專利名稱：一種新型高效控制農(nóng)藥流失和降解的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效、低成本控制農(nóng)藥流失的方法，屬于農(nóng)藥技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
全世界農(nóng)藥年產(chǎn)量在500萬噸以上。農(nóng)藥在控制病蟲害、提高產(chǎn)量的同時，也給人類生存環(huán)境和身體健康乃至整個生態(tài)系統(tǒng)造成不良影響。據(jù)研究，田間噴粉只有10%-25%的農(nóng)藥附著在植物體上，噴霧時也只有30%左右的農(nóng)藥附著在植物體上，另有40%-60%降落在地面，10%-30%飄浮在空氣中。大量未被利用的農(nóng)藥在風(fēng)吹、雨淋的作用下，通過揮發(fā)、空氣輸運、干濕沉降、地表徑流和滲濾等途徑進入土壤和水體，造成對空氣、土壤、地表水、地下水的立體污染。繼而，又通過食物鏈或空氣進入人體，危害健康。農(nóng)藥使用中另一個重要問題——農(nóng)殘超標(biāo)。所謂農(nóng)殘是指附著在植物可食性部位揮之不去的農(nóng)藥殘留，它對人畜健康造成直接的危害，已成為全球關(guān)注的農(nóng)業(yè)問題。針對農(nóng)藥流失和農(nóng)殘超標(biāo)兩大難題，人們通常采取的辦法是發(fā)展農(nóng)藥緩釋、展著技術(shù)；生物農(nóng)藥以及安全周期法。緩釋技術(shù)是根據(jù)病蟲害發(fā)生規(guī)律、特點及環(huán)境條件，將農(nóng)藥制成必要劑量、在特定的時間內(nèi)、持續(xù)穩(wěn)定地到達需要場所的技術(shù)，既能經(jīng)濟、安全、有效地合理地控制病蟲害，又把農(nóng)藥對環(huán)境的污染降至最低限度。農(nóng)藥緩釋劑主要分為物理型和化學(xué)型兩大類，前者主要依靠高分子化合物與原藥間的物理結(jié)合形成，包括微膠囊體、均一體、包結(jié)化合物以及吸附性制品等；后者是原藥與高分子化合物之間通過化學(xué) 反應(yīng)結(jié)合而成，包括原藥與高分子直接結(jié)合、交聯(lián)結(jié)合以及絡(luò)合等多種方式。其中以物理型緩釋劑的發(fā)展尤為迅速。雖然現(xiàn)有農(nóng)藥緩釋技術(shù)取得了不同程度的成功，但是還存在著或多或少的問題，如緩釋效率不高、造成二次污染等，且大多因工藝復(fù)雜、成本較高難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。目前，我國緩釋技術(shù)還比較落后，緩釋材料制備工藝尚不成熟，還難以精準(zhǔn)、科學(xué)的控制農(nóng)藥釋放速率，再加上病蟲害發(fā)生的影響因素很多，其規(guī)律較為復(fù)雜，因此釋放速率和病蟲害發(fā)生規(guī)律難以匹配，容易造成有蟲無藥或有藥無蟲的結(jié)果，這樣不僅造成了農(nóng)藥的流失和浪費，還不能達到理想的防治效果。更重要的是，緩釋技術(shù)通常不耐雨水沖淋，藥物容易隨雨水流失，造成雨季藥效降低。農(nóng)藥展著技術(shù)一般通過添加氮酮為主的展著劑，增強農(nóng)藥在葉面上的鋪展速度和滲透速度，以減少農(nóng)藥流失。該技術(shù)雖然在一定程度上緩解了農(nóng)藥的流失，但是由于抗雨水沖淋的能力不強，在雨季仍然不能奏效。生物農(nóng)藥技術(shù)是目前倡導(dǎo)的技術(shù)之一，也是未來的農(nóng)藥方向。然而，由于當(dāng)前技術(shù)尚在發(fā)展之中，成本較高，還難以大規(guī)模使用。安全周期法是在收獲前一定周期內(nèi)不施農(nóng)藥。該方法雖然對少數(shù)農(nóng)藥起作用，但是對于多數(shù)降解慢的農(nóng)藥效果欠佳。雖然農(nóng)藥降解方面的研究較為豐富，但多限于水體和土壤中，在植物葉面上的較少，使得目前市面上難以見到可以控制降解的農(nóng)藥。針對農(nóng)藥流失和降解兩大問題，本專利提出一種控制農(nóng)藥流失和降解的新技術(shù)。對于控失技術(shù)，南京師范大學(xué)一項研究表明，樹葉表面的粗糙程度與其滯塵能力是正相關(guān)的。我們受此啟發(fā)，發(fā)明了一種控制農(nóng)藥流失的方法，主要通過控失材料將農(nóng)藥分子附著在植物葉面和土壤表面上，降低其遷移率，減少揮發(fā)，提高其抗遇水淋洗能力，從而達到控制流失的目的。農(nóng)藥控失技術(shù)與現(xiàn)有緩釋技術(shù)的區(qū)別在于:一是科學(xué)目標(biāo)不同，前者是針對農(nóng)藥分子的流失，而后者是針對農(nóng)藥分子的釋放速率；二是原理不同，前者是通過改性黏土自組裝形成微納網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將農(nóng)藥分子固定在葉面和土壤表面，而后者是通過微膠囊、化學(xué)鍵、吸附、包裹等方法降低農(nóng)藥分子釋放速率；三是供養(yǎng)方法不同，前者是形成“農(nóng)藥庫”，按“隨需隨取”供給病蟲害，不存在釋放速率問題，不會造成“有蟲無藥”的結(jié)果，而后者是釋放出的農(nóng)藥才能被用來防治病蟲害。對于降解控制技術(shù)，現(xiàn)在還鮮有報道，本專利提供一種高效、低成本的方法。這兩種技術(shù)集成在一起，既可以控制農(nóng)藥流失又可以控制其降解，且綠色環(huán)保、成本低廉、工藝簡單，易于大面積推廣應(yīng)用，從而可以緩解傳統(tǒng)農(nóng)藥施用造成的環(huán)境、經(jīng)濟和社會問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種新型高效控制農(nóng)藥流失和降解的方法。其具體原理為:通過改性凹凸棒土將農(nóng)藥分子固定在其微納結(jié)構(gòu)中，借助植物葉面的粗糙結(jié)構(gòu)將凹凸棒土連同農(nóng)藥分子滯留在葉面上，阻滯風(fēng)吹、雨淋對農(nóng)藥的沖刷作用，從而控制農(nóng)藥流失；另一方面，通過有機包裹光催化劑(二氧化鈦或秸桿灰)作為助劑添加到農(nóng)藥中，可以實現(xiàn)對農(nóng)藥的可控降解，通過調(diào)節(jié)有機膜的厚度實現(xiàn)對農(nóng)藥的可控降解。本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種新型高效控制農(nóng)藥流失和降解的方法，包括以下步驟:
(1)將100-800目膠體級凹凸棒土加入到自來水中配成濃度為20-100g/L的懸濁液，5000-10000 rpm攪拌5-10分鐘，靜置10-30分鐘，棄下層1/5-1/4體積的泥漿，保留其余懸濁液； (2)往余下懸濁液中加入氯化鐵，保持氯化鐵濃度為0.5-3 M，30-60°C下1000-3000rpm攪拌反應(yīng)20-40分鐘，靜置10-30分鐘，棄上清，然后加自來水，使其達到原來的濃度，然后靜置去上清，所得泥漿即為鐵離子型凹凸棒土 ；
(3)往泥漿中加入10-20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的聚乙烯醇，攪拌均勻，利用能量為5-10MeV和劑量為10-50 kGy的高能電子束輻照5-10分鐘，接枝反應(yīng)形成凹凸棒土-聚乙烯醇復(fù)合物；
(4)往凹凸棒土-聚乙烯醇復(fù)合物泥漿中加入10-20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水合肼，40-70°C下1000-5000 rpm攪拌5_10分鐘，靜置10-30分鐘，棄上清，然后加兩倍泥漿體積的自來水，然后靜置10-30分鐘，去上清，將余下泥漿于60-10(TC烘干，粉碎成200-400目；
(5)將步驟(4)中得到的粉末與200-400目電廠秸桿灰、200-400目六偏磷酸鈉和200-400目海藻酸鈉按照70-80:10:5-8:2-15的質(zhì)量比混合均勻，即得農(nóng)藥控失劑；
(6)將200-400目二氧化鈦或電廠秸桿灰與亞甲基藍按照5-15:1-3比例混合均勻，力口入到自來水中，配置成3-10 g/L濃度的懸濁液，然后在60-80°C下，600-1000 rpm攪拌反應(yīng)20-30分鐘，靜置10-30分鐘，棄上清，然后自來水，使其達到初始濃度，然后靜置10-30分鐘，去上清，將余下藍色懸濁液于60-10(TC烘干，粉碎成200-400目，制成亞甲基藍包裹二氧化鈦或電廠秸桿灰，也即是農(nóng)藥降解劑；(7)將步驟(5)制得的農(nóng)藥控失劑與步驟(6)制得的農(nóng)藥降解劑根據(jù)農(nóng)藥品種和作物需要按照3-5:1-2質(zhì)量比混勻，制得農(nóng)藥控失降解劑。(8)將農(nóng)藥控失降解劑按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)5-15%添加到農(nóng)藥中，劑型包括懸浮劑、粉劑、可濕性粉劑、片劑以及顆粒劑，即制得控失控降解型農(nóng)藥。本發(fā)明的有益效果:
1、在同等藥效下，本發(fā)明可以減少農(nóng)藥流失15-30%，延長藥效時間1-2倍，降低用量10-30%，減少施藥頻次1-2次；
2、本發(fā)明可以在葉面和土壤表面形成“農(nóng)藥庫”，持效期長，不會形成“有蟲無藥”的局
面；
3、本發(fā)明機理獨特、原料豐富、成本低廉、環(huán)境友好、工藝簡單、省工省力、增產(chǎn)增收，易于為農(nóng)民接收，具有較大的市場前景；
4、本發(fā)明可以有效減少 農(nóng)藥揮發(fā)、徑流和滲透損失，將農(nóng)藥活性成分保持在一定范圍內(nèi)，防治其擴散和遷移，進而可以減少農(nóng)藥對水體和土壤的污染；
5、本發(fā)明可以有效控制農(nóng)殘降解，最大程度降低農(nóng)殘。
具體實施例方式實施例1
(1)將400目膠體級凹凸棒土加入到自來水中配成濃度為30g/L的懸池液,5000 rpm攪拌10分鐘，靜置20分鐘，棄下層1/4體積的泥漿，保留其余懸濁液；
(2)往余下懸濁液中加入氯化鐵，保持氯化鐵濃度為2M，30°C下2000 rpm攪拌反應(yīng)20分鐘，靜置20分鐘，棄上清，然后加自來水，使其達到原來的濃度，然后靜置去上清，所得泥漿即為鐵離子型凹凸棒土；
(3)往泥漿中加入20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的聚乙烯醇，攪拌均勻，利用能量為10MeV和劑量為40 kGy的高能電子束輻照10分鐘，接枝反應(yīng)形成凹凸棒土-聚乙烯醇復(fù)合物；
(4)往凹凸棒土-聚乙烯醇復(fù)合物泥漿中加入20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水合肼，40°C下2000rpm攪拌10分鐘，靜置30分鐘，棄上清，然后加兩倍泥漿體積的自來水，然后靜置30分鐘，去上清，將余下泥漿于100°C烘干，粉碎成400目；
(5)將步驟(4)中得到的粉末與400目電廠秸桿灰、400目六偏磷酸鈉和400目海藻酸鈉按照80:10:8:2的質(zhì)量比混合均勻，即得本專利所述農(nóng)藥控失劑；
(6)將400目二氧化鈦與亞甲基藍按照5:1比例混合均勻，加入到自來水中，配置成10 g/L濃度的懸濁液，然后在70°C下，700 rpm攪拌反應(yīng)30分鐘，靜置30分鐘，棄上清，然后自來水，使其達到初始濃度，然后靜置30分鐘，去上清，將余下藍色懸濁液于80°C烘干，粉碎成400目，制成亞甲基藍包裹二氧化鈦，也即是農(nóng)藥降解劑；
(7)將步驟(5)制得的農(nóng)藥控失劑與步驟(6)制得的農(nóng)藥降解劑根據(jù)農(nóng)藥品種和作物需要按照5: 2質(zhì)量比混勻，制得農(nóng)藥控失降解劑。(8)將農(nóng)藥控失降解劑按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%添加可濕性粉劑，即可。實施例2
(I)將300目膠體級凹凸棒土加入到自來水中配成濃度為20 g/L的懸池液,6000 rpm攪拌10分鐘，靜置20分鐘，棄下層1/5體積的泥漿，保留其余懸濁液；(2)往余下懸濁液中加入氯化鐵，保持氯化鐵濃度為1.5M，30°C下2000 rpm攪拌反應(yīng)15分鐘，靜置20分鐘，棄上清，然后加自來水，使其達到原來的濃度，然后靜置去上清，所得泥漿即為鐵離子型凹凸棒土；
(3)往泥漿中加入15%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的乙烯醇，攪拌均勻，利用能量為10MeV和劑量為30kGy的高能電子束輻照5分鐘，接枝反應(yīng)形成凹凸棒土 -聚乙烯醇復(fù)合物；
(4)往凹凸棒土-聚乙烯醇復(fù)合物泥漿中加入15%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水合肼，40°C下1000rpm攪拌20分鐘，靜置30分鐘，棄上清，然后加兩倍泥漿體積的自來水，然后靜置30分鐘，去上清，將余下泥漿于90°C烘干，粉碎成300目；
(5)將步驟(4)中得到的粉末與300目電廠秸桿灰、300目六偏磷酸鈉和300目海藻酸鈉按照85:5:8:2的質(zhì)量比混合均勻，即得農(nóng)藥控失劑；
(6)將300目電廠秸桿灰與亞甲基藍按照5:2比例混合均勻，加入到自來水中，配置成10 g/L濃度的懸濁液，然后在70°C下，700 rpm攪拌反應(yīng)30分鐘，靜置30分鐘，棄上清，然后自來水，使其達到初始濃度，然后靜置30分鐘，去上清，將余下藍色懸濁液于80°C烘干，粉碎成400目，制成亞甲基藍包裹電廠秸桿灰，也即是農(nóng)藥降解劑； (7)將步驟(5)制得的農(nóng)藥控失劑與步驟(6)制得的農(nóng)藥降解劑根據(jù)農(nóng)藥品種和作物需要按照5:1質(zhì)量比混勻，制得農(nóng)藥控失降解劑。(8)將農(nóng)藥控失降解劑按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%添加到懸浮劑中，即可。
權(quán)利要求
1.一種新型高效控制農(nóng)藥流失和降解的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將100-800目膠體級凹凸棒土加入到自來水中配成濃度為20-100g/L的懸濁液，5000-10000 rpm攪拌5-10分鐘，靜置10-30分鐘，棄下層1/5-1/4體積的泥漿，保留其余懸濁液； (2)往余下懸濁液中加入氯化鐵，保持氯化鐵濃度為0.5-3 M，30-60°C下1000-3000rpm攪拌反應(yīng)20-40分鐘，靜置10-30分鐘，棄上清，然后加自來水，使其達到原來的濃度，然后靜置去上清，所得泥漿即為鐵離子型凹凸棒土 ； (3)往泥漿中加入10-20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的聚乙烯醇，攪拌均勻，利用能量為5-10MeV和劑量為10-50 kGy的高能電子束輻照5-10分鐘，接枝反應(yīng)形成凹凸棒土-聚乙烯醇復(fù)合物； (4)往凹凸棒土-聚乙烯醇復(fù)合物泥漿中加入10-20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的水合肼，40-70°C下1000-5000 rpm攪拌5_10分鐘，靜置10-30分鐘，棄上清，然后加兩倍泥漿體積的自來水，然后靜置10-30分鐘，去上清，將余下泥漿于60-10(TC烘干，粉碎成200-400目； (5)將步驟(4)中得到的粉末與200-400目電廠秸桿灰、200-400目六偏磷酸鈉和200-400目海藻酸鈉按照70-80:10:5-8:2-15的質(zhì)量比混合均勻，即得農(nóng)藥控失劑； (6)將200-400目二氧化鈦或電廠秸桿灰與亞甲基藍按照5-15:1-3比例混合均勻，力口入到自來水中，配置成3-10 g/L濃度的懸濁液，然后在60-80°C下，600-1000 rpm攪拌反應(yīng)20-30分鐘，靜置10-30分鐘，棄上清，然后自來水，使其達到初始濃度，然后靜置10-30分鐘，去上清，將余下藍色懸濁液于60-10(TC烘干，粉碎成200-400目，制成亞甲基藍包裹二氧化鈦或電廠秸桿灰，也即是農(nóng)藥降解劑； (7)將步驟(5)制得的農(nóng)藥控失劑與步驟(6)制得的農(nóng)藥降解劑根據(jù)農(nóng)藥品種和作物需要按照3-5:1-2質(zhì)量比混勻，制`得農(nóng)藥控失降解劑； (8)將農(nóng)藥控失降解劑按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)5-15%添加到農(nóng)藥中，劑型包括懸浮劑、粉劑、可濕性粉劑、片劑以及顆粒劑，即制得控失控降解型農(nóng)藥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型高效控制農(nóng)藥流失和降解的方法，即往農(nóng)藥中按照一定比例添加控失劑和降解劑。本發(fā)明可以有效減少農(nóng)藥揮發(fā)和淋洗損失，延長藥效，減少施用頻次，減少用量，可以在葉面和土壤表面形成“農(nóng)藥庫”，持效期長，且可以控制農(nóng)藥降解周期，最大限度降低果蔬農(nóng)殘，既能經(jīng)濟、有效地合理地控制病蟲害，又把農(nóng)藥對人體健康的危害和對環(huán)境的污染降至最低限度。本發(fā)明機理獨特、原料豐富、成本低廉、環(huán)境友好、工藝簡單、省工省力，易于為農(nóng)民接收，具有較大的市場前景。
文檔編號A01N25/32GK103155915SQ20131004299
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者蔡冬清, 吳正巖, 張欣, 王寧, 王龍海, 向育斌, 張桂龍, 余增亮, 吳麗芳 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院