CN114680108A

CN114680108A - 一种提高除草剂防效的颗粒剂、其制备方法及应用

Info

Publication number: CN114680108A
Application number: CN202210492289.8A
Authority: CN
Inventors: 杨永杰; 唐伟
Original assignee: China National Rice Research Institute
Current assignee: China National Rice Research Institute
Priority date: 2022-05-07
Filing date: 2022-05-07
Publication date: 2022-07-01

Abstract

本发明涉及杂草防治技术领域，尤其涉及一种提高除草剂防效的颗粒剂、其制备方法及应用，颗粒剂包含有除草剂及搭载基质，按照质量百分比计，所述搭载基质中包含有30%~50%的黏土、30%~50%的农林废弃物基质以及10%~20%的水，颗粒剂的比重控制在2.1~2.4g/cm³；该颗粒剂通过将原料进行混溶，然后造粒制得，可用于无人机施药。本发明所述的颗粒剂适用于无人机进行撒播，不仅能够减少除草剂飘走和蒸发，还能够有效的提升除草剂的利用率，且该颗粒剂尤其适用于水稻田的杂草防治。

Description

一种提高除草剂防效的颗粒剂、其制备方法及应用

技术领域

本发明涉及杂草防治技术领域，尤其涉及一种提高除草剂防效的颗粒剂、其制备方法及应用。

技术背景

化学除草剂种类多，用药方式各具特色，杂草治理谱各异，需要筛选广谱、安全、高效、适宜杂草发生高峰期（禾本科和阔叶草发生时段不同）、窗口期长的除草剂。目前所知的苗前封闭或者苗后早期封杀兼顾类除草剂比较适宜，例如，氟酮磺草胺、噁草酮、五氟磺草胺是可分散油悬浮剂，丙草胺、丁草胺是乳油和可湿性粉剂，嗪吡嘧磺隆是水分散粒剂。

采用无人机施放除草剂能够显著提高作业效率，降低作物种植劳动力强度，其在近年来发展较快，但该种施药方式存在药剂颗粒漂移严重的问题，不但降低了除草剂有效剂量，也对周边环境包括果树、蔬菜、景观植物、大豆等作物、鱼塘、虾塘等造成严重的污染，甚至会发生性质较为恶劣的赔偿纠纷。无人机喷施化学除草剂的过程中，由于除草剂细雾化喷施，蒸发损失较重，也很难保证药剂到达作用部位。另外，还有一些微胶囊悬浮剂和泡腾片，虽然不会飘移但无法应用于植保无人机作业。

因此，需要开发出一种既能适用于无人机施药方式，又能高效且不影响周边环境的方法。

现有技术中，有技术方案提供了可供参考的解决思路，如申请号为201911414167.1的中国发明专利公开了一种封闭除草剂-复合肥缓释颗粒剂在插秧田的应用，其采用颗粒剂的方式将除草剂用无人机进行施药，能够保证颗粒剂均匀/精准的施撒，进而提升除草效果。

然而本申请发明人认为，在上述现有技术的基础上，除草剂的颗粒剂仍然具有进一步提高药效的潜力。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请发明人对现有技术、农作物的生长规律及应用环境进行了深入分析研究，以期进一步提升除草颗粒剂的施药效率，本发明的发明目的之一是提供一种高效的除草颗粒剂，目的之二是公开该颗粒剂的制备方法，目的之三是提供该颗粒剂的应用方式。

具体的技术方案在下方分别予以说明：

一种提高除草剂防效的颗粒剂，用于杂草防治，包含有除草剂及搭载基质，按照质量百分比计，所述搭载基质的原料中包含有30%~50%的黏土、30%~50%的农林废弃物基质以及10%~20%的水；

所述颗粒剂的比重为2.1~2.4g/cm³。

上述技术方案中，控制颗粒剂的比重是发明人的核心构思之一，该构思主要体现在发明人对现有技术中具体缺陷的发现：采用颗粒剂并适当增加其比重固然能够防止颗粒剂在播撒过程中的飘移和蒸发，然而，过大的比重却会导致颗粒剂经播撒后沉入土壤（或淤泥）的底部，进而使得除草剂不易分散至地表，而是集中于地表的下方，阻碍了除草剂转移至合适的作用区域，反而会对颗粒剂的防治效果起到相反的作用。

因此，本申请发明人选用比重较大的黏土与比重较小的农林废弃物基质（通常是秸秆、稻壳、食用菌基质、树皮、花生壳、枝桠柴、卷皮、刨花之类）相组配以获得合适的颗粒剂比重，使其既能稳定的投放至作物种植区域，又不至于沉入土壤中，将除草剂在地表释放并扩散，进一步提高了除草剂的效用。

进一步的，黏土的选择是发明人的另一个重要构思：黏土往往具有吸湿涨破的特性，其遇水（种植区域本来存在的水、或灌溉的水）后会较为迅速的发生膨胀并散落，将除草剂的有效成分快速释放在作物种植区域中，发明人利用黏土的这一特性将其应用于除草颗粒剂中，便于除草剂在播撒后快速、充分释放，进一步提升了除草剂的利用率。

发明人也曾考虑采用具有类似吸湿涨破功能的石灰作为颗粒剂的组分，但是，石灰遇水会释放热量，不利于除草剂组分的稳定，也可能会对作物的生长带来不利影响，遂放弃了这一方案。

颗粒剂组分中添加的水分，则是为了制备颗粒剂时进行匀质并方便造粒机进行造粒。

考虑到颗粒剂播撒的便捷性，将颗粒剂设置为直径大小1.5 mm~5mm的丸状物，同时，该直径范围与其他功能（如肥料）颗粒的粒径相仿，混合后能取得分散性较好的混合效果。

作为优选的组分，取材广泛、成本低廉是尤其需要考虑的要素，在此前提下，黄黏土具有良好的吸湿涨破特性，秸秆则具有轻质的特性，故优选黄黏土和加工后的秸秆作为颗粒剂的组分。

其中，黄黏土自身带有亲水基团，水的渗透速率约为0.14mm/min，黄黏土一旦接触到水分，为Aa-Ap-P-W型的剖面能够迅速崩解，同时释放其中的除草剂。并且，黄黏土自身携带有一定的养分，其全铁、游离铁、晶质铁含量较高，晶胶率高，有机质含量约1.88%，全氮约为0.115%，全磷约为0.035%(n=123)，速效磷约7ppm(n=115)，速效钾约131ppm(n=114)。

除草用的颗粒剂可以同时与肥料相配合使用，即颗粒剂中还可以包含有肥料。

优选的，所述除草剂的有效成分为噁草酮、丙炔噁草酮、乙氧氟草醚、嗪吡嘧磺隆、乙氧磺隆、苄嘧磺隆、嘧苯胺磺隆、氟吡磺隆、丙嗪嘧磺隆、双唑草腈、氟酮磺草胺、五氟磺草胺、丙草胺、丁草胺、双环磺草酮中的任意一种单剂或任意多种复配剂。

上述任一技术方案所述的颗粒剂的制备方法：将原料进行混溶，通过造粒机对混溶后的原料进行造粒，即得颗粒剂产品。

必要时，还可对造粒好的颗粒进行抛圆，晾干后使用。

上述任一技术方案所述的颗粒剂的应用，采用无人机播撒于农作物的种植区域。

优选的，发明人研究水稻的培育规律发现：在水稻返青期，是杂草萌发最关键的时期，也是除草剂的最佳用药期，此时水稻田内正好保留有浅层水的水量，这样的水量能够保证颗粒剂的吸水崩解和分散，尽可能释放除草剂以及达到用药量，借助水层扩散到整个地表，达到封闭和杀死杂草的结果，因此，颗粒剂很适用于水稻田的杂草防治，尤其适用于水稻返青期进行施药。

优选的，颗粒剂的施用量为0.5~1.5 kg每亩。

综上所述，本发明所述的技术方案具有以下主要的有益效果：

本申请所述的颗粒剂能够有效的提升除草剂的利用率。

且该颗粒剂尤其适用于水稻田的杂草防治。

进一步地或者更细节的有益效果将在具体实施方式中结合具体实施例进行说明。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步的解释：

本申请实施例的技术方案所面临的核心技术问题来源于发明人对现有技术中具体缺陷的发现：过大的比重的颗粒剂会导致其经播撒后沉入土壤（或淤泥）的底部，进而使得除草剂不易分散至地表，而是集中于地表的下方，阻碍了除草剂转移至合适的作用区域，对颗粒剂的防治效果起到相反的作用。

因此，选择合适的颗粒剂比重是发明人亟需解决的技术问题。

同时，选择具有吸湿涨破特性的黏土作为组分之一是发明人在解决上述技术问题的同时所做出的另一个创造性的贡献。

关于黏土组分的选择，发明人将黄黏土与其他常见基质的吸湿涨破性能进行了对比，对比方法为：将各基质（需要粉碎的事先粉碎）分别与除草剂混合，然后造粒形成直径3~3.2mm的颗粒剂各100颗，再分别将不同基质的颗粒剂放置在常温下的水中，观察其涨破情况，以丸状的颗粒结构完全瓦解作为涨破标准，测试其1h涨破率、1h药剂释放量以及涨破时间。

其中：

1h涨破率-1h后水中涨破的颗粒数量与颗粒总数的占比；

1h药剂释放量-1h后用液相色谱仪测定水中溶出的除草剂量与除草剂总量的占比；

涨破时间-颗粒全数涨破所需的时长，每小时观察一次。

结果见下表1：

表1 基质间的吸湿涨破性能对比

基质组分（100%）	1h涨破率/%	1h药剂释放量/%	涨破时间/h
				黄黏土	100	100	1
钠基膨润土	0	1	100
				钙基膨润土	0	2	78
秸秆粉末	5	10	37
				有机肥	10	20	18

由于没有完全涨破的颗粒剂中也能够释放部分除草剂，因此通常情况下，药剂的释放量的占比会大于颗粒剂的涨破率。

表1中的结果表明，相对于其他常见基质而言，黄黏土具备明显优秀的吸湿涨破性能。

在本发明的实施例中，仅选择具有代表性的黄黏土作为颗粒剂的吸湿涨破组分，所属领域的技术人员容易知晓：遵循同样的基本原理，凡是具有吸湿涨破性能的黏土均可用于制备本发明所述的颗粒剂，且能取得预期的技术效果。

同时，本发明实施例仅涉及对水稻田进行杂草防治，但所述领域技术人员容易得出：遵循同样的基本原理，本发明所述的除草剂颗粒剂同样适用于其他农作物的杂草防治。

为了方便比对技术效果，本发明实施例中的除草剂配方、及除草剂在颗粒剂中的占比、颗粒剂的应用方式保持一致，不做更改，所属领域的技术人员同样容易知晓：这并不意味着只能够选择实施例中的除草剂和具体的应用方式。

因此，下述实施例不对本发明的保护范围构成限定：

实施例1：

杂草防治的颗粒剂，用于防治水稻田的杂草，颗粒剂的粒径大小为1.5~5mm，颗粒剂的比重为2.1 g/cm³左右。

其中，除草剂按照质量比选自30%的丙草胺（扫氟特）和10%的苄嘧磺隆WP，除草剂的用量为：（30%的丙草胺（扫氟特）80ml+10%的苄嘧磺隆WP20ml）/kg颗粒剂。

搭载基质包括质量百分比为30%的黄黏土、50%的秸秆粉末以及20%的水。

该颗粒剂的制备方法：将除草剂和搭载基质的原料按照配方比例进行混溶，然后通过对醌式冷压造粒机对混溶后的原料进行造粒，对造粒好的颗粒进行抛圆，晾干后即得颗粒剂产品。

施用该颗粒剂时，选用T40大疆无人机，施药量为1Kg/亩，于水稻返青期进行施药，每次飞行约可撒施40亩稻田。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于：

搭载基质包括质量百分比为40%的黄黏土、50%的秸秆粉末以及10%的水，颗粒剂的比重为2.2g/cm³左右。

实施例3：

与实施例1的不同之处在于：

搭载基质包括质量百分比为50%的黄黏土、30%的秸秆粉末以及20%的水，颗粒剂的比重为2.4g/cm³左右。

其他实施例：

颗粒剂中的组分还可以与肥料复配，如与有机肥进行复配，伴肥施用，实现药肥同步，减少一次施药工作量。

对比例1：

与实施例1的不同之处在于：

搭载基质包括质量百分比为20%的黄黏土、60%的秸秆粉末以及20%的水，颗粒剂的比重为1.9g/cm³左右，对比例1旨在说明黄黏土的含量对吸湿涨破性-也就是除草剂的释放速度的影响。

对比例2：

与实施例1的不同之处在于：

搭载基质包括质量百分比为60%的黄黏土、20%的秸秆粉末以及20%的水，颗粒剂的比重为2.7g/cm³左右。

实施例1-3及对比例1和2的有益效果见表2：

表2 实施例1-3及对比例1和2的有益效果

编号	1h涨破率/%	1h除草药剂释放量/%	涨破时间/h	杂草防效/%
					实施例1	100	100	1	80
实施例2	100	100	0.8	99
					实施例3	100	100	0.5	82
对比例1	35	81	7	75
					对比例2	100	100	0.5	45

表2中，分别将实施例1-3及对比例1、2的颗粒剂各100颗放置在常温下的水中，观察其涨破情况，以丸状的颗粒结构完全瓦解作为涨破标准，测试其1h涨破率、1h药剂释放量以及涨破时间，其中：

1h涨破率-1h后水中涨破的颗粒数量与颗粒总数的占比；

涨破时间-颗粒全数涨破所需的时长；

再分别将不同基质的颗粒剂放置在常温下的水中，观察其涨破情况，以丸状的颗粒结构完全瓦解作为涨破标准，测试其1h涨破率、1h药剂释放量以及涨破时间。

杂草防效数据的获得方法参考中华人民共和国国家标准GB/T 17980.40-2000《农药田间药效试验准则（一）除草剂防治水稻田杂草》。

由表2可以看出，实施例1-3的颗粒剂均具有高水平的吸湿涨破性，为其防治杂草提供了支持；

其中，实施例1的颗粒剂对杂草的防效相对而言略低，这可能是因为该颗粒剂的黄黏土含量相对较低，导致其涨破时间相对较长，且易随水流漂移，部分除草剂没有足够迅速地释放于杂草的防止区域内。

实施例2的颗粒剂对杂草的防治效果最优。

实施例3的颗粒剂对杂草的防效相对而言略低，这可能是因为较大密度的颗粒剂使得部分颗粒剂经播撒后少量的沉入淤泥中，进而使得部分少量除草剂不易分散至地表的防治区域，因此相对于实施例2而言对杂草的防效有小幅下降。

对比例1对应的颗粒剂，其黄黏土的含量低至20%，相较实施例1的30%的黄黏土含量，其吸湿涨破性存在断崖式的下降过程，发明人经分析后认为：其原因可能是20%含量的黄黏土不足以形成相互交联程度高的结构，秸秆粉末的隔离作用起了主要作用，在该隔离作用下，内部的黄黏土不易与水接触，故而需要7小时左右才能够完全涨破，影响了颗粒剂内除草剂的快速释放，反应到杂草的防效上，对比例1对杂草的防效相对于实施例1-3而言有所降低。

对比例2对应的颗粒剂，其吸湿涨破性保持在较高水平，然而其对杂草的防效相对于实施例1-3而言却有大幅下降，发明人经研究后认为：这是由于黄黏土的添加比例较大导致颗粒剂的比重过大，该比重下，用于水稻田中时会使多数颗粒剂经播撒后沉入淤泥的底部，进而使得部分除草剂不易分散至地表，而是集中分布于地表的下方，阻碍了除草剂转移至对杂草的优势作用区域，因此对杂草的防效大幅下降。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“基础实施例”、“优选实施例”、“其他实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种提高除草剂防效的颗粒剂，用于杂草防治，包含有除草剂及搭载基质，其特征在于：

按照质量百分比计，所述搭载基质的原料中包含有30%~50%的黏土、30%~50%的农林废弃物基质以及10%~20%的水；

所述颗粒剂的比重为2.1~2.4g/cm³。

2.根据权利要求1所述的提高除草剂防效的颗粒剂，其特征在于：所述颗粒剂为直径1.5 mm~5mm的丸状物。

3.根据权利要求1或2所述的提高除草剂防效的颗粒剂，其特征在于：所述黏土为黄黏土。

4.根据权利要求1所述的提高除草剂防效的颗粒剂，其特征在于：所述农林废弃物基质包含有加工后的秸秆。

5.根据权利要求1所述的提高除草剂防效的颗粒剂，其特征在于：还包含有肥料。

6.根据权利要求1所述的提高除草剂防效的颗粒剂，其特征在于：所述除草剂的有效成分为噁草酮、丙炔噁草酮、乙氧氟草醚、嗪吡嘧磺隆、乙氧磺隆、苄嘧磺隆、嘧苯胺磺隆、氟吡磺隆、丙嗪嘧磺隆、双唑草腈、氟酮磺草胺、五氟磺草胺、丙草胺、丁草胺、双环磺草酮中的任意一种单剂或任意多种复配剂。

7.权利要求1~6中任一条所述的颗粒剂的制备方法，其特征在于：将原料进行混溶，通过造粒机对混溶后的原料进行造粒，即得颗粒剂产品。

8.权利要求1~6中任一条所述的颗粒剂的应用，其特征在于：采用无人机播撒于农作物的种植区域。

9.根据权利要求8所述的颗粒剂的应用，其特征在于：颗粒剂用于水稻田的杂草防治，并至少于水稻返青期进行施药。

10.根据权利要求8或9所述的颗粒剂的应用，其特征在于：颗粒剂的施用量为0.5~1.5kg每亩。