生物農(nóng)藥的開發(fā)及應(yīng)用

1、農(nóng)藥的概念與發(fā)展簡史,,教學(xué)目的,了解農(nóng)藥發(fā)展的歷史生物農(nóng)藥的研究進(jìn)展生物農(nóng)藥開發(fā)研究的理論與方法了解主要生物農(nóng)藥的作用方式和作用機(jī)理掌握生物農(nóng)藥的應(yīng)用技術(shù)等,緒論,1 農(nóng)藥發(fā)展的歷史 1.1農(nóng)藥的概念美國早期“經(jīng)濟(jì)毒劑”（economic poison）,歐洲則稱之為“農(nóng)業(yè)化學(xué)品”（agrochemicals），德國稱之為“植物保護(hù)劑”（pflanzenschutzmittel）,法國曾稱為“植物藥劑” (phytopha

2、rmacie)， 還有的書刊將農(nóng)藥定義為“除化肥以外的一切農(nóng)用化學(xué)品”。今天農(nóng)藥的英文通用名稱為Pesticides, 這個(gè)單詞是由pest（害物）和-cides(殺死)組成，其含義是對(duì)有害生物有殺死作用的物質(zhì)。,《中國農(nóng)業(yè)百科全書·農(nóng)藥卷1993》對(duì)農(nóng)藥的定義為：農(nóng)藥主要是指用來防治危害農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)的有害生物（害蟲、害螨、線蟲、病原菌、雜草及鼠類）和調(diào)節(jié)植物生長的化學(xué)藥品，但通常也把改善有效成分物理、化學(xué)性狀的各種助劑包括在

3、內(nèi)，顯然這里農(nóng)藥的定義仍局限在化學(xué)藥品的范圍內(nèi)。,按中華人民共和國國務(wù)院1997年5月發(fā)布的《中華人民共和國農(nóng)藥管理?xiàng)l例》和農(nóng)業(yè)部1999年4月發(fā)布施行的《中華人民共和國農(nóng)藥管理?xiàng)l例實(shí)施辦法的規(guī)定》，農(nóng)藥是指用于預(yù)防、消滅或者控制危害農(nóng)業(yè)、林業(yè)的病、蟲、草和其他有害生物以及有目的地調(diào)節(jié)植物、昆蟲生長的化學(xué)合成或者來源于生物、其他天然物質(zhì)的一種或者幾種物質(zhì)的混合物及其制劑。包括用于不同目的、場所的下列各類：,（1） 預(yù)防、消滅或者控制危害

4、農(nóng)、林、牧、漁業(yè)中的種植業(yè)病、蟲（包括昆蟲、蜱、螨），草和鼠、軟體動(dòng)物等有害生物的；（2）預(yù)防、消滅或者控制倉儲(chǔ)病、蟲、鼠和其他有害生物的；（3）調(diào)節(jié)植物、昆蟲生長的；其中調(diào)節(jié)植物生長是指對(duì)植物生長發(fā)育（包括萌發(fā)、生長、開花、受精、座果、成熟及脫落等過程）具有抑制、刺激和促進(jìn)等作用的生物或者化學(xué)制劑；（4）用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)產(chǎn)品防腐或者保鮮的；（5）預(yù)防、消滅或者控制蚊、蠅、蜚蠊、鼠和其他有害生物的。這里是指用于防治人生活環(huán)境和農(nóng)林

5、業(yè)中養(yǎng)殖業(yè)用于防治動(dòng)物生活環(huán)境衛(wèi)生害蟲的；（6）預(yù)防、消滅或者控制危害河流堤壩、鐵路、機(jī)場、建筑物和其他場所的有害生物的。此外，利用基因工程技術(shù)引入抗病、蟲、草害的外源基因改變基因組構(gòu)成的農(nóng)業(yè)生物，以及用于防治有害生物的商業(yè)化天敵生物和農(nóng)藥與肥料等物質(zhì)的混合物在生產(chǎn)、經(jīng)營和使用時(shí)也按農(nóng)藥對(duì)待。,20世紀(jì)90年代以來，隨著人們對(duì)農(nóng)藥認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深入以及人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的越來越重視，對(duì)農(nóng)藥的要求和期望也越來越高。認(rèn)為農(nóng)藥應(yīng)在保障人類健康

6、和不影響合理的生態(tài)平衡前提下，使有益生物得到有效的保護(hù)，有害生物得到較好的控制，以促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向可持續(xù)農(nóng)業(yè)方向發(fā)展。當(dāng)然，從農(nóng)藥本身的情況來看，人們對(duì)農(nóng)藥根深蒂固的認(rèn)識(shí)還沒有改變，還需要進(jìn)一步來進(jìn)行改進(jìn)和提高。,1.2農(nóng)藥的產(chǎn)生與發(fā)展簡史,農(nóng)藥的開始 農(nóng)藥來源于人們與有害生物的斗爭 中國是世界上最早使用農(nóng)藥防治農(nóng)作物有害生物的國家，遠(yuǎn)在3000年以前人們就知道用草木灰殺蟲，用莽草熏殺蠹蟲。在國外，公元前1500年古希

7、臘和古羅馬人就使用含砷礦物粉殺蟲，公元前9世紀(jì)的古希臘詩人Homer曾提到燃燒的硫磺可作為熏蒸劑。,1763年，法國用煙草及石灰粉防治蚜蟲，這是世界上首次報(bào)道的殺蟲劑。1744年法國開始用硫酸銅消毒種子；1800年，美國人Jimtikoff發(fā)現(xiàn)高加索部族用除蟲菊粉殺滅虱、蚤，并于1828年商品化。1802年就有了石硫合劑的記載；1807年法國的Prevest 偶然在一種混合物中發(fā)現(xiàn)了波爾多液及其類似物的毒性。1848年T. O

8、xley生產(chǎn)了魚藤根粉農(nóng)藥；1851年用石灰硫磺合劑殺菌。,農(nóng)藥商品發(fā)展的三個(gè)階段,第一階段，天然植物農(nóng)藥及無機(jī)農(nóng)藥時(shí)期（1860～1945年前后）。這一時(shí)期主要生產(chǎn)以天然植物或礦物為原料，經(jīng)過簡單加工制造出來的農(nóng)藥。特別是以礦物為原料加工的農(nóng)藥，大多數(shù)是無機(jī)化合物，也叫第一代農(nóng)藥。在這一時(shí)期作為商品生產(chǎn)和使用的農(nóng)藥主要有：殺蟲劑—除蟲菊粉、魚藤精、硫酸銅、硫磺、砷酸鉛、氟鋁酸鈉等：殺菌劑一波爾多液、石硫合劑等；除草劑—氯化鈉、硼砂、

9、氯酸鈉等。,巴黎綠,19世紀(jì)60年代前后，農(nóng)藥開始進(jìn)入工廠生產(chǎn)，正式在市場上作為商品銷售。1867年，“巴黎綠”—— 一種不純的亞砷酸銅作為殺菌劑，標(biāo)志著作為化學(xué)保護(hù)系統(tǒng)地科學(xué)研究的開始。在美國，主要用于控制科羅拉多甲蟲，使用范圍十分廣泛，早在1900年就成為世界上第一個(gè)立法的農(nóng)藥。[由于砷在人、畜體內(nèi)有積累毒性和能在土壤中積累破壞土壤的理化性質(zhì)而被禁用],波爾多液,1882年Millardat發(fā)現(xiàn)了波爾多液對(duì)葡萄霜霉病的防治效果。波爾

10、多液又名堿式硫酸銅 CuSO4·xCu (OH)2·yCa(OH)2·zH2O [由于該藥的生產(chǎn)可以消耗貴重的銅而被有機(jī)殺菌劑代替；當(dāng)然銅也有毒性，銅化合物的毒性1000多年前中國就有記載]。,硫 磺,是最古老的消毒殺菌劑。1802年就有了石硫合劑的記載；1833、1888年進(jìn)一步明確了石硫合劑對(duì)白粉病的防治效果。1891年，首次土壤消毒成功的例子是來自硫磺。[石硫合劑（lime sulphur）是多硫化鈣

11、，CaS·Sx ]，硫磺至今仍在大量使用。今天仍是在世界50大銷售額的農(nóng)藥品種之列，2002年排在26位，年銷售額2.02億美元。,第一代農(nóng)藥的特點(diǎn),（1）殺蟲、防病或除草的作用對(duì)象都很單一。例如，砷制劑和氟制劑都只有胃毒作用，僅對(duì)咀嚼式口器害蟲有效；銅制劑和硫磺制劑是在病菌還沒有接觸到寄主植物，或在病菌侵入寄主之前作為保護(hù)劑使用的；而氯化鈉等除草劑的作用完全是滅生性的，對(duì)農(nóng)作物沒有選擇性。,（2）藥效低。每畝的使用量（按有效

12、成分計(jì)，下同），如砷酸鉛、硫酸銅（配制波爾多液）等高達(dá)0.5～1公斤。無機(jī)除草劑的用量更大，早期用氯化鈉除草時(shí)，每畝竟達(dá)2.67～4公斤。故這一時(shí)期被稱為低效農(nóng)藥時(shí)期。（3）多數(shù)農(nóng)藥對(duì)哺乳動(dòng)物的急性口服毒性大，對(duì)禽鳥和魚類亦有毒害。 但是，這類農(nóng)藥的誕生在農(nóng)作物、果樹、蔬菜等病蟲草害的防治方面發(fā)揮了十分重要的作用。有些農(nóng)藥品種，如硫酸銅、石硫合劑、波爾多液等，由于使用安全、防治效果好，基本上沒有殘留污染，至今仍作為重要的農(nóng)藥商品

13、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量應(yīng)用。,第二階段，有機(jī)合成農(nóng)藥時(shí)期（1945～1975年前后）,人們把有機(jī)農(nóng)藥稱為第二代農(nóng)藥。制堿工業(yè)和煉焦工業(yè)的興起，為生產(chǎn)有機(jī)氯農(nóng)藥提供了基本原料—氯氣和苯。20世紀(jì)40年代，六六六、滴滴涕農(nóng)藥開始進(jìn)入大規(guī)模工廠化生產(chǎn)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的大發(fā)展，農(nóng)藥工業(yè)也進(jìn)入了一個(gè)迅速發(fā)展的時(shí)期。在這期間無論是殺蟲劑、殺菌劑還是除草劑，世界農(nóng)藥市場上都出現(xiàn)了大批活性很高的有機(jī)化合物品種，逐步取代過去使用的一些無機(jī)化合物，使化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)入了

14、一個(gè)新的發(fā)展階段。它們是高效的有機(jī)合成化合物，應(yīng)用范圍廣、見效快、使用方便，對(duì)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)起到了重要的作用。,幾個(gè)標(biāo)志性的農(nóng)藥是：,1932年，法國獲得了谷類作物的除草劑—— 二硝基鄰甲酚的專利。 1931年杜邦公司發(fā)現(xiàn)殺菌活性，1934年，第一個(gè)二硫代氨基甲酸酯殺菌劑—— 福美雙（thiram）在美國獲得專利。,,福美雙的結(jié)構(gòu)式 四甲基秋蘭母二硫化物,DDT,1874年由德國的Zeidler合成，1939年由瑞士科學(xué)家

15、波爾·彌勒（Paur Muller）發(fā)現(xiàn)其殺蟲活性。是第一個(gè)有機(jī)氯殺蟲劑，也是有機(jī)合成殺蟲劑的代表。（20世紀(jì)70年代禁用，我國1983年全面禁用六六六和DDT）,,二氯二苯三氯乙烷[2，2-雙（對(duì)氯苯基）-1，1，1-三氯乙烷,有機(jī)磷殺蟲劑,1820年，Lassaigne用乙醇和磷酸反應(yīng)，從此開始了有機(jī)磷化合物的化學(xué)。1854年，Clermont用焦磷酸的銀鹽加鹵代烷進(jìn)行烷基化，合成了四乙基焦磷酸酯，即特普（TEPP）,,但

16、到1938年才由德國的Schrader明確特普的殺蟲活性。特普是第一個(gè)商品有機(jī)磷殺蟲劑勃拉盾（Bladan）的有效成分。,1941年，Schrader用二甲基氨基磷酰二氯合成了八甲磷，是內(nèi)吸性殺蟲劑的前驅(qū)，后被內(nèi)吸磷取代。,,,八甲磷,內(nèi)吸磷,對(duì)硫磷（1605）,1944年，Schrader合成對(duì)硫磷的殺蟲活性高，殺蟲譜極廣，引起了世界各國的重視，促進(jìn)了有機(jī)磷的迅速發(fā)展，同時(shí)，也是有機(jī)磷殺蟲劑構(gòu)效關(guān)系研究的開始。我國黃瑞林教授1950

17、年合成對(duì)硫磷，1956年天津農(nóng)藥廠開始生產(chǎn)。,,乙基對(duì)硫磷就叫對(duì)硫磷（1605）如果是甲基取代就是甲基1605,1948年，Schrader合成了高效內(nèi)吸磷以后又發(fā)現(xiàn)了敵百蟲等許多有機(jī)磷殺蟲劑,有機(jī)磷殺蟲劑品種多、藥效高、用途廣，作用方式多種多樣，一部分對(duì)人畜低毒，一部分高毒。目前，有機(jī)磷原藥可達(dá)300-400種，加工品種上萬種，因此，有機(jī)磷殺蟲劑仍有很強(qiáng)的生命力。,氨基甲酸酯類殺蟲劑,17、18世紀(jì)，尼日利亞，愛菲克斯人的統(tǒng)治者利

18、用毒扁豆制做的神裁毒藥“esere”行死刑。后來歐洲人發(fā)現(xiàn)“esere”的毒性成分是生物堿，并于1864年分離出毒扁豆堿（physostigmine），1925年確定了分子式，是人類發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)天然氨基甲酸酯類化合物。毒扁豆堿本身是箭毒的解毒劑，可以使瞳孔收縮，能治療青光眼，用量過多會(huì)使人呼吸困難以致死亡，但不能用于殺蟲。人們受氨基甲酸酯毒性的啟示，開始了氨基甲酸酯類農(nóng)藥的研究。,杜邦公司1931年發(fā)現(xiàn)四乙基硫代氨基甲酰硫化物對(duì)蚜蟲有觸

19、殺毒性。此外，福美雙有拒食作用，可以保護(hù)植物不受天幕毛蟲，日本甲蟲，墨西哥豆甲蟲等為害。第一個(gè)真正的氨基甲酸酯類殺蟲劑是由瑞士嘉基公司Gysin博士在1946年左右合成的異索威（選擇性內(nèi)吸殺蚜劑）。,,異索威,毒扁豆堿,美國聯(lián)合碳化物公司1953年合成了甲萘威，1957年命名為西維因并商品化生產(chǎn)。之后氨基甲酸酯類殺蟲劑得到快速發(fā)展。,,應(yīng)該說：大規(guī)模的農(nóng)藥工業(yè)的建立始于第二次世界大戰(zhàn)的末期，其主要標(biāo)志是具有選擇性的苯氧乙酸除草劑。隨后才

20、是有機(jī)氯和有機(jī)磷殺蟲劑進(jìn)入商品應(yīng)用階段。其后，1955-1960年間，在瑞士開發(fā)了三氮苯類除草劑，在英國發(fā)展了季胺鹽類除草劑。1968年，內(nèi)吸殺菌劑苯菌靈（benomyl）被發(fā)明，以及不久后在美國發(fā)現(xiàn)了通過土壤作用的除草劑草甘磷（glyphosate）。標(biāo)志著殺菌劑和除草劑的更大發(fā)展。,來源于天然產(chǎn)物的除草劑種類不多，最成功的事例無疑是草甘磷。它是由Streptomyces hygroscopicus 產(chǎn)生的雙丙氨磷得來。草甘磷是20

21、02年世界上銷售額最大的品種，銷售額為47.05億美元。,,,草甘磷,雙丙氨磷,這一階段的主要特點(diǎn)是：（1）作用對(duì)象多樣化。對(duì)病、蟲、草等有害生物常兼具多種除殺作用。（2） 藥效高。以殺蟲劑為例，有機(jī)氯類的用量為0.1-0.2kg／畝，有機(jī)磷類的為0.05-0.1kg／畝，氨基甲酸酯類的為0.01kg／畝左右：殺菌劑中的二硫代氨基甲酸鹽類（如代森鋅、代森錳等）和二甲酰亞胺類（如克菌丹、滅菌丹等）的每畝用量在0.1kg左右。藥效比無機(jī)

22、類殺蟲劑和殺菌劑提高約5～10倍，除草劑中，如2.4-D的用量為0.05-0.15kg／畝；除草醚為0.13-0.14kg／畝，其用量約為無機(jī)除草劑的1/10。所以這一時(shí)期的農(nóng)藥又稱為高效農(nóng)藥。（3）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，容易產(chǎn)生殘留毒性，長期大量使用會(huì)給環(huán)境帶來污染。,第三階段，“超高效”農(nóng)藥階段（1975年前后至今）,從20世紀(jì)60年代開始，人們從菊科植物體中提取出了具有殺蟲活性的化合物，經(jīng)過結(jié)構(gòu)鑒定，然后模擬合成了擬除蟲菊酯類殺蟲劑。

23、這類化合物比有機(jī)磷類和氨基甲酸酯類等高效殺蟲劑的藥效又高出5~10倍。與此同時(shí)，在殺菌劑和除草劑中，亦同樣出現(xiàn)了一些超高效的有機(jī)合成化合物，如殺菌劑中的三唑酮（粉銹寧）、甲霜靈等，這些藥劑每畝只需0.0083-0.0167kg，約為代森鋅、克菌丹等的1／6～1／12；除草劑中的禾草靈，每畝用量僅為0.06-0.07kg，比70年代前后那些高效除草劑的藥效高出5～10倍。故有人稱它們?yōu)椤俺咝А鞭r(nóng)藥，又叫第三代農(nóng)藥。,擬除蟲菊酯類殺蟲劑（

24、pyrethroid insecticides）,最先來自天然除蟲菊素。1908年起研究其化學(xué)結(jié)構(gòu)。1923年日本的山本第一次證實(shí)除蟲菊素中的酯含有“三碳環(huán)結(jié)構(gòu)”，其殺蟲效果很好，但是持效性太差，在光照下很快氧化，藥效維持不到1d，只能用于室內(nèi)防治衛(wèi)生害蟲。第一次人工合成的擬除蟲菊酯是丙烯菊酯（allethrin）是由美國的Laforge和Schechter于1947年合成成功，于1949年商品化。,丙烯菊酯仍然具有光不穩(wěn)定性。包括隨后

25、出現(xiàn)的芐菊酯，芐呋菊酯，胺菊酯等。 有代表意義的是苯醚菊酯的出現(xiàn)，雖然苯醚菊酯的殺蟲活性并不強(qiáng)大，但由于比較穩(wěn)定的苯環(huán)結(jié)構(gòu)（苯氧基芐醇）代替了醇部分的不飽和結(jié)構(gòu)，光穩(wěn)定性有了改進(jìn)。日本住友公司又在此基礎(chǔ)上，在分子中引入了氰基，毒力大為提高，這一醇部分的改造具有很大意義，因?yàn)檫@一改造，即改善了光穩(wěn)定性，又使毒力提高，住友公司特將這個(gè)醇稱為“住友醇”。這個(gè)醇的出現(xiàn)是后來發(fā)展農(nóng)用除蟲菊酯類殺蟲劑的基礎(chǔ)。,,丙烯菊酯,,苯醚菊酯,1972年

26、英國的Elliott博士用氯代菊酸與苯氧芐醇成功合成的二氯苯醚菊酯（permethrin），并于1977年商品化，是第一個(gè)農(nóng)用除蟲菊酯，藥效比DDT高幾十倍，持效期達(dá)7-10d。,,二氯苯醚菊酯,◆新煙堿類殺蟲劑從天然煙堿的結(jié)構(gòu)出發(fā)，可以合成出一類具有新型雜環(huán)結(jié)構(gòu)的超高效殺蟲劑。20世紀(jì)80年代中期，德國拜耳公司開發(fā)出吡蟲啉，與1991年投放市場，現(xiàn)在已在超過80個(gè)國家60種農(nóng)作物上使用，對(duì)同翅目害蟲高效。20世紀(jì)80年代末，日本曹達(dá)

27、公司開發(fā)成功了氯代煙堿類殺蟲劑吡蟲清（乙蟲脒），1998年在日本實(shí)現(xiàn)商品化。該藥是廣譜性殺蟲劑，除對(duì)同翅目害蟲有效外，對(duì)菜蛾、潛蠅、食心蟲、天牛、薊馬等害蟲也有效。特點(diǎn)是活性高、用量少、持效長又速效，內(nèi)吸性強(qiáng)，還可以作為種子處理劑。此外還有Thiacloprid(拜耳公司)，Nitenpyram（吡蟲氨，日本武田藥品公司），等6個(gè)已經(jīng)報(bào)道的品種。,,,吡蟲啉,吡蟲清,目前，農(nóng)藥已進(jìn)入到“超高效”時(shí)代，但產(chǎn)品仍以有機(jī)化合物為主，而且化學(xué)結(jié)

28、構(gòu)比過去的要復(fù)雜得多。為了對(duì)有害生物有更大的殺傷力，在制造工藝上采用了（過去沒有的）對(duì)不同異構(gòu)體的拆分、差向異構(gòu)、立體選擇合成等一系列高難度技術(shù)。由于這類農(nóng)藥在大田的用量很少，其毒性、殘留、污染等問題大大地減輕了。有些甚至可以說對(duì)環(huán)境幾乎沒有什么問題了。所以這個(gè)“超高效”農(nóng)藥階段，必然會(huì)持續(xù)一個(gè)較長的時(shí)期。但是它們既然對(duì)病菌、害蟲、雜草等有更高的殺傷作用，故對(duì)哺乳動(dòng)物仍然或多或少地會(huì)造成傷害，并不能完全解決它們對(duì)人、畜的毒害和環(huán)境污染的

29、問題。,Strobilurin類農(nóng)藥 Strobilurin類農(nóng)藥是在天然產(chǎn)物β-甲氧基丙烯酸基酯的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的，最簡單的天然β-甲氧基丙烯酸基酯類衍生物為1969年Musilex從某種擔(dān)子菌Oudemansiella mucida中發(fā)現(xiàn)的Oudemansin A和1977年從另一種擔(dān)子菌Strobilurus tenacellusz 中分離得到Strobilurin A。在對(duì)這些天然結(jié)構(gòu)改造過程中，目前已經(jīng)得到了12種殺菌劑和3種殺

30、螨劑，我國的沈陽化工研究院的劉長令等也合成出一種新的這類化合物,獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。這類化合物獨(dú)特的作用機(jī)制（主要是抑制真菌線粒體的呼吸）；廣泛的殺菌譜、杰出的殺菌效果，對(duì)作物良好的選擇性以及對(duì)環(huán)境的相容性而引起廣泛關(guān)注。嘧菌酯（Azoxystrobin）2002年世界銷售額第3的一種殺菌劑。具有這類結(jié)構(gòu)的其它化合物還有殺蟲、殺螨劑（fluacrypyrim,嘧螨酯2001年底上市）和除草活性，開發(fā)前景非常誘人。,,,嘧菌酯,嘧螨酯

31、,近40年來，我國在農(nóng)藥研究方面也取得了長足進(jìn)步，相繼開發(fā)了包括殺菌劑、農(nóng)用抗菌素、除草劑、殺蟲劑和植物生長調(diào)節(jié)劑在內(nèi)的15個(gè)新農(nóng)藥品種。,,乙基大蒜素,,多菌靈,,殺蟲雙,農(nóng)藥發(fā)展史上的第四階段 非殺生性農(nóng)藥的提出與第二代農(nóng)藥,以上三個(gè)階段都是以農(nóng)藥對(duì)有害生物殺傷力的高低來劃分的。雖然它們?cè)谒幮嫌械托?、高效或“超高效”之分，但?shí)質(zhì)上并沒有根本的差異，皆屬于殺生性農(nóng)藥。隨著人們認(rèn)識(shí)的深入，特別是可持續(xù)發(fā)展的觀念引進(jìn)到植物保護(hù)領(lǐng)域之后

32、，人們對(duì)農(nóng)藥的認(rèn)識(shí)有了更大的變化，而且預(yù)測(cè)今后農(nóng)藥商品的發(fā)展，必須走向一個(gè)“非殺生性”的新時(shí)期。 “非殺生性”農(nóng)藥是從對(duì)人類安全和保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，著重挖掘天然活性物質(zhì)，進(jìn)而人工合成仿生農(nóng)藥及其類似物，研究和篩選有特異性生理活性的物質(zhì)，從而達(dá)到能夠控制或改變有害生物的生活習(xí)性、形態(tài)、生長、繁殖規(guī)律等，使其對(duì)農(nóng)作物等造成的危害限制在允許的限度內(nèi)，而不一定要把它們殺死。目前正在研究開發(fā)的昆蟲激素、性信息素、新拒食劑、幾丁質(zhì)合成抑制劑

33、、黑色生物化合物抑制劑、以及轉(zhuǎn)基因的抗蟲植物等，都屬于“非殺生性”農(nóng)藥。,“非殺生性農(nóng)藥” 具有以下特點(diǎn)：（1）對(duì)目標(biāo)有害生物具有選擇性，對(duì)非目標(biāo)生物具有安全性；（2）有效劑量很低，可使毒劑進(jìn)入環(huán)境的量降至較低的水平；（3）僅對(duì)目標(biāo)有害生物有適當(dāng)特效，隨后即適度地降解。因而“非殺生性農(nóng)藥”既能夠有效地防治農(nóng)作物病、蟲、草、鼠害等，又大大降低農(nóng)藥的殘毒量，增加了對(duì)環(huán)境和人、畜等的安全性，顯示出極為廣闊的發(fā)展前景。附：2002年

34、世界銷售額最大的10個(gè)農(nóng)藥品種草甘磷（47.05），吡蟲啉（9.2），嘧菌酯（4.72），馬拉硫磷（4.12），醚菌酯（4.08），百草枯（4.05 ），氟蟲腈（3.66），二甲戊樂靈（3.5），乙酰甲胺磷（3.3），2，4-D（3.25）。,二甲戊樂靈（除草通）,Pendimethalin,二硝基苯胺類，選擇性觸殺型土壤處理劑。用于玉米、大豆、花生、棉花、蔬菜等作為田間防除禾本科雜草和部分闊葉雜草。氟蟲腈（銳勁特） 是苯基

35、吡唑類新型殺蟲劑，是一種作用于γ-氨基丁酸來影響神經(jīng)系統(tǒng)的活性，可以克服其它殺蟲劑產(chǎn)生的抗性。每公頃只需要幾十克就可以有效控制刺吸類和咀嚼式口器的害蟲 醚菌酯新型的甲氧基丙烯酸基酯類衍生物殺菌劑，在我國目前只有山東京博集團(tuán)生產(chǎn)30%的醚菌酯可濕性粉劑來防治白粉病和黑腥病。,生物農(nóng)藥的悄然興起,由于植物農(nóng)藥的缺點(diǎn)，導(dǎo)致了化學(xué)農(nóng)藥的發(fā)展由于化學(xué)農(nóng)藥的缺點(diǎn)導(dǎo)致生物農(nóng)藥的發(fā)展赤霉素是最早

36、的微生物農(nóng)藥產(chǎn)品，來源于植物，后經(jīng)微生物培養(yǎng)、發(fā)酵制得。20世紀(jì)50年代初大量生產(chǎn)。同時(shí)一些醫(yī)用的抗生素也被用于農(nóng)業(yè)上防治植物病害。如鏈霉素、氯霉素等。,20世紀(jì)60~70年代，有機(jī)汞、有機(jī)砷的毒性問題，促進(jìn)了微生物農(nóng)藥的日本的大規(guī)模開發(fā)除蟲菊酯類農(nóng)藥的開發(fā)成功導(dǎo)致生物農(nóng)藥受挫20世紀(jì)90年代，全世界又掀起生物農(nóng)藥的開發(fā)熱潮，包括把生物農(nóng)藥作為先導(dǎo)化合物，通過結(jié)構(gòu)改造來開發(fā)化學(xué)農(nóng)藥。目前每年產(chǎn)值以10~20%的速度遞增，1997

37、年占農(nóng)藥市場的1%左右，1999年7~8%，2002年有人估計(jì)10~20%，當(dāng)然包括轉(zhuǎn)基因植物。,1.3 農(nóng)藥發(fā)展的展望,半個(gè)世紀(jì)以來，有機(jī)合成農(nóng)藥的發(fā)展歷史表明，盡管目前農(nóng)藥仍然存在許多明顯的缺點(diǎn)，特別是對(duì)環(huán)境的污染，進(jìn)而造成對(duì)人類健康的威脅是不容忽視的，但它給人類帶來的好處更為明顯。在20世紀(jì)60年代，美國作家Carlson以其名著《寂靜的春天》為先導(dǎo)，在世界范圍內(nèi)掀起非難農(nóng)藥，甚至主張取消農(nóng)藥的浪潮。但農(nóng)藥并未被取消，而是得到更快

38、的發(fā)展，原因主要有三點(diǎn)：一是農(nóng)藥的毒性；二是農(nóng)藥的持久性；三是農(nóng)藥的無選擇性。,今天，使用不使用農(nóng)藥的爭論仍在繼續(xù)，然而，這種爭論卻從另一個(gè)方面促進(jìn)了農(nóng)藥的開發(fā)和進(jìn)一步的研究。其發(fā)展呈現(xiàn)以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：一是力求開發(fā)那些于生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的農(nóng)藥；二是進(jìn)一步強(qiáng)化農(nóng)藥的安全使用技術(shù)；三是生物農(nóng)藥和植物性殺蟲劑的開發(fā)十分活躍；四是轉(zhuǎn)基因植物抵御病蟲害方面日漸顯示其極大的昧力。,人們對(duì)農(nóng)藥的認(rèn)識(shí)是在不斷深化的。今天，農(nóng)藥的概念，特別是殺蟲劑的概

39、念已發(fā)生了深刻的變化，對(duì)害蟲不是注重于殺死，而是更注重于調(diào)節(jié)，有些化學(xué)農(nóng)藥已改變了過去化學(xué)農(nóng)藥的含義，對(duì)于靶標(biāo)生物不再是“毒物”，而僅僅是增強(qiáng)了作物對(duì)有害生物的抗性，而達(dá)到控制有害生物危害的目的，甚至對(duì)于農(nóng)藥的提法和稱呼也有許多新的名詞，如“生物合理農(nóng)藥”（biorational pesticides），“理想的環(huán)境化合物”（ideal environnlental chemicals.）等等。從農(nóng)藥的經(jīng)營者來說，目前，世界上大的農(nóng)藥

40、化學(xué)公司數(shù)量正在減少，現(xiàn)存的或合并后新成立的化學(xué)農(nóng)藥公司都非常重視并努力尋求那些高效、低毒、低殘留，高選擇性的新農(nóng)藥，并符合更加嚴(yán)格的登記制度。我國學(xué)者鄭斐能在2003年，對(duì)農(nóng)藥的概念進(jìn)行綜合分析后提出，今后農(nóng)藥的發(fā)展方向應(yīng)該是高效、經(jīng)濟(jì)和低副作用。,從殺蟲劑研究開發(fā)的目的和意義來說，其旨在發(fā)現(xiàn)開發(fā)及闡明安全高效的新品種和方法，并最大限度地提高作物產(chǎn)量及確保對(duì)大眾的健康。在過去的60余年，在殺蟲劑的開發(fā)方面可謂是成功的黃金時(shí)代。其開發(fā)

41、研究不僅有益于農(nóng)業(yè)，同時(shí)也促進(jìn)了自然科學(xué)中其他領(lǐng)域的發(fā)展。昆蟲毒理學(xué)已作為環(huán)境毒理學(xué)的基礎(chǔ)，殺蟲劑已成為分析靶標(biāo)酶、受體及通道的必不可少的探測(cè)器。通過對(duì)其安全性探討及分子機(jī)理的闡明，有助于基礎(chǔ)研究的深化。人們對(duì)毒害形式、特殊代謝解毒作用途徑及延緩毒性的新穎靶標(biāo)的認(rèn)識(shí)，無疑也歸功于殺蟲劑的研究。,在20世紀(jì)最后十年，生物工程技術(shù)給農(nóng)藥工業(yè)的發(fā)展帶來了機(jī)大的挑戰(zhàn)，這種挑戰(zhàn)不僅僅是商業(yè)上的，更重要的是觀念上、意識(shí)上和心理上的。從生物工程學(xué)的方

42、面來看，以下跡象足以引起人們重視：一是，人們提倡使用昆蟲特異性基因（不是毒素）和開發(fā)無外源防治劑時(shí)不起作用的嵌合啟動(dòng)子，以用于對(duì)特定昆蟲種群的防治，該防治體系作用迅速且對(duì)環(huán)境安全，假若外源物質(zhì)溫和的話，除了靶標(biāo)害蟲外對(duì)其它昆蟲種類無影響。二是，研究人員對(duì)具有產(chǎn)生防御物質(zhì)調(diào)節(jié)途徑的那些植物的基因操作的興趣越來越大。三是化學(xué)農(nóng)藥仍在發(fā)展，新的超高效雜環(huán)農(nóng)藥將進(jìn)入農(nóng)藥生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域而取代一些效果較低的品種。,隨著“產(chǎn)品無公害化”“綠色食