昆蟲生長調節劑農業防治路徑范文
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昆蟲生長調節劑(InsectGrowthRegulators,簡稱IGR′s)是通過抑制昆蟲生理發育,如抑制蛻皮、抑制新表皮形成、抑制取食等導致害蟲死亡的一類藥劑,由于其作用機理不同于以往作用于神經系統的傳統殺蟲劑,毒性低、污染少、對天敵和有益生物影響小,有助于可持續農業的發展,有利于無公害綠色食品生產,有益于人類健康,因此被譽為“第三代農藥”、“二十一世紀的農藥”、“非殺生性殺蟲劑”、“生物調節劑bioregulators”、“特異性昆蟲控制劑novelmaterialsforinsectcontrol”,由于它們符合人類保護生態環境的總目標,迎合各國政府和各階層人民所關注的農藥污染的解決途徑這一熱點,成為全球農藥研究與開發的一個重點領域。隨著本領域的發展,該類新藥劑不斷涌現,其化學結構類別與作用性質差異繁多,新創名詞名稱層出不窮,交迭重復,缺乏統一。
2昆蟲生長調節劑實用化的種類及應用
2•1幾丁質合成抑制劑
幾丁質合成抑制劑(Chitinsynthesisinhibitors)簡稱幾丁質抑制劑,能夠抑制昆蟲幾丁質合成酶的活性,阻礙幾丁質合成,即阻礙新表皮的形成,使昆蟲的蛻皮、化蛹受阻,活動減緩,取食減少,直至死亡。從70年代荷蘭杜發公司開發成功第一個商品化的制劑敵滅靈(Dimilin)到目前為止申報為專利的此類化合物幾千個,形成或開發中的商品制劑約20種以上,按其化學結構可分為以下幾類:
2•1•1苯甲酰基脲類BPU′s(BenzoylphenylUreas)
該類化合物具有抗蛻皮激素的生物活性,能抑制昆蟲表皮幾丁質合成酶和尿核苷輔酶的活化率,抑制N-乙酰基氨基葡萄糖在幾丁質中結合,能影響卵的呼吸代謝及胚胎發育過程中的DNA和蛋白質代謝,使卵內幼蟲缺乏幾丁質而不能孵化或孵化后隨即死亡;在幼蟲期施用,使害蟲新表皮形成受阻,延緩發育,或缺乏硬度,不能正常蛻皮而導致死亡或成畸形蛹死亡。它們是幾丁質抑制劑中發展最早成熟品種最多的一類藥劑,已商品化生產實際應用的主要種類有:
(1)除蟲脲diflubenzuron。別名:滅幼脲一號、敵滅靈Dimilin、氟脲殺、二氟脲。國產品為20%懸浮劑,用于防治菜青蟲(3000倍液)、粘蟲(7000倍液)、柑桔潛葉蛾(2000倍液)、松毛蟲(2000倍液)。
(2)滅幼脲chlorbenzuron。別名:滅幼脲三號、蘇脲一號。是國內生產廠家多、生產量最大、價格最低廉的幾丁質抑制劑,但藥效也是該類制劑較低的,商品為25%懸浮劑,防治菜青蟲需用500倍液。
(3)氟蟲脲flufenoxuron。別名:卡死克,Cas-cade。美國氰胺公司產品為5%可分散液劑(5DC),2000倍液用于防治我國南方抗藥性很強的小菜蛾、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾等有較好效果,與同類藥相比,具速效性并耐雨淋持效長。此外1000倍液用于防治柑桔葉螨、銹螨、潛葉蛾和蘋果葉螨。
(4)氟啶脲chlorfluazuron。別名:抑太保、IKI-7899、定蟲隆、啶蟲脲、氯氟脲。日本石原產業株式會社產品5%乳油,1000~2000倍液防治我國高抗的蔬菜害蟲效果明顯,銷量較大,此外用于防治棉鈴蟲、紅鈴蟲、柑桔潛葉蛾等。
(5)氟鈴脲hexaflumuron。別名:伏蟲靈、蓋蟲散、XRD-473、Undecided。陶氏-益農公司開發,國內產品為5%乳油,用于防治高抗的棉鈴蟲(500~1000倍液)和小菜蛾(1000~2000倍液)。
(6)殺鈴脲triflumuron。別名:殺蟲脲、殺蟲6PESTICIDESVol•41No•4(2002)隆、氟幼靈、SIR-8514、BaySir8514、Alsystin。由拜耳公司開發,國內吉林省通化市化工所、農藥公司產品為20%懸浮劑,用于防治抗性棉鈴蟲,常規噴霧為2000~3000倍液。
(7)氟苯脲teflubenzuron。別名:農夢特NOMOLT、伏蟲隆、伏蟲脲、特氟脲、CME-134。為本類制劑早期開發產品,1984年在泰國投產,在東南亞廣泛用于防治高抗的小菜蛾效果顯著,但多年單一使用后,已明顯產生抗性。1990年以后已經停止了在我國的登記。苯甲酰脲類幾丁質抑制劑除上述商品化品種外,開發研究的品種還有三氯脲(滅幼脲二號,PH6038)、氟幼脲(penfluron,PH6044,用于滅蚊蠅)、氟環脲(flucycloxuron,氟螨脲,PH7023)、啶蜱脲(fluazuron)、虱螨脲(lufenuro,MATCH,CGA184699)、嗪蟲脲(L-7063)、二氯嗪蟲脲(EL-494)、幾噻唑(L-1215)、EL-583、GR-572(noval-uron,MCW-275)等。
2•1•2噻二嗪類
開發最為成功的是噻嗪酮buprofezin,又名滅幼酮,日本農藥株式會社產品為優樂得,國內已有眾多廠家投產,商品名稱撲虱靈、稻虱凈,用于防治稻飛虱(25%可濕性粉劑3000倍液,8%展膜油劑500~700倍液)和溫室白粉虱(25WP1000~1500倍液)有特效,并且持效期長,應用已十分廣泛,此外可用于防治柑桔矢尖蚧、茶樹小綠葉蟬等害蟲。2•1•3三嗪(嘧啶)胺類現已商品化生產的有瑞士汽巴嘉基公司開發的滅蠅胺cyromazine,對雙翅目幼蟲有特殊活性,有內吸傳導作用,導致蠅蛆和蛹畸形,成蟲不能正常羽化。可用于防治蔬菜、花卉潛葉蠅(10%懸浮劑1500倍液噴葉面或用2%顆粒劑2kg/667m2處理土壤,持效期可達80天)和為害食用菌的蚊類幼蟲,但對成蟲效果很差。此外,可用于防治畜牧業蠅蛆。此類制劑開發中的還有CGA-183843,dicylanil等。
2•2保幼激素類似物JHA(JuvenileHormoneAnalog)
早期開發的與昆蟲保幼激素極相似的化合物如烯蟲酯(methoprene)、烯蟲硫酯(triprene)、烯蟲乙酯(hydroprene)等生物活性和田間穩定性較低,但具很強的揮發性,可用于防治倉儲害蟲和衛生害蟲,目前我國登記的有諾華公司烯蟲酯產品可保特4•1%可溶性液劑,7•5~10mg/kg用于防治煙草甲蟲。近期開發的則是與保幼激素結構相差較大,在分子中引入苯環或雜環的化合物,它們有很好的生物活性和田間穩定性,可廣泛應用于農業和衛生害蟲防治,主要開發品種有:
(1)雙氧威fenoxycarb,又名苯氧威,屬氨基甲酸酯類,但具有保幼激素類似物的活性,能抑制卵的發育、幼蟲的蛻皮和成蟲的羽化,可有效地防治果樹上的木虱、蚧蟲和多種鱗翅目害蟲,5~10mg/kg可用于防治倉儲害蟲和衛生害蟲。
(2)吡丙醚pyriproxyfen,又名蚊蠅醚,屬苯醚類化合物,能抑制幼蟲的發育,在我國登記的有日本住友公司生產的滅幼寶(Sumilarv)0•5%顆粒劑,用于防治蚊、蠅、蜚蠊等衛生害蟲,對蜚蠊有特效。據報道吡丙醚對同翅目、纓翅目、雙翅目、鱗翅目害蟲均有高效,用量少,持效期長,對作物環境安全。(3)噠幼酮(NC-170)屬噠嗪酮類化合物,系日產化學公司開發的新型保幼激素類似物,能抑制胚胎發生,抑制昆蟲的發育、變態,尤其對葉蟬和飛虱具有高選擇性,用于防治水稻主要害蟲黑尾葉蟬和褐飛虱,有效成分50mg/L,其活性可維持40天。此類制劑開發中的尚有雙氧硫威(R013-7744)、NC-184、NC-196、CGA59205等。
2•3蛻皮激素類似物MHA(MoetingHormoneAnalog)
由昆蟲體內分離并鑒定結構的蛻皮激素物質已知15種以上,由于提取困難,價格昂貴,其結構復雜,不易合成,因此研究進展緩慢,現已開發為商品制劑的有2種,均為雙酰肼類化合物。
(1)抑食肼(RH-5849),由羅門哈斯公司開發,國產商品名稱蟲死凈,為20%可濕性粉劑,可通過根系內吸殺蟲,對鱗翅目及某些同翅目和雙翅目害蟲有高效,如二化螟、稻縱卷葉螟、粘蟲、馬鈴薯甲蟲、蘋果蠹蛾、舞毒蛾、卷葉蛾等,750~1500倍液噴灑,可迅速降低幼蟲和成蟲取食能力,能使昆蟲發生異常的早蛻皮而死亡,并能抑制產卵,但幼蟲死亡速度慢,應提前用藥。
(2)蟲酰肼tebufenozide,羅門哈斯公司商品名米滿(Mimic),(臺灣興農公司商品名天地掃)已在我國登記。該藥干擾昆蟲的正常生長發育,20%懸浮劑1000倍液可用于防治我國南方甘藍上抗藥性極強的甜菜夜蛾,此外可用于防治蘋果卷葉蛾(2000~5000倍液)、松毛蟲(24%懸浮劑2000~4000倍液)。此類制劑開發中的還有活性更高、選擇性更好、安全性更大的RH-0345、RH-2485等品種。
3昆蟲生長調節劑在農業害蟲防治中應用的重要意義
3•1克服害蟲抗藥性
眾所周知,由于長期以來對有機磷、氨基甲酸酯和擬除蟲菊酯類農藥單一品種和高劑量的使用,像小菜蛾、棉鈴蟲等重要的農業害蟲已成為抗藥性極高的種群,必須尋求致死機制不同的新藥劑解決當前無藥可用的困境,也為將來合理用藥緩解抗性尋找出路,IGRs藥劑開發的成功已被實踐所證明。
3•2減少環境污染
IGRs藥劑屬昆蟲生理抑制劑,具有選擇性,對人和高等動物屬低毒或微毒類別,對環境污染小,不傷害天敵或有益生物,有利于生態平衡,有助于發展可持續農業,符合人類的根本利益。3•3促進綠色食品生產由于IGRs藥劑的作用機制是針對昆蟲的生理發育,對人和高等動物無害,因此已被納入無公害農業生產措施之中,取代神經毒性的舊殺蟲劑,必然促進綠色食品生產,有助于全人類的身體健康。
4IGRs存在的問題與應用前景
由于IGRs制劑對抗性害蟲具高效,對環境污染小,對人畜安全,并且IGRs主要品種已能在國內生產,價格低廉,因此近十余年來已得到推廣應用,但在使用中也發現了以下的問題:
4•1害蟲對IGRs制劑產生抗藥性
在80年代初BPUs制劑在東南亞對抗藥性極高的小菜蛾的首次應用表現出特效之后,立即成為幾乎唯一的選擇,經過多年單一的使用,使小菜蛾很快對BPUs產生了抗藥性,1988年臺灣小菜蛾對氟苯脲(農夢特)抗性增至7621倍,馬來西亞增至3000倍以上,對氟蟲脲(抑太保)增至1000倍以上,國內武漢地區因多年推廣氟蟲脲(卡死克),1997年小菜蛾抗性增至1254倍。一般該類藥劑在一個地區連續使用2年藥效即顯著降低,因此打破了最初認為這種生理抑制劑不易產生抗性的設想,并且有的學者提出BPUs不同品種之間存在有交互抗性(另一些學者的研究結果是抗性品系對其它之種類BPUs無交互抗性),因此必須謹慎使用BPUs,發展綜合治理,減少一個品種在當地的連續使用,控制抗性的發展。
4•2IGRs制劑速效性差
對農業害蟲,特別是蔬菜害蟲的防治,要求施用的藥劑具備速效性,但IGRs一般要在害蟲變態階段才能使其致死,一般在施藥3天后才開始出現死亡,5~7天才出現死亡高峰,因此從確保蔬菜質量(尤其是葉菜類)即商品價值來說,菜農往往難于接受,因此需要在害蟲低齡期施用,或與速效藥復配,國內廠家已開始將IGRs與低毒低污染但有速效性的殺蟲劑做成復合劑,既有速效性又能發揮IGRs的特異性,如速殺脲(除蟲脲+氰戊菊酯)、蟬虱凈(噻嗪酮+異丙威)、稻蟲凈(噻嗪酮+殺蟲單)等。
4•3IGRs不同品種各有一定選擇性
如BPUs無內吸性,對鱗翅目害蟲活性強,但不能兼治蚜蟲、飛虱、葉蟬等刺吸口器害蟲,在一種作物上多種類害蟲同時發生時應考慮到藥劑的選擇性。
4•4BPUs對水棲生物有毒
特別是對甲殼類(蝦、蟹幼體)有害,應注意避免污染養殖水域。4•5殘留性IGRs雖為低毒,但持效期長,應注意避免在作物近成熟期應用,要遵守安全間隔期。盡管存在上述需要注意的問題,但IGRs特殊的作用機制和適應于可持續農業的種種優越性,其前景廣闊,在品種開發和推廣應用上必將會有較快的發展。
