农药的基本概念

农药的基本概念第1页/共74页第一讲农药的基本概念一、农药发展史二、农药的基本概念第2页/共74页一、农药发展史天然药物时代（约19世纪70年代以前）；无机合成农药时代（约自19世纪70年代至20世纪40年代中期）；有机合成农药时代（自20世纪40年代中期至今）。第3页/共74页（一）天然药物时代公元前1200年古代人用盐和灰除草；公元前1000年古希腊诗人荷马在其著作中曾提到用硫磺熏蒸可以防治病虫害；公元前100年罗马人使用藜芦防治虫、鼠害；我国早在东汉时（公元25～200年）就能制造小批量的白砒；1031年北宋欧阳修的《洛阳牡丹记》中有用硫磺治花虫的记载；第4页/共74页1637年成书的《天工开物》已提到白砒（亚砷酸）的烧制和应用。17世纪以后在民间使用多年的烟草、除虫菊和鱼藤三种杀虫植物先后被加工成制剂作为农药使用；1800年美国人Jimtikoff发现高加索部族用除虫菊花粉灭虱、蚤，其子于1828年将除虫菊花加工成防治卫生害虫的杀虫粉出售；1848年奥克斯利开始制造鱼藤根粉。另外，还有两种植物红海葱和马钱子碱在早期也曾作为杀鼠剂使用，但对后世的影响不大。第5页/共74页白花除虫菊(19世纪40年代)第6页/共74页鱼藤第7页/共74页（二）无机合成农药时代19世纪70年代～20世纪40年代中期发展了一批人工制造的无机农药（包括氟、砷、铜、汞、锌等元素方面的化合物），也有一些如丁氧硫氰醚、二硝基邻甲酚、福美双等初级有机农药问世，但占主导地位的是无机农药。石灰与硫磺在一起调制成农用药剂始于19世纪初期，到1851年法国人格里森以等量石灰与硫磺加水共煮制取格里森水；1882年法国人米亚尔代在波尔多地区发现硫酸铜与石灰水混合液有防治葡萄霜霉病的效果并因以得名；第8页/共74页巴黎绿（亚砷酸铜与醋酸铜形成的络盐）约在1865年开始用来防治马铃薯甲虫；1890年吉勒特提出制造砷酸钙，1892年化学家莫尔顿建议把砷酸二钠与醋酸铅混合使用防治马铃薯吉普赛蛾；砷酸钙比砷酸铅含砷量高，制造成本低，于1906年开始大规模生产，用于防治象甲及棉大卷叶虫；20世纪以前也是无机除草剂使用盛期，品种有亚砷酸盐、砷酸盐、硼酸盐和氯酸盐等，用于清理场地、铁路、沟渠、边防等处的杂草及灌木。第9页/共74页（三）有机合成农药时代前期（40年代中期至60年代末期）：农药化合物、化学结构、类型和品种蓬勃发展，用量每公顷约为0.75-3千克，比无机农药时代单位面积用药量下降了一个数量级；在杀虫剂方面：有机氯、有机磷和氨基甲酸酯三类神经毒剂先后开发应用，并成为杀虫剂的三大支柱；有机氯杀虫剂的主要代表是DDT和六六六。1814年德国化学家蔡德勒全成的DDT到1939年才由缪勒发现它的优异的广谱杀虫作用，成为大规模使用有机广谱杀虫剂的开端；1925年英国人法拉弟合成六六六，1942年法国和1945年英国独立地发现其杀虫作用，随后陆续有毒杀芬、氯丹、狄氏剂和艾氏剂等进入市场。第10页/共74页有机磷杀虫剂出现于40年代初期，德国人施拉德领导的研究小组开发了一系列有机磷神经毒剂，1943年特普（TEPP）第一个商品化用于农业害虫防治，1944年合成的对硫磷是战后第一个大吨位的有机磷杀虫剂；氨基甲酸酯类杀虫剂是50年代由瑞士嘉基公司首先研制的，60年代达发展盛期，第一个实用品种甲萘威为美国联合碳化物公司开发，随后开发的品种有涕灭威、克百威、灭多威等内吸剂，速灭威、仲丁威可用于防治稻飞虱，抗蚜威是高效杀蚜剂，恶虫威专用于防治蟑螂；这时还开发了一些专用杀螨剂如三氯杀螨醇、三氯杀螨砜等；仿生的沙蚕毒素类杀虫剂如杀螟丹、生物杀虫剂苏云金杆菌也进入实用化，1969年布特南特从家蚕中分离到蚕醇，开始了昆虫信息素研究的历史。第11页/共74页在杀菌剂方面：40年代之前有机汞、醌类及福美双等保护性有机杀菌剂虽已初露端倪，但品种甚少；40年代以来开发了为数众多的叶面保护剂及拌种剂，如二硫代氨基甲酸酯中的福美铁、代森锌，拌种剂五氯硝基苯、防治稻瘟病的稻瘟净，广谱杀菌剂百菌清等；60年代末期，某些内吸治疗作用杀菌剂的开始出现，如氧硫杂芑类的萎锈灵、苯并咪唑类的苯菌灵、三嗪类的硫菌灵等；同时，农用抗生素杀菌剂如春雷霉素、多抗霉素、灭瘟素等开始用于植物病害防治。第12页/共74页在除草剂方面：有机除草剂主要是在40年代以后开发的，首先是植物激素型除草剂如2甲4氯、2,4-滴等，随后多种抑制核酸代谢及蛋白质合成的除草剂如氯代脂肪酸类、氨基甲酸酯类、硫代氨基甲酸酯类品种（如三氯乙酸、苯胺灵、禾草特等）面市；50年代有机除草剂发展迅速，又增加了影响光合作用的化学物质如均三嗪类的西玛津，脲类的灭草隆，酰胺类的敌稗，哒嗪酮类的杀草敏，二苯醚类的除草醚等。第13页/共74页在植物生长调节剂方面：自30年代发现乙烯促进凤梨开花、吲哚丁酸促进插条生根之后，又发现了赤霉素、脱落酸、细胞分裂素的植物生长调节作用，这一时期还通过人工合成方法开发了2,4-滴、增产素、萘乙酸、乙烯利、矮壮素等。在防治有害的脊椎动物药剂方面：开发了多种杀啮齿动物剂、杀鱼剂、杀鸟剂及动物驱避剂，如40年代出现的杀鼠剂安妥、氟乙酰胺，其后出现的毒鼠磷等。第14页/共74页当代有机农药时期：这一时期的特点是有机农药向高效化方向发展，重视农药对生态环境的影响并强化对农药的管理。在杀虫剂方面，丙烯菊酯是第一个成功的仿生农药，1971年艾利奥特开发出第一个对光稳定的拟除虫菊酯—氯菊酯，此后又有一系列的品种如氰戊菊酯、氯氰菊酯、氟氯氰菊酯等出现；在杀菌剂方面，抑制麦角甾醇生物合成的药剂是一大类新的高效杀菌剂，这类药剂开始于60年代末，70年代有了较大发展，目前有吗啉类、哌嗪类、咪唑类、三唑类、吡啶类和嘧啶类等六种类型，如三吗啉、嗪胺灵、丁赛特、抑霉唑、咪鲜安、三唑酮等。第15页/共74页在除草剂方面，出现了多种高活性、对作物无害、持效期适中及易于降解的品种，如芳（杂环）氧苯氧基丙酸酯类的禾草灵，磺酰脲类的绿磺隆、甲磺隆，抑制氨基酸合成的草甘膦等；在植物生长调节剂方面，出现了高活性的多效唑和芸苔素内酯；在杀鼠剂中，开发了第二代抗凝血杀鼠剂如溴鼠隆、溴敌隆；非杀生性药剂方面，干扰几丁质生物合成的苯甲酰基脲类如除虫脲、氟虫脲及噻嗪酮等。第16页/共74页二、农药的基本概念1农药定义；

2农药的分类方法；

3毒力；

4药效；

5农药的毒性；

6农药对植物的药害。

7合理使用农药第17页/共74页

1农药(pesticides)定义防治危害农作物、林业及其产品、环境卫生的有害生物(害虫、植食螨、病菌、杂草、线虫和鼠类等)和有目的地调节植物及昆虫生长的人工合成化合物、天然活性物质以及为提高这些物质药效的助剂和增效剂等。对象：农作物、林业、产品、卫生环境靶标：有害生物调节：植物生长、昆虫生长发育及行为成分：人工合成物、天然活性物质、助剂、增效剂第18页/共74页2农药的分类（1）按来源和成分:无机农药由天然矿物原料加工、配制而成的农药；有机农药由碳氢元素构成的一类农药。第19页/共74页（2）按用途分杀虫剂Insecticide杀螨剂Acaricide杀菌剂Fungicide&Bactericide

杀线虫剂Nematocide除草剂Herbicide杀鼠剂Rodenticide植物生长调节剂Plantgrowthregulator第20页/共74页A杀虫剂分类来源分；作用方式分；作用机制分；第21页/共74页无机杀虫剂；天然有机杀虫剂；人工合成有机杀虫剂按来源分第22页/共74页无机杀虫剂天然矿物质经加工配制成的矿物类农药，如：砷酸盐；磷化锌（铝）；氟化钠等。第23页/共74页天然有机杀虫剂从植物中提取的具有杀虫活性的化合物或粗提取物，如除虫菊鱼藤酮印楝素烟碱等。第24页/共74页人工合成有机杀虫剂1）化学结构分；2）作用方式分；3）作用机制分。第25页/共74页1)化学结构分

有机氯；有机磷；有机氮；氨基甲酸酯；拟除虫菊酯等。第26页/共74页2)作用方式分(1）触杀剂(ContactPoison)(2)胃毒剂(StomachPoison);(3)内吸剂(Systemics);(4)熏蒸剂(Fumigant);(5)不育剂(Sterilant);(6)昆虫生长发育调节剂(Insectgrowthregulator);(7)拒食、避忌剂(Antifeedants&repellents)第27页/共74页3)作用机制分（1）神经毒剂；（2）呼吸毒剂；（3）物理性毒剂；（4）原生质毒剂；（5）致病性毒剂。第28页/共74页B杀螨剂有机氯；有机锡；有机磷；有机氮等。

第29页/共74页

1)化学结构分无机类：铜、钙、硫、汞；

有机类：胂、硫、磷、苯和杂环等。C杀菌剂第30页/共74页2)防治原理分保护剂：病害将发生时施药，防止病害入侵。治疗剂：病害已入侵或处于潜伏期施药，阻止病害发展为害或改变病菌致病过程。第31页/共74页3)使用方法分土壤消毒剂；叶面喷洒剂；种子处理剂第32页/共74页D杀线虫剂

用于防治危害作物各类线虫药剂。多用于土壤处理，包括熏蒸剂和一般的土壤处理剂。如溴甲烷、氯化苦、威百亩和克线磷、涕灭威等。第33页/共74页E除草剂分类作用方式：内吸性除草剂，如西玛津；触杀性除草剂，如除草醚。作用性质：灭生性除草剂，如百草枯；选择性除草剂，如敌稗。使用方法；化学结构。第34页/共74页F杀鼠剂

用于引诱和杀灭老鼠的天然或人工合成的药剂。一般按杀鼠作用方式和化学结构进行分类。第35页/共74页1)作用方式分急性杀鼠剂：老鼠取食后数分钟至数小时即死亡，如磷化锌、安妥等；抗凝血杀鼠剂：作用缓慢，需多次取食才引起中毒死亡，主要是阻碍凝血酶原的产生，降低凝血功能，体内大出血，如敌鼠、大隆和杀鼠灵等。第36页/共74页

2)化学成分分无机物：磷化锌（铝）；有机磷类：毒鼠磷、溴代毒鼠磷；有机杂环类：敌鼠、杀鼠酮、大隆和灭鼠特等。第37页/共74页G植物生长调节剂生长素类赤霉素类细胞分裂素类乙烯类脱落酸素植物生长抑制物质第38页/共74页（三）毒力1定义；2表示方法；3测定要求；4测定方法；5相对毒力指数第39页/共74页1毒力定义药剂本身对不同生物体直接作用的性质和程度，或药剂对有害生物的内在致死能力。第40页/共74页2毒力表示方法死亡率：指用药剂处理后，在一个种群中杀死个体的数量占群体中的百分数，即：

死亡个体数死亡率（%）=——————×100供试总虫数第41页/共74页校正死亡率：当自然死亡率在5%～20%时，一般采用Abbott氏公式进行校正。

x-y校正死亡率（%）=———×100x

x—

对照组内的生存率；

y—

处理组内的生存率。第42页/共74页致死中量（LD50）MedianLethalDose，杀死种群50%个体所需的药剂剂量。表示单位：微(毫)克/头，微(毫)克/克.若用浓度为单位，即为致死中浓度（LC50=MedianLethalConcentration)；有效中量(ED50）MedianEffectiveDose:抑制50%病菌的孢子萌发(昆虫生长)所需的药剂剂量微(毫)克/头,微克/克.若用浓度为单位，即为有效中浓度（EC50）

MedianEffectiveConcentration);第43页/共74页忍受极限中浓度

TLm=MedianToleranceLimit;

多用于对水生动物毒力测定，即一种农药与某种鱼类接触一定的时间杀死50%所需要的浓度。表示单位：毫克/升或微克/升。

第44页/共74页

3

毒力测定要求1)一定控制条件下进行；2)采用统一标准的方法；3)一致的试验条件；4)精确的药量；5)结果能够重复。第45页/共74页4

毒力测定方法1)选择适当的生物试材；2)确定一定的试验条件；3)设置5～6个剂量或浓度（需重复）；4)局部或全部处理；5)处理后一定时间检查生物对药剂的反应；6)根据结果采用绘图法或计算法求LD50或LC50。第46页/共74页5相对毒力指数在每次毒力测定时，均将一个标准药剂同时进行测定，根据各自的致死中量进行比较，得一值即为相对毒力指数（T）：T=B/A×100B—

标准药剂LD50；

A（或C等）—试验药剂

LD50。

第47页/共74页

（四）药效

EffectivenessofPesticide1本身的性质与多种环境因素对防治对象联合（综合）作用的结果。第48页/共74页2药效表示方法

1）死亡率；2）校正死亡率；3）防效；4）减退率；5）作物被害率或被害指数等。第49页/共74页防效计算方法：杀虫剂防效(%)=[1-Ta/Tb

×Ca/Cb]×100Ta—

处理区防治前存活的个体数量；Tb—

处理区防治后存活的个体数量；Ca—

对照区防治前存活的个体数量；Cb—

对照区防治后存活的个体数量。第50页/共74页杀菌剂

相对防治效果(%)=[对照区病情指数-处理区病情指数]/对照区病情指数×100除草剂

防除效果(%)=[对照区杂草数量(鲜重，克)-施药区杂草残留数量(鲜重，克)]/对照区杂草数量(鲜重，克)×100选择性指数=杂草生长抑制(或死亡)90%的剂量/作物生长抑制(或死亡)

90%的剂量×100第51页/共74页3药效试验方法1）盆栽试验；2）小区试验；3）大田小区试验；4）大田大面积表证。第52页/共74页4影响药效的主要因素药剂环境因素防治对象用药技术药效第53页/共74页（五）农药毒性1农药毒性的测定方法；2农药毒性表示方法；3毒性分级标准。第54页/共74页1毒性测定方法药剂对高等动物(人畜)的毒害作用的性质和程度。如大白鼠、小白鼠、豚鼠、兔、狗和猴子等。通过口服或皮肤接触一定时间测定。根据动物对药剂的反应结果，求出致死中量（LD50）。第55页/共74页

2毒性表示方法

杀死供试动物50%所需的药量。动物采用每千克体重所需要的毫克药量数，即：毫克/千克（mg/kg)。LD50越小，毒性越高。第56页/共74页3毒性类型急性毒性；亚急性毒性；慢性毒性。第57页/共74页A急性毒性经口、皮肤接触后或吸入体内后，在较短的时间内出现不同程度中毒症状，抢救不及时，会有生命危险。急性毒性分级标准第58页/共74页

我国农药急性毒性分级标准接触农药途径高毒Ⅰ中毒Ⅱ

低毒Ⅲ口服(mg/kg)<5050～500>500经皮(mg/kg·d)<200200～1000>1000吸入(g/m3·h)<22～10>10第59页/共74页B

亚急性毒性症状与急性中毒相似，但中毒前有一段较长的与农药接触史。从接触农药到出现症状一般需要数天到数月的时间，其中毒症状有可能与急性中毒相似，但也有仅在局部器官引起病变。如长期食受农药污染的食品。第60页/共74页C慢性毒性因农药在体内长期累积而导致中毒即为慢性毒性。毒性不高，性质稳定的农药当长期食用被污染的食品，农药在人体内慢慢累积，并引起器官机能损坏，或阻碍代谢过程而产生病变慢性主要是毒性引起“三致”作用。第61页/共74页

1）致癌作用如毒杀芬和有机砷可引起或诱发肿瘤或促进肿瘤发生由致癌原引起的肿瘤一般需数年或更长时间才会表现出来。第62页/共74页2）致畸作用某些化合物（如敌枯双、2,4,5-T,666等）进入母体后，扰乱胚胎的正常发育，导致胎儿先天畸形，成为致畸作用。有的化学物质虽然不引起畸胎，但对胚胎发育造成损害，如受精卵死亡、胎儿发育迟慢和死胎等。第63页/共74页3）致突变细胞体在某些化学物质的作用下，遗传物质在短期内发生突然的变化，导致染色体中DNA基因改变，且这种改变能够遗传，新细胞获得新的遗传性，使下一代发生畸形。凡能诱发突变的化学物质称为诱变剂或突变原。如西力生、敌枯