế kỷ 20. Chỉ dựng trong cỏc pha chuyờn dụng ủặc biệt ( gia cụng thuốc BVTV trong trường hợp cú nhiều ủộ pH ủể ngăn sự ủụng tụ khi bổ sung cỏc chất anionic khỏc).
Khụng ion hoạt tớnh: là cỏc chất hoạt ủộng bề mặt, cú ủầu ghột nước khụng phõn ly. Tớnh chất phần ưa nước phụ thuộc vào chiều dài chuỗi ethylen oxid. ðược dùng rất nhiều trong gia công thuốc BVTV và chiếm 75% tổng lượng bổ sung khi phun .
Trong những năm gần ủõy, do hiểu biết ngày càng tốt hơn về sự keo hoỏ và bề mặt, cỏc nguyờn tắc hoỏ học cơ bản liờn quan ủến tớnh thấm ướt, tớnh phõn tỏn, tớnh hoỏ sữa và khả năng hoà tan của cỏc dạng thuốc BVTV cho phộp phỏt triển cỏc chất hoạt ủộng bề mặt ngày càng mạnh. Hiện nay ủó cú cỏc chất hoạt ủộng bề mặt ủỏp ứng ủược mọi nhu cầu của việc gia cụng thuốc BVTV ủũi hỏi. Chất hoạt ủộng bề mặt ủó tạo ủiều kiện quyết ủịnh cho sự hỡnh thành cỏc dạng thuốc mới, tăng khả năng hoà tan của hoạt chất và kích thứơc giọt, thời gian bền vững và thậm chớ hoạt tớnh sinh học của dạng gia cụng. Ngoài ra, trong tương lai gần, cỏc chất hoạt ủộng bề mặt bị sinh vật phõn huỷ hoàn toàn và cú ủộ ủộc thấp ủối với ủộng vật mỏu núng và cỏ, rất an toàn trong mụi trường ủược sử dụng ngày càng nhiều hơn.
Hàm lượng chất hoạt ủộng bề mặt trong gia cụng khoảng 1 – 10%; ủể cho thờm vào bỡnh phun với nồng ủộ 0.01-0.1%; ủể làm tăng hoạt tớnh sinh học: 1-2% (tăng xõm nhập và vận chuyển thuốc trong cây).
Trị số HLB:
ðịnh nghĩa: Là trị số mà ở ủú, trong khoảng thời gian nhất ủịnh sự phỏ và tạo micell cõn bằng ( có bao nhiêu phân tử dầu ra nhũ dịch, cũng có ngần ấy nguyên tử dầu từ môi trường chạy vào micell).
Trị số HLB Ưng dụng chất hoạt ủộng bề mặt 3 - 6 Nước tan trong dầu W/O
7 - 9 Tác dụng thấm ướt
8 - 18 Dầu tan trong nước O/W ðối với thuốc BVTV HLB = 10 13 - 15 Tác dụng tẩy rửa
15 - 18 Tác dụng tan dầu d. Chất thấm ướt ( wetting argent):
Chất thấm ướt ủưa vào chất lỏng ủể làm giảm sức căng bề mặt giữa chất lỏng và bề mặt vật phun, tăng cường sức thâm nhập của chất lỏng, khiến cho giọt thuốc loang dễ dàng hơn. Hàm lượng chất thấm ướt trong sản phẩm thường chứa 2-10%.
Cỏc chất làm ướt ủược dựng với 2 chức năng chớnh:
-Trong gia cụng thuốc BVTV ủể tăng tớnh thấm ướt của bột trong nước, tạo nồng ủộ dung dịch hoà tan hay huyền phự ủậm ủặc theo ý muốn.
-Bổ sung thờm vào bỡnh phun trước khi phun thuốc ủể giảm thời gian thấm ướt của bột thấm nước và cải thiện khả năng thấm sâu của nước vào trong các hạt phân tán trong nước.
Cỏc chất hoạt ủộng bề mặt cú trọng lượng phõn tử nhỏ, thường cú tớnh làm ướt tốt hơn cỏc chất hoạt ủộng bề mặt cú trọng lượng phõn tử cao.
e. Chất phân tán (disperser , dispersant = suspending agent)
70
ðịnh nghĩa: là các chất hấp phụ trên bề mặt phần tử và giúp các phần tử phân tán tốt và ngăn cản chúng tái hợp.
Cỏc chất phõn tỏn ủược dựng trong cỏc dạng thuốc phõn tỏn và huyền phự hoỏ sản phẩm, ủảm bảo cỏc phần tử phõn tỏn vào nước trong bỡnh phun. Hàm lượng của chỳng trong cỏc dạng bột thấm nước, huyền phự ủậm ủặc và hạt phõn tỏn trong nước chiếm 1-6%.
Tớnh/ Hệ số phõn tỏn phụ thuộc vào bản tớnh phõn cực của chất rắn ủược phõn tỏn.
Cỏc chất phõn tỏn là cỏc phõn tử lớn, cú nhiều ủiểm giữ trờn bề mặt cỏc phần tử , trỏi ngược với chất thấm ướt (là các phân tử nhỏ, phân tán mau lẹ trong quá trình thấm ướt). Gần ủõy, nhiều chất phõn tỏn mới cú trọng lượng phõn tử polymer rất lớn. Những chất này cú cỏc chuỗi xương sống ghét nước dài và lượng lớn các chuỗi ethylen oxid tạo thành cái răng của chiếc lược chất hoạt ủộng bề mặt. Phõn tử polymer cú trọng lượng phõn tử cao, tạo ủộ bền cho dạng huyền phự ủậm ủặc. Cỏc chất phõn tỏn dựng cho dạng hạt phõn tỏn ủược lựa chọn tuỳ theo kỹ thuật sử dụng. Cỏc chất phõn tỏn dạng rắn, khụng dớnh thớch hợp ủể tạo cỏc hạt cú ủộ xốp tốt, phân tán nhanh và hoà tan trong bình phun.
f. Chất loang (Spreader):
Là chất làm tăng diện che phủ trên bề mặt chất rắn hay bề mặt chất lỏng của một lượng nhất ủịnh của một chất lỏng ủó cú.
Chất gõy loang và chất bỏm dớnh là những phụ gia dựng trong gia cụng ủể nõng cao khả năng bỏm dớnh của cỏc thành phẩm thuốc dạng lỏng, nhằm tạo ủiều kiện cho thành phẩm trải ra ủều hơn và bỏm dớnh tốt hơn trờn lỏ cõy, thõn cõy khi thuốc ủược phun trờn thực ủịa.
g. Chất hợp lực (synergist):
ðịnh nghĩa: là những chất cựng tỏc ủộng với chất khỏc. Khi hỗn hợp với chất hợp lực ủộ ủộc của hoạt chất sẽ tăng.
Nghiờn cứu cỏc chất hợp lực rất cú ý nghĩa trong việc lựa chọn nguyờn liệu ủể gia cụng thuốc BVTV và hỗn hợp các thuốc với nhau.
ðiều kiện ủể tạo ra cỏc hỗn hợp thuốc cú tỏc dụng hợp lực là bản thõn chỳng phải là những chất cú cỏc trung tõm hoạt ủộng, trong cấu trỳc phõn tử cú nhiều nối ủụi, nối ba hay bản thõn là những chất cú tỏc ủộng ủộc lý.
h. Chất ổn ủịnh (stabilizer):
Là các chất ngăn ngừa những phản ứng phụ có thể giảm hiệu lực của hoạt chất trong gia cụng, sử dụng và bảo quản (dựng chất làm bền hay chất phản tỏc ủộng ủể gia cụng thuốc dạng rắn; dựng phức ủể loại ion kim loại trong thuốc dạng lỏng).
i. Chất hoá sữa (emulsifier):
Là chất tạo ủộ bền cỏc giọt huyền phự của một pha lỏng này trong một pha lỏng khỏc.
Nếu khụng cú chất hoỏ sữa, hai pha lỏng khụng trộn ủược với nhau. Chất hoỏ sữa là thành phần cơ bản của dạng gia cụng cỏc hoạt chất dạng dầu và dung mụi; ủược dựng nhiều nhất ủể gia cụng dạng sữa ủậm ủặc. Hàm lượng chất hoỏ sữa tối ủa 10% trong dạng sữa ủậm ủặc. Gần ủõy, cú xu hướng dùng các chất hoá sữa, trực tiếp hoá sữa các hoạt chất vào nước.
Giỏ trị HLB từ 8-18 sẽ cho ủộ hoỏ sữa bền vững. ðộ bền chất hoỏ sữa cú thể ủược cải thiện nếu thờm một lượng nhỏ chất hoạt ủộng bề mặt ủồng polymer (copolymer) EO-PO.
Chất hoạt ủộng bề mặt tạo dạng sữa bền dầu trong nước (EW) rất khỏc dạng sữa ủậm ủặc (EC). Trong trường hợp sữa O/W, chất hoạt ủộng bề mặt cần hấp thụ mạnh vào bề mặt giọt
dầu ủể tạo dạng sữa bền lõu. Cỏc chất hoạt ủộng bề mặt polymer cú trọng lượng phõn tử cao ủụi khi ủược dựng cho mục ủớch này.
j. Chất hoà tan (solutes):
Là cỏc chất tạo micell trong nước ở nồng ủộ vượt nồng ủộ micell giới hạn. Cỏc micell cú thể bị tan hay hoà tan các chất không tan trong nước ở phần ưa nước của micel.
k. Những chất nâng cao hoạt tính sinh học
Chất giảm sức căng bề mặt, ủược dựng riờng hay cựng cỏc chất khỏc như dàu khoỏng hay dầu thảo mộc, thờm vào bỡnh phun ủể nõng cao hoạt tớnh sinh học của hoạt chất với ủối tượng phũng trừ. Ngày càng sử dụng nhiều cỏc tổ hợp chế sẵn ủể nõng cao hoạt tớnh sinh học của hoạt chất. Cỏc dạng gia cụng này thường cú trong dạng sử dụng ủược tạo thành trong ủiều kiện ẩm ( built-in-water). Khi dựng, sản phẩm phải ủỏp ứng ủược ủũi hỏi của luật phỏp về ủộ ủộc, hiệu quả, an toàn và môi trường.
Cỏc chất hoạt ủộng bề mặt dựng ủể nõng cao hiệu quả sinh học phụ thuộc vào bản chất và phương thức tỏc ủộng của hoạt chất. Chỳng thường là cỏc chất non-ionic như : cỏc alkylphenol ethoxylat, cỏc rượu aliphatic mạch thẳng ethoxylat, cỏc aliphatic amin ethoxylat. Dầu ủụi khi cũng ủược cho thờm vào dung dịch phun ủể tăng hoạt tớnh sinh học của thuốc trừ sõu. Trong thuốc, dầu làm giảm khả năng bay hơi, giảm sự rửa trôi của thuốc và tăng khả năng xâm nhập của thuốc vào cụn trựng hay bao võy một số trung tõm sống của cụn trựng. Nhưng dầu cũng dễ gõy ủộc với thực vật. ðộ ủộc của dầu phụ thuộc vào dạng dầu, nồng ủộ cũng nhưủiều kiện thời tiết.
l. Các chất chống lắng ( anti - deposit):
Là cỏc chất làm ủặc (tăng ủộ nhớt, giảm lượng hạt thuốc quỏ nhỏ, giảm khả năng bay hơi và kỡm hóm sự rửa trụi của dung dịch phun) và cỏc chất tạo gel cú tỏc dụng tăng ủộ bền của huyền phự ủậm ủặc, sữa và hỗn hợp huyền phự nhũ tương hay ủộ chảy của chất lỏng, ngăn cản tỏch lớp và lắng ủọng của cỏc phần tử và giọt. Chỳng ủược dựng trong cỏc dạng gia cụng cú nước, giữ sản phẩm bảo quản lâu và dễ phân tán trong bình phun.
Khụng hỗn hợp chất chống lắng với chất ủiện phõn. Chất chống lắng bị biến chất khi ủộ pH, nhiệt ủộ thay ủổi và chịu tỏc ủộng của cỏc thành phần khỏc của dạng gia cụng.
Các chất chống lắng thường dùng là dạng hồ tinh bột biến thể, polyacryl hoá, rượu polyvinyl và polyethylen oxid.
Gụm xanthan, chất chống lắng quan trọng cho cỏc dạng huyền phự và nhũ tương ủậm ủặc, là chuỗi polysaccarid phõn nhỏnh rất dài, phõn tử lượng khoảng 2 triệu, do quỏ trỡnh lờn men bỏn tổng hợp vi sinh. Là chất dẻo giả trương, nở nhiều trong nước ở nồng ủộ thấp hơn cỏc polysaccarid thụng thường. Gụm tan thành dung dịch thật trong nước với biờn ủộ pH, nhiệt ủộ và nồng ủộ chất ủiện giải rộng. Gụm xanthan cú thể dựng ủơn ở nồng ủộ 0.5% dạng gia cụng hay tạo liờn kết ngang ở nồng ủộ 0,2% khi hỗn hợp với ủất sột hay silica hoặc cỏc vật liệu hoà tan khác.
Sử dụng hỗn hợp cỏc pha phõn tỏn và polymer hoà tan trong nước cú ưu ủiểm: It phụ thuộc nhiệt ủộ; tan tốt trong nước; dễ rút và cải thiện tớnh vật lý, ủặc biệt khi nhiệt ủộ cao.
m. Cỏc chất chống ủúng vún ( anti-curdling adjusvant):
Là cỏc chất bổ sung trong thuốc bột và hạt ủể chống ủúng vún và tạo tớnh chảy tốt của bột.
Hàm lượng chất chống ủúng vún trong thuốc bột và hạt khoảng 2%. Chất chống ủúng vún thường dùng là silica.
n. Cỏc chất chống ủụng ( anti-cogulant):
72
Là cỏc chất bổ sung vào dung dịch nước/ huyền phự ủậm ủặc ủể giảm ủiểm ủụng < 0oC (- 5 hay -10oC). Chất chống ủụng thường dựng là propylen glycol. Hàm lượng : 5-10%. Urea cũng dựng ủể chống ủụng cho cỏc hoạt chất tan trong glycol.
o. Các chất tạo bọt ( foaming adjuvant) và chất chống bọt(anti- foaming adjuvant):
Chất tạo bọt có tác dụng giảm sức căng bề mặt của dịch phun, giúp giọt thuốc loang dính nhanh, bỏm tốt hơn và ớt rửa trụi. Nhưng nếu thuốc tạo quỏ nhiều bọt sẽ khú ủúng gúi và giảm tốc ủộ khi phun. Trong trường hợp này, phải cho thờm chất chống tạo bọt khi gia cụng. Hàm lượng tối ủa chống tạo bọt là 0.2%.
p. Chất bảo quản ( preservative):
Là các chất ngăn chặn sự VSV phá huỷ một số thành phần trong dạng gia công thuốc.
Một số dạng gia công dùng nhiều nguồn carbon hợp với VSV như polysaccharid (dung dịch ủậm ủặc, huyền phự ủậm ủặc và sữa O/W ), dễ bị VSV phõn huỷ, khiến cho thuốc sinh khớ, ủổi màu, ủộ nhớt và ủộ pH thay ủổi, thuốc bị phõn lớp lắng ủọng. Trong tương lai, cỏc dạng gia cụng cú cơ sở là nước và cỏc chất bổ sung dễ bị VSV phõn huỷ ủược dựng nhiều, nờn lượng chất bảo quản sẽ tăng thêm.
Tiờu chuẩn của một chất bảo quản là: cú thể chống ủược nhiều vi sinh vật ở nồng ủộ rất thấp; an toàn.
Chất bảo quản cú thể làm mất tớnh ổn ủịnh của cỏc chất hoạt ủộng bề mặt cationic, anionic hoặc chất làm ủặc anionic- polysacchorid. Những năm gần ủõy, nhiều chất bảo quản mới phổ rộng, cú hiệu lực với biờn ủộ pH rộng và khụng phản ứng với chất hoạt ủộng bề mặt khỏc xuất hiện, như: 1,2-benzissothiazalin-3-one (BIT) rất bền, diệt khuẩn tốt, hỗn hợp ủược với hầu hết cỏc chất hoạt ủộng bề mặt anionic và non-ionic, với cỏc polymeric và cỏc chất làm ủặc dạng sột, chống lắng dựng trong huyền phự nước và cỏc dạng sữa. Nồng ủộ 0.03-0.06% .
q.Các hợp chất màu ( colour adjuvant):
Là cỏc chất cho thờm vào sản phẩm ủể cảnh bỏo, ngăn ngừa khả năng ngộ ủộc và kiểm tra ủộ ủồng ủều của thuốc khi xử lý. Cần chọn chất nhuộm thớch hợp với cỏc thành phần khỏc, ủể trỏnh ảnh hưởng ủến ủộ bền của thuốc.