《绪论植物化学保护》PPT课件.ppt
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1、农药概论 (植物化学保护)吕环照吕环照 (2012.2012.秋)秋)绪绪 论论农药学的概念以及农药的内涵农药学的概念以及农药的内涵 农药发展史及其趋势农药发展史及其趋势农药学研究的领域农药学研究的领域农药学面临的问题农药学面临的问题 农药在农业生产中的重要意义农药在农业生产中的重要意义农药和化学防治的特点农药和化学防治的特点一、农药学概念以及农药的内涵一、农药学概念以及农药的内涵1、农药学概念、农药学概念v农药学农药学主要研究农药的创制主要研究农药的创制与合成,剂型加工,农药作与合成,剂型加工,农药作用机理,病、虫、草害的抗用机理,病、虫、草害的抗药性与科学使用,农药残留药性与科学使用,农药
2、残留与环境毒理等,是一门化学与环境毒理等,是一门化学与生物学、环境科学、农学与生物学、环境科学、农学等相结合的交叉学科。等相结合的交叉学科。什么是什么是农药?农药?根据根据农药管理条例农药管理条例,目前我国,目前我国所称的农药所称的农药(pesticides)(pesticides)主要是指主要是指用用于预防、消灭或者控制危害于预防、消灭或者控制危害农业、林农业、林业的病、虫、草和其它有害生物以及业的病、虫、草和其它有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其它天然物质合成或者来源于生物、其它天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及的一种物
3、质或者几种物质的混合物及其制剂。其制剂。2、农药的内涵、农药的内涵v(1)预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和鼠、软体动物等有害生物的;草和鼠、软体动物等有害生物的;v(2)预防、消灭或者控制仓储病、虫、鼠和其他有害预防、消灭或者控制仓储病、虫、鼠和其他有害生物的,如米虫、玉米象、拟谷盗等;生物的,如米虫、玉米象、拟谷盗等;v(3)调节植物、昆虫生长的;调节植物、昆虫生长的;v(4)用于农业、林业产品防腐或者保鲜的;用于农业、林业产品防腐或者保鲜的;v(5)预防、消灭或者控制蚊、蝇、蜚蠊、鼠和其他有预防、消灭或者控制蚊、蝇、蜚蠊、鼠和其他有害
4、生物的;害生物的;v(6)预防、消灭或者控制危害河流堤坝、铁路、机场、预防、消灭或者控制危害河流堤坝、铁路、机场、建筑物和其他场所的有害生物的化学物质。建筑物和其他场所的有害生物的化学物质。二、农药发展史及其趋势二、农药发展史及其趋势1、农药的发展史、农药的发展史天然产物应用阶段天然产物应用阶段人工制造的无机农药时期人工制造的无机农药时期有机合成农药时期有机合成农药时期作用特异和与环境友好阶段作用特异和与环境友好阶段2 2、农药发展的趋势农药发展的趋势农药发展的趋势农药发展的趋势总目标总目标总目标总目标目标要求目标要求目标要求目标要求研发方向和途径研发方向和途径研发方向和途径研发方向和途径天然
5、产物应用阶段天然产物应用阶段是指从人类懂得应用一些植物和矿物等天然产品是指从人类懂得应用一些植物和矿物等天然产品防治病虫开始,直至防治病虫开始,直至19世纪世纪40年代为止。年代为止。除虫菊 烟 草 鱼 藤1、农药的发展史、农药的发展史v植物药物:植物药物:烟草、百部、狼毒、鱼藤、除虫菊、烟草、百部、狼毒、鱼藤、除虫菊、巴豆和藜芦等。巴豆和藜芦等。v矿物类:矿物类:砷化物、石灰、硫磺、铜和汞等。砷化物、石灰、硫磺、铜和汞等。v早期人类把包括危害农作物的病、虫、草、鼠害早期人类把包括危害农作物的病、虫、草、鼠害在内的严重自然灾害视为天灾在内的严重自然灾害视为天灾。v前古希腊诗人荷马在其著作中曾提
6、到用硫磺熏蒸前古希腊诗人荷马在其著作中曾提到用硫磺熏蒸可以防病治虫。公元前年罗马人使用藜可以防病治虫。公元前年罗马人使用藜芦防治虫、鼠害。芦防治虫、鼠害。v我国古代我国古代周礼周礼中记载渭莽草、蜃炭灰、牡菊、中记载渭莽草、蜃炭灰、牡菊、嘉草等可用于杀虫。嘉草等可用于杀虫。v1637年成书的年成书的天工开物天工开物已提到白砒的烧制和已提到白砒的烧制和应用(种苗处理),应用(种苗处理),可见当时亚砷酸的生产规模可见当时亚砷酸的生产规模及作为农药的重要性。及作为农药的重要性。v本草纲目本草纲目记载:砒石记载:砒石(AsAs2 2O O3 3)、雄黄(、雄黄(As2S3)、石灰,百部、苦参等都有杀虫作
7、用。)、石灰,百部、苦参等都有杀虫作用。v我国农民很早就应用鱼藤来杀虫,我国农民很早就应用鱼藤来杀虫,200年前已使用年前已使用烟草防治水稻螟虫。烟草防治水稻螟虫。人工制造的无机农药时期人工制造的无机农药时期 19世纪中期世纪中期20世纪世纪40年代;年代;v标志性事件:无机农药最早出现是石硫合剂与波尔多标志性事件:无机农药最早出现是石硫合剂与波尔多液。液。v18511851年,法国人格里森以等量石灰与硫磺加水共煮,年,法国人格里森以等量石灰与硫磺加水共煮,制取了格里森水,石硫合剂基本定型。制取了格里森水,石硫合剂基本定型。v18821882年法国人米拉特在波尔多地区发现硫酸铜与石灰年法国人米
8、拉特在波尔多地区发现硫酸铜与石灰水混合液能防治病害,并取名为波尔多液。水混合液能防治病害,并取名为波尔多液。v18901890年吉勒特提出制造砷酸钙杀虫。在莫尔顿和弗纳年吉勒特提出制造砷酸钙杀虫。在莫尔顿和弗纳尔德的努力下,砷酸铅也于尔德的努力下,砷酸铅也于18941894年面市,并于年面市,并于19061906年年开始大规模生产、使用。开始大规模生产、使用。有机合成农药时期有机合成农药时期v20世纪世纪40年代年代20世纪末;世纪末;v标志性事件:标志性事件:DDTDDT的合成与应用的合成与应用v1874年德国化学家年德国化学家Zeidler蔡德勒合成出蔡德勒合成出DDT;v1939年瑞士化
9、学家年瑞士化学家Paul Mller发现发现DDT能够有效地能够有效地杀死昆虫杀死昆虫;v1944年年1月,意大利那不勒斯战役中虱传播的斑疹伤月,意大利那不勒斯战役中虱传播的斑疹伤寒流行,盟军用寒流行,盟军用DDT消灭了由寄生虫传播的传染病消灭了由寄生虫传播的传染病-斑疹伤寒斑疹伤寒;vMller在在1948年被授予诺贝尔生理学或医学奖年被授予诺贝尔生理学或医学奖;v1962年,美国科普作家年,美国科普作家Rachel Carson出版了出版了寂寂静的春天静的春天;v目前世界上大部分国家已经禁止生产、使用目前世界上大部分国家已经禁止生产、使用DDT,中国自中国自1983年年4月已停止生产并逐步
10、停止使用。月已停止生产并逐步停止使用。Paul Mller(1899-1965)The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1948 Rachel Carson(19071964)1 1)主要品种类型)主要品种类型(1)有机氯:)有机氯:DDT,666等等;(2)有机磷:甲胺磷等)有机磷:甲胺磷等;(3)氨基甲酸酯:灭多威等)氨基甲酸酯:灭多威等;(4)沙蚕毒素:杀螟丹等)沙蚕毒素:杀螟丹等;(5)拟除虫菊酯:氯氰菊酯等。)拟除虫菊酯:氯氰菊酯等。2 2)特)特 征征v(1)使用量低;)使用量低;v(2)防效高;)防效高;v(3)作用迅速;)作用迅速;v
11、(4)作用谱广;)作用谱广;v(5)毒性较高,对天敌杀伤力大,有机氯类性)毒性较高,对天敌杀伤力大,有机氯类性质稳定,不易分解,存在残留残毒等问题。质稳定,不易分解,存在残留残毒等问题。作用特异和与环境友好阶段作用特异和与环境友好阶段 2020世纪末世纪末 主要特征:主要特征:1)作用缓慢但影响长远(虫酰肼)作用缓慢但影响长远(虫酰肼)2)结构和作用靶标新颖(氟虫腈)结构和作用靶标新颖(氟虫腈)3)活性高(甲维盐)活性高(甲维盐)4)低毒安全(康宽)低毒安全(康宽)5)不易产生抗药性)不易产生抗药性 6)加工与使用技术明显提高(水分散粒剂)加工与使用技术明显提高(水分散粒剂)2 2、农药发展的
12、趋势、农药发展的趋势v 总目标总目标:v“绿色绿色”“环保环保”“与环境相容(友好)与环境相容(友好)”,符合现代农业的持续发展要求符合现代农业的持续发展要求。目标要求目标要求:1)靶标新颖;)靶标新颖;2)选择性高;)选择性高;3)有适当持效期;)有适当持效期;4)易降解;)易降解;5)不易产生抗药性;)不易产生抗药性;6)使用简便。)使用简便。研发方向和途径研发方向和途径:v1)从天然产物中筛选先导化合物)从天然产物中筛选先导化合物 v许多生物通过长期的自然选择和生存斗争,本身产生许多生物通过长期的自然选择和生存斗争,本身产生某些能够防御有害生物侵害的化合物,分离提纯这些某些能够防御有害生
13、物侵害的化合物,分离提纯这些物质并分析其结构,以此为模板,即可人工合成活性物质并分析其结构,以此为模板,即可人工合成活性高的类似结构,如拟除虫菊酯、沙蚕毒素等。高的类似结构,如拟除虫菊酯、沙蚕毒素等。v2)开发新型高效安全化合物)开发新型高效安全化合物v例如烟碱类杀虫剂:吡虫啉,噻虫嗪和啶虫脒等。例如烟碱类杀虫剂:吡虫啉,噻虫嗪和啶虫脒等。v3)开发新靶标化合物)开发新靶标化合物v如作用于昆虫鱼尼丁受体的化合物(康宽)。导致如作用于昆虫鱼尼丁受体的化合物(康宽)。导致内部钙离子无限制地释放,阻止肌肉收缩,从而使内部钙离子无限制地释放,阻止肌肉收缩,从而使害虫迅速停止取食,出现肌肉麻痹、活力消失
14、、瘫害虫迅速停止取食,出现肌肉麻痹、活力消失、瘫痪,直至彻底死亡。痪,直至彻底死亡。v4)发展昆虫生长发育调节剂)发展昆虫生长发育调节剂v主要指保幼激素、蜕皮激素、几丁质合成抑制剂和主要指保幼激素、蜕皮激素、几丁质合成抑制剂和不育剂等。它们并不直接杀死害虫,但能够干扰害不育剂等。它们并不直接杀死害虫,但能够干扰害虫的行为或生理生化过程,达到控制害虫种群的目虫的行为或生理生化过程,达到控制害虫种群的目的。的。如烯虫酯、虫酰肼和灭幼脲等。如烯虫酯、虫酰肼和灭幼脲等。v5)改造老品种,研制新剂型)改造老品种,研制新剂型v一些老品种经结构改变,高毒变低毒,或在环境中稳一些老品种经结构改变,高毒变低毒,
15、或在环境中稳定性降低。如从甲胺磷开发出乙酰甲胺磷;从克百威定性降低。如从甲胺磷开发出乙酰甲胺磷;从克百威到丁硫克百威、丙硫克百威。新化合物毒性下降到到丁硫克百威、丙硫克百威。新化合物毒性下降到20-50分之一,活性不变,杀虫谱发生变化。分之一,活性不变,杀虫谱发生变化。v加工剂型溶剂已转用安全的,如以水为主的悬浮剂加工剂型溶剂已转用安全的,如以水为主的悬浮剂(SC)、干悬浮剂()、干悬浮剂(DF)、片剂()、片剂(DT)、水溶性粒)、水溶性粒剂(剂(SG)、水分散性粒剂()、水分散性粒剂(WG)和水乳剂()和水乳剂(EW)等等v6)基因工程应用)基因工程应用v将抗虫抗病或抗除草剂基因转入作物体
16、内,培育新的将抗虫抗病或抗除草剂基因转入作物体内,培育新的转基因作物,如抗虫棉、玉米和马铃薯;以及抗草甘转基因作物,如抗虫棉、玉米和马铃薯;以及抗草甘膦大豆、玉米、棉花等。膦大豆、玉米、棉花等。基因工程防治:以基因工程防治:以Bt棉为例棉为例 优点:优点:1.可以减少化学农药的使用可以减少化学农药的使用 2.对靶标害虫防效较高,特别是钻蛀性害虫对靶标害虫防效较高,特别是钻蛀性害虫 3.抗虫棉能够持续表达杀虫蛋白,与其他措施兼抗虫棉能够持续表达杀虫蛋白,与其他措施兼容性好容性好 4.和化学农药无交互抗性和化学农药无交互抗性 5.对非靶标生物安全对非靶标生物安全 6.对环境安全对环境安全 缺点:缺
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