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1、农药的概念与发展简史农药的概念与发展简史教学目的了解农药发展的历史生物农药的研究进展生物农药开发研究的理论与方法了解主要生物农药的作用方式和作用机理掌握生物农药的应用技术等绪论1 农药发展的历史农药发展的历史1.1农药的概念农药的概念美国早期美国早期“经济毒剂经济毒剂”（economic poison）,欧洲则称之为欧洲则称之为“农业化学品农业化学品”（agrochemicals），），德国称之为德国称之为“植物保护植物保护剂剂”（pflanzenschutzmittel）,法国曾称为法国曾称为“植物药剂植物药剂”(phytopharmacie)，还有的书刊还有的书刊将农药定义为将农药定义为“
2、除化肥以外的一切农用化学品除化肥以外的一切农用化学品”。今天农药的英文通用名称为。今天农药的英文通用名称为Pesticides,这这个单词是由个单词是由pest（害物）和害物）和-cides(杀死杀死)组成，组成，其含义是对有害生物有杀死作用的物质。其含义是对有害生物有杀死作用的物质。中国农业百科全书中国农业百科全书农药卷农药卷1993对对农药的定义为：农药主要是指用来防治农药的定义为：农药主要是指用来防治危害农林牧业生产的有害生物（害虫、危害农林牧业生产的有害生物（害虫、害螨、线虫、病原菌、杂草及鼠类）和害螨、线虫、病原菌、杂草及鼠类）和调节植物生长的化学药品，但通常也把调节植物生长的化学药
3、品，但通常也把改善有效成分物理、化学性状的各种助改善有效成分物理、化学性状的各种助剂包括在内，显然这里农药的定义仍局剂包括在内，显然这里农药的定义仍局限在化学药品的范围内。限在化学药品的范围内。按中华人民共和国国务院按中华人民共和国国务院1997年年5月发布月发布的的中华人民共和国农药管理条例中华人民共和国农药管理条例和和农业部农业部1999年年4月发布施行的月发布施行的中华人民中华人民共和国农药管理条例实施办法的规定共和国农药管理条例实施办法的规定，农药是指用于预防、消灭或者控制危害农药是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有
4、目的地调节植物、昆虫生长的物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其他天然物化学合成或者来源于生物、其他天然物质的一种或者几种物质的混合物及其制质的一种或者几种物质的混合物及其制剂。包括用于不同目的、场所的下列各剂。包括用于不同目的、场所的下列各类：类：（1）预预防防、消消灭灭或或者者控控制制危危害害农农、林林、牧牧、渔渔业业中中的的种种植植业业病病、虫虫（包括昆虫、蜱、螨），草和鼠、软体动物等有害生物的；（包括昆虫、蜱、螨），草和鼠、软体动物等有害生物的；（2）预防、消灭或者控制仓储病、虫、鼠和其他有害生物的；）预防、消灭或者控制仓储病、虫、鼠和其他有害生物的；（3）调调节
5、节植植物物、昆昆虫虫生生长长的的；其其中中调调节节植植物物生生长长是是指指对对植植物物生生长长发发育育（包包括括萌萌发发、生生长长、开开花花、受受精精、座座果果、成成熟熟及及脱脱落落等等过过程程）具具有抑制、刺激和促进等作用的生物或者化学制剂；有抑制、刺激和促进等作用的生物或者化学制剂；（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；（5）预预防防、消消灭灭或或者者控控制制蚊蚊、蝇蝇、蜚蜚蠊蠊、鼠鼠和和其其他他有有害害生生物物的的。这这里里是是指指用用于于防防治治人人生生活活环环境境和和农农林林业业中中养养殖殖业业用用于于防防治治动动物物生生活活环环境卫生害虫的；境
6、卫生害虫的；（6）预预防防、消消灭灭或或者者控控制制危危害害河河流流堤堤坝坝、铁铁路路、机机场场、建建筑筑物物和和其其他场所的有害生物的。他场所的有害生物的。此此外外，利利用用基基因因工工程程技技术术引引入入抗抗病病、虫虫、草草害害的的外外源源基基因因改改变变基基因因组组构构成成的的农农业业生生物物，以以及及用用于于防防治治有有害害生生物物的的商商业业化化天天敌敌生生物物和和农农药与肥料等物质的混合物在生产、经营和使用时也按农药对待。药与肥料等物质的混合物在生产、经营和使用时也按农药对待。20世纪世纪90年代以来，随着人们对农药认识的进年代以来，随着人们对农药认识的进一步深入以及人们对生态环境
7、的越来越重视，一步深入以及人们对生态环境的越来越重视，对农药的要求和期望也越来越高。对农药的要求和期望也越来越高。认为农药应在保障人类健康和不影响合理的生认为农药应在保障人类健康和不影响合理的生态平衡前提下，使有益生物得到有效的保护，态平衡前提下，使有益生物得到有效的保护，有害生物得到较好的控制，以促进现代农业向有害生物得到较好的控制，以促进现代农业向可持续农业方向发展。可持续农业方向发展。当然，从农药本身的情况来看，人们对农药根当然，从农药本身的情况来看，人们对农药根深蒂固的认识还没有改变，还需要进一步来进深蒂固的认识还没有改变，还需要进一步来进行改进和提高。行改进和提高。1.2农药的产生与
8、发展简史农药的产生与发展简史农药的开始农药的开始 农药来源于人们与有害生物的斗争农药来源于人们与有害生物的斗争 中国是世界上最早使用农药防治农作物有中国是世界上最早使用农药防治农作物有害生物的国家，远在害生物的国家，远在3000年以前人们就知道用年以前人们就知道用草木灰杀虫，用莽草熏杀蠹虫。在国外，公元草木灰杀虫，用莽草熏杀蠹虫。在国外，公元前前1500年古希腊和古罗马人就使用含砷矿物粉年古希腊和古罗马人就使用含砷矿物粉杀虫，公元前杀虫，公元前9世纪的古希腊诗人世纪的古希腊诗人Homer曾提曾提到燃烧的硫磺可作为熏蒸剂。到燃烧的硫磺可作为熏蒸剂。1763年，法国用烟草及石灰粉防治蚜虫，这是年，
9、法国用烟草及石灰粉防治蚜虫，这是世界上首次报道的杀虫剂。世界上首次报道的杀虫剂。1744年法国开始用硫酸铜消毒种子；年法国开始用硫酸铜消毒种子；1800年，美国人年，美国人Jimtikoff发现高加索部族用除发现高加索部族用除虫菊粉杀灭虱、蚤，并于虫菊粉杀灭虱、蚤，并于1828年商品化。年商品化。1802年就有了石硫合剂的记载；年就有了石硫合剂的记载；1807年法国的年法国的Prevest 偶然在一种混合物中发现偶然在一种混合物中发现了波尔多液及其类似物的毒性。了波尔多液及其类似物的毒性。1848年年T.Oxley生产了鱼藤根粉农药；生产了鱼藤根粉农药；1851年用石灰硫磺合剂杀菌。年用石灰硫
10、磺合剂杀菌。农药商品发展的三个阶段农药商品发展的三个阶段第一阶段，天然植物农药及无机农药时期第一阶段，天然植物农药及无机农药时期（18601945年前后）。年前后）。这一时期主要生产以天然植物或矿物为原料，经过简单加工制造出来的农药。特别是以矿物为原料加工的农药，大多数是无机化合物，也叫第一代农药。在这一时期作为商品生产和使用的农药主要有：杀虫剂除虫菊粉、鱼藤精、硫酸铜、硫磺、砷酸铅、氟铝酸钠等：杀菌剂一波尔多液、石硫合剂等；除草剂氯化钠、硼砂、氯酸钠等。巴黎巴黎绿绿19世世纪纪60年年代代前前后后，农农药药开开始始进进入入工工厂厂生生产产，正正式式在在市市场场上上作作为为商商品品销销售售。1
11、867年年，“巴巴黎黎绿绿”一一种种不不纯纯的的亚亚砷砷酸酸铜铜作作为为杀杀菌菌剂剂，标标志志着着作作为为化化学学保保护护系系统统地地科科学学研研究究的的开开始始。在在美美国国，主主要要用用于于控控制制科科罗罗拉拉多多甲甲虫虫，使使用用范范围围十十分分广广泛泛，早早在在1900年年就就成成为为世世界界上上第第一一个个立立法法的的农农药药。由由于于砷砷在在人人、畜畜体体内内有有积积累累毒毒性性和和能在土壤中积累破坏土壤的理化性质而被禁用能在土壤中积累破坏土壤的理化性质而被禁用波尔多液波尔多液1882年年Millardat发现了波尔多液对葡萄发现了波尔多液对葡萄霜霉病的防治效果。波尔多液又名碱式霜
12、霉病的防治效果。波尔多液又名碱式硫酸铜硫酸铜 CuSO4xCu(OH)2yCa(OH)2zH2O 由于该药的生由于该药的生产可以消耗贵重的铜而被有机杀菌剂代产可以消耗贵重的铜而被有机杀菌剂代替；当然铜也有毒性，铜化合物的毒性替；当然铜也有毒性，铜化合物的毒性1000多年前中国就有记载多年前中国就有记载。硫硫 磺磺是最古老的消毒杀菌剂。1802年就有了石硫合剂的记载；1833、1888年进一步明确了石硫合剂对白粉病的防治效果。1891年，首次土壤消毒成功的例子是来自硫磺。石硫合剂（limesulphur）是多硫化钙，CaSSx，硫磺至今仍在大量使用。今天仍是在世界50大销售额的农药品种之列，20
13、02年排在26位，年销售额2.02亿美元。第一代农药的特点第一代农药的特点（1）杀杀虫虫、防防病病或或除除草草的的作作用用对对象象都都很很单单一一。例例如如，砷砷制制剂剂和和氟氟制制剂剂都都只只有有胃胃毒毒作作用用，仅仅对对咀咀嚼嚼式式口口器器害害虫虫有有效效；铜铜制制剂剂和和硫硫磺磺制制剂剂是是在在病病菌菌还还没没有有接接触触到到寄寄主主植植物物，或或在在病病菌菌侵侵入入寄寄主主之之前前作作为为保保护护剂剂使使用用的的；而而氯氯化化钠钠等等除除草草剂剂的作用完全是灭生性的，对农作物没有选择性。的作用完全是灭生性的，对农作物没有选择性。（2）药药效效低低。每每亩亩的的使使用用量量（按按有有效效
14、成成分分计计，下下同同），如如砷砷酸酸铅铅、硫硫酸酸铜铜（配配制制波波尔尔多多液液）等等高高达达0.51公公斤斤。无无机机除除草草剂剂的的用用量量更更大大，早早期期用用氯氯化化钠钠除除草草时时，每每亩亩竟竟达达2.674公公斤斤。故这一时期被称为低效农药时期。故这一时期被称为低效农药时期。（3）多多数数农农药药对对哺哺乳乳动动物物的的急急性性口口服服毒毒性性大大，对禽鸟和鱼类亦有毒害。对禽鸟和鱼类亦有毒害。但是，这类农药的诞生在农作物、果树、但是，这类农药的诞生在农作物、果树、蔬菜等病虫草害的防治方面发挥了十分重要的蔬菜等病虫草害的防治方面发挥了十分重要的作用。有些农药品种，如硫酸铜、石硫合剂
15、、作用。有些农药品种，如硫酸铜、石硫合剂、波尔多液等，由于使用安全、防治效果好，基波尔多液等，由于使用安全、防治效果好，基本上没有残留污染，至今仍作为重要的农药商本上没有残留污染，至今仍作为重要的农药商品在农业生产中大量应用。品在农业生产中大量应用。第二阶段，有机合成农药时期（第二阶段，有机合成农药时期（19451975年前后）年前后）人们把有机农药称为第二代农药。人们把有机农药称为第二代农药。制碱工业和炼焦工业的兴起，为生产有机氯农药提供了基本原料氯气和苯。20世纪40年代，六六六、滴滴涕农药开始进入大规模工厂化生产。随着现代工业的大发展，农药工业也进入了一个迅速发展的时期。在这期间无论是杀
16、虫剂、杀菌剂还是除草剂，世界农药市场上都出现了大批活性很高的有机化合物品种，逐步取代过去使用的一些无机化合物，使化学农药进入了一个新的发展阶段。它们是高效的有机合成化合物，应用范围广、见效快、使用方便，对农业的高产、稳产、优质起到了重要的作用。几个标志性的农药是：1932年，法国获得了谷类作物的除草剂二硝基邻甲酚的专利。1931年杜邦公司发现杀菌活性，1934年，第一个二硫代氨基甲酸酯杀菌剂福美双（thiram）在美国获得专利。福美双的结构式四甲基秋兰母二硫化物DDT 1874年年 由由 德德 国国 的的Zeidler合合成成，1939年年由由瑞瑞士士科科学学家家波波尔尔弥弥勒勒（Paur M
17、uller）发发现现其其杀杀虫虫活活性性。是是第第一一个个有有机机氯氯杀杀虫虫剂剂，也也是是有有机机合合成成杀杀虫虫剂剂的的代代表表。（20世世纪纪70年年代代禁禁用用，我我国国1983年年全全面面禁禁用用六六六和六六六和DDT）二氯二苯三氯乙烷2，2-双（对氯苯基）-1，1，1-三氯乙烷有机磷杀虫剂1820年，年，Lassaigne用用乙醇和磷酸反应，从乙醇和磷酸反应，从此开始了有机磷化合此开始了有机磷化合物的化学。物的化学。1854年，年，Clermont用焦磷酸的用焦磷酸的银盐加卤代烷进行烷银盐加卤代烷进行烷基化，合成了四乙基基化，合成了四乙基焦磷酸酯，即特普焦磷酸酯，即特普（TEPP）
18、但到但到1938年才由德国的年才由德国的Schrader明明确特普的杀虫活性。特普是第一个确特普的杀虫活性。特普是第一个商品有机磷杀虫剂勃拉盾商品有机磷杀虫剂勃拉盾（Bladan）的有效成分。的有效成分。1941年，Schrader用二甲基氨基磷酰二氯合成了八甲磷，是内吸性杀虫剂的前驱，后被内吸磷取代。八甲磷八甲磷 内吸磷内吸磷对硫磷（1605）1944年，年，Schrader合成合成对硫磷的杀虫活性高，对硫磷的杀虫活性高，杀虫谱极广，引起了世杀虫谱极广，引起了世界各国的重视，促进了界各国的重视，促进了有机磷的迅速发展，同有机磷的迅速发展，同时，也是有机磷杀虫剂时，也是有机磷杀虫剂构效关系研究
19、的开始。构效关系研究的开始。我国黄瑞林教授我国黄瑞林教授1950年年合成对硫磷，合成对硫磷，1956年天年天津农药厂开始生产。津农药厂开始生产。乙基对硫磷就叫对硫磷（乙基对硫磷就叫对硫磷（16051605）如果是甲基取代就是甲基如果是甲基取代就是甲基160516051948年，Schrader合成了高效内吸磷以后又发现了敌百虫等许多有机磷杀虫剂有机磷杀虫剂品种多、药效高、用途广，作用方式多种多样，一部分对人畜低毒，一部分高毒。目前，有机磷原药可达300-400种，加工品种上万种，因此，有机磷杀虫剂仍有很强的生命力。氨基甲酸酯类杀虫剂17、18世纪，尼日利亚，爱菲克斯人的统治者利用毒扁豆制做的神
20、裁毒药“esere”行死刑。后来欧洲人发现“esere”的毒性成分是生物碱，并于1864年分离出毒扁豆碱（physostigmine），1925年确定了分子式，是人类发现的第一个天然氨基甲酸酯类化合物。毒扁豆碱本身是箭毒的解毒剂，可以使瞳孔收缩，能治疗青光眼，用量过多会使人呼吸困难以致死亡，但不能用于杀虫。人们受氨基甲酸酯毒性的启示，开始了氨基甲酸酯类农药的研究。杜邦公司1931年发现四乙基硫代氨基甲酰硫化物对蚜虫有触杀毒性。此外，福美双有拒食作用，可以保护植物不受天幕毛虫，日本甲虫，墨西哥豆甲虫等为害。第一个真正的氨基甲酸酯类杀虫剂是由瑞士嘉基公司Gysin博士在1946年左右合成的异索威（
21、选择性内吸杀蚜剂）。异索威毒扁豆碱美国联合碳化物公司1953年合成了甲萘威甲萘威，1957年命名为西维因西维因并商品化生产。之后氨基甲酸酯类杀虫剂得到快速发展。应该说：大规模的农药工业的建立始于第二次世界大战的末期，其主要标志是具有选择性的苯氧乙酸除草剂。随后才是有机氯和有机磷杀虫剂进入商品应用阶段。其后，1955-1960年间，在瑞士开发了三氮苯类除草剂，在英国发展了季胺盐类除草剂。1968年，内吸杀菌剂苯菌灵（benomyl）被发明，以及不久后在美国发现了通过土壤作用的除草剂草甘磷（glyphosate）。标志着杀菌剂和除草剂的更大发展。来源于天然产物的除草剂种类不多，最成功的事例无疑是草
22、草甘甘磷磷。它是由Streptomyces hygroscopicus 产生的双双丙丙氨氨磷磷得来。草甘磷是2002年世界上销售额最大的品种，销售额为47.05亿美元。草甘磷双丙氨磷这一阶段的主要特点是：这一阶段的主要特点是：（1）作用对象多样化。对病、虫、草等有害生物常兼具多种除杀作用。（2）药效高。以杀虫剂为例，有机氯类的用量为0.1-0.2kg亩，有机磷类的为0.05-0.1kg亩，氨基甲酸酯类的为0.01kg亩左右：杀菌剂中的二硫代氨基甲酸盐类（如代森锌、代森锰等）和二甲酰亚胺类（如克菌丹、灭菌丹等）的每亩用量在0.1kg左右。药效比无机类杀虫剂和杀菌剂提高约510倍，除草剂中，如2.
23、4-D的用量为0.05-0.15kg亩；除草醚为0.13-0.14kg亩，其用量约为无机除草剂的1/10。所以这一时期的农药又称为高效农药。（3）化学性质稳定，容易产生残留毒性，长期大量使用会给环境带来污染。第三阶段，第三阶段，“超高效超高效”农药阶段农药阶段（1975年前后至今）年前后至今）从20世纪60年代开始，人们从菊科植物体中提取出了具有杀虫活性的化合物，经过结构鉴定，然后模拟合成了拟除虫菊酯类杀虫剂。这类化合物比有机磷类和氨基甲酸酯类等高效杀虫剂的药效又高出510倍。与此同时，在杀菌剂和除草剂中，亦同样出现了一些超高效的有机合成化合物，如杀菌剂中的三唑酮（粉锈宁）、甲霜灵等，这些药剂
24、每亩只需0.0083-0.0167kg，约为代森锌、克菌丹等的16112；除草剂中的禾草灵，每亩用量仅为0.06-0.07kg，比70年代前后那些高效除草剂的药效高出510倍。故有人称它们为“超高效”农药，又叫第三代农药。拟除虫菊酯类杀虫剂（pyrethroidinsecticides）最先来自天然除虫菊素。1908年起研究其化学结构。1923年日本的山本第一次证实除虫菊素中的酯含有“三碳环结构”，其杀虫效果很好，但是持效性太差，在光照下很快氧化，药效维持不到1d，只能用于室内防治卫生害虫。第一次人工合成的拟除虫菊酯是丙烯菊酯（allethrin）是由美国的Laforge和Schechter于
25、1947年合成成功，于1949年商品化。丙烯菊酯仍然具有光不稳丙烯菊酯仍然具有光不稳定性。包括随后出现的苄定性。包括随后出现的苄菊酯，苄呋菊酯，胺菊酯菊酯，苄呋菊酯，胺菊酯等。等。有代表意义的是苯醚菊酯有代表意义的是苯醚菊酯的出现，虽然苯醚菊酯的的出现，虽然苯醚菊酯的杀虫活性并不强大，但由杀虫活性并不强大，但由于比较稳定的苯环结构于比较稳定的苯环结构（苯氧基苄醇）代替了醇（苯氧基苄醇）代替了醇部分的不饱和结构，光稳部分的不饱和结构，光稳定性有了改进。定性有了改进。日本住友公司又在此基础日本住友公司又在此基础上，在分子中引入了氰基，上，在分子中引入了氰基，毒力大为提高，这一醇部毒力大为提高，这一
26、醇部分的改造具有很大意义，分的改造具有很大意义，因为这一改造，即改善了因为这一改造，即改善了光稳定性，又使毒力提高，光稳定性，又使毒力提高，住友公司特将这个醇称为住友公司特将这个醇称为“住友醇住友醇”。这个醇的出。这个醇的出现是后来发展农用除虫菊现是后来发展农用除虫菊酯类杀虫剂的基础。酯类杀虫剂的基础。丙烯菊酯丙烯菊酯苯醚菊酯苯醚菊酯1972年英国的Elliott博士用氯代菊酸与苯氧苄醇成功合成的 二 氯 苯 醚 菊 酯（permethrin），并于1977年商品化，是第一个农用除虫菊酯，药效比DDT高几十倍，持效期达7-10d。二氯苯醚菊酯新烟碱类杀虫剂新烟碱类杀虫剂从天然烟碱的结构出发，可
27、以合成从天然烟碱的结构出发，可以合成出一类具有新型杂环结构的超高效出一类具有新型杂环结构的超高效杀虫剂。杀虫剂。20世纪世纪80年代中期，德国年代中期，德国拜耳公司开发出吡虫啉，与拜耳公司开发出吡虫啉，与1991年年投放市场，现在已在超过投放市场，现在已在超过80个国家个国家60种农作物上使用，对同翅目害虫种农作物上使用，对同翅目害虫高效。高效。20世纪世纪80年代末，日本曹达年代末，日本曹达公司开发成功了氯代烟碱类杀虫剂公司开发成功了氯代烟碱类杀虫剂吡虫清（乙虫脒），吡虫清（乙虫脒），1998年在日本年在日本实现商品化。该药是广谱性杀虫剂，实现商品化。该药是广谱性杀虫剂，除对同翅目害虫有效外
28、，对菜蛾、除对同翅目害虫有效外，对菜蛾、潜蝇、食心虫、天牛、蓟马等害虫潜蝇、食心虫、天牛、蓟马等害虫也有效。特点是活性高、用量少、也有效。特点是活性高、用量少、持效长又速效，内吸性强，还可以持效长又速效，内吸性强，还可以作为种子处理剂。此外还有作为种子处理剂。此外还有Thiacloprid(拜耳公司拜耳公司)，Nitenpyram（吡虫氨，日本武田吡虫氨，日本武田药品公司），等药品公司），等6个已经报道的品个已经报道的品种。种。吡虫啉吡虫啉吡虫清目前，农药已进入到“超高效”时代，但产品仍以有机化合物为主，而且化学结构比过去的要复杂得多。为了对有害生物有更大的杀伤力，在制造工艺上采用了（过去没有
29、的）对不同异构体的拆分、差向异构、立体选择合成等一系列高难度技术。由于这类农药在大田的用量很少，其毒性、残留、污染等问题大大地减轻了。有些甚至可以说对环境几乎没有什么问题了。所以这个“超高效”农药阶段，必然会持续一个较长的时期。但是它们既然对病菌、害虫、杂草等有更高的杀伤作用，故对哺乳动物仍然或多或少地会造成伤害，并不能完全解决它们对人、畜的毒害和环境污染的问题。Strobilurin类农药类农药Strobilurin类农药是在天然产物-甲氧基丙烯酸基酯的基础上发现的，最简单的天然-甲氧基丙烯酸基酯类衍生物为1969年Musilex从某种担子菌Oudemansiella mucida中发现的O
30、udemansinA和1977年从另一种担子菌Strobilurus tenacellusz中分离得到StrobilurinA。在对这些天然结构改造过程中，目前已经得到了12种杀菌剂和3种杀螨剂，我国的沈阳化工研究院的刘长令等也合成出一种新的这类化合物,获得国家科技进步二等奖。这类化合物独特的作用机制（主要是抑制真菌线粒体的呼吸）；广泛的杀菌谱、杰出的杀菌效果，对作物良好的选择性以及对环境的相容性而引起广泛关注。嘧菌酯（Azoxystrobin）2002年世界销售额第3的一种杀菌剂。具有这类结构的其它化合物还有杀虫、杀螨剂（fluacrypyrim,嘧螨酯2001年底上市）和除草活性，开发前景
31、非常诱人。嘧菌酯嘧螨酯近40年来，我国在农药研究方面也取得了长足进步，相继开发了包括杀菌剂、农用抗菌素、除草剂、杀虫剂和植物生长调节剂在内的15个新农药品种。乙基大蒜素多菌灵杀虫双农药发展史上的第四阶段农药发展史上的第四阶段 非杀生非杀生性农药的提出与第二代农药性农药的提出与第二代农药以上三个阶段都是以农药对有害生物杀伤力的高低来划分的。虽然它们在药效上有低效、高效或“超高效”之分，但实质上并没有根本的差异，皆属于杀生性农药。随着人们认识的深入，特别是可持续发展的观念引进到植物保护领域之后，人们对农药的认识有了更大的变化，而且预测今后农药商品的发展，必须走向一个“非杀生性”的新时期。“非杀生性
32、”农药是从对人类安全和保护环境的角度出发，着重挖掘天然活性物质，进而人工合成仿生农药及其类似物，研究和筛选有特异性生理活性的物质，从而达到能够控制或改变有害生物的生活习性、形态、生长、繁殖规律等，使其对农作物等造成的危害限制在允许的限度内，而不一定要把它们杀死。目前正在研究开发的昆虫激素、性信息素、新拒食剂、几丁质合成抑制剂、黑色生物化合物抑制剂、以及转基因的抗虫植物等，都属于“非杀生性”农药。“非杀生性农药非杀生性农药”具有以下特点：具有以下特点：（1）对对目目标标有有害害生生物物具具有有选选择择性性，对对非非目目标标生生物物具具有有安安全全性；性；（2）有有效效剂剂量量很很低低，可可使使毒
33、毒剂剂进进入入环环境境的的量量降降至至较较低低的的水水平；平；（3）仅对目标有害生物有适当特效，随后即适度地降解。）仅对目标有害生物有适当特效，随后即适度地降解。因因而而“非非杀杀生生性性农农药药”既既能能够够有有效效地地防防治治农农作作物物病病、虫虫、草草、鼠鼠害害等等，又又大大大大降降低低农农药药的的残残毒毒量量，增增加加了了对对环环境境和和人、畜等的安全性，显示出极为广阔的发展前景。人、畜等的安全性，显示出极为广阔的发展前景。附：附：2002年世界销售额最大的年世界销售额最大的10个农药品种个农药品种草甘磷（草甘磷（47.05），吡虫啉（），吡虫啉（9.2），嘧菌酯（），嘧菌酯（4.72
34、），马拉），马拉硫磷（硫磷（4.12），醚菌酯（），醚菌酯（4.08），百草枯（），百草枯（4.05），氟虫腈），氟虫腈（3.66），二甲戊乐灵（），二甲戊乐灵（3.5），乙酰甲胺磷（），乙酰甲胺磷（3.3），），2，4-D（3.25）。）。二甲戊乐灵（除草通）Pendimethalin,二硝基苯胺类，选择性触杀型土壤处理剂。用于玉米、大豆、花生、棉花、蔬菜等作为田间防除禾本科杂草和部分阔叶杂草。氟虫腈（锐劲特）是苯基吡唑类新型杀虫剂，是一种作用于-氨基丁酸来影响神经系统的活性，可以克服其它杀虫剂产生的抗性。每公顷只需要几十克就可以有效控制刺吸类和咀嚼式口器的害虫醚菌酯新型的甲氧基丙烯酸基酯类
35、衍生物杀菌剂，在我国目前只有山东京博集团生产30%的醚菌酯可湿性粉剂来防治白粉病和黑腥病。生物农药的悄然兴起生物农药的悄然兴起由于植物农药的缺点，导致了化学农药的发展由于植物农药的缺点，导致了化学农药的发展由于化学农药的缺点导致生物农药的发展由于化学农药的缺点导致生物农药的发展赤霉素是最早的微生物农药产品，来源于植物，赤霉素是最早的微生物农药产品，来源于植物，后经微生物培养、发酵制得。后经微生物培养、发酵制得。20世纪世纪50年代初年代初大量生产。大量生产。同时一些医用的抗生素也被用于农业上防治植同时一些医用的抗生素也被用于农业上防治植物病害。如链霉素、氯霉素等。物病害。如链霉素、氯霉素等。2
36、0世纪世纪6070年代，有机汞、有机砷的毒年代，有机汞、有机砷的毒性问题，促进了微生物农药的日本的大性问题，促进了微生物农药的日本的大规模开发规模开发除虫菊酯类农药的开发成功导致生物农除虫菊酯类农药的开发成功导致生物农药受挫药受挫20世纪世纪90年代，全世界又掀起生物农药年代，全世界又掀起生物农药的开发热潮，包括把生物农药作为先导的开发热潮，包括把生物农药作为先导化合物，通过结构改造来开发化学农药。化合物，通过结构改造来开发化学农药。目前每年产值以目前每年产值以1020%的速度递增，的速度递增，1997年占农药市场的年占农药市场的1%左右，左右，1999年年78%，2002年有人估计年有人估计
37、1020%，当然，当然包括转基因植物。包括转基因植物。1.3 农药发展的展望农药发展的展望半个世纪以来，有机合成农药的发展历史表明，尽管目前农药仍然存在许多明显的缺点，特别是对环境的污染，进而造成对人类健康的威胁是不容忽视的，但它给人类带来的好处更为明显。在20世纪60年代，美国作家Carlson以其名著寂静的春天为先导，在世界范围内掀起非难农药，甚至主张取消农药的浪潮。但农药并未被取消，而是得到更快的发展，原因主要有三点：一是农药的毒性；二是农药的持久性；三是农药的无选择性。今天，使用不使用农药的争论仍在继续，然而，今天，使用不使用农药的争论仍在继续，然而，这种争论却从另一个方面促进了农药的
38、开发和这种争论却从另一个方面促进了农药的开发和进一步的研究。其发展呈现以下几个方面的特进一步的研究。其发展呈现以下几个方面的特点：一是力求开发那些于生态环境相协调的农点：一是力求开发那些于生态环境相协调的农药；二是进一步强化农药的安全使用技术；三药；二是进一步强化农药的安全使用技术；三是生物农药和植物性杀虫剂的开发十分活跃；是生物农药和植物性杀虫剂的开发十分活跃；四是转基因植物抵御病虫害方面日渐显示其极四是转基因植物抵御病虫害方面日渐显示其极大的昧力。大的昧力。人人们们对对农农药药的的认认识识是是在在不不断断深深化化的的。今今天天，农农药药的的概概念念，特特别别是是杀杀虫虫剂剂的的概概念念已已
39、发发生生了了深深刻刻的的变变化化，对对害害虫虫不不是是注注重重于于杀杀死死，而而是是更更注注重重于于调调节节，有有些些化化学学农农药药已已改改变变了了过过去去化化学学农农药药的的含含义义，对对于于靶靶标标生生物物不不再再是是“毒毒物物”，而而仅仅仅仅是是增增强强了了作作物物对对有有害害生生物物的的抗抗性性，而而达达到到控控制制有有害害生生物物危危害害的的目目的的，甚甚至至对对于于农农药药的的提提法法和和称称呼呼也也有有许许多多新新的的名名词词，如如“生生物物合合理理农农药药”（biorational pesticides），“理理 想想 的的 环环 境境 化化 合合 物物”（ideal env
40、ironnlental chemicals.）等等。等等。从从农农药药的的经经营营者者来来说说，目目前前，世世界界上上大大的的农农药药化化学学公公司司数数量量正正在在减减少少，现现存存的的或或合合并并后后新新成成立立的的化化学学农农药药公公司司都都非非常常重重视视并并努努力力寻寻求求那那些些高高效效、低低毒毒、低低残残留留，高高选选择性的新农药，并符合更加严格的登记制度。择性的新农药，并符合更加严格的登记制度。我我国国学学者者郑郑斐斐能能在在2003年年，对对农农药药的的概概念念进进行行综综合合分分析析后后提提出出，今今后后农农药药的的发发展展方方向向应应该该是是高高效效、经经济济和和低低副副
41、作用。作用。从杀虫剂研究开发的目的和意义来说，其旨在发现开发及阐明安全高效的新品种和方法，并最大限度地提高作物产量及确保对大众的健康。在过去的60余年，在杀虫剂的开发方面可谓是成功的黄金时代。其开发研究不仅有益于农业，同时也促进了自然科学中其他领域的发展。昆虫毒理学已作为环境毒理学的基础，杀虫剂已成为分析靶标酶、受体及通道的必不可少的探测器。通过对其安全性探讨及分子机理的阐明，有助于基础研究的深化。人们对毒害形式、特殊代谢解毒作用途径及延缓毒性的新颖靶标的认识，无疑也归功于杀虫剂的研究。在在2020世世纪纪最最后后十十年年，生生物物工工程程技技术术给给农农药药工工业业的的发发展展带带来来了了机
42、机大大的的挑挑战战，这这种种挑挑战战不不仅仅仅仅是是商商业业上上的的，更更重重要要的的是是观观念念上上、意意识识上上和和心心理理上上的的。从从生生物物工工程程学学的的方方面面来看，以下迹象足以引起人们重视：来看，以下迹象足以引起人们重视：一一是是，人人们们提提倡倡使使用用昆昆虫虫特特异异性性基基因因（不不是是毒毒素素）和和开开发发无无外外源源防防治治剂剂时时不不起起作作用用的的嵌嵌合合启启动动子子，以以用用于于对对特特定定昆昆虫虫种种群群的的防防治治，该该防防治治体体系系作作用用迅迅速速且且对对环环境境安安全全，假假若若外外源源物物质质温温和和的的话话，除除了了靶靶标标害害虫虫外外对对其其它它
43、昆昆虫虫种种类无影响。类无影响。二二是是，研研究究人人员员对对具具有有产产生生防防御御物物质质调调节节途途径径的的那那些些植植物的基因操作的兴趣越来越大。物的基因操作的兴趣越来越大。三三是是化化学学农农药药仍仍在在发发展展，新新的的超超高高效效杂杂环环农农药药将将进进入入农农药生产和应用领域而取代一些效果较低的品种。药生产和应用领域而取代一些效果较低的品种。随着随着“产品无公害化产品无公害化”“”“绿色食品绿色食品”概念的提概念的提出，对农药的要求更高了。在农业部公布的禁出，对农药的要求更高了。在农业部公布的禁止使用的农药名单中，当年立下汗马功劳的一止使用的农药名单中，当年立下汗马功劳的一些农药品种永远退出了历史舞台。新的农药品些农药品种永远退出了历史舞台。新的农药品种层出不穷。生物农药的地位越来越重要，发种层出不穷。生物农药的地位越来越重要，发展的趋势也越来越好。展的趋势也越来越好。因此需要对生物农药的研究情况进行分析。因此需要对生物农药的研究情况进行分析。