農藥概論

(植物化學保護)

呂環照（2012.秋）《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第1頁!緒論農藥學的概念以及農藥的內涵

農藥發展史及其趨勢農藥學研究的領域農藥學面臨的問題

農藥在農業生產中的重要意義農藥和化學防治的特點《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第2頁!一、農藥學概念以及農藥的內涵

1、農藥學概念農藥學主要研究農藥的創制與合成，劑型加工，農藥作用機理，病、蟲、草害的抗藥性與科學使用，農藥殘留與環境毒理等，是一門化學與生物學、環境科學、農學等相結合的交叉學科。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第3頁!2、農藥的內涵（1）預防、消滅或者控制危害農業、林業的病、蟲、草和鼠、軟體動物等有害生物的；（2）預防、消滅或者控制倉儲病、蟲、鼠和其他有害生物的，如米蟲、玉米象、擬谷盜等；（3）調節植物、昆蟲生長的；（4）用于農業、林業產品防腐或者保鮮的；（5）預防、消滅或者控制蚊、蠅、蜚蠊、鼠和其他有害生物的；（6）預防、消滅或者控制危害河流堤壩、鐵路、機場、建筑物和其他場所的有害生物的化學物質。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第4頁!天然產物應用階段是指從人類懂得應用一些植物和礦物等天然產品防治病蟲開始，直至19世紀40年代為止。

除蟲菊煙草魚藤1、農藥的發展史《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第5頁!我國古代《周禮》中記載渭莽草、蜃炭灰、牡菊、嘉草等可用于殺蟲。1637年成書的《天工開物》已提到白砒的燒制和應用（種苗處理），可見當時亞砷酸的生產規模及作為農藥的重要性。《本草綱目》記載：砒石（As2O3）、雄黃（As2S3）、石灰，百部、苦參等都有殺蟲作用。我國農民很早就應用魚藤來殺蟲，200年前已使用煙草防治水稻螟蟲。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第6頁!人工制造的無機農藥時期

19世紀中期~20世紀40年代；標志性事件：無機農藥最早出現是石硫合劑與波爾多液。1851年，法國人格里森以等量石灰與硫磺加水共煮，制取了格里森水，石硫合劑基本定型。1882年法國人米拉特在波爾多地區發現硫酸銅與石灰水混合液能防治病害，并取名為波爾多液。1890年吉勒特提出制造砷酸鈣殺蟲。在莫爾頓和弗納爾德的努力下，砷酸鉛也于1894年面市，并于1906年開始大規模生產、使用。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第7頁!1874年德國化學家Zeidler蔡德勒合成出DDT；1939年瑞士化學家PaulMüller發現DDT能夠有效地殺死昆蟲;1944年1月，意大利那不勒斯戰役中虱傳播的斑疹傷寒流行，盟軍用DDT消滅了由寄生蟲傳播的傳染病---斑疹傷寒;Müller在1948年被授予諾貝爾生理學或醫學獎;1962年，美國科普作家RachelCarson出版了《寂靜的春天》;目前世界上大部分國家已經禁止生產、使用DDT，中國自1983年4月已停止生產并逐步停止使用。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第8頁!RachelCarson(1907~1964)《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第9頁!1）主要品種類型（1）有機氯：DDT，666等;（2）有機磷：甲胺磷等;（3）氨基甲酸酯：滅多威等;（4）沙蠶毒素：殺螟丹等;（5）擬除蟲菊酯：氯氰菊酯等。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第10頁!作用特異和與環境友好階段

20世紀末——

主要特征：

1）作用緩慢但影響長遠（蟲酰肼）

2）結構和作用靶標新穎（氟蟲腈）

3）活性高（甲維鹽）

4）低毒安全（康寬）

5）不易產生抗藥性

6）加工與使用技術明顯提高（水分散粒劑）《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第11頁!目標要求:1）靶標新穎；2）選擇性高；3）有適當持效期；4）易降解；5）不易產生抗藥性；6）使用簡便。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第12頁!3）開發新靶標化合物如作用于昆蟲魚尼丁受體的化合物（康寬）。導致內部鈣離子無限制地釋放，阻止肌肉收縮，從而使害蟲迅速停止取食，出現肌肉麻痹、活力消失、癱瘓，直至徹底死亡。4）發展昆蟲生長發育調節劑主要指保幼激素、蛻皮激素、幾丁質合成抑制劑和不育劑等。它們并不直接殺死害蟲，但能夠干擾害蟲的行為或生理生化過程，達到控制害蟲種群的目的。如烯蟲酯、蟲酰肼和滅幼脲等。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第13頁!基因工程防治：以Bt棉為例優點：1.可以減少化學農藥的使用

2.對靶標害蟲防效較高，特別是鉆蛀性害蟲

3.抗蟲棉能夠持續表達殺蟲蛋白，與其他措施兼容性好

4.和化學農藥無交互抗性

5.對非靶標生物安全

6.對環境安全缺點：1.很難同時防治同一作物上的多種病蟲害

2.選擇壓持久，有潛在抗性風險

3.易導致次要害蟲上升關鍵：不僅僅是純技術上的問題《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第14頁!四、農藥學面臨的問題1、抗藥性2、殘留毒性3、再猖獗4、次要害蟲上升為主要害蟲《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第15頁!殺蟲劑起了選擇壓力的作用。抗藥性程度，一般通過比較抗性品系和敏感品系的致死中量的倍數來確定，對農業害蟲來說，如果抗性倍數在5倍（衛生害蟲在5-10倍）以上，一般說昆蟲已產生了抗藥性。抗性倍數愈大，其抗性程度愈高。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第16頁!農藥農業有害生物靶標作物無害分解物大氣水體土壤在收獲物上的殘留非靶標生物：魚、蝦等水生生物鳥禽等野生生物益蟲微生物非靶標作物：后茬作物周邊作物

使用人、畜《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第17頁!3、再猖獗再猖獗(Resurgence)：是指使用某些農藥后，害蟲密度在短時期有所降低，但很快出現比未施藥的對照區增大的現象。害蟲再猖獗的原因是復雜的，概括起來有：1、天敵區系的破壞；2、殺蟲劑殘留或代謝物對害蟲的繁殖有刺激作用；3、化學藥劑改變了寄主植物的營養成分等。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第18頁!4、次要害蟲上升為主要害蟲例如：有效防治棉鈴蟲后，棉田的煙粉虱和綠盲蝽危害加重；利用抗蟲棉后棉田螨害嚴重；闊葉作物田的闊葉雜草防除難等。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第19頁!

病、蟲、草、鼠等有害生物對農作物及其產品造成的損失平均為收獲量的30%～35%,收獲后的損失估計為10%～20%。作物損失率甘蔗54%水稻47.1%玉米35.6%棉花33.9%小麥24.4%《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第20頁!六、農藥和化學防治的特點高效性：許多新的化合物每畝使用的有效成分質量在1g或1g以下。如硝基亞胺類、二酰胺類殺蟲劑、甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑、磺酰脲類、咪唑啉酮類除草劑等。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第21頁!方便性：單位時間和勞動者可以實施大面積防治，對于防治一些暴發性病蟲害尤為重要。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第22頁!應急性：突發災害發生時唯一有效方法。在突發或暴發性病蟲害時，如蝗蟲、粘蟲和飛虱以及銹病和白粉病發生時，只有采用化學防治方法才能夠快速、及時將其撲滅。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第23頁!2005年大量西藏飛蝗成蟲遷入青稞田危害《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第24頁!小麥條銹病《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第25頁!日本：未用除草劑，每畝（折算）需除草工時為330小時使用除草劑，每畝（折算）僅為28.8小時增產：

美國（殺線蟲劑）甜菜175%大豆91%菲律賓（除草劑）水稻50%巴基斯坦（殺蟲劑）蘋果7.1%節省勞力：

《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第26頁!教材徐漢虹主編《植物化學保護》第四版2007中國農業出版社《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第27頁!雜志《農藥》、《世界農藥》、《農藥學學報》、《植物保護》、《植物保護學報》、《昆蟲知識》、《昆蟲學報》、《中國農業科學》、《PesticideScience》、《PesticideBiochemistryandPhysiology》、《PesticideWorld》、《AgriculturalChemicals》、《AgriculturalChemicalsResearch》、《ChemicalAbstracts.CA》、《Journalofagricuturalandfoodchemistry》、《JournalofEconomicalEntomology》《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第28頁!什么是農藥？

根據《農藥管理條例》，目前我國所稱的農藥(pesticides)主要是指用于預防、消滅或者控制危害農業、林業的病、蟲、草和其它有害生物以及有目的地調節植物、昆蟲生長的化學合成或者來源于生物、其它天然物質的一種物質或者幾種物質的混合物及其制劑。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第29頁!二、農藥發展史及其趨勢1、農藥的發展史天然產物應用階段人工制造的無機農藥時期有機合成農藥時期作用特異和與環境友好階段2、農藥發展的趨勢總目標目標要求研發方向和途徑《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第30頁!植物藥物：煙草、百部、狼毒、魚藤、除蟲菊、巴豆和藜蘆等。礦物類：砷化物、石灰、硫磺、銅和汞等。早期人類把包括危害農作物的病、蟲、草、鼠害在內的嚴重自然災害視為天災。前古希臘詩人荷馬在其著作中曾提到用硫磺熏蒸可以防病治蟲。公元前１１００年羅馬人使用藜蘆防治蟲、鼠害。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第31頁!《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第32頁!有機合成農藥時期20世紀40年代~20世紀末；標志性事件：DDT的合成與應用《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第33頁!

PaulMüller(1899-1965)TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1948

《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第34頁!《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第35頁!2）特征（1）使用量低；（2）防效高；（3）作用迅速；（4）作用譜廣；（5）毒性較高，對天敵殺傷力大，有機氯類性質穩定，不易分解，存在殘留殘毒等問題。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第36頁!2、農藥發展的趨勢

總目標:“綠色”“環保”“與環境相容（友好）”，符合現代農業的持續發展要求。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第37頁!研發方向和途徑:1）從天然產物中篩選先導化合物許多生物通過長期的自然選擇和生存斗爭，本身產生某些能夠防御有害生物侵害的化合物，分離提純這些物質并分析其結構，以此為模板，即可人工合成活性高的類似結構，如擬除蟲菊酯、沙蠶毒素等。2）開發新型高效安全化合物例如煙堿類殺蟲劑：吡蟲啉，噻蟲嗪和啶蟲脒等。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第38頁!5）改造老品種，研制新劑型一些老品種經結構改變，高毒變低毒，或在環境中穩定性降低。如從甲胺磷開發出乙酰甲胺磷；從克百威到丁硫克百威、丙硫克百威。新化合物毒性下降到20-50分之一，活性不變，殺蟲譜發生變化。加工劑型溶劑已轉用安全的，如以水為主的懸浮劑（SC）、干懸浮劑（DF）、片劑（DT）、水溶性粒劑（SG）、水分散性粒劑（WG）和水乳劑（EW）等6）基因工程應用將抗蟲抗病或抗除草劑基因轉入作物體內，培育新的轉基因作物，如抗蟲棉、玉米和馬鈴薯；以及抗草甘膦大豆、玉米、棉花等。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第39頁!三、農藥學研究的領域1）農藥合成和生產；2）農藥的加工及應用技術；3）農藥的作用機理和有害生物的抗藥性；4）農藥的生物測定；5）農藥分析及殘留；6）農藥毒性和毒理；7）農藥環境毒理等。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第40頁!抗藥性(Resistance)：昆蟲具有耐受殺死正常種群大部分個體藥量的能力，在其種群中發展起來的現象。交互抗性（CrossResistance）：昆蟲的一個品系由于相同的抗性機理或相似作用機理或類似化學結構，對于選擇藥性以外的其它從未使用過的一種藥劑或一類藥劑也產生抗藥性的現象。負交互抗性：指昆蟲的一個品系對一種殺蟲劑產生抗性后，反而對另一種未用過的藥劑變得更為敏感的現象。多抗性（MultipleResistance）：指昆蟲的一個品系由于存在多種不同的抗性基因或等位基因，能對幾種或幾類藥劑都產生抗性。1、抗藥性《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第41頁!2、殘留毒性殘留毒性(Residue)：農藥使用后，農藥及其代謝物的物質殘存。農藥殘留主要由于一部分農藥具有很強的化學穩定性，施用后不易降解，仍有大部分或部分殘留在土壤中，作物上及其它環境中。其危害嚴重，主要有：對作物的污染；對后茬作物的影響（藥害）；對大氣、水系和土壤的污染；對水生動物、禽、獸、食品、人體污染；生物富集作用；殺傷天敵昆蟲、蜘蛛、螨類、蜜蜂、家蠶和土壤生物等。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第42頁!《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第43頁!再猖獗的報道很多。如田間施用溴氰菊酯后，會導致稻褐飛虱再猖獗，原因之一在于其對天敵的殺傷力大于褐飛虱，導致了天敵數量的降低。此外，溴氰菊酯還可刺激雌性褐稻虱的產卵量，并使水稻有更多的分蘗和葉片，導致褐稻虱的遷入量的增加。在常用濃度下，西維因、甲基對硫磷、克百威和馬拉硫磷等極易顯著的使柑橘葉螨產生再猖獗。施藥次數越多，越易產生再猖獗。《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第44頁!世界五大難題：人口、糧食、能源、自然資源、環境問題人口1975：40.58億，耕地14.8億公頃2000：60.52億，耕地15.5億公頃2005：64.77億21世紀中葉：90-120億五、農藥在農業生產中的重要意義人口增加了50%耕地增長不到5%《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第45頁!有害生物世界中國昆蟲10000838線蟲8~10萬——微生物>2千742雜草>1千64鼠——22人們與農業有害生物的斗爭是永無止境的！化學防治是各種防治措施中最有效的一種！《緒論植物化學保護》課件共54頁，您現在瀏覽的是第46頁!