| 词条 | 农药 |
| 释义 | nongyao 农药(卷名：农业) pesticide 主要用于防治农业有害生物和调节植物生长发育的化学物质。近代农药还包括改善药剂质量、提高药效的各种农药助剂。对农药的概念各国的解释不尽相同，例如美国称农药和化肥为农业化学品，日本则把用于防治农作物病虫害的天敌生物制品（天敌农药）也包括在农药之列。 农药是必需的农业生产资料之一，在综合防治中占有重要地位，也是卫生防疫的有效手段。一般认为农药使用的经济效益甚高，但滥用或不合理的使用也会产生不良后果。 发展进程 19世纪中期以前，农药的概念还未形成，只在民间有零散地使用硫磺、石灰、含砷矿物、杀虫植物来防治病虫害的习惯。农药大约诞生于1850年前后，其发展大致可分3个时期。 无机物及天然物利用时期 三大杀虫植物除虫菊、鱼藤、烟草的杀虫作用虽早被确认，硫磺和汞等被用于防治植物病害也有悠久历史，但真正作为商品销售的杀虫剂和杀菌剂则始于19世纪中期。1880年以后石灰硫磺合剂被广泛用于防治植物病害；1882年法国人P.M.A.米亚尔忒发现波尔多液;1892年美国开始使用砷酸铅;1910年商品硫酸烟碱出现；1913年有机汞被首次用作种子处理剂。这都说明农药已开始进入科学发展的时期，但尚限于天然物和无机物的利用，并以用于防治果树、蔬菜及棉花的病虫害为主。到20世纪初，农药制造才随着需要量的增加而逐渐成为化学工业的组成部分。 有机合成农药时期 1934年美国人W.H.蒂斯代尔和英国人H.马丁同时发现二硫代氨基甲酸盐类有杀菌作用，1938年瑞士人P.米勒发现滴滴涕的杀虫作用，从而开创了有机合成农药的新时期。20世纪30～40年代又发现了高效杀虫剂六六六以及环戊二烯类和毒杀芬等，使有机氯化合物杀虫剂成为农药中的一大类群。第二次世界大战期间德国人G.施拉德合成的一系列磷有机化合物，则为战后有机磷杀虫剂的迅速发展奠定了基础。以后又由于西维因在1953年的合成和1956年的商品化，开辟了氨基甲酸酯类杀虫剂的领域。这样，随着有机氯、有机磷、氨基甲酸酯三大类杀虫剂的应用，植物害虫防治的面貌大大改观，农药的使用受到空前重视，当时甚至认为化学防治是解决植物虫害问题的唯一有效方法。1944年美国发现2，4－滴的特殊生理效应，除草剂和植物生长调节剂也开始迅速发展。在植物病害防治方面，直到20世纪中期杀菌剂还大多只能用于防治寄主体外的病原物。1966年美国人施梅林等研制成功萎锈灵等化合物，推动了内吸传导性杀菌剂的发展。同时，各种抗生素也纷纷出现。农药品种、产量和用量的迅速增长还促进了剂型加工、应用技术、分析检测方法及毒理学等各方面研究的发展，并在若干领域开始形成新的学科分支。 新型农药发展时期 60年代以来，由于大量使用化学农药，特别是有机氯、有机汞等高残留农药，环境污染、生态平衡破坏，以及残毒的潜在危害等问题日益突出；同时，害虫和病原生物的抗药性也随之加强。为此，1970年前后，美、英、日等国先后对有机汞、有机氯剂中的若干品种(如滴滴涕、六六六等)采取了禁用、限用措施；农药开发研究的重点开始转向生物体内活性物质的仿生合成和研究具有特异效能的高选择性化合物。在这一方面，1973年英国人M.埃利奥特等研究成功的拟除虫菊酯－二氯苯醚菊酯，具有突破性意义。随后，溴氰菊酯的研究成功，又进一步提高了药效。1976年日本开发的氰戊菊酯分子内不含以往菊酯类农药分子中都具有的环丙烷结构，而仍表现出菊酯的高生物活性及特点，使拟除虫菊酯的合成方法简化，成本降低，并为寻找新的拟除虫菊酯类药剂提供了可能。60年代后期，模拟沙蚕毒素研制的仿生农药杀螟丹、杀虫双和杀虫环等则开创了从动物源寻找杀虫剂的新途径。1970年前后，保幼激素、脱皮激素、性外激素等非杀生性杀虫剂（或称特异性杀虫剂）的研制也取得进展。由于这些农药不是通过毒杀作用，而是使害虫的发育、繁殖等行为受到阻碍或被抑制，从而达到防治目的，被称为第三代农药（见昆虫激素类农药）。与此同时，内吸杀菌剂不断发展，利用化合物的非杀生性作用来防治植物病害的工作也受到重视。在除草剂方面的进展是出现了每亩有效成分用量仅为数克，甚至 1克以下的超高效品种。凡此，都标志着农药的发展已进入了一个新的历史时期。 分类 农药的品种根据主要防治对象可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、杀线虫剂、杀鼠剂、植物生长调节剂（见植物激素）等；根据化学组成或化合物类型可分为：硫制剂、汞制剂、砷制剂、有机氯剂、有机磷剂、有机氮剂、有机锡剂、有机氟剂、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、苯氧羧酸类、取代脲类、三氮苯类、酰胺类、醌类及杂环类等；根据来源不同又可分为：植物性药剂、无机和矿物药剂、农用抗生素等。 品种的研制和开发 农药品种由化学合成到供应市场销售和推广应用是一个复杂的过程，一般需要6～8年。开发期间需要有化学、生物学等多种学科为基础的专门技术和方法的配合，对有希望商品化的品种要进行一系列试验、测定和规定项目的研究。在获得必要的各项数据资料后，才能向政府管理部门申请登记(见农药管理)。经审查批准后进行工业生产、销售和实际使用。由于各国政府对农药的登记不断提出严格要求，测试项目不断增加，化合物筛选、开发的成功率相对降低，所需费用也相应提高。研制、开发的程序主要包括： 农药合成 现代农药主要是人工合成的各种类型的有机化合物。根据已知有关生物活性与化学结构关系的知识，大量合成系列化合物并进行各种生物活性筛选，一直是新品种开发的主要途径。一般先在实验室条件下合成少量样品，通过生物活性筛选初步确定具有进一步开发价值时再进一步研究工业化合成路线，进行生产性中试，然后正式投产。近年来，对农药的高效、安全及生物降解性要求的提高，又促进了对于天然源（动物、植物、微生物等）生物活性物质的探索，以求改进农药的化学结构，开发新型高效类似物已取得不少成果。 剂型加工及应用 绝大多数农药化合物原药必须加工制成各种制剂，才能用于实际防治。农药的各种剂型即农药商品流通的主要形式。剂型加工要应用物理化学原理，研究各种助剂的作用和性能，采取适当的方法，以求改进制剂的理化性状、贮藏稳定性和使用安全性，并能适应各种施药技术，发挥有效成分的最大效果。根据防治上的不同要求，一种原药可加工成的固态剂型主要有粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂、大粒剂、可溶性粉剂、烟剂及片剂等；液态剂型主要有乳油、浓乳剂、油剂、水剂等。有些原药还可制成胶悬剂和糊剂。另外，微囊剂等多种有缓释作用的剂型以及含两种或两种以上有效成分的复配制剂发展也较快。剂型要与施药方法相适应。如粉剂主要用于直接喷粉或拌种，粉剂的颗粒细度是药效能否充分发挥的关键。可湿性粉剂、乳油、胶悬剂等必须加水稀释成一定浓度的药液喷雾使用，有效成分在水中的分散性和展着性是药效发挥的关键。大粒剂可用于水田手撒。烟剂用于密闭或郁蔽条件下才能收到应有效果。颗粒剂多于播种时施于土壤或与种子拌合施用。油剂则主要用于超低量喷雾。20世纪80年代以来，施药机械及技术不断改进和提高。在研究雾滴形成及其运动规律的基础上设计新的施药器械，改进雾滴对靶标的针对性，可大量降低田间用药量，提高防治效果，减少环境污染（见农药施用技术）。 生物测定和药效试验 生物测定是利用供试生物对一定药剂剂量的反应程度（死亡和存活、生长发育和抑制、发病程度和其他特殊生理反应等），以确定生物活性的性质和大小的方法。一般在室内或温控条件下进行，宜采用人工气候室和自动化定量施药技术设备，以提高测定效率和准确性。药效试验是鉴定农药在实用条件下综合效果的方法。一般先进行田间小区试验，再进行大面积生产性试验。是农药推广应用前不可缺少的试验阶段，也是改进应用技术必要的试验方法。 农药分析和作用机制研究 农药分析是应用化学定性、定量分析的基本原理和方法，检定农药质量，研究其残留、代谢及在环境中归趋的基本手段。如薄层层析、气相色谱、液相色谱等技术已用于产品质量控制、残留分析和代谢、光解等的研究；鉴定活性物质及代谢产物时常采用同位素标记示踪方法，或色质联用仪、光谱、质谱分析及核磁共振等。 作用机制的研究主要以生物个体为对象，应用现代物理化学方法进行。生物学、生理学和生物化学的最新发展已使研究由细胞水平进入到分子水平。研究的目的是探明农药有效成分及其对生物体不同靶子器官所造成的生理、生化反应，改善药剂的生理选择性，减少对非防治对象的毒害。不同类型化合物的作用机制主要决定于各自的化学结构及理化性质，但不同的生物类别，种属间形态、生理等的差异，也是影响作用机制的重要方面。此外，环境条件和防治对象的生物学特性也常对作用机制产生影响。 环境毒理研究 农药种类繁多，性质各异，用途和使用方法不同，在环境中的变化和对生态的影响十分复杂。因此，农药在大量推广应用以前必需进行环境毒理研究。内容涉及两个方面：①农药施用后在环境中的物理、化学变化和归趋，包括物理性迁移(漂移、沉降、挥发、吸附、淋溶、流失等)以及降解、代谢、光解等化学变化；②残留农药及代谢产物在其转移、变化过程中对环境和非防治对象生物群体的影响。环境毒理是毒理学的新的分支，与生态学和环境科学有密切关系。由于持久性高残留农药通过食物链生物富集(或称生物浓缩，即稳定性农药通过食物链在生物体内逐级加大浓度的现象)，最终对生态环境产生不良影响和对人类健康造成潜在危害，农药环境毒理研究已受到普遍重视。 抗药性 在药剂防治过程中，有害生物种群发展为能耐受正常药量的新种群的现象，称抗药性。它与生物群体由于种属不同而具有的天然耐药性差异有所不同。抗药性的产生和发展与连续多年使用单一药剂进行防治有关，并具遗传特性。抗药性种群一旦产生，不仅给有效的防治带来困难，而且常因被迫增加用药量和施药次数而造成环境污染和破坏生态平衡。 抗药性是20世纪初美国人A.L.梅兰德通过研究长期使用石硫合剂防治的梨圆蚧而首次发现的。抗药性形成的原因，从遗传学角度一直存在着两种学说。即一种是前适应学说，认为昆虫种群中本来存在与使用杀虫剂无关的抗性个体，由于药剂的反复使用，抗性较强的个体存活下来，抗性基因遗传给后代，逐渐形成抗药性种群。这种学说受到多数人的支持，并为许多试验所证实。另一种为后适应学说，认为杀虫剂诱发了基因突变而引起抗性的产生，但缺乏直接实验证明。昆虫种群抗药性发展的快慢，主要决定于昆虫本身的遗传因素、生物学特性，以及药剂的使用。害虫对杀虫剂产生抗药性的生理、生化机制主要表现在3方面：表皮穿透性降低，使药剂不易进入生物体；靶子酶（活性物质在体内产生毒效的主要作用酶系）敏感性降低，使药剂的毒效减小；解毒代谢增强，使进入体内的有效成分大量降解失去活性。多数害虫的抗药性机制都比较复杂，有些还能产生行为上的改变而躲避药剂的毒杀，但以解毒代谢的增强为最普遍。近代对微粒体多功能氧化酶研究较多，它的解毒作用是非专一性的，对多种农药都有解毒作用。这种酶系的质或量的变化，常是害虫产生抗药性的重要机制。由此也可能产生交互抗性，即一种昆虫对某种农药产生抗药性后，对另一尚未使用过的某些药剂也产生了抗药性的现象，又称正交互抗性。 病菌对杀菌剂抗药性的生理、生化机制，由于药剂类型不同和病原菌种类不同而十分复杂，许多问题目前仍不太清楚。从药理学观点分析，病菌的抗药性可认为是由于内吸性杀菌剂或抗生素类药剂的作用专化性强。因而病菌体内的作用点稍有变异，或药剂到达作用点过程中的生理条件有所变异，即导致病菌的抗药性增加;而多作用点的保护性杀菌剂如铜剂、有机硫杀菌剂等则不易产生抗药性。 克服抗药性的对策主要有：①轮换使用作用机制不同的药剂；②加用能抑制解毒酶系的增效剂；③把不同作用机制的药剂混用；④采用综合防治，协调各种防治措施的作用；⑤对抗药性发展已十分严重的害虫，改换新的药剂品种进行防治。 农药的安全使用和管理 绝大多数农药都是有毒物质，对人畜有程度不同的毒性，原药中的杂质含量还常可使毒性加大。对高等动物的毒性主要分为急性中毒和慢性中毒，前者指短时间内过量摄入后产生的中毒现象;后者指残留农药长期微量摄入后产生的不良后果。毒性大小以动物试验的有关数据划分和判定。将高毒农药品种，通过适当的剂型加工而低毒化，可提高使用者的安全性。在生产、运输、配制和使用时减少接触或摄入，以及对使用者规定操作规程、配备防护用具，是安全使用的关键（见农药安全防护）。许多国家对食品中各种常用农药的残留极限都有规定，作为抽样检查判断的标准。为了防止粮食、果、蔬等农药残留超过最高允许含量，一些国家制定了安全间隔期，针对不同作物、不同农药的具体使用情况，规定收获与最后一次施药的最低间隔日期，控制农药残留量，保证安全。 为保证商品农药的质量和使用上的安全有效，许多国家都制订有农药管理法规，凡申请登记的农药品种(本国或外国产品)，必须经规定程序审查批准后，才能作为商品销售。 展望 农药的普遍使用虽带来一些副作用，但现代科学技术的进步，也为研究解决这些问题提供了理论根据和技术手段。今后农药仍将在植物保护和综合防治中占重要地位。但农药品种将愈趋多样化，持久性、生物累积性农药将急骤减少;生物降解容易，不污染环境的品种将占绝对优势。各类农药的超高效品种不断增加，将使单位面积有效成分大幅度降低。剂型加工和施药技术的发展，雾滴运动规律的研究、运用和施药机械的改进，将打破传统的施药方法。同时，对于如何提高针对性以减少田间药液的浪费，减少环境污染和提高经济效益，如何开发软农药，利用生态相关活性物质作为农药的可能性等新设想也在探讨中。 参考书目 J. R. Plimmer， Pesticide Chemistry in the 20th Century，American Chemical Society，Washinton，D.C.，1977. |
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