Organosilicone surfactant performance in agricultural spray application: a review

Summary: Résumé: Zusammenfassung The effects of organosilicone surfactants on the physico‐chemical properties of spray solutions, and on foliar uptake and field performance of agrochemicals are reviewed. Aqueous solutions of organosilicone surfactants frequently have lower equilibrium surface tensions (down to 20 mN m −1 ) than conventional surfactants. Dynamic surface tension of silicone surfactants, however, is not consistently lower than that of conventional surfactants. On leaf surfaces of many plant species spray droplets containing organosilicone surfactants spread completely. Organosilicone surfactants are ineffective in lowering surface tension when mixed with most conventional surfactants. However, poly‐alkylene oxide surfactants do not interfere with surface tension lowering by organosilicone surfactants. Some organosilicone surfactants degrade rapidly in acidic or alkaline spray solutions and degradation adversely affects performance. Generally, organosilicone surfactants increase foliar uptake and field performance of agrochemicals more rapidly, but final uptake is not consistently different from conventional surfactants. Frequently, mass flow of the spray solution through open stomata accounts for rapid enhancement of uptake and performance. The studies reviewed suggested that some organosilicone surfactants may offer advantages over conventional surfactants, but require some precautions if their full potential is to be utilized. Revue: les tensio‐actifs de type organosilicone dans la pulvérisation phytosanitaire Les effets des tensio‐actifs de type organosilicone sur les propriétés physicochimiques des bouilles de pulvérisation, ainsi que sur la pénétration foliaire et l'efficacité au champ des produits phytosanitaires, sont examinés. Les solutions aqueuses de tensio‐actifs organosilicones ont souvent des tensions superficielles à l'équilibre plus basses (20 nN m −1 ) que celles des tensio‐actifs conventionnels. Ce n'est cependant pas toujours le cas de leur tension superficielle dynamique. Sur la surface foliaire de beaucoup d'espèces végétales, les gouttelettes contenant des organosilicones s'étalent complètement. Les tensio‐actifs organosilicones perdent leur faculité de baisser la tension superficielle lorsqu'ils sont mélangés à la plupart des tensio‐actifs conventionnels. Cette restriction ne concerne pas les tensio‐actifs de type polyalkylène oxyde. Certains tensio‐actifs organosilicones se dégradent rapidement si la bouillie est acide ou alcaline, ce qui affecte leur efficacité. En général, ils accélèrent la pénétration foliaire et l'efficacité au champ des produits phytosanitaires mais la pénétration finale n'est pas différente de celle quiest obtenue avec des adjuvants conventionnels. Souvent, la pénétration de la bouillie par l'ouverture stomatique rend compte de l'augmentation de pénétration et d'efficacité. Certains surfactants organosilicones pourraient offrir des avantages par rapport aux tensio‐actifs conventionnels mais qu'ils demandent certaines précautions pour que leur potentiel soit pleinement exprimé. Möglichkeiten des Einsatzes von Silikon‐Tensiden in Formulierungen und Spritzlösungen Es wird ein überblick über den Einfluß von Silikon‐Tensiden auf die physikochemischen Eigenschaften von Spritzbrühen, die Blattaufnahme und die Wirkung von Agrarchemikalien gegeben. Wäßrige Lösungen von Silikon‐Tensiden haben oft eine niedrigere Gleichgewichtsoberflächenspannung (20 mN m −1 ) als solche herkömmlicher Tenside. Die dynamische Oberflächenspannung ist mit Silikon‐Tensiden jedoch nicht immer niedriger als mit herkömmlichen. Auf den Blattflächen vieler Pflanzenarten spreizen Spritztröpfchen von Lösungen mit Silikon‐Tensiden vollständig. Werden Silikon‐Tenside mit herkömmlichen Tensiden gemischt, so sind die Lösungen weniger oberflächenaktiv als die reiner Silikon‐Tenside. Lediglich in Mischungen mit Polyalkylenoxid‐Tensiden bleibt die niedrige Oberflächenspannung der Silikon‐Tenside erhalten. Einige Silikon‐Tenside zerfallen in saurer oder basischer Spritzbrühe schnell, wodurch ihre Wirkung beeinträchtigt wird. Der Zusatz von Silikon‐Tensiden beschleunigt zwar allgemein die Blattaufnahme und Wirkung von Agrarchemikalien, doch unterscheidet sich die insgesamt aufgenommene Dosis oft nicht von der mit herkömmlichen Tensiden. Die schnellere Aufnahme und Wirkung ist in vielen Fällen auf das Eindringen der Spritzbrühe durch offene Stomata ins Blattgewebe zurückzuführen. Silikon‐Tenside können gegenüber herkömmlichen Tensiden in einigen Situationen Vorteile bieten, wenn ihre spezifischen Eigenschaften beim Einsatz berücksichtigt werden.