第一節(jié) 殺蟲劑研發(fā)新思路 第二節(jié) 擬除蟲菊酯類殺蟲劑 第三節(jié) 新煙堿類殺蟲劑 第四節(jié) 防治刺吸式口器害蟲的非煙堿類殺蟲劑 上世紀70年代,農(nóng)藥研發(fā)者從19世紀前就已經(jīng)有所認識的植物源天然殺蟲劑中尋找靈感,兩種在作用位點和作用機理上完全不同的殺蟲劑系列應(yīng)時而生:一種是化學合成菊類植物中天然殺蟲成分的除蟲菊酯,另一種是化學合成煙草中天然殺蟲成分的煙堿及其衍生物;為了與天然成分有所區(qū)別,有時候會分別綴以“擬”字和“新”字,叫擬除蟲菊酯類殺蟲劑和新煙堿類殺蟲劑。 第二節(jié) 擬除蟲菊酯類殺蟲劑 菊酯類殺蟲劑目前全球銷售額約30億美元,略低于排名第一的煙堿類殺蟲劑;其中高效氯氟氰菊酯在殺蟲劑單品排名中位列第五,拜耳獨一家的溴氰菊酯位列第十一。 這類殺蟲劑的代表性產(chǎn)品是高效氯氟氰菊酯、溴氰菊酯等,單位劑量的殺蟲毒性比有機氯、有機磷和氨基甲酸酯類殺蟲劑提高了10-100倍,用量小而高效,同時對貓以外的哺乳動物的毒性較低,也不產(chǎn)生慢性毒性,無致癌或其他病變風險。不過菊酯類農(nóng)藥味道刺鼻,會對人的皮膚與呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生刺激作用。 與前幾種殺蟲劑的殺蟲機理完全不同,菊酯類殺蟲劑作用于昆蟲中樞或周圍神經(jīng)的鈉離子通道,改變神經(jīng)膜的通透性,使昆蟲神經(jīng)興奮、痙攣、麻痹致不能進食而死亡。 菊酯類殺蟲劑主要是觸殺和胃毒,一般沒有內(nèi)吸作用,高溫下易分解,因此不宜在高溫下使用;持效不很長,應(yīng)與長效殺蟲劑配合使用。 菊酯類殺蟲劑主要用于防治鱗翅目和鞘翅目等咀嚼式口器害蟲,對地下害蟲也有效;除少數(shù)改進型產(chǎn)品或復(fù)配劑外,大多沒有內(nèi)吸作用,所以一般不用于蚜蟲、飛虱等刺吸式口器害蟲;不能殺螨,蟲螨共患時,這類殺蟲劑只起抑螨作用,卻會殺死螨的天敵。 菊酯類殺蟲劑最大的問題是抗藥性,一季作物上連續(xù)使用兩次以上就易使害蟲產(chǎn)生抗性,因此一般應(yīng)安排在蟲害發(fā)展較快、較烈的階段施用。 拜耳出品的溴氰菊酯(敵殺死)在菊酯類殺蟲劑中毒力最高,同時因為它在觸殺和胃毒之外有驅(qū)避作用,滲透性好,能用于潛葉蛾、潛葉蠅、潛葉甲的防治,還能作為室內(nèi)衛(wèi)生和倉儲殺蟲劑驅(qū)殺蟑螂、蚊、蠅、臭蟲、蚤、虱和螞蟻。 菊酯類殺蟲劑與有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥一樣,對魚類等水生物和蜜蜂、蠶的毒性大,對害蟲的天敵益蟲也無選擇性地一并毒殺。中國魚塘和水田中施用菊酯類農(nóng)藥導致魚類死亡的情況常見諸報端,所以應(yīng)注意不要把殘液倒入水中。 已有幾種菊酯類農(nóng)藥被歐盟禁用,包括高效氟氯氰菊酯和聯(lián)苯菊酯。隨著農(nóng)藥對人毒性指標、殘留指標和生態(tài)環(huán)境指標越來越嚴格起來,菊酯類殺蟲劑被禁用或限用的范圍還會繼續(xù)擴大,并且跨國農(nóng)藥廠商也基本沒有除蟲菊酯類迭代新產(chǎn)品研發(fā)上市。 第三節(jié) 新煙堿類殺蟲劑 新煙堿類(又稱類尼古?。⑾x劑也是一種仿生化合物。 自上世紀90年代拜耳首先開發(fā)上市第一個新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉以來,新煙堿類和擬除蟲菊酯類殺蟲劑齊頭并進,很快成為殺蟲劑中的第一和第二大類;煙堿類殺蟲劑2019年度的全球銷售額達32億美元,銷量最大的產(chǎn)品是噻蟲嗪、吡蟲啉、噻蟲胺和啶蟲脒,在所有殺蟲劑單品中分別排名第二、第三、第九和第十五。 煙堿類殺蟲劑是一種煙堿乙酰膽堿受體(AChR)激動劑,與乙酰膽堿受體選擇性結(jié)合后阻斷昆蟲中樞神經(jīng)的正常傳導,使其麻痹而死亡。這類殺蟲劑的靶標選擇性強,對脊椎動物包括魚、鳥和哺乳動物低毒。 新煙堿類殺蟲劑具有觸殺、胃毒、內(nèi)吸性、拒食和驅(qū)避作用,因為有良好的內(nèi)吸活性,它最拿手的是對付蚜蟲、飛虱、粉虱等刺吸式口器害蟲,以及薊馬、跳甲、甲蟲、蚧殼蟲之類比較棘手的害蟲;持效最長可達一個月,與其他類殺蟲劑沒有交互抗性,復(fù)配性好。 新煙堿類殺蟲劑還可用于土壤處理和拌種,是用得最多的種子處理劑,但對地下害蟲中的根結(jié)線蟲無效(線蟲與細菌、真菌等微生物被歸為引起作物病害而不是蟲害的病原體)。 拜耳除了第一代新煙堿殺蟲劑艾美樂吡蟲啉水分散粒劑外,其他新煙堿類殺蟲劑分別還有高巧吡蟲啉懸浮種衣劑、穩(wěn)特螺蟲乙酯·噻蟲啉懸浮劑。 其他農(nóng)藥廠商的代表性產(chǎn)品有: 諾華研發(fā)的噻蟲嗪(先正達阿克泰)是第二代新煙堿類殺蟲劑,更廣的殺蟲譜和更高的內(nèi)吸活性,在土壤中的移動性和植株中的葉片傳導性也更好,因而成為全球銷量最大的煙堿類殺蟲劑。 日本三井化學研發(fā)的呋蟲胺(扶瑞)內(nèi)吸滲透作用更強,殺蟲活性更高,對哺乳動物、鳥與水生物更安全(國內(nèi)有人將呋蟲胺稱為第三代煙堿類殺蟲劑);在中國使用量少,因而抗性低,和噻蟲嗪一樣能夠防治潛葉類害蟲。 日本武田和拜耳共同研發(fā)的噻蟲胺,也同樣殺蟲廣譜、高效低毒,不容易產(chǎn)生藥害;它還常常與殺菌劑復(fù)配,實現(xiàn)蟲病兼治。 其他新煙堿類殺蟲劑還有啶蟲脒、烯啶蟲胺等。煙堿類殺蟲劑和菊酯類殺蟲劑一樣,因為普遍使用,也已在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)高抗性。 煙堿類殺蟲劑普遍對蜜蜂高毒,被認為是蜂群崩潰綜合癥的罪魁禍首,這也是它未來發(fā)展最大的攔路虎。蜜蜂授粉是地球生物多樣性生存的重要環(huán)節(jié),沒有蜜蜂,地球?qū)⒃庥錾鷳B(tài)災(zāi)難,許多農(nóng)作物和植物就會因為授粉不足而減產(chǎn)、絕產(chǎn)或消亡。正因為如此,歐盟已于2018年底前禁止戶外施用吡蟲啉、噻蟲嗪和噻蟲胺這三種新煙堿類殺蟲劑。 第四節(jié) 防治刺吸式口器害蟲的非煙堿類殺蟲劑 防治刺吸式口器的蚜蟲、粉虱、薊馬等農(nóng)業(yè)害蟲,主要靠的是煙堿類殺蟲劑。由于煙堿類殺蟲劑對蜜蜂高毒,而且容易產(chǎn)生抗性,圍繞蜜蜂安全和蟲害抗性問題新研發(fā)成功、對蜜蜂安全、防治刺吸式口器害蟲可能更高效的殺蟲劑,主要有以下幾種:
前兩個產(chǎn)品(氟啶蟲胺腈、氟吡呋喃酮)和煙堿類殺蟲劑一樣都是乙酰膽堿受體(nAChR)的競爭性調(diào)節(jié)劑,在殺蟲劑抗性行動委員會(IRAC)根據(jù)作用機理分類中各成一個獨立小組,與吡蟲啉、噻蟲嗪等傳統(tǒng)新煙堿類殺蟲劑沒有交互抗性。 雙丙環(huán)蟲酯和氟啶蟲酰胺則更勝一籌,與煙堿類殺蟲劑不在同一個大組中,雙丙環(huán)蟲酯與吡蚜酮組成一個大組(第9組),氟啶蟲酰胺則自成一個大組(第29組),作用于一種全新的靶標蛋白,與所有各類殺蟲劑不存在交互抗性,對刺吸式口器的半翅目/同翅目尤其是各類抗性蚜蟲有很高的防效。 上述四種殺蟲劑雖然在化學結(jié)構(gòu)上不屬于煙堿類殺蟲劑,但都是煙堿類殺蟲劑的迭代產(chǎn)品,即使被稱作新一代煙堿類殺蟲劑產(chǎn)品也不為錯。它們都對蜜蜂安全,與煙堿類殺蟲劑不產(chǎn)生交互抗性。 拜耳艾美樂吡蟲啉 先正達阿克泰噻蟲嗪 日本三井化學呋蟲胺 科迪華特福力氟啶蟲胺腈 拜耳極顯 + 畝旺特(氟吡呋喃酮 + 螺蟲乙酯) 巴斯夫英威雙丙環(huán)蟲酯 日本石原隆施氟啶蟲酰胺 |
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