Combinando eficácia e segurança
15 de novembro de 2012 Os adjuvantes são úteis para melhorar o desempenho de quase todos os herbicidas aplicados foliarmente e ativos sistêmicos, incluindo reguladores de crescimento de plantas. Normalmente, os adjuvantes são usados para melhorar a retenção de pulverização, espalhamento, penetração e resistência à chuva do ingrediente ativo. A redução da deriva e a compatibilidade aprimorada com certas condições de água também são usos comuns de adjuvantes.
Óleos de sementes metilados (MSOs), como óleos derivados de soja, são adjuvantes populares de aumento de penetração. Os MSOs permitem uma sorção mais rápida do ingrediente ativo na cutícula cerosa da folha e migração para o tecido da folha. Embora os MSOs sejam mais voláteis do que a maioria dos ingredientes ativos, eles se fundem rapidamente com a superfície da folha e agem principalmente como um abridor de portas para o ativo no nível da cutícula. Apenas concentrações de alto uso podem formar uma película de óleo transitória na superfície da folha que permite a interação com partículas agroquímicas.
Os MSOs são produzidos pela reação do metanol com, por exemplo, óleo de soja integral em um processo chamado transesterificação, que transforma os triglicerídeos de soja em ésteres metílicos de ácidos graxos de soja. Os MSOs funcionam em ambas as extremidades do espectro ativo: com ativos lipofílicos, como fungicidas azólicos, e também com alguns ativos hidrofílicos, como certos herbicidas de sulfonilureia. No entanto, o desempenho de um adjuvante à base de MSO depende muito da eficácia do emulsificante usado na formulação para otimizar e estabilizar a distribuição uniforme do adjuvante em um veículo aquoso para aplicação. Os adjuvantes à base de MSO geralmente precisam de concentrações de uso de limite relativamente altas de 0,25% a 1% no spray para uma boa eficácia.
Embora os MSOs sejam baseados em recursos renováveis (derivados de sementes), a escolha do emulsificante pode impactar negativamente a rotulagem ambiental do produto. Por exemplo, os emulsificantes de etoxilato de nonilfenol (NPE) são classificados como disruptores endócrinos; os sulfonatos de alquilbenzeno ramificados não são muito biodegradáveis, e os dialquilsulfosuccinatos podem causar irritação ocular.
Adjuvantes baseados em ésteres de poliglicerol são usados para glifosato, o popular herbicida de amplo espectro, e outros agroquímicos hidrofílicos. Ésteres de poliglicerol são surfactantes não iônicos que têm sido usados por muitos anos em alimentos e produtos de cuidados pessoais. Eles são baseados em glicerol renovável e ácidos graxos, são atóxicos e não irritantes e têm baixo impacto ambiental. Devido a essas vantagens, ésteres de poliglicerol foram incorporados a uma ampla gama de aplicações, incluindo o uso como adjuvantes, emulsificantes e dispersantes em formulações agroquímicas.
Desenvolvendo um emulsificante sustentável para MSO
A agricultura exige cada vez mais química sustentável. Ésteres de poliglicerol podem substituir emulsificantes mencionados anteriormente que afetam negativamente a rotulagem. Como desenvolvemos um derivado químico baseado em ésteres de poliglicerol para uso como um adjuvante ambientalmente aceitável, bem como um emulsificante para MSO?
Para alcançar esta nova química, foram identificados os principais objetivos do desenvolvimento:
- Miscibilidade melhorada em MSO com emulsificação otimizada simultaneamente de MSO em água. Para esse objetivo, um éster de poliglicerol reticulado particular de ácidos graxos foi desenvolvido.
- Adequação para culturas sensíveis, o que é crítico porque o tecido vegetal danificado impede a absorção do ativo. Adjuvantes inadequados destroem biomembranas, impedindo a translocação osmoticamente conduzida no sistema de transporte de longa distância do floema. Se a integridade da membrana celular for perdida, a célula é desconectada do tecido vivo. Isso, junto com a sorção física do ativo com detritos, causa desativação rápida. A capacidade de mobilizar o ativo no agroquímico depositado é essencial.
- Falta de sensibilidade à dureza da água.
- Versatilidade para uso como mistura de tanque ou capacidade de ser formulado com ativo.
Um desafio significativo a ser superado foi combinar MSO e ésteres de poliglicerol, pois essas duas químicas diferem em lipofilicidade em mais de 10 ordens de magnitude. O poder autoemulsionante do éster de poliglicerol com modificação lipofílica precisava ser levado em consideração. O novo adjuvante teria que ser único: superar o desafio das variações na qualidade da água, fornecer taxas de dosagem dentro das concentrações de uso típicas, mas não exigir um segundo emulsificante.
Modo de ação
Após a aplicação de um herbicida à base de água, apenas uma pequena fração do agroquímico é absorvida durante o processo de evaporação rápida. O desempenho do herbicida é tipicamente dependente do que acontece durante a formação do depósito. Portanto, a biodisponibilidade do ativo no depósito é muito mais importante do que na gota de pulverização (por exemplo, por uma dispersão fina).
Herbicidas e agroquímicos sistêmicos normalmente não entram na planta como partículas. A partícula é primeiro dissolvida, o que então permite que ela entre na planta em forma molecular. Em outras palavras, apenas a menor parte possível de um agroquímico – a molécula, entra na planta. Portanto, o objetivo era fornecer uma química emulsificante usando ésteres de poliglicerol que pudessem efetivamente mobilizar o ativo no depósito para aumentar a absorção pela planta.
Na solução de pulverização, as partículas ativas sólidas são dispersas uniformemente. Após a aplicação e a evaporação da água, essas partículas são distribuídas mais ou menos uniformemente no depósito e revestidas com o adjuvante MSO/éster de poliglicerol emulsionado.
Este novo adjuvante permanece em estado líquido independentemente da umidade ambiente. O adjuvante suprime ou até mesmo previne a formação de partículas cristalinas enquanto estiver no tanque com o transportador (água) e após a evaporação na folha da planta. Embora o novo adjuvante não possa dissolver os ativos completamente, ele forma uma interface eficaz entre o ativo e a superfície da folha, agindo como um vaivém para as moléculas ativas. Uma fração do ingrediente ativo disponível para absorção foliar é aumentada, e esse ganho de eficiência ajuda a explorar todo o seu potencial biológico. A mobilização do ativo é uma força particular deste novo adjuvante.
Resultados dos testes
Vários agroquímicos de todas as indicações foram testados para determinar o impacto do adjuvante éster de MSO/poliglicerol na penetração foliar de ativos de formulações comerciais. Um exemplo típico é mostrado na Figura 1 (p. 28), onde o metazacloro é usado como uma formulação de concentrado de suspensão. Com o adjuvante MSO/poliglicerol, o nível de penetração do metazacloro em quatro horas é tão grande quanto a penetração após um dia sem o adjuvante. Essa maior velocidade de penetração impacta fatores como otimização de dose, desempenho biológico e resistência à chuva. Após 24 horas, a penetração é mais de duas vezes maior com o adjuvante éster de MSO/poliglicerol do que sem ele.
A avaliação do depósito de pulverização sob o microscópio mostra que a formulação comercial de concentrado de suspensão produziu partículas cristalinas no depósito.
Em contraste, na presença do adjuvante MSO/éster de poliglicerol, não há evidência de partículas cristalinas. Como mencionado anteriormente, isso significa que uma fração maior de ingrediente ativo está disponível para penetração com o uso deste novo adjuvante. Em comparação, a adição de MSO sozinho na mesma concentração mostra partículas cristalinas visíveis. No entanto, o papel do MSO ainda é importante, pois ele interage com a superfície da folha de modo que o ativo se move mais rápido para o interior da folha, o que é um pré-requisito para a distribuição sistêmica dentro da cultura ou erva daninha, respectivamente.
A química resultante é uma mistura homogênea de mais de 50% de adjuvante de éster de poliglicerol com MSO que pode ser usada como um bloco de construção em formulações, como um adjuvante de mistura em tanque pronto para uso ou como um adjuvante de mistura em tanque modificado para culturas específicas.
A qualidade da emulsão é excelente e não depende da qualidade da água. É fornecida compatibilidade com parceiros de mistura de tanque de todos os tipos de formulação. A faixa de concentração de uso típica no spray é entre 0,1% e 0,5%. O produto tem excelente compatibilidade com plantas em todas as taxas de uso.
Esboço de Sustentabilidade e Desempenho
A nova mistura de éster de poliglicerol/MSO oferece muitas propriedades que são raras para adjuvantes de mistura em tanque. Como tanto os ésteres de poliglicerol quanto o MSO são derivados de recursos renováveis e não tóxicos, essa mistura única é ambientalmente responsável e provavelmente adequada para culturas orgânicas. Na verdade, mais de 95% dessa mistura é renovável.
Devido à sua composição de vários ésteres de ácido metílico graxo e ésteres de poliglicerol, a mistura adjuvante é razoavelmente biodegradável e tem um perfil ecológico favorável sem rotulagem de risco ambiental. De todos os emulsificantes comparáveis tradicionalmente usados, apenas etoxilatos de éster de sorbitano têm um perfil favorável semelhante.
Melhorando seus atributos ambientais, o novo adjuvante é adequado para aplicações de baixo volume de água. Produtores globalmente favorecem essa abordagem, pois buscam maior eficiência e menor impacto ecológico. Aplicações de baixo volume de água economizam água e combustível e reduzem o tempo e a utilização do equipamento.
Além disso, o produto pode ser manuseado com segurança e não possui rotulagem de perigoso, pois não causa irritação na pele ou nos olhos, o que o torna mais favorável do que muitos alcoxilatos de alquila ou arila, comumente usados como emulsificantes.
A fabricação do produto é eficiente em termos de resíduos e certificada pela ISO 9001 e ISO 14001. Emulsões estáveis podem ser obtidas sem um emulsificante adicional e têm um uso potencial para sistemas à base de água e óleo.
As duas principais substâncias têm fortes propriedades adjuvantes que cobrem toda a gama de agroquímicos com relação à lipofilicidade ativa. O modo de ação é diferente dos adjuvantes existentes, pois a etapa de entrega mais afetada é a mobilização do agroquímico na superfície da planta. A mobilização é frequentemente um fator limitante maior para o desempenho do produto em comparação ao produto não atingir o alvo e/ou comportamento de molhamento. Portanto, esse adjuvante tem grande potencial para aumentar a eficiência dos agroquímicos.
Combinados, todos esses atributos fazem desta nova mistura adjuvante uma solução excepcionalmente eficaz, flexível e sustentável.
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