作者：曹冲,黄啟良,曹立冬,赵鹏跃,李凤敏,徐博,冉刚超

　　在可预见的将来,使用农药仍然是有效防控农业有害生物的重要手段。目前普遍采用茎叶喷雾技术施用农药,药液自喷施器械喷出进入靶标作物生长的生态环境之后,便受到风、光、温、湿等气象因子以及靶标作物冠层与叶面特性等的影响,雾滴在空中蒸发变小而产生飘移,在叶片表面碰撞弹跳而溅落流失。1979年,Young提出农药“剂量转移”概念,指出农药利用率(作物沉积率,下同)约为20%~30%,有效利用率不足0.1%。2015年,我国农业部提出农药零增长行动方案,发布小麦、水稻、玉米三大主粮作物农药利用率为36.6%；2016年再次部署,从4个方面推进农药减施增效；2019年小麦、水稻、玉米三大主粮作物农药利用率达到了39.8%。约60%的农药在向靶标作物叶面沉积的过程中流失,不仅造成了农药浪费,更为严重的是带来了环境污染及农产品安全等问题,引起国内外普遍关注,并成为业界研究的热点。

　　在这种形势下,以农药对靶剂量传递过程为主线,通过对剂量传递过程行为与流失规律的认知,探讨减施增效农药剂型设计与制剂研发策略；尝试提出基于防控场景进行农药适宜剂型设计,并赋予制剂优异的产品性能,保证药液分散体系及雾滴分散体系中农药有效成分的分散形貌及分散度,进而保证其对靶剂量传递的性能,以满足当今国家对农药减施增效的战略需求。
1 农药对靶剂量传递过程

　　目前施用农药广泛采用茎叶喷雾方式,农药脱离喷雾器械后对靶高效传递是一个复杂的剂量传递过程,会受到农药药剂特性、环境气象因素、有害生物为害规律、靶标作物叶面结构等多种因素的影响。首先是从农药制剂稀释成药液,药液再经施用器械雾化成雾滴,该过程受外界因素影响很小,剂量传输效率可达95%以上。其次是雾滴或雾化体系分散到靶标作物生态环境中,并向靶标作物冠层或有害生物为害部位运行,该过程中农药完全暴露在开放的生态环境中,受风吹、日晒、雨淋等环境因素影响很大,剂量传输效率一般不足70%。第三是雾滴进入作物冠层并向叶片表面沉积和形成持留,该过程主要基于雾滴性能和叶片表面特性,受到叶片屏蔽和冠层微环境干扰,发生碰撞、弹跳以及聚并、滚落而流失,农药沉积率一般不足40%。最后是沉积到靶标作物叶面或有害生物为害部位的农药,被有害生物摄取进入有害生物体内或渗透到靶标作物内部,并在体内传输和分布,该过程主要受体内传输途径和各种生理生化物质的影响,最终到达作用部位能发挥生物活性作用的剂量大多不足0.1%。
　　由此可见,农药制剂、药液和雾化分散体系是农药剂量传递的3个载体；而且从剂量传递过程来讲,这3个分散体系是一种剂量传递的串联过程,任何一个分散体系的性能都会影响到农药对靶剂量传递效率。雾滴在空间运行和界面沉积与持留是农药损失的关键环节,期间农药损失率累计高达约60%。究其原因,主要是雾滴从喷施器械进入空间环境后,其运行行为主要受大气环境条件、作物冠层结构、作物叶面特性等人为不可控因素影响。就农药使用者而言,对于特定地理环境条件下农药的使用,这3个因素都不可改变。只有加强农药雾滴空间运行行为及损失规律的研究和认知,从源头上进行农药减施增效剂型设计,改善制剂兑水稀释形成药液的雾化性能,才能从根本上调控雾滴的对靶剂量传递性能,从而提高农药利用率。

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