农药生物测定田间试验

农药生物测定田间试验
一个新药物的发现, 必须两个系统的同时运转
一个系统是化学系统, 一个系统是生物学系统
农药生物测定与田间药效试验
西南大学植保学院
丁伟教授
一、农药室内生物测定
1．生物测定（bioassay ）
是由biological 和assay 组合而成，通常是指具有生理活性的物质对某种生物产生效应的一项测定技术。

但是，从更广的范围来理解生物测定，则可概括为：“对生物的任何刺激所产生的效应的测定, 包括来自物理、化学、生物、生理及心理等方面的刺激对生物活体产生的反应。

”总之，生物测定是研究作用物、靶标生物和反应强度三者关系的一项专门技术。

2．生物测定的一般模式
3．农药生物测定（pesticidebioassay ）
指在一定条件下利用靶标生物测定其对某些化合物的反应的量度，进而鉴别某种化合物生物活性的基本技术与方法。

靶标生物：通常指有害生物，包括昆虫、螨类、病菌、杂草、鼠类等。

包括这些生物的整体或离体的组织、细胞等。

待测化合物：可以是已经成为农药的化合物，包括杀虫（杀螨）剂、除草剂、杀菌剂、杀鼠剂、杀线虫剂乃至卫生杀虫剂等；也可以是待筛选的化合物（已知物和未知物）。

生物反应：指靶标生物对杀虫、杀菌、除草等作用的反应，可以延伸为凡是干扰破坏有机体正常生长、发育、行为、代谢等效应的反应，如植物生长调节、昆虫生长调节、信息传递物质等。

生物反应用死亡率、抑制率、反应率等指标来表示。

量度：指反应的强度或者大小的指标。

要运用特定的实验设计，以生物统计为工具，借助于数学的方法，来给生物反应以量化表达。

生物活性：指药物或某一个化合物对生物体产生的效应。

如果有，则这个药物或化合物有生物活性，如果不产生效应，则这个药物或化合物就没有生物活性。

4．农药生物测定的知识体系
（1）供试对象的准备（包括靶标生物的饲养技术和待测化合物的选择）；
也包括组织培养、细胞培养、药剂配制、剂量计算等内容
（2）生物测定的操作技术与方法（包括室内生测、小区实验和田间药效实验三个方面）；
（3）影响农药生物测定的因素分析；（药剂、生物体、环境、操作方法）
（4）农药生物测定结果的评价与表达。

（数理统计的方法得到一个恰当的结果来描述一个
效果。

5．室内生物测定试验设计的基本原则
(1)要控制影响因素
上面我们已经大致分析了影响农药生物测定的因素，由于这些因素很多，在不同的因素条件下会产生不同的效果。

设效果为y=a+b1x1+b2x2+b3x3+……．bnxn 。

这样是一个复
杂的偏回归关系。

这不是我们生物测定的目的，我们的目的是为了寻求生测效果与药剂剂量之间的关系，即y=a+bx其中，y 是死亡率的几率值，而x 则为剂量对数。

这样很清楚明了。

如果不控制其它因素，便无法得到这一回归式。

不过目前, 已经有人尝试寻求多元的回归关系, 这样可能更切合实际一些。

如死亡率与温度、时间等的关系。

（2）必须设立对照
设立对照的目的是为了消除自然因素而导致的试虫死亡。

对照组有几种情况：
空白对照：即完全不处理或仅以清水处理
溶剂对照：即用不同有效成分的溶剂或乳化剂等作对照
标准药剂对照：标准药剂是指在生产中对某种目标昆虫常用的有效药剂可用之同待测农药相比。

试验时，要根据测定的需要，选择采用的对照。

但一般情况下，如果选择标准药剂对照，则还需要选择溶剂对照和空白对照补充。

(3)必须设立重复
一个原因是生物测定本身不是针对某一个昆虫，而是对昆虫的群体而言，是指某一个待测群体的综合反应，单个处理不足以反映实际情况。

另一个原因：从生物统计理论上讲，增加重复次数，减少每个重复的生物个体是减少试验误差的一个方法。

第三：有一定的重复便于作精确的统计分析。

一般重复3次，每个处理20—50头试虫，田间试验的重复次数以3—5次为宜。

(4)供试的目标生物要统一一致：
尽量选用农作物病原、害虫和杂草。

应在同一条件下饲养，或采自田间同一环境条件下，在生理、发育上应尽量一致。

一般有三个条件：一是易于采集、生产上常见；二是易于饲养，便于获得同一群体；三是繁殖力比较强，可提供大量供试对象。

（5）运用生物统计分析试验结果
6．毒力的表达
(1)毒力的概念：毒力是指药剂本身对不同生物发生直接作用的性质和程度。

一般是在相对严格条件下，室内用标准生物测定的药剂对供试生物反应的量度。

(2)药效：是在田间或接近田间的条件下所测定的药剂对生物的作用效果。

不同剂型、不同寄主植物、不同有害生物、不同的施药方法以及各种田间环境因素都会影响到药效的大小。

(3)反应率：包括所有出现症状的反应情况（前面介绍的几种情况）
一般都是用死亡率表示；
一般死亡率。

死亡率%=死虫数/试虫数×100%
死亡率从广义上应理解为虫口减退率。

死亡率可以是正的，也可以是负的，比如处理后的虫口可以是增加的。

(4)校正死亡率
为了消除自然死亡因素的影响，精确的研究和正规的实验结果报告要采用校正死亡率来表示。

校正死亡率的计算可采用生存率，也可采用死亡率，分别如下：
校正死亡率=×100%；（1）
X=对照组生存率；Y=处理组生存率；X-Y=虫口因药剂处理而导致的死亡率。

校正死亡率={（处理组死亡率—对照组死亡率）/（1-对照组死亡率）}×100%（2）对于公式2来说，其适用范围是对照的自然死亡率在5%-20%之间；
5%以下时，可将处理组死亡率减去自然死亡率即可校正；
20%以上时；则表示该目标昆虫种群不宜供试验用，试验结果不可靠。

校正死亡率表示结果很明了，但是，不适宜室内毒力测定结果的分析，主要是不能表示在药剂处理下，目标昆虫个体间的差异而引起生理效应的变异性；也不能表示药剂毒力相差的程度，所以单纯用校正死亡率来比较毒力是很不够的。

(5)致死中量LD50或致死中浓度LC50等
致死中量（medianlethaldose ）
杀死供试昆虫群体内50%的个体所需要的剂量，单位是
μg/g：微克（药剂重量）/克（昆虫体重），记作LD50
致死中浓度（medianlethalconcentration ）
杀死供试昆虫群体内50%的个体所需要的浓度；单位常用ppm ；mg/L,mg/kg(现在一般发表用这个) ，记作LC50
致死中时（LT50）或击倒中时（KT50）：在某种剂量或浓度下，杀死或击倒供试昆虫群体50%个体所需要的时间，单位是分钟(min)、或小时(h)、天（d ）等。

(6)求LD50和LC50的方法
国内外目前大多采用机率值分析法求致死中量，根据求得的LD-P 线（log 剂量与校正死亡率的机率值所画出直线的简称）回归式的方法，可分为作图法和最小二乘法，但现在一般采用计算器和计算机编程的方法直接求得。

在毒力测定中需要表达的结果：
(1)求各剂量的对数值;
(2)求各剂量的死亡率所对应的机率值
(3)按一定方法求出回归方程Y=a+bx
(4)求LD50，坡度b 值，相关系数r
(5)对回归方程进行卡方检验
(6)求LD50的标准误和95%的置信限。

7．杀虫剂生物测定
根据杀虫剂进入虫体的部位及途径的不同, 杀虫剂毒杀作用的方式可分为：胃毒、触杀、熏蒸、内吸、忌避、拒食、抑制生长发育、不育等方式。

内吸杀虫作用：凡是可以通过植物根茎叶以及种子等部位渗入植物内部组织，随着植物体液在植株内传导，不妨碍植物的生长发育，而对害虫具有很高毒效的化学物质，称为内吸杀虫剂。

昆虫由于受内吸杀虫剂的毒杀作用而致死亡的过程，称之为内吸杀虫作用。

8．杀菌剂的生物测定
第一个测定系统直接毒力测定
测定系统仅包括病原菌和药剂，主要包括：对孢子萌发、菌丝生长的抑制，这种方法又叫杀菌剂的离体生物测定。

容易漏选一些化合物，因此，不能判断出一种杀菌药剂的实际应用价值。

第二个测定系统病原菌-药剂-植物
9．除草剂除草活性筛选的方法
（1）筛选的主要程序为：实验室初筛→盆栽实验→田间实验三个步骤。

（2）初筛的模子。

以高粱法+萝卜子叶法+小球藻法（种子发芽+植株生长量+叶绿素合成量）三种办法连用可检测所有有除草活性的化合物。

标准浓度下的施药浓度为活性试验100ppm ，3~4天后检查药效。

盆栽实验中用药150g/亩，2~3周后检查药效。

其指标有三种：株数防除率、鲜重减少率、株高抑制率。

生测试材包括单子叶植物-稗、小麦、高粱；
双子叶植物-油菜、黄瓜、亚麻、萝卜等。

二、田间药效试验
1．田间药效内容
（1）以药剂为主体的系统田间试验
田间药效筛选；田间药效评价；特定因子试验
（2）以防治对象为主体的试验
针对某种防治对象筛选最有效的农药品种，确定最佳剂量、最佳施药次数和最佳施药方法。

田间药效试验：包括小区试验、大区试验和示范试验
田间药2、田间试验的基本要求
（1）试验地的选择
（2）试验小区设计（随机区组排列）
（3）注意影响因素
剂型、剂量、喷雾技术
防治对象
环境条件（要记录环境条件）效试
3．调查方法：
对角线法、大五点法、棋盘式法、平行线法、分行法、Z 字形法等。

验
4．结果处理
虫：虫口减退率（校正）
病常以病情指数表达。

调查结果要统计分析
特别是要做方差分析
一般设4个重复，统计分析常采用邓肯氏多重比较检验法（DMRT 法）
三、农药的使用技术要点
1．使用药物防治的前提
（1）只有在栽培管理措施无法有效控制病虫草害的时候才使用农药（包括生长调节剂）。

（2）正确诊断，对症用药。

为了最大的获益，最基本的是要清楚病害及其严重性，特别要
明确病害的种类。

（3）使用经过登记、批准和推荐的农药来控制病虫草害，没有经过在保护作物上登记或者
国家没有推荐使用的农药要禁止在该作物上使用。

（4）要严格遵守使用规则和指南，按照每一种农药的应用技术和使用说明进行操作。

（5）对使用的农药要精确记录其有效成分、产品特性、施用量及施用日期。

（6）恰当运用农药的轮换和混配技术，以避免病虫对农药产生抗药性。

（7）明确每种药物的毒性特点，严格按照安全间隔期和推荐剂量、次数施药，时刻注意残留动态，必须将农药残留控制在规定的范围内。

2．正确掌握施药时期
害虫，应选择最易杀伤害虫，并能有效控制为害的阶段进行施药。

对食叶害虫和刺吸式口器害虫一般应在低龄幼虫、若虫盛发期防治为好，如烟青虫的施药一定在卵孵化后到幼虫3龄之前施药；对钻蛀性害虫一般应在卵孵化盛期防治为好。

病害，对于病害来说，易感病的生育期都是防治适宜时期。

但流行性病害的防治要注意在病害还没有大规模流行之前施药进行预防。

病害控制一定要树立预防为主的思想，
预防要结合
实际情况，并不是普防。

杂草，以种子繁殖的杂草，在幼芽或幼苗期对除草剂比较敏感。

因此，这一时期就作为防除杂草的适期。

烟草，药剂对作物的安全性是确定施药适期的先决条件，一旦发生病虫害，使用药剂要在确保作物本身安全的前提下进行控制，不能造成药害。

根据病虫草种类和农药的性能选用适当的品种，做到对症下药，农药只有被正确使用时才能有助于控制病虫害。

病、虫、草害的种类很多，各地差异很大。

在进行防治之前，要明确防治对象的特点，恰当用药。

例如，烟草细菌性病害的防治，在北方一些烟区有效的药剂在南方不一定有效。

如黑胫病和青枯病都是烟草的根茎病害，如果没有分清是细菌性病害还是真菌性病害就来施药，结果肯定是不理想的。

4．浓度和用量要适当
严格按照推荐剂量。

因此要防止盲目加大药剂浓度和药量，防止定期普遍施药，避免配药时不称不量，随手倒药的不合理做法。

如采用移栽灵预防黑胫病，每亩15ml 就可以了，但一些农民觉得用药少了，效果就可能不好，于是每亩用了25ml ，最后导致一些烟苗出现严重的药害。

5．充分利用防治阈值选择合适防治时期
防治阈值有时又叫经济阈值，是指防治成本与危害造成的损失相等的程度。

如果危害比防治成本高，就要进行防治，如果危害损失不及防治成本，就可以考虑不进行防治。

对病害来说，大多数情况下施药时期偏晚，往往在病害流行期后才被引起重视，此时开始施药大多数防病保产效果不理想。

6．均衡施药
药剂只有均匀周到的分布在植物或病虫表面，才能取得良好的防治效果，如果不均匀施药，一方面可能导致局部地方药量太多，容易造成药害；另一方面一些地方因为没有药剂而导致不能有效控制病虫草害。

因此，施药时必须考虑病虫草害的生物学特性、为害规律和药剂的使用特性，确保病虫草全面接触药剂。

7．讲究防治方法和用药质量
在田间施药时，要细致周到，讲究质量。

根据病虫在作物上危害的部位，把农药用在要害处。

不同的农药剂型，应采用不同的施药方法。

一般说来乳剂、可湿性粉剂、水剂等以喷雾为主；颗粒剂以撒施或深层施药为主；粉剂以撒毒土为主；内吸性强的药剂，可采用喷雾、泼浇、撒毒土法等；触杀性药剂以喷雾为主。

为害上部叶片的病虫，以喷雾为主；钻蛀性或为害作物基部的害虫，以撒毒土法或泼浇为主。

凡夜出为害的害虫，以傍晚施药效果较好，如对小地老虎（土蚕）的防治，就不能在上午或者中午阳光很强的时候去施药。

8．合理轮换和混用农药
注意避免抗药性的产生。

一种病虫长期使用某一种农药防治，就会产生抗药性，如甲霜灵对烟草黑胫病。

如果轮换使用作用机制不同的农药品种，就会提高农药的防治效果。

农药的合理混用不但可以提高防效，而且还可扩大防治对象，延缓病虫产生抗药性。

9．注意残留和安全间隔期。