Adjuvanty
17. 07. 2024 Ochrana obecně Zobrazeno 794x
V moderním zemědělství a lesnictví hrály pesticidy vždy důležitou roli. A to nejen při zajišťování nebo navyšování zemědělské produkce, ale také při regulaci růstu plodin nebo jejich ochraně před chorobami, škůdci a plevely. Všude tam je kladen důraz na jejich účinnost i šetrnost k životnímu prostředí.
Po ekonomické globalizaci přitáhly problémy s rezidui chemických pesticidů pozornost mnoha zemí. Velká část z nich má pro rezidua pesticidů v zemědělských produktech stále přísnější obchodní normy, a to i přesto, že hubení chorob, škůdců a plevelů je klíčem ke zlepšení zemědělského výnosu a kvality. Rozvoj chemického průmyslu poskytuje zemědělským podnikům širokou škálu pesticidů, včetně insekticidů, fungicidů nebo herbicidů, kdy v ideálním případě musí být pesticidy smrtelné pro cílové škůdce, ale neškodné pro necílové druhy, včetně člověka.
Vzhledem ke složitosti prostředí pro pěstování plodin však tradiční pesticidní přípravky, jako je suspenzní koncentrát, emulgovatelný koncentrát a smáčitelný prášek, nemohou účinně zvlhčit povrch listu plodiny. Ztráty způsobené jevy, k nimž patří např. unášení postřiku, rozstřikování, roztříštění, odražení aj., mají za následek závažné snížení účinku pesticidu. Z toho plyne, že usazování kapiček pesticidu na cílovém povrchu určuje účinnost roztoku pesticidu a je kritickým momentem při jeho aplikaci. Přidání adjuvantu může do určité míry ukládání kapek vylepšit. Nicméně v současné době existuje mnoho typů adjuvantů s různými vlastnostmi a jejich nesprávný výběr nebo nerozumné použití může být kontraproduktivní, může zvýšit ztráty pesticidů, popř. způsobit poškození plodin či životního prostředí.
Adjuvanty jako takové jsou produkty přidávané do roztoků určených k listové aplikaci za účelem zvýšení jejich celkové účinnosti, která vzniká úpravou chemického působení a fyzikálně chemických vlastností roztoku. Adjuvanty jsou tedy určeny ke zvýšení účinnosti pesticidního postřiku, např. jeho schopností pronikat do pletiv listů či ulpívat na jejich povrchu, dále v určitých případech též ke snížení rizika úletu aplikovaného postřiku, zlepšení pokrytí zasaženého povrchu, prodloužení doby účinku či snižování poškození plodiny atd.
Z výčtu možného působení vyplývá komplikovanost jejich dělení, kdy je na adjuvanty potřeba nahlížet z několika směrů. Nejen z hlediska jejich chemické povahy, ale i významu (funkce) v postřikové směsi anebo podle oblasti jejich působení. Adjuvancia používaná při výrobě pesticidů lze dělit do čtyř kategorií: povrchově aktivní látky, nosiče, ochranné látky a látky pomocné.
Obr. 1: Boční poled na rozptyl kapky insekticidu s adjutantem po povrchu listu (Song a kol. 2022); úč. látka insekticidu - thiamethoxam + lambda-cyhalothrin
Obr. 2: Horní pohled na rozptyl kapky pesticidu s adjutantem po povrchu listu pšenice (Song a kol. 2022); úč. látka insekticidu - thiamethoxam + lambda-cyhalothrin
1. Povrchově aktivní látky se smáčivým účinkem
Povrchově aktivní látky se smáčivým účinkem mají charakteristickou molekulární strukturu, sestávající ze strukturní skupiny, která má velmi malou přitažlivost pro vodu (hydrofobní skupina), spolu se skupinou, která má silnou přitažlivost pro vodu (hydrofilní skupina). Tato struktura je označovaná jako amfifilní (amfipatická) struktura. Hydrofobní skupinu prezentuje obvykle uhlovodík s dlouhým řetězcem a hydrofilní skupina je iontová nebo vysoce polární skupina. Podle povahy hydrofilní skupiny jsou povrchově aktivní látky klasifikovány následovně: ionogenní (aniontové, kationtové, amfoterní) a neionogenní.
V běžné praxi se jedné o látky nazývané jako surfaktanty, známé též jako tenzidy nebo saponáty. Po jazykové stránce je označení surfaktanty převzato z angličtiny, zatímco výraz tenzidy pronikl do češtiny z němčiny. Synteticky vyráběné tenzidy se mohou nazývat saponát.
1.1. Ionogenní látky
1.1.1. Aniontové povrchově aktivní látky
hlavní účinné látky: dodecylbenzensulfonát vápenatý (ABSCa), 2-butyl-1-naftalensulfonát sodný (BX)
funkce: dobrá rozpustnost, bezpečnost a nízká toxicita, silná stabilita
Hydrofilní skupiny aniontových povrchově aktivních látek sestávají ve většině případů ze sulfonátových, sulfátových nebo karboxylátových skupin, buď se sodíkem nebo vápníkem jako protiiontem. Mezi nimi jsou celosvětově v největším množství vyráběny lineární alkylbenzensulfonáty (LAS). Používají se především v práškových a tekutých pracích nebo čisticích prostředcích pro domácnost. Rovněž je důležité připomenout, že lineární alkylbenzensulfonát vápenatý se používá jako adjuvans v mnoha agrochemických formulacích.
1.1.2. Kationtové povrchově aktivní látky
hlavní účinné látky: stearyltrimethylamoniumchlorid (STAC), hexadecyltrimethylamoniumbromid (TTAB)
funkce: dobrá rozpustnost ve vodě, silná baktericidní a adsorpční síla; nelze použít s aniontovými povrchově aktivními látkami
Kationtové povrchově aktivní látky, obsahují jako své hydrofilní části kvartérní amoniové ionty, přičemž tato třída povrchově aktivních látek získala na důležitosti díky svým bakteriostatickým vlastnostem. Proto se kationtové povrchově aktivní látky používají jako dezinfekční prostředky a antiseptické složky v produktech osobní péče a v medicíně. Vzhledem k jejich vysoké adsorpci na širokou škálu povrchů se používají jako antistatická činidla, změkčovadla textilií, inhibitory koroze a flotační činidla.
1.1.3. Amfoterní povrchově aktivní látky
hlavní účinné látky: dodecyldimethylbetain (BS-12)
funkce: silná propustnost, flokulace, adheze, snížení odporu a zahuštění
Amfoterní povrchově aktivní látky, obsahující ve své struktuře kationtovou i aniontovou skupinu, se někdy označují jako zwitteriontové molekuly. Jsou rozpustné ve vodě a vykazují vynikající kompatibilitu s jinými povrchově aktivními látkami. Změna náboje s pH amfoterních látek ovlivňuje smáčivost, detergentnost, pěnivost aj. Amfoterní látky mají vynikající dermatologické vlastnosti, rovněž vykazují nízké podráždění očí, a proto se často používají v šamponech či dalších produktech osobní péče. V agrochemických přípravcích je nacházíme stále častěji.
1. 2. Neionogenní látky
1.2.1. Neiontové povrchově aktivní látky
hlavní účinné látky: dibenzylbifenylpolyoxyethylenether
funkce: Dobrá přizpůsobivost prostředí, silná stabilita; nejsou ovlivňovány silnými elektrolyty, kyselinami a zásadami
Hydrofilní chování neiontových povrchově aktivních látek je způsobeno polymerizovanými glykoletherovými nebo glukózovými jednotkami. Jsou téměř výhradně syntetizovány adicí ethylenoxidu nebo propylenoxidu k alkylfenolům, mastným alkoholům, mastným kyselinám, mastným aminům nebo amidům mastných kyselin. Neiontové povrchově aktivní látky našly hlavní uplatnění jako detergenty, emulgátory, smáčedla a dispergační činidla. Používají se v mnoha odvětvích průmyslu (textilní, papírenský), jsou součástí nátěrových materiálů, čisticích prostředků pro domácnosti a agrochemikálií. Velké množství z nich se používá jako adjuvans v mnoha agrochemických formách.
Z výše uvedeného je patrné, že povrchově aktivní látky mohou zlepšit nákladovou efektivitu, zvýšit možnosti zpracování a ušetřit energii i suroviny pro výrobu pesticidů. Hrají také důležitou roli při udržování dlouhodobé fyzikální stability a zlepšování biologických funkcí pesticidů. V roce 2019 bylo vyrobeno asi 3,4 milionu tun povrchově aktivních látek a pesticidy obvykle obsahují jednu nebo více takových ingrediencí.
1.3. Povrchově aktivní látky olejové povahy
Jako smáčivé oleje se používají jak minerální, tak i rostlinné nebo živočišné oleje, nejčastěji esterifikované. Oleje jsou široce používány při aplikaci pesticidů jako postřikové adjuvanty, protože zlepšují biologickou účinnost řady pesticidů aplikovaných na list, aniž by narušily jejich selektivitu. V poslední době se oleje stávají adjuvanty pro graminicidy a bentazone. A to především z důvodů ekologické kompatibility, protože rostlinné oleje jsou biologicky odbouratelnější než oleje ropné.
1.3.1. Parafinové oleje
Obvykle jsou doplněné dalšími aktivními látkami. Minerální oleje musí nejprve projít výraznou rafinací, při níž jsou odstraněny nežádoucí příměsi. Jejich předpokládaný účinek je měkčení povrchových vosků nebo zajištění vzniku trhlinek v pokožce listů, což vede k vyššímu příjmu účinné látky. Jejich používání však může působit fytotoxicky.
1.3.2. Rostlinné oleje
Rostlinné oleje se získávají lisováním nebo extrakcí rozpouštědly. Takto získané oleje je nutné čistit a zbavit příměsí. Tato smáčedla snižují odpařování aplikačního roztoku, zvyšují jeho penetraci skrze voskovou vrstvičku a zvyšují odolnost vůči srážkám. Penetrační účinek není tak výrazný, nedochází ovšem ke snížení selektivity pesticidu k plodině. Rostlinné oleje po esterifikaci methylalkoholem zajišťují oproti rostlinným olejům kvalitnější pokrytí povrchu listu a zvyšují penetraci pesticidů. Rovněž snižují povrchové napětí kapének aplikačního roztoku. Složení esterifikovaných olejů se odlišuje v závislosti na plodině, ze které vznikly. Poměr mastných kyselin v jednotlivých esterifikovaných olejích obvykle nemá vliv na účinnost smáčedel, pro jednotlivé účinné látky se však různí jejich optimální dávka.
1.4. Organosilikátové aktivní látky
Velmi výrazně snižují povrchové napětí kapének aplikačního roztoku a významně zabraňují vysychání a odpařování účinné látky z cílového povrchu po aplikaci. Tím výrazně snižují délku bezesrážkového období po aplikaci, nutnou k dostatečnému příjmu aplikované látky. Toto je důležité především u glyphosate, glufosinate, bentazone, sulfonylmočovin a fenoxykyselin formulovaných jako soli. To však platí pouze v případě, je-li aplikace provedena na oschlý porost. Dále pomáhají snižovat velikost kapiček při nízkém aplikačním tlaku a částečně snižují fotodegradaci a těkavost. Stabilita organosilikátových přípravků (Silwet Star) je výrazně ovlivněna pH postřiku, optimální hodnota je pH 6–8. pH mimo optimum urychluje hydrolýzu a aplikace se v těchto případech proto musí provést okamžitě po namíchání.
1.5. Disociovatelné soli a estery
Tyto látky se často používají ve směsi s nedisociovatelnými smáčedly. Mají vynikající smáčivost, ale nevýhodou je, že jejich ionty mohou negativně ovlivňovat molekuly některých účinných látek. Nejpoužívanější jsou laurylsulfát sodný, polyalkylester kyseliny fosforečné a síran amonný.
2. Nosiče
Hlavní funkcí nosiče je působit jako „malá nádobka nebo ředidlo“ pro aktivní složky pesticidů. Objem nosiče může převyšovat objem aktivní složky v pesticidu. Nosiče, jako je diatomit, attapulgit, oxid křemičitý a bentonit se silnými adsorpčními kapacitami, lze použít k výrobě vysoce koncentrovaných prášků, smáčitelných prášků nebo granulí. Nosiče jako mastek, pyrofylit, sepiolit a jílové materiály s nízkou nebo střední adsorpční kapacitou se obecně používají coby ředidla a plniva k výrobě prášků s nízkou koncentrací. Jejich struktura pórů a specifický povrch umožňují, aby se pesticidy uvolňovaly do prostředí relativně pomalu. Nosiče vyrobené z biologicky odbouratelných materiálů také nabízejí cílené a řízené uvolňování aktivních složek z pesticidů. Např. nanokompozity chitosan/uhlíkové nanotrubice byly použity jako nosič pesticidů s řízeným uvolňováním. To má význam pro snížení škodlivosti pesticidů na životní prostředí během procesu uvolňování. Jako nosiče se běžně používají i některé rostlinné materiály a jiné syntetické látky (tab. 1).
Tab. 1: Možné typy nosičů adjuvantů a jejich funkce
|
Typ |
Funkce |
|
Bentonit |
Jeho hlavní složkou je montmorillonit, který má silnou adsorpci a velký specifický povrch. |
|
Diatomit |
Hlavní složkou je SiO2, který obsahuje velké množství mikropórů, má nízkou relativní hustotu, je vysoce porézní a silně adsorpční. Používá se hlavně při výrobě vysoce koncentrovaných práškových nosičů. |
|
Attapulgitová |
Hlavní složkou je attapulgit, který je silně adsorpční, má velký specifický povrch a jedinečné zahušťování. Své uplatnění nachází zejména při výrobě vysoce koncentrovaných práškových nosičů a granulovaných substrátů, stejně jako zahušťovadel pro suspenze. |
|
Kaolín |
Hlavní složkou je kaolinit, který má relativně kompaktní strukturu, malý specifický povrch a dobrou adsorpční kapacitu. Často se používá jako nosič pro prášky s nízkou koncentrací, jeho cena je relativně nízká. |
|
Zeolit |
Často se používá jako nosič pro granule s postupným uvolňováním. Aktivní složky ve formě porézních hydratovaných hlinitokřemičitanových krystalů jsou vysoce adsorbovatelné na určité polární molekuly, jako např. zeolit, a poté se pomalu uvolňují. |
|
Sepiolit |
Hlavní složkou jsou vláknité jílové minerály s velkou pórovitostí a specifickým povrchem, bohaté na hořčík. Dokáže absorbovat kapalné i nízkotající pesticidy a díky své nízké hmotnosti může plavat na vodní hladině. |
|
Syntetické báze |
Většina z nich je vyrobena z lehkého uhličitanu vápenatého a bílých sazí, které mají velký specifický povrch i adsorpční kapacitu. Lze je použít jako nosiče pro prášky s vysokou koncentrací. |
|
Rostlinné báze |
Většina z nich je vyrobena z bagasy, kukuřičné bagasy, plevového prášku, tabákového prášku a prášku ze skořápek vlašských ořechů. Rostlinné nosiče se v současnosti používají jen zřídka. Některé z nich mají speciální vlastnosti, mezi něž patří např. pohlcování ultrafialových paprsků. |
|
Nanostrukturní lipidové nosiče |
Mají vynikající permeabilitu, retenci, cílení i stabilitu a mohou snížit nebo eliminovat vedlejší účinky aktivních složek s jinak dobrými vlastnostmi pomalého uvolňování a řízeného uvolňování. |
3. Ochranné a pomocné látky
Látky ochranné a pomocné jsou adjuvanty doplňující výslednou aplikační směs. Jejich zařazení je velmi komplikované, neboť obvykle ovlivňují několik fyzikálně-chemických vlastností výsledné směsi. Mohou být tříděny např. podle jejich funkce, chemické struktury nebo zdroje, ze kterého byly vytvořeny.
Aktivátory zvyšují aktivitu pesticidu tím, že mění vlastnosti aplikačního roztoku. Okyselovače snižují pH aplikovaného postřiku, pufrační látky omezují změnu pH postřikové směsi a dispergační látky zvyšují homogenitu roztoků. Kondicionéry snižují tvrdost vody, antipěnivé látky zamezují pěnění postřiku, odpěňovače odstraňují vzniklou pěnu, pěnící látky naopak pěnu vytvářejí a barviva postřikovou kapalinu zabarvují.
Tvorbu postřikových kapének a jejich transport upravují protiúletové látky, antievaporační látky omezují výpar během aplikace. Zvlhčovadla zvyšují přilnavost postřikových kapének k zasaženému povrchu a rozdělovače zvyšují jejich rozprostření. Ovlhčovače prodlužují dobu vysychání postřikových kapének, prodlužovadla prodlužují dobu působení účinné látky, lepící látky zvyšují přilnavost a omezují smyv dešťovými srážkami. UV absorventy snižují degradaci účinné látky UV zářením, penetranty zvyšují pronikání účinné látky do rostliny a safenery omezují poškození plodiny.
V tabulce 2 jsou přiřazeny k jednotlivým adjutantům kategorie aktivních látek podle jejich nejpravděpodobnějšího chování v aplikačním roztoku. Jednotlivé účinné látky však mohou svou povahou odpovídat i více z výše uvedených kategorii.
Tab. 2: Účinné látky adjuvantů přiřazené podle jejich chování v aplikačním roztoku
|
Přípravek |
Účinná látka |
|
Adaptic |
190 g/l síran amonný1.5., 11,3 g/l polyacrilamide1.1.3. |
|
Agrovital |
96,0 % pinolene1.3.1. |
|
Asystent+ |
206 g/l heptamethyltrisiloxan1.4., 700 g/l polyethylene-polypropylene glycol1.1.2., 100 g/l benzylalkohol1.2.1. |
|
BackRow |
514 g/l olej bílý minerální (ropný)1.3.1. |
|
Benefit |
33–40 % heptamethylsiloxan1.4., 10–15 % polyether1.2.1., 45–50 % polyether-polymethylsiloxan-kopolymer1.4., |
|
BioPower |
280 g/l laurylsulfát sodný1.5. |
|
Bonus |
98 % alkohol alkoxylovaný1.2.1. |
|
Break-Thru SPU |
15–30 % polyether1.2.1., 70–85 % polyether-polymethylsiloxan-kopolymer1.4. |
|
CorrectAD |
3,2 % N1.6., 20,9 % P1.6., hexametafosforečnan sodný1.1.3., kyselina citronová1.1.3., Sorbitol1.2.1. |
|
Dash HC |
37 % kyselina palmitová a olejová methylester1.5., 5 % kyselina olejová1.3.2. |
|
Designer |
255 g/l karboxylovaný styren butadien kopolymer1.3. |
|
Evoque |
665 g/l olej řepkový methylester1.3.2, 112 g/l heptylmethyl trisiloxan modifikovaný polyethylenglykolem1.4., 22,5 g/l alkohol ethoxylát (6 EO)1.2.1., 19,1 g/l alkohol ethoxylát (8 EO)1.2.1. |
|
Glyfin |
98 % alkohol alkoxylovaný1.2.1. |
|
Gondor |
50 % lecitin1.3., 25 % MERO1.1.3., 25 % neionické smáčedlo1.1.3. |
|
Cogent |
32,67 % alkohol ethoxylát1.2.1., 1 % heptamethyltrisiloxan1.4. |
|
Grounded |
732 g/l rafinovaný parafínový olej1.3.1., alifatické hydrokarbony1.2.1., hexahydrické alkohol ethoxyláty1.1.1., |
|
H2O Clean |
N1.6., K1.6., draselné soli EDTA1.5. |
|
Heliosol |
665 g/l alkoholy terpenické1.3.2. |
|
Helm Surfer Plus |
998 g/l alkoholy C9–C11 alkoxylované1.2.1. |
|
Inferno |
28 g/l alkylpolyglycoside1.2.1., 226 g/l ammonium sulphate1.5., 15 g/l polyacrylamide1.1.3. |
|
Istroekol |
80 % olej řepkový methylyester1.3.2. |
|
Magic |
33–40 % heptamethylsiloxan1.4., 10–15 % polyether1.2.1., 45–50 % polyether-polymethylsiloxan-kopolymer1.4., |
|
Mero 33528 |
730 g/l olej řepkový methylester1.3.2. |
|
MultiAD |
422,8 g/l heptamethyltrisiloxan modifikovaný polyalkylenoxidem1.4. |
|
Partner+ |
<10 % 3-(polioxyetyleno) propyloheptamethylotrisiloksan1.4., <5 % ethoxylované alkoholy C12–151.2.1., |
|
Predict |
800 g/l olej řepkový methylester1.3.2., 30 g/l diethanolamid kokosové kyseliny1.2.1., 25 g/l olej tálový1.3. |
|
Prefin |
47,5 % polyether-polydimethylsiloxan-kopolymer1.4. |
|
Rollwet |
832 g/l blokový kopolymer ethylenoxidu a propylenoxidu1.1.3., 204 g/l polyalkylenoxid modifikovaný |
|
Sentinel |
1–5 % směs sekvestrantů a pufrovacích látek1.1.3. |
|
Silwet Star |
80 % heptamethyltrisiloxan1.4., 20 % allyloxypolyethyleneglycol1.2.1. |
|
Speedy |
98 % alkohol alkoxylovaný1.2.1. |
|
Spray-Aide |
75 % polyethylene glykol alkyl ether phosphate1.1.3. |
|
StimGUARD pH |
65 g/l N1.6., 112 g/l K2O1.5. |
|
Superfin |
33–40 % heptamethylsiloxan1.4., 10–15 % polyether1.1.3., 45–50 % polyether-polymethylsiloxan-kopolymer1.4., |
|
Šaman |
99 % alkylfenolalkoxylát1.1.3. |
|
Tecnophyt pH+ |
17 % oxid fosforečný1.5., 3 % N1.6. |
|
Tipo |
831 g/l olej řepkový methylester1.3.2. |
|
Toil |
836 g/l olej řepkový methylester1.3.2. |
|
Trend 90 |
90 % isodecyl alcohol ethoxylate1.2.1. |
|
Turbo |
1 000 g/kg síran amonný1.5. |
|
Velocity |
771,5 g/l olej řepkový methylester1.3.2., 105,9 g/l polyalkylenoxid modifikovaný heptamethyl trisiloxanem1.4. |
|
Vivolt |
90 % isodecylalkohol-ethoxylát1.2.1. |
|
Wetcit |
8,15 % alkohol ethoxylát1.2.1. |
|
X-change |
5 % síran amonný1.5., 10 % polyakrylát Na(I)NH4(I)1.5., 10 % kyselina citronová1.1.3., 20 % propionát amonný1.5., |
|
Xyston |
40 % trisiloxanové organosilikonové kopolymery1.4., 40 % olej rostlinný esterifikovaný1.3.2. |
|
Zemin |
47,5 % polyether-polydimethylsiloxan-kopolymer11+B3:B481.4. |
|
Skupiny: |
|
Použitá literatura: Song, Y., Huang, Q., Huang, G., Liu, M., Cao, L., Li, F., ... & Cao, C. (2022). The Effects of adjuvants on the wetting and deposition of insecticide solutions on hydrophobic wheat leaves. Agronomy, 12(9), 2148
Další články v kategorii Ochrana obecně
RSS
RSS