表面活性剂在农药及植物上的作用特性及功能
世界农药
・１４・
、，０１．３０Ｎｏ．４
Ａｕｇ．２００８
ＷｏｄｄＰｅｓｔｉｃｉｄ∞
表面活性剂在农药及植物上的作用特性及功能
张一宾
（上海市农药研究所，２０００３２）
中图分类号：’Ｉ．Ｇ４５０．４＋５
文献标识码：Ａ
文章编号：１００９．６４８５（２００８）０ｔｏｏｌ４－０６
表面活性剂为农药助剂中的重要组成，它的分子中具有亲水基和亲油基二极性基团。根据电子状态，亲水基又分为阴离子性、阳离子性、非离子性及二离子性４类。（图１）即为通常的表面活性剂的结构模式［１Ｊ。其如同一支“火柴棒”，圆状的“火柴头”部分为亲水基，棍状的“火柴梗”部分为亲油基。肥皂为最典型的表面活性剂。在此，即以其为例，略作阐述。肥皂的结构中，它的“火柴梗”——即亲油部分为长烷链，“火柴头”的亲水部分为羧酸盐。在水．油混合液中加入肥皂可使水相与油相混合成均相。故而，表面活性剂又可为通过亲水、亲油的平衡，使溶液形成界面状态，并使性质发生明显变化的物质。
表面活性剂由于其化学结构上的特点，具有吸附和结合２个基本性能，从而呈现了分散、乳化、可溶、起泡、润滑、湿润、洗涤、触媒等作用。由于表面活性剂的各种功能，使它们在各种领域得以广泛应用。这些领域包括纤维加工、化妆品、医药品、橡胶、塑料、农药、化肥等。以下就表面活性剂（也包括某些助剂）在农药中的作用特性及它们在植物上的功能作一阐述。
液剂乳油
液剂油剂微乳剂乳液悬乳剂
固体粉刺制剂
颗粒剂
状态
１．表面活性剂在农药中的作用特性
在农药中，主要使用的为非离子型和阴离子型
表面活性剂。作为农药用表面活性剂必须具备以下要求：（１）物化性质较稳定，不能对原药产生不良影响；（２）施用后可在环境中迅速分解；（３）对操作人员（施药者）及环境无不良影响，对作物较安全；（４）品质稳定；（５）价格相对便宜；（６）具有辅助作用。（表１）即为主要农药剂型中表面活性剂的功能和作用［２｜。由表可见，在液态农药制剂中，表面活性剂主要起到湿润、渗透、溶解、乳化、悬浮等作用；而在固态制剂中，主要起到分散、喷洒时控制溶解及悬浮液的稳定化；以及在加工时利于挤出造粒。
表１主要农药剂制中表面活性剂的功能和作用
剂型名
表嚣雾篚剂
乳化剂润湿剂溶解剂溶剂乳化剂分散、乳化剂
表面活性剂的作用
使喷洒液的乳液稳定化提商喷洒液的湿润、渗透性提高喷洒液的溶解、渗透性使喷洒液的透明乳液稳定化使喷洒液的乳液稳定化使喷酒液悬浮稳定化
Ｅ匦【ｊ⑨ｃ…，
图ｌ表面活性剂的模式图及分类
流动性改良性’加工时改善分散性绝缘剂成粒促进剂。
提高喷施时的分敬性挤压造粒Ｊ．程的简易化
崩析、展开，溶解喷施后控制溶出控制剂
可湿性粉荆湿润、分散剂
提高水稀释时的可湿性喷洒液悬浮稳定化
水分散粒剂湿润、分散剂
提高水稀释时的可湿性喷洒液悬浮稳定化
＊生产工艺
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功效和作用进行了探讨。
由表面活性剂所引发的作用
３．表面活性剂的增效作用及作用特性
将展着剂和农药制剂用助剂配制的表面活性剂
喷施于作物和杂草上时，表面活性剂会产生以下的直接作用：（１）植物毒性（影响光合成和细胞分裂）；
（２）产生细微的结构变化；（３）增强对角质层膜的渗透作用。其中第（３）点有利于增效，故仅就第（１）和
下列的（表２）为在各种除草剂和植物生长调节剂中，使用表面活性剂后的增效特点及作用特性的研究例。Ｏ’ｄ∞ｏ朔ｎｓＬ５ｊ予１９８５年用两类非离子表面活性剂调查了草甘膦对大麦的药害，结果认为，酯型的有助于吸收和移行作用，而醚型则无此作用。
第（２）点予以介绍。早在１９６４年，Ｆｕｒｎｌｉｄｇｅ【３Ｊ对于会引起植物毒害的代表性表面活性剂进行了研究，并
介绍了表面活性剂的种类、化学结构及物化性质之
溉等…于１９８６年调查了３类表面活性剂对田
旋花的灭杀活性。其中用最为传统的聚氧乙烯牛脂
胺（Ｍｏｎ０８１８）处理后２４ｈ最大吸收率为８４％。１９９２
间的关系（Ｊ．Ｓ．Ａ斯．Ｃｈ咖．１５，５４２—５５０）。以后，
ｂｗｎｄｓ和Ｂｕｋ洲（１９８８年）【４Ｊ等探讨了它们对豇豆
成叶的影响，结果发现，在液滴直滴的表皮，会使叶片退色受损。同时，在叶片的栅状组织和海绵组织上也发现了同样变化。此种植物毒性与表面活性剂的浓度、投入量及温度有关，但当湿度上升时则减轻，且此种药害现象无回复性。
１９８７年，Ｎｏ朗等用电子显微镜观察了代表性的
年，Ｇ鹳ｋｉｎ和Ｈｏｌｌｏ、ｖａｖ【６Ｊ用３种类型的聚氧乙烯型非离子表面活性剂调查了小麦和野生大豆对草甘膦的吸收量。结果为在小麦中以聚氧乙烯牛脂胺最有效，在野生大豆中以聚氧乙烯脂肪族烷基醚最有效。对于阳离子表面活性剂的辅助作用，有人认为其可能会使草甘膦异丙胺盐经离子交换形成络合物，从而使水溶性下降，提高了对角质层的分配，增加了接触面积，产生了相乘效果。这是对草甘膦用辅助剂研究得最为广泛的课题之一。
为了摸清表面活性剂的化学结构与植物毒性的关系，日本大过一也用烟草腋芽抑制剂——抑芽丹调查了２３种表面活性剂作为助剂的效果。结果认为，具有辅助作用的表面活性剂，即使在高浓度和保持湿度的情况下也不产生植物毒性。此在杀虫剂、杀菌剂等农药剂型的配制中十分有价值。由此亦认为其与以前提及的表面张力、接触角、ＨＬＢ和ｐＨ并
不相关。
非离子表面活性剂％ｔｏｎ．１００对植物外生蜡的影响
及其变化。他们观察到对芥菜和恭菜（糖萝卜）有
着不同的反应：对于表皮无蜡状结晶物的芥菜，表面活性剂处理后２４ｈ内叶片就会出现环状坏死现象；而对于表皮具有蜡状物的恭菜，则在蜡状细微结构
的细丝上出现急剧恶化。１９９１年，Ｎｏ龋进行了同样试验，发现芥菜上出现了明显变化，在小麦上仅稍有变化。由此认为，蜡状物变化程度与表面活性剂的浓度有关。这些研究有助于解释表面活性剂的增效作用，现正进一步进行研究。同样，日本的渡边和川岛（２００２年）也对农药制剂中加入表面活性剂后的
表２有关表面活性剂的增效作用及作用特性的研究例（以除草剂为例）
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Ｅ卜环氧乙烷缩写。
由上可见，加入表面活性剂后呈现出的增效作用，其往往与表面活性剂的性能及植物的结构有关。以上已对各类表面活性剂的性能进行了概述，以下就其和植物结构的关系予以介绍。
多数农药施于植物体上后，最早与植物的表皮
作为表皮膜与表皮的作用机制，主要有：（１）对
叶面上物质的浓缩；（２）使物质从叶面向表皮膜移行；（３）表皮膜上物质的扩展（系数）；（４）物质从表皮膜向细胞壁移行（系数）；（５）细胞壁中物质的浓缩等
五个阶段。而对于农药的活化则取决于４个因素：（１）表面活性剂的浓度；（２）表面活性剂的亲水基和
接触。植物的表皮由外生蜡（蜡质层）、表皮层及角质层三层组成，其统称为表皮膜。它的厚度一般为零点几～几个微米，承担着保护植物体的功能。表
皮层由粘胶质层及纤维细胞壁与表皮细胞的细胞膜
亲油基的化学组成；（３）农药的物化性状；（４）目标植
物。１９９０年，Ｈｏｏｌｏｗａｖ和Ｓｔ（，ｃｋ用标记化合物就从表
皮或气孔的侵入、叶面喷洒后的行为、农药极性与植物蜡量的关系等，以表面活性剂为农药助剂对植物叶面渗人情况进行了研究。他们发现并考查了环氧乙烷（ＥＯ）附加型非离子表面活性剂的活化作用及
结合。农药要发挥作用，就需要借助表面活性剂，经与表皮膜进行附着、渗透、渗入等作用而致使农药发挥其效。
第４期张一宾：表面活性剂在农药及植物上的作用特性及功能
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它们之间复杂的依附关系后，指出了（１）农药的施用量及物化性状；（２）表面活性剂投入量及物化性状；（３）目标植物的特性为主要因素（图２）。此外，通过对２６种农药在４类植物的叶面渗透移行情况的研
究，得知表皮膜与ｌｏｇＰｏｗ（Ｐ洲：辛醇／水分配系数）、
表皮膜下的表皮细胞壁；（４）内部组织的细胞膜。首先，药液在叶面上形成最佳接触面积，进而熔化和解析外生蜡，使析出农药可溶化，再促进农药从气孔进入叶中。进入叶面后，通过（１）借助溶解性和分配过程的变化来促使农药的渗入；（２）降低表皮膜的抗御
功能以促进扩散；（３）激活水性溶液和油性溶液的通
崦Ｓ（Ｓ：水溶解度）及熔点之间有相关性。
道；（４）提高细胞膜的渗透作用；以及（５）农药与表面活性剂相互渗透等作用的机理。由此进一步发挥它
们的作用。
由上可见，作为表面活性剂（助剂），除了要确保
浓度物种
ＭＰＴ
１１
与农药之间的配伍性外，还应考虑到与对象物之间的适应性。这样，就能使农药借助表面活性剂（助
剂）的功能，以各种形式，有效地渗入对象物质内并
ｌｌ餐
植物毒性｜ｌ
ｌＩ整
移行而致效。
然而，在表皮膜的扩展中，亲油性的农药会从亲油性通道中移行，亲水性农药则经亲水性通道移行，中间极性农药则可从２个通道中移行。对此，渡部
一
植物毒性变化
一
忠一恻就农药在作物和杂草上的附着和移行的主要因素作了解释。根据对表皮膜渗透影响及基本作用，可将表面活性剂（助剂）分为４类：（１）湿润展着作用；（２）对液滴内部的改良作用；（３）活化作用；（４）复合作用。并从渗透量、单位分配率、接触面积、渗透速度因子进行了解释（表３）。
图２表皮膜的活性及农药／表皮膜／表面活性剂的相互关系
Ｐ＝辛醇／水分配系数；Ｅ０＝环氧乙烷；ｌ临界１０９Ｐ约２；咖吓＝熔点
Ｓ眦ｋ（１９９３）【７Ｊ指出，表面活性剂在作用部位的作用有４个阶段：（１）表皮膜的表皮；（２）表皮层；（３）
表３表面活性剂（助剂）的分类和作用机理
农药要在植物表面展开以及渗入首先遇到的是表皮膜外的蜡状物的阻碍，对此需靠表面活性剂（助剂）予以解决。有关表面活性剂对植物果实或叶片外生蜡（蜡质层）的可溶模式也有人作了不少研究。
４．１颗粒剂（ＧＲ）
４．主要农药制剂的特点及配方例［２】
‰ｎｕ一９Ｊ认为与电子作用及分子自身的立体结构有
关。对此，正是目前研究的方向，对它的阐明将可进一步解释表面活性剂（助剂）的作用机理，并形成最合理的筛选，获得最佳配方。
通常，颗粒剂为含０．１％～１０％农药原药、９５％
粒径在３００～１７００胛的粒状制剂，可用于水田和旱
田喷施。其制备方法主要有挤出造粒法、浸渍法和包衣法３种，方法的选择依原料而定。颗粒剂通常
・
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世界农药第３０卷
由载体、黏结剂、分散剂、崩解剂等组成。作为分散剂和崩解剂一般配以百分之几的阴离子表面活性剂，在主要采用的挤压造粒法中，作为崩解剂有木质素磺酸盐及萘磺酸缩醛等阴离子表面活性剂。另外，为了防止加工时的磨损，还需加入１％左右的属阴离子的月桂基硫酸钠或二辛基磺酸盐等。由于粉剂的飘散问题，目前正向颗粒剂发展。同时，为了省力化也加快向３ｋｇ制剂发展。
４．２乳油（ＥＣ）
乳油通常由含５％一６０％原药，以及乳化剂及二甲苯等有机溶剂所组成，是一种制备方便的透明液体制剂（表４）。乳化剂通常由阴离子和非离子表面活性剂组合而成，含量在１０％以下。为了获得良好的自身乳化和乳化稳定性，多为由非离子表面活性剂组合而成。
表４代表性的乳油配制例
配制成分配制量
原药（有效成分）
５％一６０％乳化剂
５％一１５％
溶剂（主要为二甲苯）
余最
乳化剂：阴离子和非离子的配合物。阴离子：ＡＢＳ．ｃａ、木质素磺酸盐。非离子：ＰｏＥ壬基苯基醚、ＰｏＥ苯乙烯化苯基醚。（ＡＢＳ＿ｃａ：支链烷基苯磺酸钙；Ｐ（）Ｅ：聚氧乙烯的缩写）。
乳油在使用时加水成白色乳浊液，农药粒子一
般在几个一几十肿。其药效优于固体制剂，但也易
产生药害。目前乳油是液态制剂中应用最为广泛的剂型，为了减少对环境的污染和提高安全性，最近人们向无有机溶剂型的剂型，和微乳剂及悬浮剂的方
向发展。
４．３可湿性粉剂（、ⅣＰ）
可湿性粉剂一般含原药５％～８０％，再配以湿润剂、分散剂、载体及其他所组成（表５）。系９５％的
粒径在６５脚以下微细粉状制剂，其将各组份经混
合、粉碎后制取。其中湿润剂和分散剂选择各种表面活性剂，组份不超过１０％，通常为５％。所用表面活性剂种类湿润剂为非离子型和阴离子型，而分散剂为阴离子型。所用载体有粘土、滑石粉、硅藻土和碳酸钙等矿物粉。湿润剂和分散剂使农药原药及载
体先予湿润，随后形成并保持稳定的分散体系。
较之乳油，可湿性粉剂具有更易加工成高浓度制剂且药害少等长处，但却存在粉尘等问题。另外，
与乳油一样，可湿性粉剂多采用壬基酚为原料配制非离子型表面活性剂。为解决此类制剂的载体对蔬
菜、水果（如番茄、茄子等）的污染问题，目前向水分
散粒剂发展。
表５代表性的可湿性粉剂配制例
配制成分配制量
原药（有效成分）５％～８０％可湿性粉剂助剂
３％一１０％
载体（粘土、硅藻土、滑石粉、碳酸钙等）
余量
可湿性粉剂助剂：由湿润刺与分散剂配制。湿润剂：ＬＡＳ－Ｎａ、ＰｏＥ壬基苯摹醚、二烷基琥珀酸钠、烷基硫酸钠等。分散剂：烷基萘磺酸缩醛，烯基顺丁烯二酸共聚物。（Ｌ＾ＳＮａ：直链型烷基苯基磺酸钠；Ｐ（）Ｅ：聚氧乙烯的缩写）。
４．４水分散粒剂（ＷＧ）
水分散粒剂为可湿性粉剂的改良，其系为防止粉尘问题而开发的剂型，组分同可湿性粉剂，但为用
水稀释的颗粒状制剂。该剂型粒径约０．１～ｌ舢的
颗粒剂。此种制剂不会附着在包装容器上，由于流动性好容易计量。另外，从生产的角度讲，能加工成高浓度制剂；从使用上讲，用后容器也易处理。
其加工方法同一般颗粒剂，系以挤出造粒法为
先，还有沸腾床造粒法、喷雾干燥造粒法、转动造粒
法、搅拌造粒法等。不同的加工方法，对于湿润剂和
分散剂的选择也不一样。从而对产品的形态和物性（水中分散性、水中崩解性、硬度）有很大的影响，这也是今后提高生产能力和产品质量的一个重要课题。
４．５悬浮剂（ｓｃ）及微乳剂、水乳剂等
悬浮剂系为将难溶的固体原药加工成细微粒均相分散而成的悬浊制剂。由于分散媒的不同，又分
为水悬浮剂和油悬浮剂。通过湿法粉碎，悬浮剂的
粒径通常为几个肿。与悬浮剂不同的有透明或半透明、粒径为ｏ．０ｌ—Ｏ．１肿的乳化、分散体系的微
乳剂（ＭＥ），它具有药效和制剂稳定性好的优点。另
外，有将在水中不溶的液态原药经在水中经乳化、分
散的水中油型乳液，被称为水乳剂及由悬浮剂与乳
油混和的悬乳剂（ＳＥ）。
（表６）为代表性的水悬浮剂的配制例。除水以
外，它由１０％～５０％的原药，以及湿润分散剂、增稠
剂、防冻剂、防腐剂、消泡剂、防结晶析出剂等所组成。作为湿润分散剂系为阴离子及非离子表面活性
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剂，用量在１０％以下。较之可湿性粉剂，悬浮剂由于粒径小故药效更佳，并由于无粉尘及危险物飘散则更安全。但因其物理性能也使它有稳定性问题而影响制剂有效期，以及现场桶混和制造成本等问题。
目前，在现场一般用水稀释，拟开发无需稀释直接用
剂所用的表面活性剂为非离子型和阴离子型。
此外，还有ＤＬ粉剂、ＦＤ粉剂（ｎｏｄｕｓｔ）、微囊悬浮剂、乳粒剂等，也是当今研究的方向。
５．结语
原药喷施的除草剂。
表面活性剂是农药加工及应用中不可或缺的重
表６代表性的悬浮剂配制例
配制成分原药（有效成分）湿润．分散剂增稠剂防冻剂消泡剂
防腐剂、防结晶析出剂
水
配制量
１０％一５０％３％～ｌＯ％０．１％一２％ｌ％一１０％Ｏ．１％一Ｏ．５％
要材料。对于表面活性剂的选择，不仅要考虑到其与农药的配伍性，而且要考虑到增效、稳定、价格适宜、安全等因素，使其与农药一起喷施到作物后，能更好地发挥农药的作用，同时，其自身也具有一定的
活性。故而，表面活性剂的选择也有很大学问。
随着人类对环境越来越高的要求，人们对表面活性剂自身的要求也越来越严。一些农用表面活性剂尽管其价格较低、乳化性能很好，并已在国内外广泛应用，但是由于它们在自然环境中很难生物分解，且对水生生物有不良影响，诸如壬基酚和辛基酚为原料的表面活性剂，在欧盟已于２００５年６月禁止作为农药用乳化剂使用。故而开发安全、环保、与农药
配伍性好，又能促进和增加药效的表面活性剂乃至
适量余量
湿润分散剂：ＰｏＥ烷基烯丙基醚、烯基顺丁烯二酸共聚物、烷基萘磺酸缩醛、ＰＯＥ烷基烯丙摹磷酸酯等。增稠剂：多醇衍生物等。防冻剂：甘油类等。防结晶析出剂：多氯酸酯、脂肪酸酯等。ＰＯＥ：聚氧乙烯的缩写。
其他助剂也是当今农药界的一项重任。
至于水乳剂和微乳剂因近年文章介绍甚多，此
处不予赘述。４．６其他
除上述主要剂型外，微胶囊剂也是当今主要发
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农业部农药检定所专家来克胜集团调研
近日，农业部农药检定所前任所长辛德兴、副所长张纯娟、总农艺师周继汤等老专家，在药检所林艳处长、江苏省药检所
张敦阳所长陪同下，光临克胜集团调研，了解农药企业推行农业部６项新规情况。调研组一行首先参观了克胜的∞伊包装流
水线，然后听取吴重言董事长关于全面创新创优、推动产业升级、应对农药新政的情况介绍。来宾们对克胜的做法予以充分肯定，特别是对克胜创业创版产生浓厚兴趣。勉盛克胜牢牢抓住国家规范农药市场的机遇，继续高扬名牌战略，致力做大做强、做精做优农药主产业，为领跑全国农化行为、支持社会主义新农村建设多做贡献。
表面活性剂在农药及植物上的作用特性及功能
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
张一宾
上海市农药研究所,200032世界农药
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