植物化学保护学

植物化学保护学植物化学保护学 应用农药来防治害虫 害螨 线虫 病原菌 杂草及鼠类等有害生物 保护农 林业生产的一门科学 化学保护或化学防治化学保护或化学防治 应用农药防治农林作物及其产品的有害生物 保护农林业生产的方 法 化学防治与农业防治 物理防治 生物防治等有害生物防治方法一样 都是有害生物 综合治理的措施 化学防治的优点化学防治的优点 高效 用量低 每亩有效成分用量可低于 1 克 防效高 杀虫剂一般高 于 90 杀菌剂高于 70 速效 杀虫剂药后几小时即可见效 使用方便 适应性广 节省劳动力 特别是除草剂 经济效益高 3R 问题 1 有害生物的抗药性 resistance 所有生物都存在着对农药产生抗性的潜在 能力 抗药性可导致防治效果下降 用药量增加 缩短农药品种的使用寿命 加重农药对 环境的破坏作用等 2 害虫的再猖獗发生 resurgence 农药大量杀伤害虫的天敌 导致 害虫失去自然的天敌控制作用 引起主要害虫发生为害更加严重 次要害虫上升为主要害 虫 3 农药残留 residue 农药使用后残留于农产品和环境中的农药 影响农产品安全 和环境生态 三致三致 问题 指农药对高等动物的致突变 致癌 致畸致突变 致癌 致畸作用 由于加强了农药的毒理安 全性评价研究 目前使用的农药品种基本上不存在 三致 的风险 急性中毒急性中毒 问题 我国每年有 10 多万人农药中毒 死亡人数近万人 生产 运输过程 使用过程 缺乏保护措施 环境条件 农产品中的残留 高毒品种 不按农药安全合理使 用准则使用 误服 农药产品包装越来越像食品包装 自杀 有机磷 百草枯 药害问题药害问题 农药的不合理使用会造成对农作物的伤害 导致农作物生长受抑制 落花落果 等 甚至绝收 除草剂的药害问题最为突出 农药产品的名称 由三部分组成农药产品的名称 由三部分组成 1 有效成分含量 固体制剂用质量分数 表示 液体制 剂用质量分数 或质量浓度 g L 表示 2 通用名称 3 剂型名称 如 2 5 溴氰菊酯乳油 混配剂 1 单剂有效成分含量之和 2 两单剂名称的第一个字 含量高在前 3 剂型名称 如 40 辛 阿乳油 39 5 辛硫磷 0 5 阿维菌素 根据作用方式分类 杀菌剂 杀菌剂 保护性杀菌剂 在病害流行前 即当病原菌接触寄主或侵入寄主之前 施用于植物体可能 受害的部位 以保护植物不受侵染的药剂 治疗性杀菌剂 在病原菌侵入植物或发病以后施用 可抑制病菌生长或致病过程 使植物 病害停止发展或使植株恢复健康的药剂 根据作用方式分类 除草剂 除草剂 1 输导型除草剂 施用后通过植物的内吸作用传至杂草的敏感部位或整个植株 使之中毒死 亡的药剂 2 触杀性除草剂 不能在植物体内传导移动 只能杀死所接触到的植物组织的药剂 3 选择性除草剂 即在一定的浓度和剂量范围内对杂草有效而对作物安全的药剂 4 灭 生性除草剂 在常用剂量下可以杀死所有接触到药剂的绿色植物体的药剂 5 土壤处 理剂 施用于土壤 对杂草起封杀作用的药剂 6 茎叶处理剂 施用于杂草茎叶而起杀 草作用的药剂 毒力毒力 是衡量农药对有害生物毒杀作用大小的指标之一 是药剂对有害生物所具有的内在 致害能力 毒性毒性 农药对非靶标生物的毒杀能力 药效药效 衡量药剂效力大小的指标之一 是药剂在各种环境因素下 对有害生物综合作用 的效果 也称防治效果 药效是在田间条件下测定的 对指导生产防治更具有实际意义 药效的表示方法一般根据防治对象 作物种类等而不同 常以调查防治前后有害生物种群 数量变化 作物受害程度 产量等评价药效大小 农药的发展方向 农药的发展方向 1 高效 低毒 低残留和对环境友好的农药品种开发是主攻方向 2 农药剂型朝着有利于环境的方向发展 水基化 由于乳油中的甲苯 二甲苯等有机溶剂 对环境的污染 我国已于 2009 年起不再审批乳油产品项目 粒状化和省力化是农药剂型 的主流 3 大力发展高效药械 我国落后的农药施药器械造成农药的大量流失 农药利用率低 于 40 严重影响防治效果和污染环境 开发和推广高效药械的应用是当务之急 原药原药 未经加工的农药 原药一般含有有效成分 异构体和杂质 固体原药称为原粉 液 体原药称为原油 制剂制剂 经过加工的农药称为农药制剂 制剂一般包含原药和助剂 剂型剂型 具有一定组分和规格的农药加工形态 如乳油 可湿性粉剂 微乳剂等 一种剂型 可以制成不同用途 不同含量的产品 也就是农药制剂 助剂 助剂 在农药加工或使用过程中 用于改善药剂的理化性质的辅助物质 称为农药助剂 助剂本身一般并无生物活性 但能明显提高农药的防治效果 在某些情况下 助剂对药效 的发挥甚至起到决定性作用 由于农药种类繁多 性质各异 剂型加工要求不同 因此 需要不同类型的助剂来实现剂型加工的要求 农药加工的必要性农药加工的必要性 1 大多数原药不溶于水 不能直接兑水使用 经过加工的原药 才能 兑水使用 2 单位面积所需的农药量很少 未加工的农药很难在大面积上均匀撒施 经过 加工可提高药剂的分散度 有利于均匀撒施 3 农药经过加工后 可改善其理化性质 便 于使用 扩大使用范围 提高其对靶标的粘着性 穿透性 从而提高药效 也可提高药剂 对人畜 作物的安全性 助剂的种类及性能助剂的种类及性能 填填料料 固态农药剂型 可湿性粉剂 粉剂等 加工时 为调节成品含量和改善物理性状而 配加的固态物质 如滑石粉 高岭土 陶土 硅藻土等 填料一方面可以作为原药的稀释 物 提高原药的分散度 另一方面可作为原药的载体 使原药便于机械粉碎 溶剂溶剂 用于溶解农药原药的助剂 如甲苯 二甲苯等 主要用于乳油加工 表面活性剂 表面活性剂 能在液体表面形成单分子层 并显著降低液 液或液 固表面间界面张力的物 质 表面活性剂是农药助剂中用途最广 用量最大的一类助剂 包括乳化剂 润湿剂 分 散剂 粘着剂等 润湿剂润湿剂 能降低水的表面张力 使药剂易于被水润湿的表面活性剂 主要用于可湿性粉剂 悬浮剂等 可使不溶于水的药剂表面被水润湿而分散悬浮于水中 提高药剂用水稀释后在 药液中的悬浮率 也可使药液喷洒到靶标表面上易于液珠的展布 从而提高药效 乳化剂 乳化剂 能使原来不相溶的两相液体 油 水 其中一相液体以极小的液珠稳定地分散在 另一相液体中 形成透明或半透明的乳浊液 起这种作用的助剂称为乳化剂 主要用于配 制各种乳油 浓乳剂等 分散剂 分散剂 可提高或改善药剂分散性能的助剂 分散剂主要是通过降低表面张力 来阻止固 液分散体系中药剂粒子的聚集 使制剂不凝结 或提高药液的悬浮率 主要用于悬浮剂 水分散性粒剂 微乳剂 水乳剂等剂型加工 增效剂 增效剂 本身无生物活性 但与药剂混用时 可大幅度提高药剂的毒力和药效的助剂 农药剂型的发展方向农药剂型的发展方向 1 水基化 近年来 对农药制剂中使用有机溶剂的限制日益严格 二甲苯等有机溶剂有被禁用的趋势 在欧盟已被限用 我国已于 2009 年起不在审批新的 乳油产品项目 因此 以水部分或全部代替乳油中有机溶剂的剂型越来越受重视 如浓乳 剂 微乳剂 水乳剂等 2 粒状化 传统的粉剂和可湿性粉剂在生产和使用时存在飘移问 题 液体剂型存在不便于包装和运输的问题 剂型的粒状化就可以很好地解决这些问题 如近年来兴起的干悬浮剂和水分散性粒剂 3 省力化 省力化的剂型可以不用施药器械 施用效率高 如撒滴剂 泡腾剂 这些剂型只需徒手定点将药剂撒施 每亩 8 10 个点 药剂就可以依靠优异的分散性能 均匀地分布于田间 主要的农药剂型 主要的农药剂型 1 乳油乳油 是目前大多数杀虫剂的主要剂型 主要由原药 溶剂和乳化剂等成分混合而成 具有药效高 耐雨水冲刷 渗透性强 持效期长 是目前药效最好的剂型 使用方便 可 按任意比例兑水稀释成乳浊液 供喷雾 毒土 拌种等使用 易加工 耐储存等特点 技 术质量指标主要有外观性状 均相透明 无浮油无沉淀物 乳化性能和乳浊液的稳定性等 2 可湿性粉剂可湿性粉剂 大多数农药均可加工成可湿性粉剂 特别是不溶于有机溶剂的品种 杀菌 剂以可湿性粉剂为主 主要由原药 填料和润湿剂等组成 特点是使用方便 兑水成悬浮 液 可供喷雾 毒土 拌种等 不需有机溶剂 但药效一般 质量指标主要有粒度 润湿 性能 悬浮率等 3 颗粒剂 颗粒剂 由原药 载体和助剂加工成的粒状农药剂型 具有使高毒农药低毒化 使用安 全 方便等优点 很多高毒农药品种都加工成颗粒剂 4 水分散性粒剂水分散性粒剂 入水后能迅速崩解 分散形成悬浮液的粒状农药剂型 5 悬浮剂悬浮剂 固体原药分散 悬浮在含有多种助剂的水相介质中 能流动的高浓度粘稠剂型 具有粒度细 悬浮率高 药效好 制剂臭味小 无有机溶剂 使用方便等特点 6 种衣剂种衣剂 种衣剂是近年来迅速发展的剂型 通过改地上施药为地下用药 改田间施药为 播前用药 可减少药剂流失 提高药剂利用率 最突出的优点是对作物苗前的病虫害防治 效果好 既能省工省药 又能保护天敌 提高用药安全性 减少对环境的污染 种衣剂的 配方是根据种子类型和防治对象而定的 另外添加一定量的粘着剂 使种子处理后药剂在 种子上形成要膜 农药的施用方法农药的施用方法 1 喷雾法 喷雾法 2 喷粉法喷粉法 3 撒施法撒施法 4 熏蒸熏蒸 法法 5 种苗处理法种苗处理法 6 土壤处理法土壤处理法 如何提高药效 如何提高药效 影响药效的因素很多 但归纳起来主要是三个方面 药剂 防治对象和环境条件 实际上 药效就是药剂 防治对象和环境条件三者之间综合作用的结果 我们在采用化学防治时 必须根据具体的环境条件 充分掌握药剂的性能特点及有害生物 的发生为害规律 充分利用有利因素 控制不利因素 做到科学合理用药 才能获得好的 防治效果 农药合理使用准则 农药合理使用准则 是国家颁布的农药使用技术规范 亦称农药安全使用标准 是农药管 理的一种措施 目的在于指导科学 合理 安全使用农药 到达既能有效地防治农作物有 害生物 又使收获的农产品中的农药残留量低于规定的限量标准 我们必须研究和制定各 种农药在防治各种农作物有害生物时的各项技术指标 控制施药量 施药次数和安全间隔 期等 以到达保证防治效果和减少农药污染的目的 每项准则中包括适用作物 农药制剂 每亩每次最高施药量或施药浓度 施药方法 每季最多使用次数 最后一次施药距收获的 天数 安全间隔期 最高残留限量等 与发达国家相比 我国制定的农药合理使用准则国 家标准远远达不到指导农药科学使用的要求 为此 农业部已责成有关部门在三年内新制 定农药合理使用准则国家标准 1 万项 研究杀虫剂作用机理的意义研究杀虫剂作用机理的意义 为新农药的创制提供有益的线索 发现新的作用靶标 构效关系分析 为科学合理使用提供依据 合理混用 轮用 为农药中毒的解毒提供理论支持 神经毒剂的作用机理 神经毒剂的作用机理 当前 绝大多数杀虫剂都是神经毒剂 它们主要是通过阻断神经传 导而使昆虫致死 神经传导分为轴突传导轴突传导和突触传导突触传导 昆虫生长调节剂的作用机理 昆虫生长调节剂是一类影响昆虫正常生长和发育的化合物 可分为三类 几丁质合成抑制剂几丁质合成抑制剂 蜕皮激素类似物蜕皮激素类似物和保幼激素类似物保幼激素类似物 害虫的抗药性机制 害虫的抗药性机制 昆虫之所以能在杀虫剂的选择压力下产生抗性 是在各种抗性基因的 控制下 生理生化发生改变而引起的 抗性基因的存在是产生抗性的根本原因 昆虫生理 生化的改变是产生抗性的直接原因 昆虫对杀虫剂产生抗药性的机制 可分为行为机制和生理生化机制两种 行为机制 主要是由于害虫改变原来的某些行为而避免接触到药剂 因此获得抗性 生理生化机制主要包括生理生化机制主要包括 1 穿透性降低 穿透性降低 2 解毒代谢增强 解毒代谢增强 3 靶标部位敏感性降低等 靶标部位敏感性降低等 杀虫剂的主要类型及其品种 一 有机氯杀虫剂有机氯杀虫剂 是具有杀虫活性的氯代烃的总称 代表品种为 DDT 和六六六 这类 杀虫剂由于其高残留的特性 绝大部分品种已被禁用 但三氯杀螨醇和硫丹这两个品种还 在应用 特点 1 高度稳定 以 C C C H 和 C Cl 键 为主 2 强亲脂性 3 具有生物富集作用 就是农药通过食物链不断被累积的现象 二 有机磷杀虫剂二 有机磷杀虫剂 磷是一个与生命过程关系密切的元素 其有机化合物是细胞原生质的 必要组分 人工合成的有机磷化合物作为生物活性物质广泛应用于农药和医药领域 在农 药方面 它不但可以作为杀虫剂 杀螨剂 而且也可以作为除草剂和植物生长调节剂 有 机磷杀虫剂已发展成有机农药中品种最多 产量最大的一类目前 最常用的有机磷杀虫剂 品种有 毒死蜱 辛硫磷 敌敌畏 敌百虫 三唑磷 丙溴磷 乙酰甲胺磷 乐果 氧化 乐果 水胺硫磷 杀扑磷等 毒死蜱是用量最大的有机磷品种 属中等毒性品种 三 氨基甲酸酯类杀虫剂三 氨基甲酸酯类杀虫剂 氨基甲酸酯是在甲酸酯化合物中 连接在碳原子上的氢被氨基 取代的化合物 特点 1 杀虫范围不如有机磷杀虫剂那样广 一般不能用以防治螨类和介壳虫类 但能有效地防 治叶蝉 飞虱 蓟马 蚜虫等 2 作用靶标是乙酰胆碱酯酶 3 大多数品种作用迅速 持效期短 选择性强 一般对天敌比较安全 4 大多数品种对 高等动物毒性低 但少数品种为剧毒 如克百威 呋喃丹 在海南已禁用 涕灭威 为毒 性最高的农药品种 5 不同类型的品种 生物活性 防治对象和毒性差异很大 6 高等动物中毒的解毒药剂 为阿托品 产品 克百威 异丙威 叶蝉散 丁硫克百威 灭多威等 克百威 呋喃丹 是防治地下害虫的优异品种 它被禁用后 一直没有很好解决替代品种的问题 丁硫克百 威为低毒品种 是克百威的衍生化产物 是高毒品种低毒化的典范 但其在作物上的代谢 产物含有克百威 四 拟除虫菊酯类杀虫剂四 拟除虫菊酯类杀虫剂 拟除虫菊酯类杀虫剂是一类根据天然除虫菊素化学结构而仿生 合成的杀虫剂 由于它杀虫活性高 击倒作用强 对高等动物低毒及在环境中易生物降解 的特点 已经发展成为七十年代以来有机化学合成农药中一类极为重要的杀虫剂 特点 1 广谱 但大多数品种对植食性螨类以及介壳虫类防效较差 2 高效 速效 3 对高等动物毒性低 但大多数品种对蜜蜂 鱼类及天敌昆虫毒性高 4 具有强大的触 杀作用 无内吸作用 5 对害虫天敌杀伤力强 易引起害虫的再猖獗发生 如在果园使用 易引起螨类爆发 6 易引起害虫产生抗药性 抗性发展快 水平高 品种间抗性差异小 抗药性问题已严重 威胁拟除虫菊酯的使用寿命 我国至今没有允许拟除虫菊酯类杀虫剂在水稻上登记使用 其原因是 1 对水生生物毒性 高 2 对水稻害虫的主要天敌杀伤力强 易引起稻飞虱等害虫的再猖獗发生 重要品种 溴氰菊酯 敌杀死 氯氰菊酯 安氯宝 顺式氯氰菊酯 奋斗呐 高效氯氰菊酯 氯氟氰菊酯 功夫 甲氰 菊酯 灭扫利 联苯菊酯 天王星 醚菊酯 其对鱼的毒性较低 是我国第一个在水稻上登记的拟除虫菊酯类杀虫剂品种 五 沙蚕毒素类杀虫剂 五 沙蚕毒素类杀虫剂 这是一类以动物源产物为模型开发成功的合成杀虫剂 但由于其 先导化合物结构的局限性 目前开发的品种很少 在生产应用的仅有 3 4 个品种 这类杀虫剂的先导化合物是沙蚕毒素 nereistoxin 是从生活在海滩上的沙蚕体内分离出 的一种杀虫活性物质 特点 1 具有与有机磷 氨基甲酸酯类杀虫剂不同的作用机制 作用于乙酰胆碱受体 2 对高 等动物 水生动物毒性低 但对蜜蜂 家蚕毒性大 易降解 3 具有强内吸性 是鳞翅 目害虫 特别是螟虫的特效药 4 对某些作物易造成药害 特别是高温和幼苗期 如白菜 甘蓝等十字花科蔬菜 豆类 柑橘等 重要品种 杀虫双 杀虫单 杀螟丹 巴丹 六 昆虫生长发育调节剂六 昆虫生长发育调节剂 昆虫生长调节剂是一类影响昆虫正常生