綠色農藥

在農業病害流行的年份,其產量損失20%~50%,甚至更多。傳統施用的農藥多為高毒且生物效力極低,大部分未發揮作用而殘留於植物上、動物上,或隨雨水流入河流,或滲入地下水,造成環境汙染。向傳統農藥發起挑戰的新型綠色農藥,因其對人畜安全、無毒害、不汙染環境、效率高而受到關注,目前已開發的商品化生物農藥約30多種。

我國農藥與世界相比,還存在相當大的差距。表現在新產品開發上,我國目前每年對新農藥開發的投入費用隻占農藥產值的0.1%,企業生產規模普遍偏小,農藥品種不足,且結構不合理,產品質量有待提高。

傳統農藥破壞環境這已是不爭的事實。近幾年我國環境狀況公報中多次提到,因為不合理地使用農用化學品,造成耕地質量降低、麵積減少等等。

本世紀的農藥應為生物合理農藥或環境和諧農藥,以高效、低毒農藥逐步替代傳統的高毒農藥,是綠色化學農藥發展的必然趨勢。

光活化農藥

光活化農藥與傳統農藥相比具有廉價、高效、無汙染等優越性。光活化農藥的關鍵是光敏劑,光敏劑效果取決於其單重態氧的量子產率,其分子本身隻起催化作用並不介入毒性反應,並且易被降解,因此對環境無汙染。由於單重態氧在細胞上的生物化學作用點多,使害蟲不易對其產生抗藥性。

這類綠色農藥正在逐步走向實用化,它的發展將會大大改善因長期使用傳統農藥而造成的危害,對農業發展將會產生巨大的促進作用。

1.光活化農藥的起源

光活化農藥是近幾年來發展的一種新型、高效、低毒的農藥。其原理是光動力作用,即光敏劑在有氧和光存在的條件下對細菌、病毒、生物體的殺傷作用。光敏劑一般是一些在可見光譜區有強吸收的染料。

AGTAB片劑除草劑光活化農藥中的光敏劑所起的作用實際上是光敏氧化,可用於農藥的光敏劑有黃素類、生物堿、呋喃並香豆素、噻吩類等化合物。

最早研究光對害蟲產生的毒性反應的實驗始於1928年,通過實驗觀察染料溶液對蚊子幼蟲的殺傷作用。此後的70多年中有20餘種昆蟲曾被用來做過光動力作用的實驗,其中主要是蚊、蠅、蟑螂、洋白菜蝶、玉米根蟲、黑切根蟲、蘋果蛆蟲等。

將光敏劑混合於飼料,投於水中,噴在植物葉麵上,甚至撒在蠅類喜吃的糞便上,害蟲吃了光敏劑以後經日光或熒光燈、白熾燈照射,在幾天內就可以被殺死,現已成功地用於雞舍內除蒼蠅,汙水麵上除蚊,果林中消滅果蠅等。目前最新的進展是對玉米根蟲的防治,害蟲吃了含有光敏染料的誘餌以後,經陽光照射,幾小時後死亡。

2.光活化農藥的應用

將光化學農藥藻紅直接放到糞便上,每周放一次,共5周,家蠅的成蟲和幼蟲死亡率達90%。成蠅表現出生殖力降低,卵成活率降低,並且在成長的每一個階段死亡率都有所增加,可見體內染料在蠅的整個生成過程中都表現出毒性。

在暗處將家蠅放到含玫瑰紅或藻紅的瓊脂上,其蛹化和羽化率隨染料濃度的增加而降低,即使在幼蟲階段吃了非致死量的染料,在成蟲階段也表現出很強的毒性。

對付蚊的幼蟲,是將不溶於水的染料噴灑在產卵的水麵上,效果比溶於水的染料好。但用表麵活性劑將不溶的染料分散於水中,可增加染料的毒性。不溶的無毒的熒光素加到分散的藻紅中,會增加毒性。

染料的濃度過大,如瓊脂內含1%的染料時,成年的家蠅就拒食。對於果蠅,食餌的基本組分是蛋白和糖,再加上毒劑和其他組分,所有的果蠅對此都敏感。已開發的果蠅引誘劑,是由果糖和蛋白的水解物組成的。如果能讓害蟲多吃誘餌,無疑效果是明顯的,所以開發具有很強誘食作用的食餌是極重要的。

由於光敏染料催化產生的活性氧在細胞上的生物化學作用點多,所以大田害蟲對它的抗藥性發展很慢。蠅類產生抗藥性和蠅的種類有關,實驗室的蠅在40代以後具有6倍抗藥性,野生蠅在32代以後產生48倍的抗藥性,即增加食物中藻紅的量48倍,才可把它殺死。如不往食物裏加藻紅,抗藥性可保持20代。