103年5月(第263期)
安全農業推手-農藥減毒,照樣有效
農業藥物毒物試驗所 黃郁容.何明勳
壹 . 前言
隨著國內農藥相關法規及管理措施的強化,以及環保與健康意識的提升,安全、高效及環保的植物保護製劑,漸漸成為用藥選擇的主流趨勢,因此如何開發出安全又兼顧效果的植物保護製劑,乃為這個領域最重要的目標,針對傳統藥劑缺點,利用創新技術與安全配方之篩選,改良成安全及有效的植物保護劑型,提供優質植保製劑,以確保用藥安全及農業生產。
貳 . 安全劑型趨勢
植物保護資材之劑型及品質,為農民施用藥劑及糧食生產的安全關鍵,早期由於設備及技術的缺乏,傳統劑型多以直接混合、研磨之「粉狀劑型」(如:粉劑( DP )、可濕性粉劑( WP )或水溶性粉劑( SP ))及有效成分直接以有機溶劑調配的「乳劑( EC )」為最常使用。然而,傳統之粉狀劑型,使用時容易有粉塵發生,而且調配時取用不易,其飛散的粉塵更會導致呼吸系統的危害,因此逐漸趨向將粉狀製劑經由粒狀化或水基化,改變成水分散性粒劑( WG )等粒狀製劑,或是預先將粉體配合適當分散、懸浮助劑,經過適當研磨與調配懸浮在溶液中的水懸劑( SC ),減少使用時的粉塵飄散危害。再者,傳統乳劑大量使用之有機溶劑,配方所使用的有機溶劑本身大多即帶有毒性,容易對人畜及作物有害,且常於施用時伴隨著濃烈的有機溶劑氣味,可能會有頭暈不舒服等症狀,最有效的措施就是減少有機溶劑的用量,經由關鍵界面活性劑篩選,及安定的配方改良成有機溶劑用量降低至 1/10 以下的水基乳劑( EW ),朝向以水取代有機溶劑的方向發展。
參 . 開發粒狀製劑降低粉塵危害,藥劑更快速崩解分散有效
由於設備及界面科學的發展,將傳統細粉易飄散的粉狀製劑,藉由將微細粉末顆粒黏結成較大之顆粒,增加重量,降低飄散及取用不易的問題,例如:本所研發之快得寧水分散性粒劑,快得寧為一廣泛使用之殺菌劑,然而傳統之 40 或 80% 可濕性粉劑( WP )粉末容易黏附在管壁或套口(圖 1 ),並且在製造或調配時,容易產生粉塵飄散等吸入危害問題,本所將傳統 80% 可濕性粉劑( WP )改良成相同含量之 80% 水分散性粒劑( WG ),經由擠壓造粒出顆粒較大的製劑成品,取用方便更可減少粉塵的危害,這類劑型成功的關鍵,就在劑型的顆粒是否能迅速濕潤並分散成均勻之懸浮液,藉由適當的界面活性劑及黏著劑選擇,即可達到良好的濕潤及崩解特性(圖 2 ),此一劑型產品的開發,不但病蟲害防治效果優於傳統,更降低農民在使用上吸入性的危害風險。
肆 . 篩選安全之農藥「其他成分」,開發環保乳劑應用
農藥中除有效成分外,有時高含量的「其他成分」更有安全危險之虞,如早期乳劑配方中使用較多的「壬基酚類( nonyl phenol )界面活性劑」,為環境荷爾蒙的一種,目前已知隨著時間和暴露劑量達到一定程度時,則可能會影響人類的內分泌系統,甚至會嚴重影響生殖系統,對胎兒和新生兒,更可能會影響其腦組織和中樞神經某些部位的發展。因此本所改良傳統含壬基酚之乳劑配方,使用生物可分解溶劑,配合無壬基酚界面活性劑篩選,利用三角座標配比法微調篩選出可降低溶劑用量之安全微乳劑( ME )穩定製劑配方。以生物可分解型溶劑替換傳統石化有機溶劑,減少大量石化有機溶劑對環境之衝擊,並可減少溶劑臭味,再者,微乳劑調配時使用具有極強界面吸附力之乳化劑,以水取代原本有機溶劑,可大量降低有機溶劑用量,提高產品安全性,另外,此一篩選安全副料使用之改良配方,不但不會影響原本有效成分的藥效,且因乳化液滴更微細化,更具展佈均勻性及滲透性,效果優於傳統乳劑,改良後的配方,更具有環境友善及降低人畜毒性等優點,極具市場區隔性。
伍 . 改良劑型提高用藥效率,減少藥劑使用量
蝸牛喜愛潮濕的環境,尤其大雨過後常常見到大批蝸牛爬上作物莖桿,啃食嫩葉、嫩芽等幼嫩的部位(圖 3 左),造成農民嚴重的農作損失。傳統防治蝸牛的方法,多使用餌劑、可濕性粉劑等,並搭配物理阻隔法來達到防治的效果,然遇到下雨時,藥液極易被沖刷淋洗而失去效果。火龍果由於植株型態特殊,無法使用傳統物理阻隔法,蝸牛為害問題尤為嚴重,篩選無毒之生物可分解溶劑及界面活性劑使用,開發將傳統聚乙醛 80%WP 改良成 8% 之耐雨型安全劑型產品,且由於改良之製劑噴灑後更容易黏附於植株表面形成薄膜,耐雨水沖刷,可降低藥劑使用的次數,此外由於防治的方式為蝸牛爬行於噴灑過藥液的莖桿上,接觸到有效劑量藥劑即會死亡(圖 3 右),相較於現行可濕性粉劑,以噴灑進行觸殺的方式,可降低有效成分濃度,僅需原本藥劑濃度之 1/10 ,即可達到良好的防治效果,藉由提高藥劑使用的效率及篩選無毒之溶劑與配方,來達到降低產品毒性,提高用藥效果的功效。
陸 . 結語
臺灣氣候屬亞熱帶及熱帶地區,適宜農作物生長,作物種類既豐富又多元,但是溫暖及潮濕的氣候,也造就了良好的病蟲害生長條件,因此如何在兼顧用藥效果的前提下,使用低毒、安全的農藥,實為一直以來這個領域中,大家所努力的目標。為了提高植物保護產品之安全性,農委會至今已陸續公告成品農藥中二甲苯、環己酮、氯仿等 38 項其他成分之限量標準(農藥標準規格準則,第 3 條附表 3 之 1 ),嚴格管制成品中的其他成分有害物質,確保產品的安全性。本所未來也將持續以開發低毒、生物可分解之環保副料配方,研發安全、有效的植物保護資材, 繼續提供對人及環境更安全的植物保護製劑,以達成臺灣農業永續利用的願景目標。
圖 1 傳統可濕性粉劑( WP )取用時易黏附包裝內壁而造成量取不易,更有粉塵飄散危害造成使用者健康疑慮(圖左),改良之水分散性粒劑( WG )更方便使用及減少危害(圖右)
圖 2 水分散性粒劑( WG )顆粒可迅速濕潤崩散開來(圖左),比傳統可濕性粉劑( WP )製劑(圖右)更快速分散均勻
圖 3 大雨過後大批蝸牛爬上火龍果莖桿,危害嫩葉及果實 ( 左 ) ;爬行於噴灑過藥液的莖桿上,接觸到有效劑量藥劑即會死亡 ( 右 )