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農(nóng)藥微膠囊——助力農(nóng)藥“減施增效”

時間:2024-09-07        來源:

  農(nóng)藥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不可或缺的生產(chǎn)資料,對防治農(nóng)作物病蟲害、保障國家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給作用重大,人類對農(nóng)藥的剛需長期存在。然而當(dāng)前存在農(nóng)藥施用量大、持效期短、不穩(wěn)定、毒性高導(dǎo)致的農(nóng)產(chǎn)品安全、資源浪費和環(huán)境污染等問題。為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,我國提出了農(nóng)藥“減施增效”的戰(zhàn)略需求,2022年農(nóng)業(yè)部制定《到2025年化學(xué)農(nóng)藥減量化行動方案》,再次強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展,持續(xù)推進(jìn)化肥農(nóng)藥減施增效。

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△來源:中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部官網(wǎng)文件

  傳統(tǒng)農(nóng)藥在長期使用過程中已不能滿足現(xiàn)代綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要,利用微膠囊技術(shù)設(shè)計農(nóng)藥微囊制劑,可實現(xiàn)農(nóng)藥的對靶沉積和可控釋放,在促進(jìn)農(nóng)藥減施增效方面展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

  農(nóng)藥微膠囊是微膠囊技術(shù)的應(yīng)用之一,是指以高分子材料為壁材,通過化學(xué)、物理或物理化學(xué)的方法,將農(nóng)藥活性成分(固體或液體)包覆起來,形成一種具有半滲透性囊壁的微囊包裹體,特殊的核-殼結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)對化學(xué)物質(zhì)的物理阻隔和控制釋放功能,從而長期、穩(wěn)定地發(fā)揮藥效,達(dá)到防治病、蟲、害的目的。


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農(nóng)藥微膠囊優(yōu)勢

  農(nóng)藥微膠囊技術(shù)作為農(nóng)藥緩釋技術(shù)的一種,在使用時可以噴霧、拌種、涂抹、灌根,是安全、高效、經(jīng)濟(jì)地使用農(nóng)藥的理想劑型,相較于其他傳統(tǒng)制劑有諸多優(yōu)點:

  01控制釋放,通過不同制備方法、調(diào)節(jié)農(nóng)藥微膠囊中農(nóng)藥的含量以及囊壁性質(zhì)可實現(xiàn)對農(nóng)藥活性成分控制釋放的作用(立即釋放、延時、定時釋放或長效釋放等),從而有效控制釋放劑量,釋放時間,以滿足不同防治對象的需要。

  02利用率高,有效抑制了紫外光、空氣、水、微生物和其他化學(xué)物質(zhì)對農(nóng)藥活性成分的不利影響,降低了農(nóng)藥的揮發(fā)、分解、氧化和流失速率,提高了農(nóng)藥活性成分的穩(wěn)定性,提高農(nóng)藥的利用率。

  03持效期長,提高農(nóng)藥藥效,大大延長農(nóng)藥的持效期。微膠囊化后一般殺蟲效果可提高15%~30%,原藥使用量最低可減少50%,持效期延長2~8倍,最高可達(dá)到250天,從而減少施藥的數(shù)量和頻率,省工省藥。

  04降低毒性,安全環(huán)保農(nóng)藥微膠囊化后,一般毒性可降低10~20倍,有的可降低幾百倍。農(nóng)藥活性物質(zhì)被包裹在囊壁中提高了使用安全性,使農(nóng)藥異味減輕,易燃性、接觸毒性降低,減少對作物的藥害,對生態(tài)環(huán)境綠色友好。

  05加工性能好,通過微膠囊化,可以使液體或氣體農(nóng)藥固態(tài)化,容易實現(xiàn)與其他農(nóng)藥或助劑的混合而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),有利于制劑復(fù)配、加工、貯存和運輸。

 

市場概況

  根據(jù)阿譜爾(APO Research)研究統(tǒng)計及預(yù)測,全球微膠囊農(nóng)藥市場規(guī)模在2022年達(dá)到了5.6億美元,預(yù)計未來將持續(xù)保持增長的態(tài)勢,到2030年市場規(guī)模將達(dá)到13.13億美元,實現(xiàn)利潤的豐厚增長。在2023-2030年的預(yù)測期內(nèi),該市場的復(fù)合年增長率(CAGR)為11.3%。

  目前,國內(nèi)農(nóng)藥微囊制劑銷售額不足5億人民幣,市占率不及1%,而農(nóng)藥微囊制在美國市占率約10%,我國在技術(shù)、生產(chǎn)設(shè)備以及規(guī)模等方面與國外仍存在一定差距。

  經(jīng)中國農(nóng)藥信息網(wǎng)查詢,截至目前(2024年6月),我國農(nóng)藥登記數(shù)據(jù)總量46979條,其中農(nóng)藥微囊制劑登記產(chǎn)品數(shù)量共計333個,僅占0.71%;農(nóng)藥微囊制劑登記產(chǎn)品中農(nóng)藥類型以殺蟲劑、除草劑和殺菌劑為主,劑型涉及微囊懸浮劑、微囊懸浮-懸浮劑、種子處理微囊懸浮劑等,其中微囊懸浮劑為主要劑型(255個)占76.6%。可見,農(nóng)藥微膠囊制劑數(shù)量及種類還相對較少,可開發(fā)空間巨大。隨著國家農(nóng)藥化肥雙減政策的深入推進(jìn)和相關(guān)法律法規(guī)的逐漸善,農(nóng)藥微囊制劑在中國市場將會有很大的增長空間,正愈發(fā)受到眾多生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注,并被視為農(nóng)藥行業(yè)的下一個黃金賽道。國內(nèi)廠家明德立達(dá)、江蘇艾津已成功開發(fā)了農(nóng)藥微膠囊產(chǎn)品并投產(chǎn)。 

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△來源:中國農(nóng)藥信息網(wǎng)

 

武漢先進(jìn)院技術(shù)儲備

  武漢先進(jìn)院研發(fā)了三種農(nóng)藥微膠囊(乙草胺微膠囊、甲維鹽微膠囊、阿維菌素微膠囊),目前已完成實驗室產(chǎn)品開發(fā)與驗證,解決了包覆過程中固體農(nóng)藥原藥易析出且易被氧化黃變、微膠囊團(tuán)聚嚴(yán)重、原藥包覆率低等問題。農(nóng)藥活性成分通過包裹后封存于微膠囊中,解決了外界影響導(dǎo)致的分解、揮發(fā)和流失等問題,降低了農(nóng)藥的接觸毒害、藥害和異味。制得的三種農(nóng)藥微膠囊均表現(xiàn)出顯著的緩釋性能,使得持效期大大延長。另外武漢院實驗室研發(fā)技術(shù)改變了乙草胺親油疏水的表面性質(zhì),大大提高了使用的便利性。

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關(guān)于微膠囊

  微膠囊技術(shù)是一種儲存固體、液體、氣體的微型封裝技術(shù),通過封裝實現(xiàn)對物質(zhì)的隔離、保護(hù)、緩釋等功能。武漢先進(jìn)院已成功開發(fā)了香精微膠囊、相變微膠囊、變色微膠囊、磁控微膠囊、滅火微膠囊等多種產(chǎn)品,相關(guān)技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平,已經(jīng)實現(xiàn)批量化生產(chǎn)和百噸級出貨;成功開發(fā)無醛微膠囊包覆技術(shù),設(shè)計建造的大型微膠囊生產(chǎn)線的產(chǎn)能和自動化程度全國領(lǐng)先。廣泛應(yīng)用于日化品、電子信息、生物醫(yī)藥等行業(yè),實現(xiàn)高性能產(chǎn)品的定制化開發(fā),具有廣闊的應(yīng)用前景。

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