Formulacja preparatu chemicznego

Tekst: mgr Olga Kalitowska

IUNG-PIB

Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli

ul. Orzechowa 61

50-540 Wrocław

Fotografie: Jakub Kalitowski

Elementem produkcji środków ochrony roślin jest nadawanie im odpowiedniej formy użytkowej. Proces ten, w znacznym uproszczeniu, polega na łączeniu substancji aktywnej (s.a.) z nośnikami i stabilizatorami które umożliwiają tworzenie względnie jednorodnej cieczy nadającej się do zastosowania w praktyce rolniczej. „Składniki” formulacji decydują o formie użytkowej preparatu (proszek, granule, koncentrat płynny, itp.) i możliwościach łączenia z wodą – tworzenie cieczy użytkowej (dobra rozpuszczalność w wodzie, zawiesina, emulsja). Od formulacji zależy skuteczność, trwałość, bezpieczeństwo stosowania, a także cena preparatu. Największą różnorodnością i zmiennością form użytkowych charakteryzują się herbicydy i fungicydy.

Obecnie bardzo powszechną praktyką ze strony producentów środków ochrony roślin jest tworzenie formulacji zawierających w swym składzie adiuwanty. Rolą adiuwantów dodawanych do środków ochrony roślin jest między innymi zwiększenie rozpuszczalności preparatu, polepszenie przylegania cieczy opryskowej do liści rośliny, łatwiejsze wnikanie substancji aktywnej do komórek roślinnych, czy zapobieganie pienieniu się cieczy opryskowej. Tworzenie takich połączeń pozwala na łatwiejsze przygotowanie cieczy roboczej oraz wzrost aktywności biologicznej zawartej w preparacie substancji aktywnej, co umożliwia obniżenie dawki stosowanych środków bez straty skuteczności działania. Ważny jest również aspekt ekonomiczny i praktyczny. Cena środka o złożonej formulacji jest obecnie często niższa niż suma kosztów samego preparatu i adiuwanta, a dodatkowo, gotowa formulacja zapobiega pomyłkom podczas mieszania składników i tworzenia cieczy użytkowej. Istotnym aspektem przemawiającym za włączeniem substancji wspomagających do formulacji już na etapie produkcji pestycydu jest fakt, że nie każdy środek ochrony roślin można łączyć z dodatkami. Jak wykazują badania (prowadzone m.in. przez Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy) nieodpowiedni dobór np. herbicydu i adiuwanta powoduje spadek skuteczności działania, wyższe zanieczyszczenie gleby i rośliny pozostałościami s.a oraz wizualne uszkodzenia roślin (fitotoksyczność) mogące mieć wpływ na wielkość i jakość plonu.

Innym przykładem tworzenia formulacji umożliwiających zmniejszenie dawek stosowanych środków ochrony roślin jest sporządzanie preparatów wieloskładnikowych, łączących w sobie substancje aktywne z różnych grup chemicznych. Preparaty te są wygodne i łatwe w stosowaniu, a odpowiednie zestawienie substancji aktywnych umożliwia podniesienie skuteczności i poszerzenie spektrum działania w ochronie plantacji.

Wszystkie informacje dotyczące stosowanych przez rolnika środków znajdują się na etykiecie preparatu. W nazwie handlowej środka ochrony roślin zakodowana jest zarówno formulacja, jak i zawartość substancji aktywnej (rys. nr 1) Kod liczbowy umieszczony zaraz po nazwie handlowej określa ilość substancji aktywnej (w gramach lub procentach) zawartej w litrze/kilogramie produktu, natomiast symbole literowe np. WP, EC, to informacja o rodzaju formulacji.

Obecnie na rynku znajduje się ponad 60 typów form użytkowych pestycydów. Często ta sama substancja aktywna w innej formulacji sprzedawana jest pod postacią zupełnie innego preparatu. Lista dostępnych na rynku środków ochrony roślin wraz z pełnymi etykietami znajduje się na stronie internetowej Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi pod zakładką Ochrona roślin.

Każda z obecnych na rynku formulacji posiada wady i zalety. Przy wyborze środka ochrony roślin należy rozważyć takie aspekty, jak dostępność rożnego typu opryskiwaczy, warunki atmosferyczne, bezpieczeństwo aplikacji, trwałość preparatu, fazę rozwojową zarówno rośliny jak i chwastu oraz koszty i nakład pracy.

Poniżej przedstawiono oznaczenia najczęściej stosowanych formulacji stałych:

GR – granule do bezpośredniego użycia. Formulacja ta powstaje poprzez nanoszenie s.a. na granule przygotowane z porowatego materiału takiego jak glinka, piasek, materiał pochodzenia roślinnego. Preparaty są wygodne w użyciu, nie pylą, nie wymagany jest specjalistyczny sprzęt, ograniczone jest również znoszenie preparatu w trakcie aplikacji. Niska zawartość substancji aktywnej – mniej niż 10%. powoduje, że są dosyć kosztowne w stosowaniu. Ich postać sprawia iż mogą stać się łatwym łupem dla ptaków. Wymagana jest duża wilgotność gleby do ich aktywacji, a równomierne rozprowadzenie wokół przeszkód przestrzennych może być trudne

WG – granule do sporządzania zawiesiny wodnej (Fot. nr 1). Granule o średnicy poniżej 2mm. Zawierają od 20 do 90% substancji aktywnej, podobnie jak formulacja WP tworzą w wodzie zawiesinę, jednak nie pylą tak przy użytkowaniu i znacznie łatwiej jest je dozować. Wymagają stałego mieszania cieczy roboczej, szybkie przelewanie z pojemnika do pojemnika może prowadzić do osadzania się herbicydu na dnie zbiornika. Często w swym składzie zawierają już dodatek adiuwantu

DS – proszek do zaprawiania nasion na sucho

WS – proszek do sporządzania gęstej pasty, najczęściej do zaprawy nasion

WP – proszki do sporządzania zawiesiny wodnej. Formulacje proszkowe należą do najstarszych, jest to bardzo drobno zmielony wypełniacz (bardzo często minerały ilaste), na którym zaabsorbowana jest substancja aktywna herbicydu. Struktura tych preparatów podobna jest do pyłu. Preparaty te zawierają co najmniej 50% substancji aktywnej i są relatywnie tanie. Ich postać jest wygodna przy transporcie i magazynowaniu, jednak poważną wadą jest pylenie, co za tym idzie narażenie na wdychanie preparatu. Formulacja ta wymaga ciągłego mieszania w zbiorniku opryskiwacza, może zatykać dysze, w porowatych zbiornikach preparat może osadzać się na ściankach. W tej formulacji występują najczęściej herbicydy doglebowe. Środki ochrony roślin w tej postaci wypierane są z rynku przez nowsze i bezpieczniejsze formulacje

SP – proszki do rozpuszczania w wodzie. Obecnie bardzo rzadko spotykane. Pylasta struktura, zawierająca powyżej 50% s.a. po zmieszaniu z wodą tworzy roztwór rzeczywisty. Silnie pylące, niebezpieczne dla użytkownika i środowiska

SG – granule rozpuszczalne w wodzie. W połączeniu z wodą powstaje roztwór rzeczywisty. Zazwyczaj zawartość s.a. przekracza 50%. Bezpieczniejsze w stosowaniu niż formulacja SP

SX – granule całkowicie rozpuszczalne w wodzie ( Fot.nr 2). Produkt stosunkowo nowy na polskim rynku, opatentowany przez firmę Du Pont. Substancja aktywna zamknięta jest w granulach całkowicie rozpuszczalnych w wodzie – powstaje ciecz jednorodna (nie mętna). Pozwala to na eliminację takich zjawisk, jak zatykanie osłon i dysz opryskiwacza, czy złe mieszanie się z innymi herbicydami. Substancja aktywna całkowicie rozpuszczona w wodzie jest lepiej dostępna dla roślin

Oznaczenia najczęściej stosowanych formulacji płynnych:

SL – koncentrat rozpuszczalny. Ciecz przeznaczona do mieszania z wodą, tworzy roztwór rzeczywisty, zawiera do 50% s.a., jest łatwa i wydajna w stosowaniu. Często formulacja wzbogacona jest o adiuwant co podnosi właściwości cieczy roboczej

SC – płynne koncentraty zawiesinowe. Formulacje bardzo złożone. Preparaty o tej formulacji mimo stanu płynnego zawierają substancję aktywną w postaci bardzo rozdrobnionych cząstek stałych. Zawartość s.a. między 20, a 50%. Płyn wzbogacony jest w dyspersanty zapobiegające osiadaniu cząstek na dnie (preparaty nie wymagają stałego mieszania), adiuwanty aktywujące i modyfikujące. Środki łatwe w użyciu, ale o dużej gęstości, dlatego wymagane jest dokładne wyczyszczenie pojemnika opryskiwacza po ich stosowaniu

EC – koncentraty do sporządzania emulsji (Fot. nr 3). Substancja aktywna lipofilowa, rozpuszczona w różnego rodzaju olejach lub woskach. Formulacja zawiera dodatkowo surfaktanty zapobiegające rozwarstwianiu się cieczy. Preparat po dodaniu wody tworzy jednorodną mlecznobiałą emulsję. Zawartość s.a. 5–50%. Środki w formulacji EC są zazwyczaj skuteczniejsze niż SC, jednak są również znacznie bardziej toksyczne dla organizmów wodnych. W kontakcie ze skórą mogą powodować podrażnienia, czyszczenie opryskiwacza jest znacznie trudniejsze, mogą powodować jego korozję

OD – zawiesiny olejowe. W tej formulacji produkuje się głównie herbicydy sulfonylomocznikowe. S.a. rozpuszczona jest w oleju zawieszonym w cieczy organicznej. Często dodatkiem są adiuwanty. Zawartość s.a. jest mała, do 20%

ODesi – unowocześniona formulacja OD (Fot. nr 4), zapewniająca lepsze przyleganie cieczy roboczej do liścia oraz łatwiejsze wnikanie do komórek. Polecana do stosowania przy niekorzystnych warunkach atmosferycznych

CS – zawiesina mikrokapsuł. Mikrokapsuły zawierające s.a. rozpuszczoną w oleju, zawieszone są w cieczy (zwykle silny surfaktant lub dyspergent) do rozcieńczania wodą. Po oprysku, na powierzchni rośliny, mikrokapsuły ulegają rozkładowi i s.a. zostaje uwolniona bezpośrednio na roślinie. Zawartość s.a. do 50%

EW – emulsje wodno – olejowe. Silnie skoncentrowana emulsja do rozcieńczania w wodzie. W tym wypadku s.a. jest również rozpuszczona w oleju, a dodatek lipofilowego surfaktantu zapewnia tworzenie emulsji wodnej. Środki ochrony roślin tego typu mogą sprawiać problemy przy magazynowaniu, ciecz może ulegać rozwarstwieniu. Przed zastosowaniem konieczne jest dokładne wymieszanie preparatu w butelce. Zawartość s.a. 20–50%

DC – koncentrat dyspersyjny. S.a. rozpuszczona jest w cieczy organicznej. Po dodaniu wody s.a. wytrąca się i tworzy zawiesinę. Formulacja wymagająca ciągłego mieszania. Zawartość substancji aktywnej do 50%

SE – wieloskładnikowa mieszanina w postaci zawiesinoemulsji. Stosuje się ją w przypadku łączenia 2 herbicydów, przy czym jeden z nich łączy się z rozpuszczalnikami olejowymi, a drugi nie jest rozpuszczalny. Dodatek surfaktantów, dyspergentów i zagęszczaczy powoduje powstanie formulacji niejednorodnej, ale stabilnej. W połączeniu z wodą powstaje zarówno zawiesina, jak i emulsja. Preparaty często ulegają rozwarstwieniu, więc konieczne dokładne wymieszanie przed dozowaniem. Wysoka koncentracja s.a. do 70%. Formulacja SE w grupie herbicydów stosowanych w buraku cukrowym to innowacja, która przyczynia się do łatwiejszego przenikania przez warstwę woskową liści chwastów

EO/WO – emulsje olejowo – wodne. W tej formulacji to woda rozproszona jest w oleju i tak powstaje emulsja. Zawiera również surfaktanty pomagające utrzymać odpowiednią strukturę. Ich główną zaletą jest możliwość stosowania z bardzo małymi dawkami wody. Zawartość s.a. między 20, a 50%. Wymaga dokładnego wymieszania przed użyciem

OF – płynna substancja aktywna rozcieńczona w oleju

GL -żel tworzący emulsję po rozcieńczeniu z wodą

GF – żel do bezpośredniego stosowania na nasiona

AE – środki do aerozolowania. Preparaty gotowe do użytku przez amatorów, zamknięte w puszcze pod ciśnieniem. Mała zawartość s.a. (do 5%).

Jak przedstawiono powyżej każda z formulacji posiada szereg właściwości wpływających na skuteczność, bezpieczeństwo, łatwość użytkowania, czy przechowywania preparatu. Dlatego też tak ważne jest, aby rolnik zapoznał się dokładnie z etykietą środka ochrony roślin i znając właściwości odpowiednich formulacji a także własne potrzeby, dokonał dobrego wyboru. Tworzenie nowych form użytkowych środków ochrony roślin wpływa korzystnie na bezpieczeństwo stosowania, zdrowie ludzi i stan środowiska.