生物农药的分类

生物农药的分类
一
农化新世纪编辑视点
译者按:近年见到一些文章,内容涉及生物农药与化学农药的界定,观点不一.窃以为国际上已取得的共识,应该作为我们的供鉴.故将手头一本联合国亚太地区经济和社会委员会编印书籍有关内容节译出供参阅.其内容略显陈旧,但基本概念不会大变. 生物农药是天然存在的或者经过基因修饰的药剂, 它们与常规农药的区别在于独特的作用方式,低使用剂
它们可以区分为两个主要类量和靶标种类的专一性.
别:生物化学农药,如激素和生长调节剂;微生物农药, 如细菌制剂,病毒制剂和真菌制剂.
1生物化学农药
生物化学农药必须符合下面两个标准,也必须符合这类化合物的性能要求.
其一,该类杀虫剂品种必须显示出与对靶标生物直接毒杀不同的作用方式(如生长调节,觅偶干扰).植物源杀虫剂和烟碱和除虫菊素能毒杀靶标生物,所以不被认为属于生物化学农药.
其二,生物化学农药必须是天然存在的,或者如果它是由人工合成,则在化学结构上必须与天然存在的化合物完全相同.这里的"完全相同",意指合成化合物成分的分子结构必须与天然存在的模式化合物分子结构一
样.
有时出现不能确定的情况.例如,假使该天然存在化合物的确切分子结构是未知的,或者假使其对靶标生物与非靶标生物的作用方式是不同的,某个国家的管理
机构应该根据各种情况规定,或者将这样的化合物归类为生物化学农药,或者归类为常规农药.
生物化学农药按照一般生物学机制分为四类. 1,1化学信息素
这是植物或动物释放的化合物,它们能改变相同种类或不同种类受纳生物体的行为.包括外激素 (pheromones),异源外激素(allomones)和种问外激素(kairomones).
外激素是一种群中个体释放的化学物质,它能改变同一种群中其他个体的行为.甚至在非常低的浓度下, 这些化学信息素导致聚集,帮助觅偶,形成报警信号或者引导至食物源.最常见的外激素是由雌虫腹腺分泌的诱素诱使雄虫前来交配;还有聚集外激素,它由一个昆虫种群中一种性别或两种性别昆虫所产生,它能促使两种性别昆虫聚集在一起进行取食或繁殖.性外激素在蛾类和蝶类中常见,聚集外激素则在甲虫类中常见. 异源外激素是由一种昆虫释放的化学物质,它能改变另种昆虫的行为而对释放外激素的昆虫有利.多种植物产生的次生物质能驱避昆虫和阻止它们取食,这些物圃
质也被归类为异源外激素.人们长期以来利用香茅 (Citronellagrass)油作为
一种昆虫驱避剂涂抹在皮肤上.
种问外激素是由一种动物释放的化学物质,它能改变另种动物个体的行为,对
释放外激素的动物无益,而对受纳物种有利.例如,动物寄生昆虫可以由它导向找到寄主.种问外激素与外激素一样,能用以把昆虫引至诱阱以达到虫情测报或
捕获它们的目的.
1,2激素
激素是生物化学物质,其在生物体的一个部位被合成并输导到另一部位,在那
里它们具有控制,调节或改变行为的效能.昆虫激素可区分为以下两个主要类别. 其一,蜕皮激素(moltinghormones或ecdystetoids).
它们是由昆虫体内一组化学结构上彼此十分相近的水溶性甾族化合物所组成,
在植物体内也找到其中几种活性类似物.到本文为止,无论用天然的蜕皮激素或者
用植物中产生的蜕皮激素类似物,通过饲喂或局部施药, 都不能有效地防治昆虫.
另外,因为它们的合成十分昂贵,蜕皮激素的商品化产品仍然处于研究阶段. 其二,保幼激素(juvenilehormones).昆虫在幼体发育过程中产生四种化学结构上彼此很相似的保幼激素,
这些保幼激素以及它们使昆虫保持处于蛹期或幼虫期.
几百种人工合成的活性类似物(拟保幼激素,juvenoids),
以任何施药方式都能几乎同样地影响昆虫发育.按照它们的作用方式,这些保
幼激素和拟保幼激素也被称作昆虫生长调节剂(insectgrowthreowthyegulators, IGRs).
天然保幼激素在环境中没有足够的稳定性,而且人工合成太昂贵,因此未能开
发为商品.但它们类似物(即拟保幼激素)的合成,导致研发出很多常是提高选择性
的活性化合物.
登记用于防治害虫的几种拟保幼激素条例如除虫脲(diflubenzuron),用于防
治鳞翅目,双翅目害虫;苯氧威 (~noxycarb),用于防治果树卷叶虫,火蚁,烯虫酯(methoprene),用于防治家蝇,跳蚤,蚊虫,小家蚁,贮粮
害虫和烟草害虫;烯虫乙酯(hydroprene),用于防治蜚蠊;烯虫炔酯(kinoprene),用于防治温室同翅目害虫. 上述几种拟保幼激素主要用于居室和保护地,只有苯氧威用于大田.这是拟保幼激素的几个缺点之一.其他缺点可概述如下: 其一,当叶面沉积的药物暴露在风吹日晒之下时, 药物中的这些化合物不稳定.
几种化合物中苯氧威是田间施用最稳定的.
其二,除了烯虫炔酯之外,其他几种拟保幼激素不
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能导致靶标昆虫的直接死亡.
其三,拟保幼激素仅在昆虫生命中两个特殊而短暂的时期里才能影响到靶标昆虫.这两个短暂时期,所谓敏感窗口期,即幼虫的最后一个龄期和卵期的胚胎发育
早期.拟保幼激素在幼虫最后一个龄期施用能抑制变态过程,过量的保幼激素或拟
保幼激素导致形成蛹和成虫的中间发育形态,即使它们存在活到蜕皮,也不能繁殖. 卵期施药有杀卵作用,即造成胚胎发育不正常,不孵化或致初孵幼虫死亡.
拟保幼激素作为化学杀虫剂有以下特别的优点. 其一,拟保幼激素显示出对昆
虫的极高选择性.它们作用于昆虫的受体系统,而该系统是其他生物中不存在的.
同时对敏感的靶标种群具有很高的与选择性的活性.
其二,这些化合物对非靶标生物和哺乳动物只有极低毒性.
其三,迄今认为这些拟保幼激素很少存在交互抗性.
既无驱避作用亦无直接杀死作用的拟保幼激素,象大多数常规杀虫剂一样,已
被证明防治社会性昆虫如火蚁和小家蚁很有效.含有苯氧威和烯虫酯的毒饵一般有
较好防效,因为保幼激素被回巢的公蚁带进蚁穴而影响到蚁卵孵化和蚁群社会行为.
1,3天然的植物生长调节剂
天然植物生长调节剂是植物体产生的化学物质,它们对同种或他种植物具有抑制,刺激或其他调节作用. 其中一些被称作植物激素(planthormones或phytohormones).
植物生长调节剂(PGRs)的实例如下.
植物生长激素(auxins)化合物,可导致枝条细胞伸长.1934年发现植物生长激
素增进插条发根.进一步用于疏果与增花.植物生长激素是植物体内由植物生长激
素前体物形成的.具有类拟活性的工业产品如吲哚乙酸,B一萘乙酸和2,4一滴.
赤霉素(gibberellins)或赤霉酸衍生物通过促进细胞中酶的产生来刺激细胞
分裂和细胞伸长.它们在所有植物中有天然存在的.赤霉素用于增加茎杆长度,延迟
黄化,打破马铃薯种薯休眠,提高果实坐果和产量等. 细胞分裂素(cytokinins)是天然存在或人工制造的化学物质,它们在植物体各部位促进细胞分裂和调节化.这些化合物在1955年被发现,用于延长绿色蔬菜, 切花和蘑菇类和贮藏期.玉米素(zeatin)是一种天然物质,而激动素(kinetin)和腺嘌呤(adenine)是人工合成的
细胞分裂素.
植物生长抑制剂(inhibitors)这类物质能干扰植物体的生理过程,包括干扰生长调节,种子发芽,或干扰植物激素,赤霉素和植物生长激素作用.植物体中天然存——
农化新世纪
在的植物生长抑制剂通常属于植物激素.具有抑制或延迟植物生长作用的这类物质被用于阻止鳞茎和块茎萌发,阻止烟草植株的徒长枝和缩短谷物物茎的生长.天然存在的植物生长抑制剂有苯甲酸,没食子酸,内桂酸和脱落酸.也有人工合成的植物生长调节剂,如抑芽丹 (maleichydraeide).
1,4酶制剂
本文中酶制剂被定义为这样的蛋白质分子,其是基因作用表达的工具和化学反应的催化剂.
2微生物农药
微生物农药属于天然物质的制剂,其含有具传染性的致病微生物,如细菌,真菌,原生动物和类菌质体以及病毒,或者基因修饰的致病微生物,它们的使用能达到对有害生物的自然控制.
这些病原菌和寄生物被分离出来和大量生产用作商品化的农药.它们予以登记的一般基本原则是该产品应当被证明有实效,且不存在对使用者,施药处理后食用作物的消费者和环境具有不可接受的危险. 微生物杀虫剂制备的基础是昆虫病原微生物或寄生物,它们通常能侵染或毒害一种昆虫或叶螨,并最终导致后者死亡.微
生物杀虫剂通常对昆虫或叶螨某些目的种类特别有效,同时对人类,其他哺乳动物和植物没有毒害.
微生物杀虫剂已经在多种作物,林木和蚊虫栖息地使用多年,它们可以采用常规的喷药器械施用.它们的施用常与化学农药和其他防治方法相结合,成为有害生物综合治理的一个途径.
它们的主要优点在于环境安全性和特效作用.但有
一
个主要缺点,即在田间条件下缺乏生物学上的持效.
因此,这些微生物杀虫剂难于在商品市场上与较为持效和高效的化学农药如成功合成的除虫菊酯类竞争.然
而,在生物技术领域,持别是在蛋白质和基因修饰方面
的最新进展,已重新激发出对生物农药所有类别的兴
趣.
生物技术显示出带来新的机会,以克服微生物杀虫
剂长期存在一些固有的缺点,如较快失活,活性与昂贵
生产的矛盾.1988年微生物杀虫剂世界市场估值为0.7 亿美元,或者说占全部杀虫剂市场的1%.这种新进展似乎提供微生物农药产品缓慢扩张市场份额的可能性,到 1992年可望达到约3亿美元.除微生物杀虫剂之外,已被证明具有杀真菌,杀线虫或除草活性的其他微生物农药已经被开发出来.
《农药应用》编辑部节译自ESCAP,UnitedNations. Agro——
pesticides:PropertiesandFunctionsinIntegratedCrop
Protection,Fourthedition.Bangkok:1991,46-51.。