1、农药化学农药化学 主讲教师：陈琼主讲教师：陈琼2011-20122011-2012学年度学年度农药化学讲授提纲农药化学讲授提纲本课程合计本课程合计3636学时，其中讲授占学时，其中讲授占2222学时，讨论、调研、完成小论文学时，讨论、调研、完成小论文1212学时，学时，考试考试2 2学时，讲授学时安排如下：学时，讲授学时安排如下：一、绪论（一、绪论（4 4学时）学时）二、农药的代谢与选择性原理（二、农药的代谢与选择性原理（2 2学时）学时）三、杀虫剂概述（三、杀虫剂概述（4 4学时）学时）四、除草剂概述（四、除草剂概述（4 4学时）学时）五、杀菌剂概述（五、杀菌剂概述（2 2学时）学时）六、植
2、物生长调节剂（六、植物生长调节剂（2 2学时）学时）七。杀鼠剂（七。杀鼠剂（2 2学时）学时）八、生物源农药简介（八、生物源农药简介（2 2学时）学时）参考书目：参考书目：1 1、陈茹玉，杨华铮、徐本立，、陈茹玉，杨华铮、徐本立，农药化学农药化学，清华大学出版社，清华大学出版社，20022002。2 2、赵善欢，、赵善欢，植物化学保护植物化学保护，中国农业出版社，第四版。，中国农业出版社，第四版。3 3、吴文君，、吴文君，农药学原理农药学原理，中国农业出版社。，中国农业出版社。4 4、唐除痴等，、唐除痴等，农药化学农药化学，南开大学出版社，南开大学出版社，19881988年。年。课 程 要 求
3、1.1.平时成绩平时成绩 (40%)(40%)课堂学习态度及考勤课堂学习态度及考勤阅读或调研农药相关的资料，完成一篇小论文：阅读或调研农药相关的资料，完成一篇小论文：“农农药与人类社会药与人类社会”2.2.闭卷考试：农药化学的基本概念（闭卷考试：农药化学的基本概念（60%60%）相关杂志：相关杂志：世界农药世界农药 、农药农药、现代农药现代农药农药学学报农药学学报 、中国农药中国农药、农药应用与研究农药应用与研究 小论文格式要求1.1.“农药与人类社会农药与人类社会”为主标题，根据所选择的主要内容，为主标题，根据所选择的主要内容，列出副标题。列出副标题。2.2.文章中需列出引用的文献编号文章中
4、需列出引用的文献编号,并在文章后按编号及下并在文章后按编号及下列内容附参考文献：列内容附参考文献：格式：作者、题目格式：作者、题目,杂志或专利名称，年代、卷、期、杂志或专利名称，年代、卷、期、页码页码3.3.文章的格式与写法参见文章的格式与写法参见有机化学有机化学等杂志中的综述文章。等杂志中的综述文章。4.4.提交时间：期末考试之前，提交一份纸质的小论文（注提交时间：期末考试之前，提交一份纸质的小论文（注明：首页左上角标明：农药化学课程论文，在论文标题明：首页左上角标明：农药化学课程论文，在论文标题的下面，写明：姓名，年级，学号），并将论文电子版的下面，写明：姓名，年级，学号），并将论文电子版
5、(姓 名，农 药 化 学 课 程 论 文姓 名，农 药 化 学 课 程 论 文)发 至 邮 箱：发 至 邮 箱：qchenmail.ccnu,我校相关的农药研究机构或组织 农药化学研究所（1978年开始组建）农药学硕士点(1996)农药学博士点(1998)农药与化学生物学教育部重点实验室(2003)农药学国家级重点学科(2008)。农药学为我校的校级重点学科和优势学科 农药学为湖北省省级重点学科 农药学湖北省高等学校科学研究优势与特色领域第一章第一章 绪论绪论一、农药研究的意义一、农药研究的意义1.农药的重要性农药的重要性 2.我国农药工业的现状我国农药工业的现状二、农药与环境二、农药与环境三
6、、农药的基本概念三、农药的基本概念四、农药的分类四、农药的分类五、农药的毒性与安全性评价五、农药的毒性与安全性评价六、农药登记六、农药登记七、农药发展、回顾与未来展望七、农药发展、回顾与未来展望讨论：请你谈一谈对农药的感性认识？请你谈一谈对农药的感性认识？什么是农药？什么是农药？化学农药对人类的生存具有什么作用？化学农药对人类的生存具有什么作用？你是否了解我国耕地占世界耕地的比例？我国人口你是否了解我国耕地占世界耕地的比例？我国人口占占世界世界人口的比例？人口的比例？化学农药对我们的生活或环境有何影响？化学农药对我们的生活或环境有何影响？停止使用化学农药，对中国将有何影响？停止使用化学农药，对
7、中国将有何影响？具有什么特点的化合物可以作为农药？举例说明，哪具有什么特点的化合物可以作为农药？举例说明，哪一类化合物可作为农药？一类化合物可作为农药？化学农药是否为我们生活中最有毒性的一类化合物？化学农药是否为我们生活中最有毒性的一类化合物？如何评价农药毒性的高低？如何评价农药毒性的高低？1.农药的重要性农药的重要性人类在二十一世纪面临五大挑战人类在二十一世纪面临五大挑战:人口和粮食人口和粮食 环境和环境质量环境和环境质量 资源和能源资源和能源 医疗福利医疗福利 新的信息系统新的信息系统 21世纪人类面临的挑战中，人口与粮食仍然是并存的严峻问世纪人类面临的挑战中，人口与粮食仍然是并存的严峻问
8、题和最严重的挑战之一。粮食对人类生存与发展具有重要意题和最严重的挑战之一。粮食对人类生存与发展具有重要意义。义。世界农业面临每年增加世界农业面临每年增加7000万人口的巨大压力。万人口的巨大压力。农药对人类的贡献 在全世界，农业病虫草害种类有十多万种在全世界，农业病虫草害种类有十多万种,其中，其中，昆虫昆虫1 1万种，万种，线虫线虫8-108-10万种，万种，微生物微生物2 2千种，千种，杂草杂草1 1千种，千种，据统计，全世界每年有据统计，全世界每年有10亿吨左右的庄稼毁于病虫害，由亿吨左右的庄稼毁于病虫害，由于病、虫、草、鼠害等造成的作物减产幅度达于病、虫、草、鼠害等造成的作物减产幅度达2
9、030，如果一旦停止用药或严重的用药不当，一年后将减少收成如果一旦停止用药或严重的用药不当，一年后将减少收成2540（与正常用药相比），两年后将减少（与正常用药相比），两年后将减少4060以至以至绝产。绝产。使用农药提高农作物耕地单位面积产量使用农药提高农作物耕地单位面积产量据统计，农药挽回了每年因其造成的据统计，农药挽回了每年因其造成的30-35%谷物损失，大谷物损失，大约每年价值约每年价值3000亿美元。亿美元。国内现状国内现状我国人口我国人口1313亿，人多地少亿，人多地少(以占世界以占世界7%7%耕地养活耕地养活占世界占世界22%22%的人口的人口)，土地等可利用资源的使用已接近极限。
10、，土地等可利用资源的使用已接近极限。1994年美国年美国Brown博士以博士以“谁来养活中国谁来养活中国”为题预测为题预测2030年我国将进口食物年我国将进口食物24亿吨，超过当前世界食物贸易总量亿吨，超过当前世界食物贸易总量（2亿吨）。亿吨）。粮食问题历来具有重要战略意义。因此粮食问题历来具有重要战略意义。因此合理使用农药防合理使用农药防治病、虫、草、鼠害治病、虫、草、鼠害,提高单位面积产量、增强作物品提高单位面积产量、增强作物品质是解决我国粮食问题的重要出路之一质是解决我国粮食问题的重要出路之一.我国农药工业我国农药工业的的现状现状 2005年，我国化学农药制造业实现了快速发展，我国农年，
11、我国化学农药制造业实现了快速发展，我国农药出口金额开始超过进口额成为净出口国。药出口金额开始超过进口额成为净出口国。1986年我国农药总产量为年我国农药总产量为10.2万吨，到万吨，到2005年农药总产量年农药总产量达到达到103.94万吨，万吨，19年间产量扩大了年间产量扩大了10.2倍。倍。我国农药产品结构我国农药产品结构 目前目前我国农药生产品种已趋齐全，达我国农药生产品种已趋齐全，达310310余个，占余个，占17.3%17.3%，具有我国自主知识产权的产品具有我国自主知识产权的产品1313个，占个，占4.15%4.15%。覆盖了杀虫。覆盖了杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂的主要
12、类型。剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂的主要类型。2005年实现了农药产品结构的重大调整年实现了农药产品结构的重大调整占农药总量 杀虫剂、杀菌剂、除草剂1990年 78%9%10%2005年 41.8%10.1%28.6%2010年年 40%乙酰甲胺磷（低毒）乙酰甲胺磷（低毒）阿司匹林（低毒）阿司匹林（低毒）食盐（低毒）食盐（低毒）苯菌灵（微毒）苯菌灵（微毒）急性毒性急性毒性衡量农药的毒性常用动物的急性中毒致死剂量来表示。衡量农药的毒性常用动物的急性中毒致死剂量来表示。农药毒性的表示方法农药毒性的表示方法急性毒性急性毒性：指药剂一次进入体内后短时间引起的中毒现象。指药剂一次进入体内后短时间引
13、起的中毒现象。通常用半致死剂量来测量通常用半致死剂量来测量,即即LD50（mg/kg）、）、LC50(mg/m3)，通常分为通常分为 经口，经皮致死中量经口，经皮致死中量何为动物的急性中毒致死剂量？如何表示？何为动物的急性中毒致死剂量？如何表示？LDLD5050致死中量，或半致死量致死中量，或半致死量由于试验动物彼此之间对耐药力有差别，一般常用平均能使一半被试验动物致死的剂量作为指标称之为致死中量,简称为LD50.50.例如：用白鼠作试验。经口经口LDLD5050 :一次口服急性中毒死亡半数的剂量称为该药剂（经口经口）的LD5050 mg/kg（毫克/公斤体重）。经皮经皮LDLD5050:若将
14、药剂涂抹到动物的皮肤上，使其中毒死亡半数的剂量称为皮肤接触（经皮）的LD5050。经口经口LDLD5050:牙膏牙膏 250 mg/kg,乙酰甲胺磷乙酰甲胺磷（杀虫剂)945 mg/kg 阿司匹林阿司匹林1000 mg/kg；食盐食盐 3000 mg/kg；苯菌灵苯菌灵（杀菌剂)5000 mg/kg 农药的急性毒性分级农药的急性毒性分级级级 别别经经 口口 LD50mg/kg经经 皮皮LD50mg/kg/4小时小时吸吸 入入 LC50mg/m3 2小时小时标莶上的标莶上的显示显示（红字）（红字）剧毒剧毒 5 2020剧毒剧毒高毒高毒5-5020-20020-200高毒高毒中等毒中等毒50-50
15、02 0 0-20002 0 0-2000中等毒中等毒低毒低毒5 0 0-50002 0 0 0-50002 0 0 0-5000低毒低毒微毒微毒500050005000 化学品化学品存在或用途存在或用途试验动物试验动物LD50毒性毒性肉毒杆菌毒素肉毒杆菌毒素 小鼠小鼠0.00000032剧毒剧毒破伤风杆菌毒素破伤风杆菌毒素 小鼠小鼠0.000017剧毒剧毒河豚毒素河豚毒素 小鼠小鼠0.3剧毒剧毒蝇蕈素（毒磨菇蝇蕈素（毒磨菇）小鼠小鼠0.01剧毒剧毒甲胺磷甲胺磷杀虫剂杀虫剂白鼠白鼠30高毒高毒甲基对硫磷甲基对硫磷杀虫剂杀虫剂白鼠白鼠14-24高毒高毒杀螟硫磷杀螟硫磷杀虫剂杀虫剂白鼠白鼠330中
16、等毒中等毒乙酰甲胺磷乙酰甲胺磷杀虫剂杀虫剂白鼠白鼠945低毒低毒稻瘟灵稻瘟灵杀菌剂杀菌剂白鼠白鼠1190低毒低毒苯菌灵苯菌灵杀菌剂杀菌剂白鼠白鼠5000微毒微毒氟酰胺氟酰胺杀菌剂杀菌剂白鼠白鼠10000微毒微毒氰化钾氰化钾 白鼠白鼠10高毒高毒烟碱烟碱 nicotine在香烟中存在在香烟中存在白鼠白鼠50-60中等毒中等毒咖啡因咖啡因在药物在药物,饮品中存在饮品中存在白鼠白鼠174-210中等毒中等毒辣椒素辣椒素存在胡椒中的刺激性物质存在胡椒中的刺激性物质白鼠白鼠60-75中等毒中等毒阿司匹林阿司匹林解热镇痛药（医药）解热镇痛药（医药）白鼠白鼠1000低毒低毒食盐食盐食品食品白鼠白鼠3000低
17、毒低毒砂糖砂糖食品食品白鼠白鼠29700微毒微毒牙膏牙膏 白鼠白鼠250中等毒中等毒在我们周围的农药与化学品的口服急性毒性在我们周围的农药与化学品的口服急性毒性 All substances are poisons；there is none which is not a poison.The right dose differentiates a poison and a remedy.Dosage alone determines poisoning.Paracelsus A swiss physician Professor of medicine at Basel （1493-1541
18、）活性化合物活性化合物 农药农药的开发阶段的开发阶段 田间试验田间试验 药效推广药效推广 化工过程开发化工过程开发 安全评价安全评价 环境评价环境评价 登记注册登记注册等等农药安全性评价农药安全性评价 通过动物实验和对人群的观察，阐明待评物质的毒性及潜在的危害，决定其能否进入市场，或指明安全使用的条件，以达到最大限度的减小其危害作用、保护人民身体健康的目的。（1）急性毒性急性毒性（2）慢性毒性：）慢性毒性：是指药剂长期反复作用于有机体后，引起药剂是指药剂长期反复作用于有机体后，引起药剂在体内的蓄积，或者造成体内机能损害的累积而引起的中毒现象。在体内的蓄积，或者造成体内机能损害的累积而引起的中毒
19、现象。每日允许摄入量（每日允许摄入量（ADI）：指将动物试验终生，每天摄取也：指将动物试验终生，每天摄取也不会发生不利影响的数量。其数值的大小是根据最大无作用量再不会发生不利影响的数量。其数值的大小是根据最大无作用量再乘以乘以100乃至数千的安全系数而算出的量，单位为乃至数千的安全系数而算出的量，单位为mg/kg.（3）农药残留：）农药残留：指一部分农药由于其很强的化学稳定性，施用指一部分农药由于其很强的化学稳定性，施用后不易分解，仍有部分或大部分残留在土壤中、作物上以及其他后不易分解，仍有部分或大部分残留在土壤中、作物上以及其他环境中。这些残留农药在食物上达到一定的浓度（即残留量，通环境中。
20、这些残留农药在食物上达到一定的浓度（即残留量，通常用常用ppm表示）后，人或者其他高等动物长期进食这些食物，就表示）后，人或者其他高等动物长期进食这些食物，就会使农药在体内积累起来，引起慢性中毒，这就是农药的残留毒会使农药在体内积累起来，引起慢性中毒，这就是农药的残留毒性，亦称残留。性，亦称残留。（4）农药代谢：）农药代谢：是指作为外源化合物的农药进入生物体后，通是指作为外源化合物的农药进入生物体后，通过多种酶对这些外源化合物所产生的化学作用，这类作用亦称生过多种酶对这些外源化合物所产生的化学作用，这类作用亦称生物转化。物转化。六、农药登记六、农药登记申请农药登记需完成的毒性试验申请农药登记需
21、完成的毒性试验 正式登记，需具备四个阶段的全套资料。包括进口农药 临时登记或用于药效试验的农药，提交第一、二阶段的资料。农药登记农药登记农药三证：农药登记证 农药生产许可证 农药产品质量标准登记证农药登记证：农药登记证：1.临时登记2.正式登记 农药登记资料变化农药登记资料变化-1 *急性毒性资料急性毒性资料:1950 1960 1970 1980 鼠鼠,90天天 鼠鼠,90天天 鼠鼠,90天天 鼠鼠,90天天 鼠鼠,2年年 鼠鼠,2年年 鼠鼠,2年年 刺激试验刺激试验 刺激试验刺激试验 繁殖试验繁殖试验 繁殖试验繁殖试验 三致试验三致试验 三致试验三致试验 水生生物水生生物 水生生物水生生物
22、 鸟鸟 鸟鸟 土壤微生物土壤微生物 有益生物有益生物 资料资料农药登记资料的变化农药登记资料的变化-2-2 1960 1970 1980*生态生态 环境稳定性环境稳定性 环境稳定性环境稳定性 资料资料 在土壤中的代谢在土壤中的代谢 在土壤中的代谢在土壤中的代谢 与移动与移动(室内室内)与移动与移动(室内、室内、田间田间）受影响的生物受影响的生物 田间田间监察受影响监察受影响 谱谱 的生物谱与蓄的生物谱与蓄 蓄积作用蓄积作用 积作用积作用*代谢代谢 动物动物 动动 物物 动动 物物 资料资料 靶靶 标标 作作 物物 靶靶 标标 作作 物物 轮轮 作作 作作 物物*残留残留 作物作物 作作 物物
23、作作 物物 分析分析 (1950)(1950)肉、奶肉、奶 肉、奶、水肉、奶、水中国新农药临时登记资料中国新农药临时登记资料-1*急性毒性试验急性毒性试验 经口毒性、经皮毒性、吸入毒性、眼睛和皮肤刺经口毒性、经皮毒性、吸入毒性、眼睛和皮肤刺 激性、致敏性激性、致敏性*亚慢性毒性试验亚慢性毒性试验*致突变试验致突变试验 Ames试验，微核和骨髓细胞染色体畸变试验（择一）试验，微核和骨髓细胞染色体畸变试验（择一）显形致死和生殖细胞染色体畸变试验（择一）显形致死和生殖细胞染色体畸变试验（择一）*致畸试验致畸试验*主要杂质的毒性主要杂质的毒性中国新农药临时登记资料中国新农药临时登记资料-2 *药效试验
24、资料药效试验资料：室内活性试验室内活性试验 田间药效试验田间药效试验 杀虫剂和杀菌剂：杀虫剂和杀菌剂：2年年4地的结果地的结果 除草剂和植物生长调节剂：除草剂和植物生长调节剂：2年年5地的结果地的结果 *残留试验资料残留试验资料 2年年2地的试验结果地的试验结果 *环境评价试验资料环境评价试验资料 对蜂、鸟、鱼、蚕的毒性试验结果对蜂、鸟、鱼、蚕的毒性试验结果 *化学资料化学资料中国新农药正式登记资料中国新农药正式登记资料 除临时登记提供的资料外，除临时登记提供的资料外，要补充要补充：1、慢性毒性试验资料、慢性毒性试验资料 2、人群接触毒性资料、人群接触毒性资料 3、主要杂质毒性资料、主要杂质毒
25、性资料 4、在动物体内的代谢资料、在动物体内的代谢资料 5、每日允许摄入量（、每日允许摄入量（ADI值）值）七、农药发展的历史阶段和趋势七、农药发展的历史阶段和趋势（一）农药发展的四个阶段：（一）农药发展的四个阶段：第一阶段：天然物质的利用（十九世纪以前）第一阶段：天然物质的利用（十九世纪以前）第二阶段：天然植物农药及无机农药时期第二阶段：天然植物农药及无机农药时期（19世纪世纪20世纪世纪40年代）年代）起步阶段起步阶段 第一代农药第一代农药1814年年 石硫合剂石硫合剂1867年年 巴黎绿巴黎绿(含杂质的亚砷酸铜含杂质的亚砷酸铜)杀虫杀虫1885年年 波尔多液波尔多液(CuSO4+Ca(O
26、H)2)1892年年 砷酸铅砷酸铅杀虫杀虫1912年年 砷酸钙代替砷酸铅砷酸钙代替砷酸铅1915年年 邻氯酚汞盐邻氯酚汞盐1925年年 鱼藤化合物鱼藤化合物1938年年 烟碱烟碱 NNCH3这一阶段的特点是：这一阶段的特点是：（1 1）杀虫、防病或除草的作用都很单一；）杀虫、防病或除草的作用都很单一；（2 2）药效低，单位面积的使用量大；）药效低，单位面积的使用量大；（3 3）多数农药对哺乳动物的急性口服毒性大，对禽鸟和鱼类也）多数农药对哺乳动物的急性口服毒性大，对禽鸟和鱼类也有毒害。有毒害。第三阶段：化学合成农药飞速发展阶段（第三阶段：化学合成农药飞速发展阶段（2020世纪世纪4040年代年
27、代7070年代中期）年代中期）农药的黄金时期农药的黄金时期 （第二代农药，又叫（第二代农药，又叫“高效高效”农药）农药）1939年年 瑞士瑞士Mller发现发现DDT的杀虫活性的杀虫活性1942年年 DDT面市面市1942年年 六六六发现六六六发现 1945年投产年投产1942年年 2,4-D1943年年 2甲甲4氯氯1943年年 代森类代森类1944年年 对硫磷对硫磷,甲基对硫磷甲基对硫磷1947年年 氨基甲酸酯氨基甲酸酯:地麦威地麦威 吡唑威吡唑威 异索威异索威1949年年 第一个人工合成的拟除虫菊酯第一个人工合成的拟除虫菊酯 丙烯菊酯丙烯菊酯1950-1969年年 大量的有机磷大量的有机
28、磷,氨基甲酸酯上市氨基甲酸酯上市1972年年 光稳定的拟除虫菊酯光稳定的拟除虫菊酯:氯菊酯上市氯菊酯上市这一阶段的特点：这一阶段的特点：（1）作用多样化；）作用多样化；（2）药效高，单位面积用量约是无机农药的十分之一；）药效高，单位面积用量约是无机农药的十分之一；（3）化学性质稳定，容易产生残毒毒性，长期大量使用会）化学性质稳定，容易产生残毒毒性，长期大量使用会给给 环境带来污染。环境带来污染。第四阶段第四阶段:化学合成农药高级阶段（化学合成农药高级阶段（20世纪世纪70年代至今）年代至今）第三代农药第三代农药 “超高效超高效”农药农药 特点特点:改造老品种改造老品种 仿生农药的开发仿生农药的
29、开发 新型的拟除虫菊酯类杀虫剂新型的拟除虫菊酯类杀虫剂 strobilurin类杀菌剂类杀菌剂 杂环类农药的出现杂环类农药的出现 杂环类杀虫剂杂环类杀虫剂:新烟碱类新烟碱类(1990年年 吡虫啉吡虫啉)吡唑类吡唑类(1989年年 锐劲特锐劲特,氟虫腈氟虫腈)杂环类除草剂杂环类除草剂 二十世纪八十年代初期二十世纪八十年代初期 磺酰脲类除草剂磺酰脲类除草剂 杂环类杀菌剂杂环类杀菌剂 三唑类三唑类 昆虫生长调节剂昆虫生长调节剂 苯甲酰基脲苯甲酰基脲 虫酰肼虫酰肼(1992年年)化学农药的地位化学农药的地位?化学农药可以休矣化学农药可以休矣化学农药都是化学农药都是“毒毒”的的生物农药都是安全的生物农药
30、都是安全的人们曾普遍认为生物农药将在人们曾普遍认为生物农药将在2020世纪末代替化学农药。世纪末代替化学农药。（占农药使用面积60），化学农药在应用过程中的曾产生的负面影响化学农药在应用过程中的曾产生的负面影响：1.对非靶标生物的直接毒害2.对环境的污染3.导致害物产生抗药性需澄清的观念（1）化学农药有毒，生物农药都是化学农药有毒，生物农药都是“绿色、安全的绿色、安全的”：生物农药是无毒的吗？生物农药是无毒的吗？中国的有毒植物就有中国的有毒植物就有1000余种；余种；烟草是著名的植物农药，其活性成分烟草碱是剧毒的；烟草是著名的植物农药，其活性成分烟草碱是剧毒的；植物农药鱼藤酮，对鱼的毒性也很高
31、；植物农药鱼藤酮，对鱼的毒性也很高；令美国发生恐慌的炭疽粉末，就是微生物制剂。令美国发生恐慌的炭疽粉末，就是微生物制剂。“生物农药无毒生物农药无毒这个概念是错误的。这个概念是错误的。任何一种农药是否低毒和对环境是否安全，要经过严格的评价来下结论，任何一种农药是否低毒和对环境是否安全，要经过严格的评价来下结论，不能一概而论。不能一概而论。”各种物质急性毒性比较物质LD50/mg.kg-1 内毒杆菌毒素0.00000032 食品致菌产生天然毒素 破伤风毒素0.0000017 破伤风毒素 蝇覃素0.3 登热毒 眼镜毒蛇0.5 蛇毒 烟碱24 烟草 辣椒辣毒60-75 辣椒中辛辣成分食品 咖啡因174
32、-192 茶、咖啡 茄啶450 马铃薯物质LD50/mg.kg-1 甲胺磷30杀虫剂 甲基对硫磷9-25杀虫剂 敌百虫630杀虫剂农药 吡虫啉450杀虫剂 氰戊菊酯451杀虫剂 多菌灵1500杀虫剂 大多数除草剂5000除草剂 洋地黄0.4强心剂 秋水仙碱1.7消炎剂医药品 消炎痛1.2消炎剂 阿斯匹林400解热剂 吗啡120-250镇静剂对致癌原因的认识对致癌原因的认识家庭主妇认为家庭主妇认为癌病专家认为癌病专家认为食品添加剂 43.5%1%农药农药 24%0%吸烟 11.5%30%大气污染、公害 9%2%锅巴 4%0%病毒 1%10%通常食物 0%35%性生活、生育 0%7%职业 0%4%
33、酒 0%3%放射线、紫外线 0%3%医药品 0%1%工业品 0%1%1962年，美国海洋生物学家蕾切尔卡逊（Rachel Carson）经过4年时间，调查了使用化学杀虫剂对环境造成的危害，出版了寂静的春天寂静的春天（Silent SpringSilent Spring）一书。在书中，蕾切尔卡逊阐述了农药对环境的污染，用生态学的原理分析了化学杀虫剂对人类赖以生存的生态系统带来的危害。卡逊认为，农业有害生物的防治需要另觅“蹊径”。近年来，用生物农药代替化学农药的呼声甚高。1992年在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会就曾提出“到到2000年，生物农药的用量要占农药年，生物农药的用量要占农药6
34、0%”的号召的号召。1962年美国海洋生物学家蕾切尔卡逊提出:化学化学农药让农药让“春天春天”“”“寂静寂静”（2 2）人们曾普遍认为生物农药将在）人们曾普遍认为生物农药将在2020世纪末代替化学农世纪末代替化学农药。药。（占农药使用面积60），然而然而20002000年底，全世界生物农药仅占农药总量的年底，全世界生物农药仅占农药总量的3.5%3.5%。（以耕地面积计）说说“替代替代”为时尚早为时尚早 。生物农药缘何生物农药缘何“叫好不叫座叫好不叫座”？我国生物农药的研究始于我国生物农药的研究始于20世纪世纪50年代初，至今已有年代初，至今已有50多年的历史，目多年的历史，目前虽然有了一定的产
35、业化规模，但销售困难，处于前虽然有了一定的产业化规模，但销售困难，处于“叫好不叫座叫好不叫座”的尴的尴尬境地。尬境地。生物农药能否让生物农药能否让“春天春天”不再不再“寂静寂静”科学时报科学时报 访中国农业大学农药访中国农业大学农药专家陈万义教授专家陈万义教授生物农药优点生物农药优点：选择性强，多数对人畜较安全，与环境相容性好；对天敌安全；不选择性强，多数对人畜较安全，与环境相容性好；对天敌安全；不易产生抗性；生产工艺较简单，开发与登记费用低于化学农药。易产生抗性；生产工艺较简单，开发与登记费用低于化学农药。生物农药不足生物农药不足：（1）有的生物农药对人畜毒性较高或对环境影响较大）有的生物农
36、药对人畜毒性较高或对环境影响较大.；（2）稳定性较差，贮存条件苛刻，货架寿命短；）稳定性较差，贮存条件苛刻，货架寿命短；根据根据1998年英国出版的年英国出版的生物农药手册生物农药手册）中收录的）中收录的60种微生物活种微生物活体农药统计，体农药统计，其货架寿命达两年的仅其货架寿命达两年的仅15%，30%的微生物活体农药的微生物活体农药的货架寿命低于的货架寿命低于3个月，个月，10%的微生物活体农药要求货到即用。的微生物活体农药要求货到即用。（3）缺乏标准检测方法；）缺乏标准检测方法；（4）防效缓慢，防治对象单一；）防效缓慢，防治对象单一；（5）质量不稳定，尤其是活体；）质量不稳定，尤其是活体
37、；（6）植物农药差异性大（时间、地点、土壤等）植物农药差异性大（时间、地点、土壤等,其药效发挥缓慢，其药效发挥缓慢，难以稳定。难以稳定。优点：1.高效、速效 2.使用方便，适应性广 3.便于规模生产 4.经济效益显著（成本低，农本低）1：810 1：3050（花卉、果树、药材）化学农药的特点化学农药的特点因此，在可预见的将来，与化学药物在医药中的地位类似，在农林水产业的发展中，将长期出现化学农药占据主导地位将长期出现化学农药占据主导地位，生物农药占据辅助地位的局面，生物农药占据辅助地位的局面。（二）世界农药的发展趋势（二）世界农药的发展趋势近年来，随着科学技术的发展和环境生态保护的要求，农药经
38、历了近年来，随着科学技术的发展和环境生态保护的要求，农药经历了以下变化过程：以下变化过程：1,药效从常效、高效到目前的超高效药效从常效、高效到目前的超高效(5000-20000 mg/kg.近年，农药正处于更新换代时期。在环境保护意识日益增强的背景下，高活性、环境相容性好的农药正在逐渐取代老一代品种 2,农药对人类的危害正在由高毒、低毒发展到无公害农药对人类的危害正在由高毒、低毒发展到无公害杀生杀生 -调控调控低效低效 -超高效超高效高毒高残留高毒高残留-无公害无公害化学农药正经历重大转变化学农药正经历重大转变 20000-100克克/亩亩毒性毒性 10-500mg/Kg 1/2000 100
39、-50克克/亩亩毒性毒性 500-1000mg/Kg 1/10000 5000 mg/Kg 1/80000广泛性广泛性-选择性选择性高抗性高抗性-低抗性低抗性污染污染 -环境生态友好环境生态友好转转变变有机氯、磷，有机氯、磷，氨基甲酸酯氨基甲酸酯灭生灭生菊酯菊酯,酰胺，苯氧酸等酰胺，苯氧酸等杂环与含氟衍生物杂环与含氟衍生物昆虫神经毒杀、激昆虫神经毒杀、激素除草、需光除草素除草、需光除草昆虫生长调控、植物酶抑昆虫生长调控、植物酶抑制、植物免疫激活制、植物免疫激活1940s1960s 1970s-1990s 1990s-不同年代药效、毒性、成功率、结构、特征的变迁不同年代药效、毒性、成功率、结构、
40、特征的变迁（三）世界农药开发新特点（三）世界农药开发新特点 1.1.形成新的农药品种体系形成新的农药品种体系 2.2.“仿生仿生”合成成为了开发热点合成成为了开发热点 3.3.生物源农药开发再掀高潮生物源农药开发再掀高潮 4.4.光学活性农药合成越来越受到人们关光学活性农药合成越来越受到人们关注注 5.5.生物技术的应用生物技术的应用1.1.形成新的农药品种体系形成新的农药品种体系 1.1 1.1 杀虫剂杀虫剂 从传统的有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类杀虫剂，从传统的有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类杀虫剂，到后来的苯甲酰脲类、哒嗪酮类；最近又出现了以吡到后来的苯甲酰脲类、哒嗪酮类；最近又出现了
41、以吡虫啉为首的新烟碱类杀虫剂及吡咯类杀虫剂、嘧啶胺虫啉为首的新烟碱类杀虫剂及吡咯类杀虫剂、嘧啶胺类杀虫剂、酰肼类杀虫剂等类杀虫剂、酰肼类杀虫剂等 微生物源杀虫剂也形成了体系，如从阿维菌素类衍生微生物源杀虫剂也形成了体系，如从阿维菌素类衍生出依维菌素、埃玛菌素、埃珀利诺菌素、道拉菌素和出依维菌素、埃玛菌素、埃珀利诺菌素、道拉菌素和其类似的弥拜霉素其类似的弥拜霉素 1.2 1.2 杀菌剂杀菌剂 传统的二硫代氨基甲酸酯类杀菌剂已趋淘汰，传统的二硫代氨基甲酸酯类杀菌剂已趋淘汰，苯并咪唑类、三唑类杀菌剂垄断杀菌剂市场的历史将苯并咪唑类、三唑类杀菌剂垄断杀菌剂市场的历史将被改换。被改换。吗啉类、酰胺类杀菌
42、剂正逐步形成气候，吗啉类、酰胺类杀菌剂正逐步形成气候，各种杂环类杀菌剂不断诞生。各种杂环类杀菌剂不断诞生。而甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂系列的形成可谓是杀菌剂而甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂系列的形成可谓是杀菌剂领域的一大里程碑。领域的一大里程碑。嘧啶胺类杀菌剂也将一露头角。此外，嘧啶胺类杀菌剂也将一露头角。此外，农用抗生素类杀菌剂也十分引人注目。农用抗生素类杀菌剂也十分引人注目。1.3 1.3 除草剂除草剂 有机膦酸类、酰胺类、均三嗪类、吡啶苯氧酸类等，有机膦酸类、酰胺类、均三嗪类、吡啶苯氧酸类等，磺酰脲类、咪唑啉酮类、二苯醚类、环已烯酮类、芳磺酰脲类、咪唑啉酮类、二苯醚类、环已烯酮类、芳氧苯氧丙酸类等也
43、成为了除草剂市场的主体。氧苯氧丙酸类等也成为了除草剂市场的主体。酞酰亚胺类、嘧啶类、双嘧啶吡唑啉酮类、嘧啶并三酞酰亚胺类、嘧啶类、双嘧啶吡唑啉酮类、嘧啶并三 唑（四唑）新系列的形成，也为中间体的合成提供了挈唑（四唑）新系列的形成，也为中间体的合成提供了挈机和课题。机和课题。2.2.“仿生仿生”合成成为了开发热点合成成为了开发热点 从天然物质中寻找新农药的先导化合物无疑是从天然物质中寻找新农药的先导化合物无疑是十分有效的途径之一十分有效的途径之一 2.1 2.1 以天然源物质为先导物进行以天然源物质为先导物进行“仿生仿生”合成合成 2.2 2.2 从害物靶标着手进行模拟从害物靶标着手进行模拟“仿
44、生仿生”合成新合成新农药农药 2.12.1以天然源物质为先导物进行以天然源物质为先导物进行“仿生仿生”合合成成植物源：植物源：除虫菊除虫菊拟除虫菊酯（拟除虫菊酯（4444个）；个）；毒扁豆碱毒扁豆碱氨基甲酸酯类（氨基甲酸酯类（6767个）；个）；烟碱烟碱新烟碱类（新烟碱类（7 7个）；个）；鱼藤酮鱼藤酮哒嗪酮类（哒嗪酮类（3 3个）个）微生物源微生物源：StrobilurineStrobilurine甲氧基丙烯酸类；甲氧基丙烯酸类；二氧吡咯菌素二氧吡咯菌素溴虫腈；溴虫腈；吡咯霉素吡咯霉素拌种咯拌种咯 动物源动物源：沙蚕沙蚕沙蚕毒类；沙蚕毒类；虾、蟹虾、蟹壳聚糖壳聚糖2.2 2.2 从害物靶标着
45、手进行模拟从害物靶标着手进行模拟“仿生仿生”合成新农合成新农药药 对害物靶标特有酶结构的剖析，模拟仿生合成对害物靶标特有酶结构的剖析，模拟仿生合成与其可配伍或结构相近的化合物创制新农药与其可配伍或结构相近的化合物创制新农药（如（如ALSALS酶、酶、ACCACC酶、原卟啉原氧化酶及几丁质酶、原卟啉原氧化酶及几丁质合成酶）合成酶）利用昆虫等害物特有的物质利用昆虫等害物特有的物质如信息素，进行如信息素，进行“仿生仿生”合成来控制害虫合成来控制害虫 3 3 生物农药源开发再掀高潮生物农药源开发再掀高潮 有机化学合成农药的问世，使早期的植物农药如鱼藤有机化学合成农药的问世，使早期的植物农药如鱼藤酮、烟
46、碱等渐趋萎缩酮、烟碱等渐趋萎缩 拟除虫菊酯类的诞生，又使在拟除虫菊酯类的诞生，又使在2020世纪世纪7070年代曾一度兴年代曾一度兴起的微生物农药又大受冲击起的微生物农药又大受冲击 由于化学农药开发难度的增加及环境压力所至，微生由于化学农药开发难度的增加及环境压力所至，微生物农药的开发再度兴旺，开发主力从物农药的开发再度兴旺，开发主力从7070年代的日本移年代的日本移向了美国和西欧大公司，新的微生物农药也不断诞生。向了美国和西欧大公司，新的微生物农药也不断诞生。例如继阿维菌素后又开发了弥拜霉素、多杀菌素等例如继阿维菌素后又开发了弥拜霉素、多杀菌素等 通过化学的手段对存在着某些不足的生物农药通过
47、化学的手段对存在着某些不足的生物农药或生物物质经过结构改造，开发了一批新的高或生物物质经过结构改造，开发了一批新的高效、安全的农药。如阿维菌素、依维菌素、埃效、安全的农药。如阿维菌素、依维菌素、埃玛菌素、埃珀菌素和道拉菌素玛菌素、埃珀菌素和道拉菌素4 4 光学活性农药合成越来越受光学活性农药合成越来越受到人们关注到人们关注 很多化学物质具有手光学活性，农药也不例外。很多化学物质具有手光学活性，农药也不例外。据统计，世界上现有的据统计，世界上现有的20002000余个农药品种中，余个农药品种中，有有30%30%左右具有光学活性，其中尤以拟除虫菊左右具有光学活性，其中尤以拟除虫菊酯类最为突出酯类最
48、为突出 通过对光学活性的拆分、转位，开发了一批纯通过对光学活性的拆分、转位，开发了一批纯光学活性的农药。其不仅提高了效果，还大大光学活性的农药。其不仅提高了效果，还大大节约的成本节约的成本 5.5.生物技术的应用生物技术的应用毒素毒素BtBt基因的获得基因的获得BtBt作用机制的研究作用机制的研究遗传工程作物（转基因作物）遗传工程作物（转基因作物）基因工程在农业上的应用主要有以下几个方面：基因工程在农业上的应用主要有以下几个方面：将苏云金杆菌的杀虫基因转移到农作物上，使农作物具有将苏云金杆菌的杀虫基因转移到农作物上，使农作物具有杀虫功能。杀虫功能。将某种土壤菌的抗除草剂基因转移到农作物上，使农作物将某种土壤菌的抗除草剂基因转移到农作物上，使农作物对某种除草剂有耐药性对某种除草剂有耐药性 将某种抗病毒的基因转移到农作物上，使农作物具有抗病将某种抗病毒的基因转移到农作物上，使农作物具有抗病毒作用毒作用 学习要点学习要点基本概念基本概念 农药农药、生物农药、化学农药生物农药、化学农药、农药分类农药分类 急性毒性急性毒性、LD50、经口经口LD50、经皮经皮LD50 慢性毒性慢性毒性、农药残留农药残留、农药三证农药三证 课后阅读：相关杂志：相关杂志：世界农药、农药、现代农药 农药学学报、中国农药、农药应用与研究
