Formulering belangrik vir werking van middels

Gepubliseer: 11 Augustus 2021

1250
Dr Gerhard H Verdoorn, bedryfs- en rentmees­terskapbestuurder, CropLife SA

Suid-Afrika, soos die meeste ander lande ter wêreld, beskik oor ’n groot getal geregistreerde gewasbeskermingsmiddels wat vir die beheer van plantplae, plantsiektes en onkruide gebruik word.

Die omvang van die verskeidenheid middels is soms verwarrend, want hoekom is daar byvoorbeeld tientalle verskillende handelsmerke van glifosaatbevattende onkruiddoders? Vryemarkekonomieë floreer juis vanweë onbeperkte, dog goed gereguleerde, industrialisasie en dit skep die geleent­heid vir enige individu of maatskappy om in die gewasbeskermingsbedryf te belê.

Daar is geen beperking op iemand om ’n glifo­saatbevattende onkruiddoder te ontwikkel en te bemark as daardie middel wel geregistreer word nie. Kompetisie is gesond – dit hou pryse in toom, veral van generiese gewasbeskermingsmiddels. Produsente kan gevolglik billike pryse vir sulke middels beding en betaal.

Verskille tussen soortgelyke gewasbeskermingsmiddels
Ten einde die argumente verstaanbaar te maak, word glifosaat steeds as voorbeeld gebruik. Daar bestaan ’n beginsel van ekwivalensie wat kragtens die Wet op Misstowwe, Veevoedsel, Landboumiddels en Veemiddels, 1947 (Wet Nr. 36 van 1947) gevestig is. Dit beteken dat twee onafhanklike gewasbeskermingsmiddels wat dieselfde aktiewe bestanddeel teen dieselfde konsentrasie in soortgelyke formulerings besit, wel as ekwivalent beskou mag word.

Daar skuil egter ’n paar geheime agter die meeste landboumiddels en dit lê in die totale samestelling daarvan wat hulle doeltreffendheid, gewasveiligheid, die afbraakkurwe van die aktiewe bestanddeel en menslike sowel as omgewingsgesondheid van matig tot drasties mag beïnvloed. Uit die oogpunt van die wetenskaplike – chemikus, mikrobioloog (onthou biologiese gewasbeskermingsmiddels) en selfs fisikus – kan geen twee soortgelyke landboumiddels as identies beskou word nie. Daar is net te veel parameters wat opgeweeg moet word en presies dieselfde moet wees vir twee onafhanklike middels om identies te wees.

Foto: CropLife SA

Rol van die aktiewe bestanddeel
Die aktiewe bestanddeel is die belangrikste komponent van die gewasbeskermingsmiddel, want dit is die komponent wat die taak namens die produsent verrig om die plaag, patogeen of onkruid aan te val en te beheer. Sonder ’n aktiewe bestanddeel is die mengsel bloot nie ’n gewasbeskermingsmiddel nie. Aktiewe bestanddele, hetsy chemies of biologies van oorsprong, moet in streng gekontroleerde aanlegte vervaardig word. In die geval van die meeste chemiese middels, word aktiewe bestanddele gesintetiseer deur basismolekules aan ’n reeks chemiese transformasiereaksies te onderwerp totdat die verlangde aktiewe bestanddeel verkry is.

Natuurlike chemiese middels, soos abamektien en asadiragtien, word met ingewikkelde prosesse uit die mikrobes en plante geëkstraheer wat hulle as sekondêre metaboliete natuurlik sintetiseer en dan na die hoogste moontlike graad gesuiwer. Biologiese gewasbeskermingsmiddels, soos Bacillus thuringiensis, word in steriele toestande gekweek en dan gesuiwer van die kweekmediums waarin hulle gekweek word. Al hierdie prosesse verg diepgaande wetenskaplike en tegniese kundigheid en vaardighede om die aktiewe bestanddele – of tegniese materiaal soos dit ook bekendstaan – te vervaardig of uit lewendige organismes voort te bring.

Geen aktiewe bestanddeel is ooit 100% suiwer nie; daar is meestal een of ander vorm van onsuiwerheid of kontaminant, alhoewel in ’n baie klein persentasie. Die regulatoriese vereiste belas die vervaardiger van die aktiewe bestanddeel om alle onsuiwerhede te identifiseer en te kwantifiseer. Dit is noodsaaklik om te verseker dat sulke onsuiwerhede nie risiko’s vir die omgewing of gewasse inhou nie. ’n Goeie voorbeeld is die debakel wat dekades gelede in Viëtnam met die gebruik van 2,4-D en 2,4,5-T ontstaan het. Die mengsel van twee onkruiddoders wat as ontblaringsmiddel gebruik is, was met kankerwekkende dioksiene gekontamineer. Dít het ’n uiters groot risiko vir mense ingehou, alhoewel die twee onkruiddoders feitlik skadeloos vir mense is.

Maatskappye wat gewasbeskermingsmiddels in Suid-Afrika wil registreer, moet met behulp van die sogenaamde vyflot-analise bewys dat die tegniese materiaal of aktiewe bestanddele herhaaldelik deur die vervaardigers voorsien kan word met dieselfde graad van suiwerheid (met ander woorde alle komponente reeds geïdentifiseer en gekwantifiseer) en in dieselfde graad van kwantiteit (dit wil sê dieselfde konsentrasie). Dit is ook waarom ’n registrasiehouer van ’n bepaalde landboumiddel ingevolge Wet Nr. 36 van 1947 die aktiewe bestanddeel slegs vanaf goedgekeurde vervaardigers, ook bekend as bronne, mag aankoop. ’n Goeie vervaardiger se proses is gewaarborg om altyd ’n aktiewe bestanddeel van dieselfde gehalte te lewer.

Die rol van die formulering
Weinig aktiewe bestanddele word as suiwer gewasbeskermingsmiddels aan die mark voorsien, met die uitsondering van byvoorbeeld dichlorovos en ’n paar ander wat as 100%- aktiewe bestanddeel voorsien word. Die oorgrote meerderheid aktiewe bestanddele word in ’n formulering met ander koformulante, ook inerte komponente genoem, vermeng om ’n geskikte landboumiddel vir produsente daar te stel. Selfs biologiese middels soos Trichoderma en Bacillus word geformuleer en nie net so beskikbaar gestel nie.

Die inerte komponente van landboumiddels sluit ’n wye verskeidenheid chemiese stowwe in. Een van die hoofkomponente in vloeibare gewasbeskermingsmiddels is die oplosmiddel/s wat water, ligte mineraalolies of selfs plantaardige olies mag wees. Daar is legio oplosmiddels beskikbaar, terwyl verdunningsmiddels of basismiddels soos byvoorbeeld gips, kalsiet, dolomiet of talk gebruik word in droë formulerings. Bindmiddels en verspreidingsmiddels is uiters belangrik om die aktiewe bestanddeel in gewasbeskermingsmiddels effektief oor die geteikende oppervlakte te versprei en dit daar te bind ten einde hul funksie te verrig. Vloeibare middels kan emulsifiseerders, suspensiemiddels, fase-oordragreagense en stabiliseerders bevat om die gewasbe­skermingsmiddels oor lang periodes in ’n stabiele toestand te hou.

Heelwat formulerings bevat pigmente of kleurstowwe om bepaalde kleure aan die middels te gee. Veiligheidsreagense soos ’n emitikum (braakmiddel) of denatoniumchloried (geweldig bitter middel) word verder dikwels by uiters giftige gewasbeskermingsmiddels soos parakwat en knaagdierdoders gevoeg om noodlottige inname per mond te voorkom. Vir korrel- en vloeibare poeierformulerings is ’n middel om samekoeking van die onderskeie partikels te voorkom, meestal nodig.

’n Gewasbeskermingsmiddel se formulering kan die middel maak of breek. As die formulering nie die aktiewe bestanddeel sy funksie ten volle laat verrig nie, is die middel van geen waarde vir die produsent nie. Daar is soms gevalle waar die formulering bloot nie reg aan die aktiewe bestanddeel laat geskied nie. Produsente kom dit vinnig agter as die middel nie na wense werk nie.

Sommige gewasbeskermingsmiddels kan heelwat duurder as ander middels met dieselfde aktiewe bestanddeel wees, moontlik omdat die koformulante of bymiddels van so ’n aard is dat dit buitengewoon goeie werksverrigting aan die aktiewe bestanddeel verleen. Registrasiehouers voeg ook soms bindmiddels by om te verseker dat die spuitmengsels binne ’n kort tyd reënvas op die teiken is en nie deur reën of oorhoofse besproeiing afgewas sal word nie.

Fisiese eienskappe van gewasbeskermingsmiddels is ’n direkte funksie van hul formuleringsamestelling. Enige samestelling van stowwe het altyd ’n stel fisiese eienskappe wat aan bepaalde standaarde moet voldoen. Daardie standaarde word wêreldwyd aanvaar as dit wat deur die Verenigde Nasies se Organisasie vir Voedsel en Landbou (FAO) beskryf is. Eienskappe soos vloei­baarheid, mengbaarheid, oplosbaarheid, suspendeerbaarheid, partikelgrootte, kleur en reuk is alles die formuleerder se verantwoordelikheid. Hoe beter die formulering, hoe langer sal die gewasbeskermingsmiddel stabiel bly. Gewoonlik word ’n raklewe van twee jaar aan ’n landboumiddel toegeken, maar as daardie middel se formulering vir een of ander rede nie volgens spesifikasie is nie, sal die raklewe noodwendig korter wees. Dit beteken dat die onderskeie komponente van die formulering kan skei en dat die aktiewe bestanddeel sedimenteer, wat doodsake vir ’n gewasbeskermingsmiddel is.

Mengbaarheid en versoenbaarheid
Gewasbeskermingsmiddels se etikette dui aan met welke ander middels dit versoenbaar is. Ongelukkig slaan sommige gewasad­viseurs en produsente nie ag op etiketaanwysings nie en maak skrikwekkende tenkmengsels aan, wat die effektiwiteit van die middels ernstig kan benadeel of totaal kanselleer. Produsente moet altyd mengbaarheidsvoorskrifte op etikette lees en dit streng navolg. Daar is ’n ongewenste standaardpraktyk om piretroïedinsekdoders met glifosaat te meng en dan net voor plant aan te wend ten einde opslagonkruid en snywurms te bekamp.

Benewens die droë plantmateriaal wat op bewaringsbewer­kingslanderye agterbly en feitlik alle spuitmengsels opslurp sodat dit nie teikens bereik nie, is baie van die gewasbeskermingsmiddels wat so vermeng word nie versoenbaar nie en verminder dit die effektiwiteit van die onderskeie middels. ’n Goed aangepaste spreekwoord is “goedkoop spuit is duur spuit” en is van toepassing op sulke ongeregistreerde tenkmengsels. Aangesien die onderskeie registrasiehouers nooit hul formulerings saam op die proef gestel het nie, hang daar ’n groot vraagteken oor die versoenbaarheid van sulke middels.

’n Laaste knelpunt: raklewe
Soos reeds genoem, is die sogenaamde raklewe of stabiliteits­tydperk van ’n gewasbeskermingsmiddel ’n direkte funksie van die middel se formulering. Natuurlik sal die gehalte van die formulering ’n bepalende rol in die langdurige stabiliteit van die middel speel. Swak geformuleerde middels se onderskeie koformulante skei baie maklik uit; dit kelder die suksesvolle werking van die aktiewe bestanddeel al sou die konsentrasie van die aktiewe bestanddeel steeds binne spesifikasie wees.

Middels wat formulerings met emulsie-olie in water (EW) en suspensiekonsentraat (SC) is, is meer geneig om te verval as byvoorbeeld oplosbare formulerings (SL). Dit is dus noodsaaklik dat alle gewasbeskermingsmiddels in koel, droë omstandighede geberg word sodat hoë temperature en vogtige toestande nie die formulerings kompromitteer nie. Wanneer spuitmengsels voorberei word, moet die totale gewasbeskermingsmiddelhouer eers deeglik geskud word voordat dit na die maatbeker oorgegiet word om te verseker dat die formulering homogeen vermeng is. Indien dit nie gedoen word nie, bestaan die risiko dat die aktiewe bestanddeel onder in die houer versamel en nie eenvormig in die formulering vermeng is nie.

Gewasbeskermingsmiddels wat naby die einde van hul raklewe kom, kan weer aan toetse onderwerp word om te bepaal of dit steeds binne die chemiese en fisiese spesifikasies is. Kontak die registrasiehouers vir sulke ondersoeke.