绿色农药的发展概述
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２００７ 年第百度文库３ 期
绿色农药的发展概述
苏惠 （ 河南农业大学理学院， 河南 郑州 ４５００００）
摘 要： 农药作为主要农资产品， 在防治作物病虫草害和保证农业丰收方面发挥着重要作用， 但农药的长期使用， 对环境造成了严重污染， 对人体也造 成了很大危害。鉴于此， 国内医药科研部门配合化工行业， 以绿色化学和绿色化学技术为理论依据和指导原则， 大力开发绿色农药， 走绿色农药的道路。这 样才能更好地保护生态环境， 维护农业的可持续发展。
２．１．３ 动物源农药 动物源农药主要是指利用动物体的代谢物或其体内所含有的具有特 殊功能的生物活性物质， 如昆虫所产生的各种内、外激素， 调节昆虫的各种 生理过程， 以此来除虫。目前国内应用最多的是激素及信息素， 如华东理工 大学研制出的酞胺哑二唑及芳酚基叔丁基脲， 具有很高的活性。 ２．１．４ 转基因作物和基因工程农药 通过遗传操作， 把 ＤＮＡ 重组技术应用于农药的研究中， 培育和种植具 有防病、防虫作用的转基因作物， 研制出具有高效杀虫作用的基因工程农 药。世界上第一个商品化的遗传工程杀菌剂为 Ｎｏｇａｌｌ。国内构建的“荧光 ９３”， 防治效果也很稳定。 ２．２ 绿色化学农药 虽然目前生物农药的呼声高、前景好， 但因很多不能实现大规模生产， 并且进行大面积快速防治时效果不理想， 很难在近期内成为农药的主力 军。而化学合成农药由于具备成本低、起效快、可大规模生产等优点， 仍是 农药的主体， 预计开发低毒无害的绿色化学农药将是未来农药的重要发展 方向， 主要策略有模拟天然物质结构合成、开发新剂型以及采用绿色合成 技术。 ２．２．１ 模拟天然物质结构合成 当农药的化学结构选用了自然界存在的物质结构， 由于自然界原有物 质一般都有相应分解它们的微生物群， 因而这类农药易被分解， 不易造成 残留污染。一些植物（ 已知有 ４００ 多种） 含有天然抗拒昆虫进攻的物质且具 有很低的温血动物毒性，如除虫菊酯、印楝素等， 模拟其活性结构进行全合 成或半合成， 就可以得到高效、低毒、无污染的绿色化学农药。所以设计化 学农药分子应首选具有生物活性的天然产物或与其相似的合成化合物。 ２．２．２ 采用绿色的合成技术 常用的绿色合成技术有声化学合成技术、微波化学合成技术和水相 有机合成技术等。声化学合成技术是指利用超声波加速化学反应， 对许 多有机反应尤其是非均相反应有显著的加速效应， 反应时间可比常规方 法缩短几十至几百倍。微波化学合成技术是指利用超高频电磁波加速化 学反应， 亦能提高转化率。水相有机合成技术是指模拟自然界中的化学 反应利用各种模拟酶来催化以水为溶剂的有机反应， 从源头上消除了有 机溶剂的污染。 ２．２．３ 开发新剂型 传统的农药剂型有： 乳油、粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂， 这类型农药施用 后大部分残留在环境中， 造成污染， 残留的主要原因是农药制剂的物理化 学性质不良。现在以水基化、超微化、无尘化和控制释放为基本研究方向， 开发出了微乳剂、水乳剂、新型乳油、水胶囊悬浮剂和泡腾片剂等新剂型， 大大提高了农药使用的安全性。 ３ 结束语 发展高效、低毒、环境友好的绿色农药是实现绿色生态农业的必经之 路， 随着生物技术、组合化学、高通量筛选、计算机辅助设计、原子经济化学、 生物信息学等现代高新技术的发展和利用， 为绿色农药的研发开辟了更有 效的途径， 使之能继续为人类社会的持续发展和人类健康作出新的贡献。
关键词： 绿色农药； 涵义； 发展方向
农药作为主要农资产品， 在防治作物病虫草害和保证农业丰收方面 发挥着重要作用， 但农药的长期使用， 对环境造成了严重污染， 对人体也 造成了很大危害。鉴于此， 国内医药科研部门配合化工行业， 以绿色化学 和绿色化学技术为理论依据和指导原则， 大力开发绿色农药， 走绿色农 药的道路。这样才能更好地保护生态环境， 维护农业的可持续发展。另一 方面， 国外颁布的农药禁令给我国农产品出口业树起一道“绿色壁垒”， 造成农业部门的重大经济损失， 若改用绿色农药可提高农产品的安全标 准和合格率， 增加农产品的出口。由此看来， 绿色农药的开发意义重大， 应受到高度重视。
避和影响昆虫生长发育等作用。若与有机农药混配使用， 则具有： 增效作 用、溶剂作用和掩盖有机农药不良气味的作用。精油含量较丰富的植物有 松科、樟科、木兰科等。
ｃ．其他植物源农药。杀虫生物碱， 是一种天然有机化合物， 如烟碱、苦参 碱等； 倍半萜和二萜， 苦皮藤是典型的倍半萜杀虫植物； 柠檬素类化合物， 是在楝科、芸香科、苦木科等植物中存在的带苦味的三萜类化合物； 植物源 昆虫激素； 黄酮类化合物， 例如被称为三大传统植物源农药之一的鱼藤酮。
１ 绿色农药的涵义 绿色农药又叫环境无公害农药或环境友好农药， 是指对防治细菌、害 虫高效， 而对人畜、害虫天敌、农作物安全， 在环境中易分解， 在农作物中低 残留或无残留的农药。绿色农药本身和其生产过程应具有以下特点： １．１ 生物活性高， 即控制农业有害生物药效高， 单位面积使用量小； １．２ 选择性高， 即对农业有害生物的自然天敌和非靶标生物无毒或毒 性极小； １．３ 对农作物无药害； １．４ 使用后在农作物体内外、农产品及在土壤、大气、水体中无残留或 即使有少量残留也可以在短期内降解， 生成无毒无害的物质而完全融入大 自然； １．５ 合成方法应符合“原子经济性”， 即尽量使参加反应过程的原子都 进入最终产物， 尽量减少农业生产过程中的副产物， 或将一个反应的废物 作为另一个反应的原料， 实现“封闭循环”和“零排放”； １．６ 在生产过程中尽量不使用对人类健康和环境有毒有害的物质， 如 使用高效绿色催化剂， 尽量不使用有机溶剂。 ２ 绿色无公害农药的发展方向 ２．１ 生物农药 生物农药是绿色农药的首选品种之一， 它是指应用生物活体及其代谢 产物制成的防治作物病害、虫害、杂草的制剂，也包括保护生物活体的保护 剂、辅助剂和增效剂，以及模拟某些杀虫毒素和抗生素的人工合成的制剂。 主要有植物源农药、微生物农药、动物源农药、转基因作物和基因工程农药 等。 ２．１．１ 微生物农药 微生物农药是指能够用来杀虫、灭菌及调节植物生长的微生物活体及 其代谢产物。可以分为原生动物型、线虫型、真菌型、细菌型、病毒型以及农 用抗生素。目前国内外研究利用的主要是细菌、真菌、病毒三大类．细菌制剂 以苏云金杆菌（ 简称 Ｂｔ） 为代表， 它是当前微生物杀虫剂中产量最多、应用 面积最大的一种； 其次是日本金龟子芽孢杆菌和缓死芽孢杆菌。近年来，我 国在晋、冀、鲁、豫等省已陆续开展了金龟子芽孢杆菌的菌剂制作、应用技 术和离体培养的研究，并已经取得阶段性成果．真菌制剂主要有白僵菌、绿 僵菌等， 由于真菌杀虫剂是触杀性杀虫剂，具有其他微生物农药所没有的广 谱杀虫作用等优点，目前已进入了大面积应用阶段。病毒制剂中目前研究较 多、应用较广的是核型多角体病毒、颗粒体病毒和质型多角体病毒。 ２．１．２ 植物源农药 ａ．光活化农药。近年来， 人们发现一些植物次生物质在光照条件下对害 虫的毒效可提高几倍、几十倍甚至上千倍， 显示出光活化特性， 而不象一般 农药那样，一个有机磷分子仅破坏一个目标分子。其原理是光动力作用，即 光敏剂在光照和分子氧存在的条件下，对细胞、病毒、生物体的杀伤作用，或 在该条件下对生物分子诱发的化学修饰作用。整个过程实为一个光敏氧化 过程， 染料分子并不介入毒性反应，只是起催化剂的作用。光敏剂一般是在 可见光谱区至红外光谱区有强吸收的染料， 如荧光素和根皮红等。 ｂ．植物精油。精油是指植物组织中的水蒸气蒸馏成分， 通常含有一定量 的萜烯及生物酚类， 大多数是由几十种到几百种化合物组成的复杂混合 物。精油通常具有强烈的植物特征性气味， 对昆虫具有引诱、杀卵、熏蒸、忌
参考文献 ［１］刘扬涛．无公害绿色农药的发展方向［Ｊ］．农业环境与发展， ２００６， （６）． ［２］刘建超．化学农药的发展方向— ——绿色化学农药［Ｊ］．农药， ２００５， ４４（１）． ［３］王军．绿色农药剂型— ——微乳剂型［Ｊ］．精细与专用化学品， ２００４， １２（２１）．
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２００７ 年第百度文库３ 期
绿色农药的发展概述
苏惠 （ 河南农业大学理学院， 河南 郑州 ４５００００）
摘 要： 农药作为主要农资产品， 在防治作物病虫草害和保证农业丰收方面发挥着重要作用， 但农药的长期使用， 对环境造成了严重污染， 对人体也造 成了很大危害。鉴于此， 国内医药科研部门配合化工行业， 以绿色化学和绿色化学技术为理论依据和指导原则， 大力开发绿色农药， 走绿色农药的道路。这 样才能更好地保护生态环境， 维护农业的可持续发展。
２．１．３ 动物源农药 动物源农药主要是指利用动物体的代谢物或其体内所含有的具有特 殊功能的生物活性物质， 如昆虫所产生的各种内、外激素， 调节昆虫的各种 生理过程， 以此来除虫。目前国内应用最多的是激素及信息素， 如华东理工 大学研制出的酞胺哑二唑及芳酚基叔丁基脲， 具有很高的活性。 ２．１．４ 转基因作物和基因工程农药 通过遗传操作， 把 ＤＮＡ 重组技术应用于农药的研究中， 培育和种植具 有防病、防虫作用的转基因作物， 研制出具有高效杀虫作用的基因工程农 药。世界上第一个商品化的遗传工程杀菌剂为 Ｎｏｇａｌｌ。国内构建的“荧光 ９３”， 防治效果也很稳定。 ２．２ 绿色化学农药 虽然目前生物农药的呼声高、前景好， 但因很多不能实现大规模生产， 并且进行大面积快速防治时效果不理想， 很难在近期内成为农药的主力 军。而化学合成农药由于具备成本低、起效快、可大规模生产等优点， 仍是 农药的主体， 预计开发低毒无害的绿色化学农药将是未来农药的重要发展 方向， 主要策略有模拟天然物质结构合成、开发新剂型以及采用绿色合成 技术。 ２．２．１ 模拟天然物质结构合成 当农药的化学结构选用了自然界存在的物质结构， 由于自然界原有物 质一般都有相应分解它们的微生物群， 因而这类农药易被分解， 不易造成 残留污染。一些植物（ 已知有 ４００ 多种） 含有天然抗拒昆虫进攻的物质且具 有很低的温血动物毒性，如除虫菊酯、印楝素等， 模拟其活性结构进行全合 成或半合成， 就可以得到高效、低毒、无污染的绿色化学农药。所以设计化 学农药分子应首选具有生物活性的天然产物或与其相似的合成化合物。 ２．２．２ 采用绿色的合成技术 常用的绿色合成技术有声化学合成技术、微波化学合成技术和水相 有机合成技术等。声化学合成技术是指利用超声波加速化学反应， 对许 多有机反应尤其是非均相反应有显著的加速效应， 反应时间可比常规方 法缩短几十至几百倍。微波化学合成技术是指利用超高频电磁波加速化 学反应， 亦能提高转化率。水相有机合成技术是指模拟自然界中的化学 反应利用各种模拟酶来催化以水为溶剂的有机反应， 从源头上消除了有 机溶剂的污染。 ２．２．３ 开发新剂型 传统的农药剂型有： 乳油、粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂， 这类型农药施用 后大部分残留在环境中， 造成污染， 残留的主要原因是农药制剂的物理化 学性质不良。现在以水基化、超微化、无尘化和控制释放为基本研究方向， 开发出了微乳剂、水乳剂、新型乳油、水胶囊悬浮剂和泡腾片剂等新剂型， 大大提高了农药使用的安全性。 ３ 结束语 发展高效、低毒、环境友好的绿色农药是实现绿色生态农业的必经之 路， 随着生物技术、组合化学、高通量筛选、计算机辅助设计、原子经济化学、 生物信息学等现代高新技术的发展和利用， 为绿色农药的研发开辟了更有 效的途径， 使之能继续为人类社会的持续发展和人类健康作出新的贡献。
关键词： 绿色农药； 涵义； 发展方向
农药作为主要农资产品， 在防治作物病虫草害和保证农业丰收方面 发挥着重要作用， 但农药的长期使用， 对环境造成了严重污染， 对人体也 造成了很大危害。鉴于此， 国内医药科研部门配合化工行业， 以绿色化学 和绿色化学技术为理论依据和指导原则， 大力开发绿色农药， 走绿色农 药的道路。这样才能更好地保护生态环境， 维护农业的可持续发展。另一 方面， 国外颁布的农药禁令给我国农产品出口业树起一道“绿色壁垒”， 造成农业部门的重大经济损失， 若改用绿色农药可提高农产品的安全标 准和合格率， 增加农产品的出口。由此看来， 绿色农药的开发意义重大， 应受到高度重视。
避和影响昆虫生长发育等作用。若与有机农药混配使用， 则具有： 增效作 用、溶剂作用和掩盖有机农药不良气味的作用。精油含量较丰富的植物有 松科、樟科、木兰科等。
ｃ．其他植物源农药。杀虫生物碱， 是一种天然有机化合物， 如烟碱、苦参 碱等； 倍半萜和二萜， 苦皮藤是典型的倍半萜杀虫植物； 柠檬素类化合物， 是在楝科、芸香科、苦木科等植物中存在的带苦味的三萜类化合物； 植物源 昆虫激素； 黄酮类化合物， 例如被称为三大传统植物源农药之一的鱼藤酮。
１ 绿色农药的涵义 绿色农药又叫环境无公害农药或环境友好农药， 是指对防治细菌、害 虫高效， 而对人畜、害虫天敌、农作物安全， 在环境中易分解， 在农作物中低 残留或无残留的农药。绿色农药本身和其生产过程应具有以下特点： １．１ 生物活性高， 即控制农业有害生物药效高， 单位面积使用量小； １．２ 选择性高， 即对农业有害生物的自然天敌和非靶标生物无毒或毒 性极小； １．３ 对农作物无药害； １．４ 使用后在农作物体内外、农产品及在土壤、大气、水体中无残留或 即使有少量残留也可以在短期内降解， 生成无毒无害的物质而完全融入大 自然； １．５ 合成方法应符合“原子经济性”， 即尽量使参加反应过程的原子都 进入最终产物， 尽量减少农业生产过程中的副产物， 或将一个反应的废物 作为另一个反应的原料， 实现“封闭循环”和“零排放”； １．６ 在生产过程中尽量不使用对人类健康和环境有毒有害的物质， 如 使用高效绿色催化剂， 尽量不使用有机溶剂。 ２ 绿色无公害农药的发展方向 ２．１ 生物农药 生物农药是绿色农药的首选品种之一， 它是指应用生物活体及其代谢 产物制成的防治作物病害、虫害、杂草的制剂，也包括保护生物活体的保护 剂、辅助剂和增效剂，以及模拟某些杀虫毒素和抗生素的人工合成的制剂。 主要有植物源农药、微生物农药、动物源农药、转基因作物和基因工程农药 等。 ２．１．１ 微生物农药 微生物农药是指能够用来杀虫、灭菌及调节植物生长的微生物活体及 其代谢产物。可以分为原生动物型、线虫型、真菌型、细菌型、病毒型以及农 用抗生素。目前国内外研究利用的主要是细菌、真菌、病毒三大类．细菌制剂 以苏云金杆菌（ 简称 Ｂｔ） 为代表， 它是当前微生物杀虫剂中产量最多、应用 面积最大的一种； 其次是日本金龟子芽孢杆菌和缓死芽孢杆菌。近年来，我 国在晋、冀、鲁、豫等省已陆续开展了金龟子芽孢杆菌的菌剂制作、应用技 术和离体培养的研究，并已经取得阶段性成果．真菌制剂主要有白僵菌、绿 僵菌等， 由于真菌杀虫剂是触杀性杀虫剂，具有其他微生物农药所没有的广 谱杀虫作用等优点，目前已进入了大面积应用阶段。病毒制剂中目前研究较 多、应用较广的是核型多角体病毒、颗粒体病毒和质型多角体病毒。 ２．１．２ 植物源农药 ａ．光活化农药。近年来， 人们发现一些植物次生物质在光照条件下对害 虫的毒效可提高几倍、几十倍甚至上千倍， 显示出光活化特性， 而不象一般 农药那样，一个有机磷分子仅破坏一个目标分子。其原理是光动力作用，即 光敏剂在光照和分子氧存在的条件下，对细胞、病毒、生物体的杀伤作用，或 在该条件下对生物分子诱发的化学修饰作用。整个过程实为一个光敏氧化 过程， 染料分子并不介入毒性反应，只是起催化剂的作用。光敏剂一般是在 可见光谱区至红外光谱区有强吸收的染料， 如荧光素和根皮红等。 ｂ．植物精油。精油是指植物组织中的水蒸气蒸馏成分， 通常含有一定量 的萜烯及生物酚类， 大多数是由几十种到几百种化合物组成的复杂混合 物。精油通常具有强烈的植物特征性气味， 对昆虫具有引诱、杀卵、熏蒸、忌
参考文献 ［１］刘扬涛．无公害绿色农药的发展方向［Ｊ］．农业环境与发展， ２００６， （６）． ［２］刘建超．化学农药的发展方向— ——绿色化学农药［Ｊ］．农药， ２００５， ４４（１）． ［３］王军．绿色农药剂型— ——微乳剂型［Ｊ］．精细与专用化学品， ２００４， １２（２１）．
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