Kai PGE susitinka su DATEM: skirtingų emulsiklių sistemų taikymo augalų apsaugos aliejaus formulėse lyginamasis tyrimas

Žemės ūkio augalų apsaugos srityje augalų apsaugos aliejaus preparatai -ty pesticidų emulsiniai koncentratai arba vandeninės emulsijos-yra esminis nešiklis tiekiant veikliąsias medžiagas į tikslines kultūras. Emulsikliai, kaip pagrindinės pagalbinės medžiagos, nustato, ar purškiamas skystis gali sudaryti stabilią emulsiją, tolygiai pasiskirstyti ant lapų paviršių ir efektyviai prasiskverbti veikliosioms medžiagoms.

Tarp daugybės galimų emulsiklių PGE (riebalų rūgščių poliglicerolio esteriai) ir DATEM (diacetilvyno rūgšties mono{0}} ir digliceridų esteriai) yra du tipai, kurie sulaukė didelio dėmesio. PGE jau pasirodė kaip žymus žaidėjas pesticidų adjuvantų srityje, pasinaudodamas savo unikalia molekuline struktūra ir puikiomis sąsajų savybėmis, kad taptų svarbiu kandidatu į naujus žaliuosius adjuvantus. DATEM, plačiai pripažintas kaip galingas emulsiklis maisto pramonėje, taip pat reikalauja išnagrinėti jo galimą pritaikymą augalų apsaugai.

Šiame straipsnyje sistemingai lyginamas PGE ir DATEM veikimas augalų apsaugos aliejaus formavimo sistemose iš keturių aspektų: molekulinės struktūros, sąsajos elgsenos, taikymo efektų ir aplinkos saugos.

1.1 PGE: riebalų rūgščių poliglicerolio esteriai

PGE yra nejoninis emulsiklis, gaunamas esterifikuojant poliglicerolį riebalų rūgštimis. Jo pagrindinė struktūrinė ypatybė yra hidrofilinė poliglicerolio galvutės grupė, susidedanti iš kelių glicerolio vienetų, sujungtų eteriniais ryšiais, sudarančių „daugia{1}}šakotą“ trimatę{2}}struktūrą.

Struktūrinės savybės:

Hidrofilinė galvutė: poliglicerolis, kurio vidutinis polimerizacijos laipsnis yra 1–3, suteikiantis daug hidroksilo vietų

Hidrofobinė uodega: riebalų rūgščių grandinės su 8–16 anglies atomų (pvz., kaprilo rūgštis, kaprio rūgštis, lauro rūgštis)

Molekulinė konfigūracija: „dendritinis“ arba „žvaigždės -formos“ pasiskirstymas su didelėmis sterinėmis kliūtimis

Pagrindiniai privalumai:

Puiki sąsajos adsorbcijos geba, veiksmingai sumažinanti alyvos{0}}vandens sąsajos įtampą

Kaip nejoninis emulsiklis, nejautrus elektrolitams ir pH pokyčiams

Gautas iš atsinaujinančių augalinių žaliavų, pasižyminčių geru biologiniu skaidymu

Gali tarnauti kaip „įmontuota{0}}“ dreifą stabdanti priemonė, veiksmingai kontroliuojanti lašelių nutekėjimą purškimo metu

1.2 DATEM: diacetilo vyno rūgšties mono- ir digliceridų esteriai

DATEM yra žinomas maisto pramonėje kaip "tešlos stiprinimo karalius". Jo molekulinėje struktūroje yra unikali diacetilo vyno rūgšties grupė, kuri suteikia ypatingas hidrofilinės-lipofilinės pusiausvyros savybes.

Struktūrinės savybės:

Hidrofilinė galvutė: vyno rūgšties grupė su dviem acetilo grupėmis, užtikrinanti vidutinį hidrofiliškumą

Hidrofobinė uodega: mono{0}} ir digliceridų riebalų rūgščių esterių grandinės

Molekulinė konfigūracija: "pleišto{0}}forma" su didelėmis sterinėmis kliūtimis

Pagrindiniai privalumai:

Puikus tirpumas aliejuje, visiškai maišomas su aliejais ir dauguma aliejuje{0}}tirpių tirpiklių

Geras stabilizavimo poveikis naftos{0}}vandens sąsajoms

Įrodytas puikus glitimo{0}}sustiprinimo gebėjimas kepant

3 Greitas funkcijų palyginimas

Naudojant pasėlių apsaugą, emulsiklių sistemų vertinimas paprastai apima šiuos pagrindinius rodiklius:

1. Emulsijos stabilumas: ar emulsija išlieka tolygiai išsklaidyta be atsiskyrimo ar nusodinimo
2. Sąsajų įtampos mažinimas: Sumažėja įtampa tarp purškimo skysčio ir lapų paviršiaus, kad būtų pagerintas sklaidymas ir drėkinimas
3. Dreifo kontrolė: Lašelių dreifo mažinimas purškimo metu, siekiant padidinti tikslinio nusodinimo efektyvumą
4. Lapų įsiskverbimo pagerinimas: Palengvina veikliųjų medžiagų prasiskverbimą per lapo odelę
5. Aplinkos sauga: Biologinis skaidumas, pasėlių saugos profilis

1 Įrodytas pranašumas

Emulsinimas ir sąsajos aktyvumas

Kaip nejoninė aktyviojo paviršiaus medžiaga, PGE veiksmingai stabilizuoja alyvos{0}}vandens sąsajas. Tyrimai rodo, kad glicerolio riebalų rūgščių esteriai (pagrindinė PGE struktūra) gali vienu metu sumažinti ir lašelių paviršiaus įtampą, ir sąsajos įtampą tarp lašelių ir lapų paviršių, iš esmės pagerindami pesticidų drėkinamumą ir pasklidimą.

Dreifo kontrolė

„Clariant's Synergen™ PGE“ produktas, kurio pagrindinė sudedamoji dalis yra poliglicerolio esteris, yra „įmontuotas{0}}sudėtoji dreifą stabdanti medžiaga“ vandeninėse kompozicijose, žymiai sumažindama lašelių nutekėjimą purškimo metu ir pagerindama purškalo sulaikymą bei pasėlių saugumą.

Žaliasis tvarumas

PGE gaunamas iš augalinių aliejų (pvz., kokosų aliejaus), pasižymi geru biologiniu skaidymu, nereikalauja pavojingo ženklinimo ir yra švelnus pasėliams. Tai puikiai dera su dabartine pramonės tendencija „sumažintos dozės, padidinto veiksmingumo ir ekologiškos aplinkos apsaugos“ link.

Formulės suderinamumas

PGE gali būti derinamas su metilintu sėklų aliejumi (MSO) ir kitais komponentais, kad susidarytų sinergetinės sistemos. Pavyzdžiui, kai PGE sumaišoma su MSO, PGE stabilizuoja emulsiją, o MSO išpučia lapų paviršiaus struktūrą ir palengvina greitą veikliųjų medžiagų įsiskverbimą.

2 Apribojimai

PGE tyrimai augalų apsaugos srityje tebėra besivystanti sritis. Žinomi apribojimai apima:

Skirtingo polimerizacijos ir esterinimo laipsnio PGE gaminių charakteristikos labai skiriasi, todėl formuojant formulę reikia tiksliai pasirinkti

Kai kuriems aukštos{0}}polimerizacijos PGE tipams gali kilti kristalizacijos problemų esant žemai temperatūrai

1 Perkeliami DATEM pranašumai

Nors DATEM šiuo metu daugiausia naudojamas maisto pramonėje, jo fizikinės ir cheminės savybės rodo, kad jis gali būti kryžmiškai{0}}taikomas pasėlių apsaugai:

• Puikus tirpumas aliejuje
• DATEM visiškai maišosi su aliejais ir dauguma aliejuje tirpių
• Sąsajos stabilizavimo galimybė
• Įrodyta, kad maisto sistemose DATEM veiksmingai stabilizuoja aliejaus{0}}vandens emulsijas-, kurios taip pat gali būti naudingos augalų apsaugos EW (emulsija vandenyje) ir SE (suspensijos emulsijos) formulėse.
• Įkvėpimas iš Gluteno tinklo kūrimo
• DATEM stiprina baltymų tinklo struktūras tešloje dėl hidrofobinės sąveikos. Analogiškai ši „sąsajų surinkimo“ galimybė gali padėti formuoti stabilesnes ir ilgesnes{1}} veikliųjų medžiagų plėveles ant lapų paviršių.

2 DATEM pasėlių apsaugos taikymo spragos

Šiuo metu sistemingų DATEM tyrimų augalų apsaugos aliejaus formulėse vis dar nepakanka. Esamoje literatūroje DATEM dažniau pateikiamas maisto priedų kataloguose, o ne pesticidų adjuvantų sąrašuose. Tai siejama su keliais veiksniais:

• Skirtingos taikymo istorijos: DATEM kūrimas ir taikymas ilgą laiką buvo sutelktas į maisto pramonę; kryžminiam-domenui išplėtimas reikalauja tolesnio patvirtinimo
• Skirtingi molekulinio projektavimo tikslaiDATEM molekulinė struktūra yra orientuota į baltymų sąveiką, o ne į augalų lapų paviršiaus sąveiką
• Reguliavimo kliūtys: Pesticidų adjuvantams reikalingi specializuoti toksikologiniai ir ekotoksikologiniai duomenys; DATEM reglamentuojančių duomenų augalų apsaugos srityje gana trūksta

Pagrindinė išvada:

Augalų apsaugos aliejaus preparatuose,PGE sistema šiuo metu turi aiškų pranašumą. Jo veikimas buvo patvirtintas faktiniuose komerciniuose produktuose, ypač pasižymintis dreifo kontrole, emulsijos stabilizavimu ir ekologišku tvarumu. Nors DATEM turi teorinio kryžminio pritaikymo potencialą, jam trūksta sisteminio empirinio patvirtinimo pasėlių apsaugos scenarijuose ir jis negali tiesiogiai pakeisti PGE padėties žemės ūkio pagalbinėse medžiagose per trumpą laiką.

PGE sėkmė pesticidų adjuvantų srityje atspindi platesnę tendenciją-pesticidų formulės pereina nuo „didelio-toksiškumo, didelio-efektyvumo“ prie „mažo-toksiškumo, didelio-efektyvumo, ekologiškų ir tvarių“.

Pastaraisiais metais antimikrobinio aktyvumo augalų eteriniai aliejai (EO) buvo registruojami ir naudojami kaip žalieji botaniniai pesticidai. Tačiau tradicinės paviršinio aktyvumo -stabilizuotos eterinių aliejų emulsijos kenčia dėl greito lakavimo, mažo panaudojimo laipsnio ir galimo paviršiaus aktyviųjų medžiagų biologinio toksiškumo. Tai paskatino naujų žaliųjų emulsiklių kūrimą:

• Janus nanosheet technologija: Shihezi universiteto komanda sukūrė tanino rūgšties -titano / polistireno Janus nanoskeveles, kurios gali pakeisti tradicines aktyviąsias paviršiaus medžiagas, kad būtų veiksmingai emulsinama, kartu sumažinant citotoksiškumą 29,17 %.
• Daugiafunkcinės PGE{0}}išvestinės sistemos: Funkcinių grupių įvedimas į PGE pagrindą, kad būtų pasiekta integruota „emulsifikacija + efektyvumo didinimas + kontroliuojamas atpalaidavimas“

Ši tendencija rodo, kad konkurencija tarp emulsiklių, skirtų augalų apsaugos aliejaus formoms, bus ne tik tarp PGE ir DATEM, bet ir vystysis linkdaugiafunkcinis, ekologiškas ir tikslus{0}}orientuotassprendimus.

Vieno{0}}sakinio santrauka:

PGE sėkmingai perėjo iš maisto sudedamosios dalies į pesticidų pagalbinių medžiagų „jėgainę“ ir užfiksavo lyderio pozicijas augalų apsaugos aliejaus formulių srityje dėl puikių sąsajų savybių, dreifo valdymo galimybių ir ekologiškų savybių. DATEM, nepaisant jos struktūrinių ypatumų ir kryžminio naudojimo galimybių, reikalauja daugiau empirinio patikrinimo,