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綠色農藥

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綠色農藥(Green Pesticide)

目錄

什麼是綠色農藥[1]

  綠色農藥是指對人畜安全、對農業生態環境無污染、對農作物和農產品無污染的無公害農藥。

綠色農藥的特點[2]

  1、高效。即有很高的生物活性。它們不僅能有效控制農業有害生物,而且單位面積使用量小。

  2、選擇性好。

  3、低毒。對農作物無藥害,無三致(致癌、致畸、致突變)作用,無致敏作用;對農業有害生物的自然天敵和非靶標生物無毒或毒性極小;對施藥人員皮膚刺激作用小。

  4、低殘留、對環境友好。即使用後在農作物體內外、農產品以及在土壤、大氣、水體中無殘留或即使有微量殘留也可以在短期內降解,生成無毒天然物質而完全融人大自然。

綠色農藥研究的原則[3]

  綠色化學為綠色農藥的發展提供了理論依據和指導原則。當前,有關綠色農藥的研究應具有以下幾個方面原則:

  (1)應當在農藥工業的源頭阻止污染的產生,而不是在末端處理。合成方法應具有“原子經濟陛”,即儘量使參加過程的原子都進入目標產物,儘量減少農藥生產過程中的副產物,或將一個反應的廢物作為另一個反應的原料,實現“封閉迴圈”和“零排放”。

  (2)在生產過程中儘量不使用和不產生對人類健康和環境有毒有害的物質如變換催化劑,使用高效綠色催化劑,儘量不使用有機溶劑

  (3)設計高效低毒環境友好的農藥。新開發的農藥要對靶標生物活性高,每公頃耕地使用量應在10—100g,且對人畜、害蟲天敵、農作物安全,在環境中易分解、在農作物中低殘留或無殘留。

  (4)儘量採用可再生原料。大力發展微生物農藥、植物源農藥、基因工程農藥。

  (5)儘量使用合理的新劑型農藥。如開發使用微乳劑、水乳劑、微膠囊劑等,以取代乳劑、油劑。

  (6)使用後的農藥,應能儘快降解為無害物質,並能儘快進入生態迴圈。

綠色農藥的發展方向[3]

  1.生物農藥

  生物農藥是指利用生物活體或代謝產物對有害生物進行防治的一類製劑。主要有微生物農藥、植物源農藥、基因工程農藥等。

  (1)微生物農藥。微生物農藥是指能夠用來殺蟲、滅菌、除草及調節植物生長的微生物活體及代謝產物,可分為原生動物型、線蟲型、真菌型、細菌型、病毒型以及農用抗生素。細菌製劑以蘇雲金桿菌(簡稱Bt)為代表,Bt製劑的全球年銷售額1997年已達到9.84億美元,我國的年產量在2萬t以上;其次是日本金龜子芽孢桿菌和緩死芽孢桿菌。農用抗生素是一種應用廣泛、品種眾多的微生物農藥,它是由微生物產生的次級代謝產物在低微濃度時即可抑制或殺滅作物的病、蟲、草害或調節植物生長髮育的製劑。國外以日本發展最陝,居世界領先地位,先後開發了春日黴素、滅瘟素、多氧黴素、殺蟎黴素等。我國也成功開發有井崗黴素、農抗23—16、農抗120、武夷菌素、寧南黴素、殺枯肽等。

  (2)植物源農藥。與傳統的化學合成農藥相比,植物源農藥更適合我國農業的可持續發展和人類健康的需要。近幾年來,從天然植物中分離提取了許多具有殺蟲防病活性的新化合物。例如從印楝樹的種子中提取的印楝素作為害蟲的拒食劑和生長抑製劑,對多種害蟲有效。近幾年來,我國對植物源殺蟲劑的研製也取得了新進展,例如中科院植物研究所的科研人員,從幾十種治蟲植物中篩選了l0餘種殺蟲活性物質,研製了“0.25%莨菪烷鹼乳劑”,它對蚜蟲、菜青蟲、棉鈴蟲、黃刺蛾等多種害蟲具有較強的殺傷力,其蟲口減退率已達90%以上。河北農業技術學院開發的植物源殺蟲劑“蚜蟎殺”,其殺蟲率可達98%以上,這些都是十分理想的“綠色農藥”。

  (3)基因工程農藥。隨著生物技術的發展,人們逐漸發現具有殺蟲防病作用的基因,可以通過遺傳操作,把DNA重組技術應用於製造農藥的研究。美國加利福尼亞大學成功使用DNA技術,將兩個不同Bt蛋白進行融合,產生新蛋白質,從而擴大了殺蟲範圍。同時,還將Bt毒素基因分別轉移到根部熒光假單胞菌和植物維管內生菌,可以不斷地分泌殺蟲蛋白,保護植物。世界上第一個商品化的遺傳工程殺菌劑為Noga。它是通過K84菌株的遺傳改造,構建出比K84菌株更為安全可靠的工程菌K1026,該菌通過田間試驗和安全性評估定名為Noga,已在澳大利亞、美國、日本等國登記銷售。國內彭於發等於1987年通過遺傳操作技術篩選其全蝕病菌離體拮抗作用提高2-3倍並有明顯的刺激作用菌株D93,連續5年防效保持穩定,增產20%,定名為“熒光93”。此外,美國還通過遺傳操作,構建出生物誘抗劑,將這些基因工程菌製劑噴灑到植物錶面,可以誘導作物對多種病害的抗性,從而達到防治病害的目的。

  2.現代化學農藥

  化學農藥是利用化學物質來影響、控制和調整各種有害生物(包括植物、動物、微生物)的生長、發育、繁殖等生命過程。現代化學農藥主要是吸取近代生物化學和分子生物學等的最新成就,最大限度地減少在農藥研製過程中對人與環境的有害影響,朝著選擇性強、安全性高、與環境相容性好的綠色農藥方向發展。

  目前雜環化合物被開發成為超高效的安全性農藥的優勢越來越明顯。高效體的拆分能減少對環境的污染,也被農藥科技工作者看好。在農藥分子結構中,適當引入或取代一些元素,改變分子結構性能,提高化合物的活性,這是現代化學農藥的又一大特點。結構優化最成功的例子是在煙鹼結構式中導入氯吡啶甲基,使化合物的活性提高近百倍,這就是現代的吡蟲啉。近年,已有不少新型雜環農藥開發成功,例如吡蟲啉含有嘧啶和咪唑兩個雜環,磺酰脲類除草劑也含有雜環。

  近幾年,人們還發現一些植物光活化殺蟲劑,它們本身對害蟲無毒殺活性或毒性很小,但害蟲取食後,在光照條件下,對害蟲的毒殺效果可以提高幾倍、幾十倍甚至上千倍,這就是光活化殺蟲劑具有很好的選擇性,對不取食作物的昆蟲或其他一些天敵幾乎不存在直接的殺傷作用。由於人畜與昆蟲的生理結構和對光的吸收與昆蟲很不相同,植物光活化殺蟲劑對人畜毒性極低。植物光活化殺蟲劑本身來源於自然界,自然界早已對其形成完善的降解機制,對環境無污染,在作物上無殘留。同時,植物光活化殺蟲劑作用機制特殊,害蟲不易產生抗藥性,因此,植物光活化殺蟲劑具有廣闊的應用前景。光活化農藥的關鍵是光敏劑,幾十年來用作殺蟲劑研究的植物源光敏劑主要有:香豆素類、呋喃並香豆素類、多炔類、聯噻吩類、苯乙酮類、稠環醌類等;一些染料也可做合成光敏劑,如熒光素、曙紅、藻紅、根皮紅、玫瑰紅等。光活化農藥具有非常好的發展前景。

參考文獻

  1. 孟建軍主編.第十六張 新型農藥 現代農業新概念.中國農業出版社,2010.06.
  2. 貢長生,單自興等編著.第九章 農用化學品的綠色化 綠色精細化工導論.化學工業出版社,2005年07月第1版.
  3. 3.0 3.1 張繼紅主編.第四章 綠色產業革命 綠色化學.安徽人民出版社,2007.12.
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