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新型农药及其在林业有害生物防治中的应用

http://www.chla.com.cn 2011-08-24 来源:《中国森林病虫》 作者:梁家林 屈金亮 发表评论(0)

  半个世纪以来,化学农药的广泛使用在控制农林病虫、草、鼠害、消灭卫生害虫等方面发挥了巨大的作用。然而传统化学农药的长期使用,导致的害虫抗药性增加,土壤、水域、农产品中农药残留增多,有益生物及害虫天敌减少,生态环境的严重污染等一系列问题,已经引起高度重视。因此,对以高效、安全、经济为主要特征的新型农药的需求也变得越来越迫切。

  1 新型农药的特征

  高效性:每公顷仅用新型农药几克或几十克就能有效地控制病、虫、草害,减少了农药的大量使用,具备高效性的特点。

  安全性:一方面药剂本身及其代谢产物对人畜等高等动物、天敌、水生物和土壤中一切有益生物低毒,没有环境污染和残留毒性;另一方面药剂对有害生物的作用方式多样化,由强调杀死到以多种作用方式控制有害生物,以杀虫剂表现尤为突出,如不孕剂、驱避剂、拒食剂、引诱剂和昆虫生长调节剂的应用,使成虫不孕、产卵量减少、卵孵化率降低、蛹不能正常羽化、幼虫不能正常蜕皮或正常取食等。这种药剂对生物的作用强度降低了,而选择性和对有益生物的安全性大大提高。

  经济性:通过使用新型农药增加植物自身抗逆性,提高产量和质量。另外植物生长调节剂在粮食作物、果树、蔬菜、花卉及其产品保鲜方面均得到广泛应用。植物免疫剂也开始用于控制植物病害。

  2 新型农药的分类

  新型农药是化学、生物学、医学、环境、生态等多学科相互渗透的结果,对其产品的质量和安全性要求非常高,它同医药一样是技术密集型的精细化工产品,有的还是生物技术的高新产品。新型农药按其来源和性质分为以下5类。

  2.1 生物农药生物农药的概念在不同国家不同时期也有所不同。我国在1992年参照联合国粮农组织(FAO)和美国环保局(EPA)对生物农药的提法,将生物农药确定为生物化学农药和微生物农药两类。生物化学农药是指对防治对象没有直接毒性,只有调节生长,干扰交配或引诱等特殊作用,必须是天然化合物,如果是人工合成,其结构必须与天然化合物相同(允许异构体比例有差异)。主要有昆虫分泌的内激素(保幼激素、蜕皮激素等)、外激素(性外激素、聚集激素、标识激素等)、植物产生的内激素(生长素、细胞分裂素、乙烯、生长抑制剂)、微生物产生的植物激素、植物产生的昆虫生长调节剂以及某些酶类。微生物农药包括自然界存在的用于防治病、虫、草、鼠害的真菌、细菌、病毒和原生动物或被遗传修饰的微生物制剂(如 、白僵菌、多角体病毒以及抗生素等)。生物农药一般对人畜及有益生物和环境都是安全的,选择性很强,对生态系统很少有不利的影响,一般也不容易产生抗药性。

  2.2 生物源农药

  生物源农药较生物农药是一个更广泛的概念,从总体上讲利用生物资源开发的农药都称为生物源农药。具体的讲直接利用生物产生的天然活性物质或生物活体作为农药或按照天然活性物质和化学结构或类似衍生结构人工合成的农药都称为生物源农药。生物源农药由于其来源于自然存在的生物或其类似物,其突出的特点是与环境相容性好,易于在植物有害生物综合防治中与其他方法相协调,一般较易在环境中降解,对非靶标生物相对安全。特别是不少生物源农药是非毒杀性的,是通过调节生长发育、引诱、驱避、拒食、绝育、寄生、捕食等控制有害生物的,较一般合成农药更安全。生物源农药按其来源和性能可以分为:植物源农药、植物毒素、植物内源激素、植物源昆虫激素、拒食剂、引诱和驱避剂、绝育剂、增效剂、动物源农药、动物毒素、昆虫激素、昆虫信息素、微生物源农药等等。

  2.2.1 植物源杀虫剂 植物源杀虫剂是一类利用

  具有杀虫性的植物某些部位或提取其有效成分制成的杀虫剂。它是在对 些植物所具有的杀虫活性及其具有杀虫活性的有效成分研究的基础上发展起来的安全、经济的杀虫剂。植物源杀虫剂原料植物丰富,采集后或直接加工成制剂,或提取有效成分加工成制剂即可使用,使用方便。对作物安全,一般不易产生药害。易降解,残效期短,对环境和食品基本无污染问题。

  2.2.2 农用抗生素 农用抗生素是由微生物发酵产生的具有农药功能的次生代谢物质,是生物源农药的重要组成部分,有大量品种已经商品化。如灭瘟素、春雷霉素、农用链霉素、土霉素以及高效广谱的阿维菌素等。

  2.3 光活化杀虫剂所谓光活化杀虫剂(1ight acti—vated insecticides)即为在无光照条件下对害虫无活性或活性很低,但在日光或特定波长的人工光(尤其是近紫外光)照射下杀虫活性大幅度增加的一类杀虫剂。光之所以能够提高农药的活性,是因为光具有能量。在农药发挥活性的生化反应中,光贡献出了本身的能量,起到了“活化”的作用。众所周知,传统的化学杀虫剂引起了许多重要的问题,包括对动植物特别是人类的毒性,以及在环境中的长期残留造成的严重污染。光活化杀虫剂在可见光照射下迅速失活,在黑暗条件下缺乏明显的毒性,因而减少了对环境产生重要影响的风险。

  2.4 仿生农药所谓仿生农药,就是人们研究自然界中某些动、植物体内的对病、虫、杂草具有毒杀作用的物质的生物活性、有效成分、化学结构等,再用人工合成方法仿制这些化合物用作杀虫或杀菌剂。

  仿生农药结合了化学农药、生物农药的优点,具有杀虫效果好、毒性微小易分解、不会对环境及农产品造成污染的优良特性 。

  2.5 特异性杀虫剂近年发展起来的特异性杀虫剂是一类新的防治害虫药剂,它的特点是使昆虫的发育、行动、习性、繁殖等受到阻碍或抑制,从而达到控制害虫种群及为害的目的。这类新药剂对人、畜安全,对天敌不会伤害,这是一般有机合成杀虫剂所不及的。具有以下突出的优点:①生物活性很高,很小剂量就能发挥生物效能。②具有明显选择性,对害虫天敌比较安全,因此可以与生物防治结合,在综合防治上发挥一定的作用。③对人畜安全,残毒小,较少污染环境,比一般高效低毒低残留的农药更为安全。特异性杀虫剂中以化学不育剂、昆虫保幼激素类似物、蜕皮激素和昆虫表皮几丁质合成抑制剂发展最快,已经有大量应用于生产的品种。

  3 新型农药在林业有害生物防治中的应用

  我国林业有害生物防治工作的指导方针从“积极消灭”逐渐演变成“综合治理”、“森林健康”和“可持续控灾”,为新型农药在防治林业有害生物的使用上提供了广阔的前景。

  在生物农药方面,用于防治松毛虫的有白僵菌、绿僵菌、苏云金杆菌,用于防治美国白蛾、春尺蛾、舞毒蛾的有核型多角体病毒、苏云金杆菌等;用于防治病害的有放线菌“878”和“7504”等抗生菌剂。

  在植物源农药方面,如印楝、苦楝、川楝等,它们具有抑制昆虫取食和生长发育的活性。近年来商品化的苦烟乳油、烟参碱等在防治美国白蛾、松毛虫、春尺蛾、杨树食叶害虫等林业有害生物中发挥了很大作用㈩。

  在生物源农药的农用抗生素方面,有防治真菌病害的灭瘟素、春雷霉素、多抗霉素、灭粉霉素、井冈霉素等;用于防治细菌病害的链霉素和土霉素等;用于防治螨类的四抗霉素和浏阳霉素等;用作除草剂的双丙氨酰膦;用作植物生长调节剂的赤霉素等。

  高效广谱抗生素阿维菌素具有防治昆虫、螨及家畜体内外寄生虫的广泛效果,已渐渐成为控制林业有害昆虫、害螨种群的主力军。

  仿生农药和特异性杀虫剂方面,在林业有害生物防治中应用更为广泛。一是保幼激素类似物杀虫剂可以直接通过害虫表皮或蚕食后致死害虫,表现为虫态间变态受阻,形成超龄幼(若)虫,或形成蛹至成虫的中间体。氨基甲酸酯类杀虫剂双氧威就具有保幼激素活性。二是蜕皮激素类杀虫剂,抑食肼具有胃毒、触杀作用,温度高时杀虫效果好,还能抑制害虫产卵,对鳞翅目及某些同翅目和双翅目害虫有高效。米螨在鳞翅目虫卵孵化时喷药效果最佳。

  三是几丁质合成抑制剂,平时使用最多的灭幼脲、氯铃脲、除虫脲、氟虫脲等,通过抑制害虫的几丁质合成而干扰角质层的形成,使害虫在蜕皮变态时因不能顺利脱皮而死亡,在大面积防治美国白蛾、松毛虫、春尺蛾、杨树舟蛾类等林业有害生物中占了很大比重。

  另外,利用分子生物学及基因工程技术的转基因植物抗虫产品,也得到广泛应用,最成功的应该是转基因棉,可减少一般农药用量60%一70%。在林业有害生物防治上已成功培育出转研基因抗虫杨,已在部分地区试种栽植。总之,新型农药具有效率高,对非靶标生物安全、毒副作用小,对环境兼容性好,经济性高等特点,已成为全球农药发展的新趋势。新型农药将继续为保障农产品安全,保护人类生态环境,实现林业可持续发展,提升林产品的经济附加值,扩大我国农副产品外销市场,推进绿色林业产业的发展做出重要贡献。

  作者:梁家林,屈金亮,梁亚男,刘连新,艾连民,李莹

  (河北省森林病虫害防治检疫站;河北大学;玉田县林业局)

  中国森林病虫2010年增刊

 

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编辑:gloria
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