Почему надо использовать поверхностно-активные вещества?

Почему надо использовать поверхностно-активные вещества?
Учёные утверждают, что эффективность пестицидов вплоть до 70
проц. зависит от приготовления рабочего раствора. Эта часть технологии
защиты растений является слабым местом хозяйств. Правильно подобрав
добавки к пестицидам, можно уменьшить или вовсе устранить проблемы,
связанные с используемым раствором, и увеличить общую эффективность
пестицида. Самые популярные добавки – это поверхностно-активные
вещества (ПАВ), которые также называют смачивающими веществами
или распространителями.
В шестидесятых годах прошлого века в мире было произведено
множество различных добавок к пестицидам, которые кладутся в резервуар с
рабочим раствором. Сегодня очень широкий выбор добавок к пестицидам
предлагается в таких странах мира, как США, Франция, Англия, Германия и т.д.
Добавки к пестицидам – это вещества, которые используются при
изготовлении растворов с препаратами для защиты растений и
микроэлементными удобрениями для улучшения действия продукта,
физических свойств распыляемого раствора. Добавки могут свести к минимуму
или даже совсем устранить множество проблем, связанных с раствором,
например: проблемы стабильности, растворимости, несовместимости,
вспенивания, испарения, распада, прилипания, проникновения, поверхностного
натяжения пестицидов и покрытия ими. Добавки к пестицидам созданы для
выполнения конкретных функций, например, чтобы смачивали, распространяли
активные вещества, прилепляли к поверхности листа, уменьшали степень их
испарения, стабилизировали pH, уменьшали миграцию раствора, вспенивание.
ПАВ классифицируются по способу ионизации, или по тому, как они
распадаются на заряженные атомы или молекулы, так называемые ионы.
Отрицательно заряженное ПАВ является анионным, положительно –
катионным, незаряженное – неионным. Чаще всего используются неионные
ПАВ, которые хорошо распределяются в растворе, стабильны в холодной воде,
отличаются низкой токсичностью для растений и животных.
ПАВ уменьшают поверхностное натяжение капелек распыляемого
раствора, увеличивают площадь покрытия пестицидами и тем самым
увеличивают воздействие средств защиты растений на вредителей. Если
распылённая жидкость должным образом не распространяется и не смачивает
поверхности растений, капельки зачастую стекают или плохо покрывают
листья. ПАВ особенно важны, когда пестициды распыляются на листья с
толстым восковым слоем, либо после тёплой, а также холодной погоды.
Необходимым условием для великолепного распространения раствора
является низкое поверхностное натяжение. Достичь его и помогают ПАВ.
Однако низкое поверхностное натяжение не является причиной быстрого
распространения. Установлено, что скорость распространения зависит от фазы
ПАВ в воде. Эффективные ПАВ должны формировать
двухслойные
образования: пузырьки или пластинки. Как видно из таблицы, такими
свойствами обладают силиконовые вещества, у которых самая большая
площадь распространения рабочего раствора по поверхности листа, а
поверхностное натяжение поверхности капелек – маленькое. Поверхностное
натяжение при использовании других активных веществ уменьшается, то есть
капельки стремятся принять форму с наименьшей площадью поверхности –
форму шара, но раствор недостаточно смачивает и распространяется по
поверхности листа.
Распространение поверхностно-активных веществ на поверхности листа и
поверхностное натяжение капелек раствора
Рабочий раствор+ПАВ
Распространение (мм)
Поверхностное
натяжение (мНм)
Только пестицид
7,7
46,0
+Силиконовые (норма - 33,0-48,4
0,1-0,2 л/га)
26,5-25,0
+Метилированное
9,8
рапсовое масло (норма 1,0 л/га)
33,7
+
Алкоксилированные 9,1
жирные амины (норма –
0,2 л/га)
35,5
+ Монтанный восковой 7,7
клей (норма – 1,0 л/га)
+
Кислота
соевого 9,5
лецитина и пропиона
(норма – 1,0 л/га)
44,7
+
Талловые
амины 8,3
(норма – 0,5 л/га)
37,4
36,6
Использование силиконовых ПАВ, обладающих большой площадью
распространения по поверхности листа и низким поверхностным натяжением
капли, может принести немало пользы:
 лучше достигается цель (более точное попадание в цель),
поэтому обеспечивается более надёжная защита от
вредителей;
 хорошая устойчивость к дождю, поэтому не надо распылять
повторно, если вскоре после распыления начинается дождь;
 более высокая эффективность пестицидов, поскольку они
лучше проникают сквозь восковой слой и хорошо смачивают
поверхность листа;
 когда очень жарко и сухо, а сорняки уже подросли или
покрыты пылью, раствор попадает туда, куда надо;
 обеспечивается эффективность активного компонента, когда
веществу трудно проникнуть сквозь восковой слой растений,
который утолщён после холодного или тёплого периода;
 уменьшение количества используемого раствора до 30 проц. –
экономятся деньги и время, а теми же самыми распылителями
можно пользоваться при более низком давлении;
 быстрее растворяются твёрдые химикаты, например,
воднодиспергируемые гранулы (WG) и
смачивающиеся
порошки (WP).
На рынке Республики Беларусь уже появилось силиконовое ПАВ нового
поколения – «Перифолис», который поможет достичь хороших результатов при
изготовлении и распылении рабочего раствора. «Перифолис» является очень
эффективным силиконовым ПАВ, которое подходит для использования в
различных случаях при распылении пестицидов и микроэлементных удобрений,
когда важно достичь максимального смачивания и уменьшить поверхностное
натяжение до минимума. «Перифолис» способен снизить поверхностное
натяжение до 22 мН/м, поэтому пестициды и питательные микровещества для
растений лучше проникают и поглощаются. При распылении «Перифолиса»
поверхность листа растения лучше покрывается, так как раствор по
поверхности листа распространяется до 25 раз шире по сравнению с раствором,
в котором используется только пестицид без какого-либо ПАВ.
При использовании «Перифолиса» раствор лучше покрывает лист
растения и крепче держится. Кроме того, благодаря низкому поверхностному
натяжению возникает так называемое явление «затопления устьиц» –
распыляемый раствор почти мгновенно всасывается через естественные
отверстия растения, располагающиеся по всей его поверхности. Благодаря этой
особенности быстро возникает устойчивость к дождю, поэтому исчезает
опасность, что дорогостоящие пестициды будут смыты неожиданно
начавшимся дождём. Это очень важно в нашей стране, где переменчивые
погодные условия. Кроме того, проникновение активного компонента сквозь
кутикулу (восковой слой) возможно благодаря низкому поверхностному
натяжению распыляемого раствора. Таким образом, «Перифолис» страхует и
гарантирует надлежащее действие активных веществ пестицидов. Все эти
свойства произвели переворот в промышленности по производству добавок к
пестицидам.
С тех пор как «Перифолис» появился на рынке США, этот продукт
распространился в более чем 50 странах мира: в Бразилии, Германии,
Великобритании, Нидерландах, Дании, Австралии, Новой Зеландии и других.
Независимые учреждения и консультативные службы по вопросам сельского
хозяйства успешно испробовали этот продукт. Исследования проводились на
сотнях опытных полей, с множеством различных посевов, при этом
использовались смеси различных пестицидов.
Норма расхода «Перифолиса» невелика – 100-200 мл/га. Наибольшая
возможная концентрация рабочего раствора – 0,15 %. В окружающей среде это
ПАВ быстро расщепляется и разлагается в почве. Риск для человека и
окружающей среды невелик, если соблюдаются инструкции, приведённые на
этикетке продукта. Тем не менее, «Перифолис» является химическим
веществом, поэтому он может раздражать глаза и кожу.
Как действует «Перифолис» показано на рисунке: после помещения капли
(например, 50 µл) водного раствора «Перифолиса» (например, 0,1 проц.) на
гидрофобную поверхность (на полипропиленовую плёнку или на любой
вощёный лист), жидкость распространяется за минуту и образуется тоненькая
водная плёночка, диаметр которой составляет примерно 80 мм. На правом
рисунке показан лист, на поверхности которого капля прекрасно растеклась, и
образовался водный «блин», толщина которого составляет лишь 10 µм. На лист
слева помещена капля чистой воды, и мы видим, что угол смачивания большой,
поэтому площадь покрытия мала.