第1篇:我国绿色化学农药的基础研究进展

　　本试验仅进行了个别绿色生物农药替代化学农药，但已见其效应及意义。为了人类的生存环境，在农作物病虫防治中应提倡更多绿色生物农药替代化学农药、低毒低残留农药替代高毒高残留农药的应用。通过对25％阿米西达Sc和0.5％卫保AS绿色替代化学农药55％烯酰吗啉WP的研究和推广，表明通过筛选适宜的生物农药种类替代传统化学农药，完全可满足病虫害防治的基本需求，同时满足保护环境的目的。其次经济效应，本试验点运作的绿色化学农药替代试验，小幅增加农民的防治成本，即可带来明显增产效果，两种生物农药替代应用后，其投入产出比分别为1：11.0～17.9和1：4.8～24.2。2010年该研究项目在试验示范点13hm2的应用规模上，可给基点农民带来3.31～7.72万元的增收。南四湖喻屯一带甜瓜种植区规模达2600hm2，若推广到50％应用面积，保守估计每年可为当地农民增收600万元左右，经济效益相当客观。再次生态效应，通过该研究成果在当地的推广应用，可更好地推动当地绿色农产品、食品的生产，对减少沿南四湖区化学农药面源污染，提高田间害虫天敌及土壤有益微生物种群量，维持自然生态平衡，改善恢复沿南四湖地区生态环境具有重大的生态效益。

　　现代植物保护及现代农药的主体是绿色化学农药。先导结构和作用靶标的研究与发现是其创新的核心。来自大学与中国科学院及中国农业科学院10个单位、7个国家和部属重点实验室、两个国家技术研究中心的我国化学、生物、植保、毒理方面的学者专家在国家973计划支持下，从我国绿色化学农药重大需求出发，针对先导结构发现的高效性，作用靶标的特异性，先导与靶标间的选择性及抗性这3个关键科学问题开展了持续并卓有成效的基础研究。

　　研究中构建了基于生物学知识、计算机技术及现代化学合成技术的先导结构和作用靶标发现的创新研究体系。发展出了生态一药效一结构相互关联制约的农药化学生物信息技术公共平台；创新建立并发展农药先导结构的高效组合化学与高效活体微量生物筛选技术公共平台。通过“从基因经靶标到先导”和“从化学经靶标到先导”两种基本策略，开展高效昆虫生长调节剂、超高效除草剂、新颖杀菌抗病毒与免疫激活剂的先导结构及抗性变构受体靶标研究。该研究为突破我国自主创新农药研究开发的瓶颈提供了理论与技术上的指导，为我国环境生态及工农业可持续发展奠定了绿色化学农药的理论及技术基础。同时，以本项目的实施为契机，促进了生物、信息、化学与农药学研究的衔接和交叉集成，培养一批化学生物信息学、分子生物学、化学、农药学等领域的交叉学科人才。

　　项目的主要创新成果体现在：①杀虫剂及昆虫生长调节剂。首次提出并发现了新烟碱杀虫剂与其受体分子的相互作用模式，以固定硝基取向获得顺式结构的策略，创新获得了一系列新解构新作用特点的新烟碱先导，其对多类害虫及其抗性害虫表现出优异的髙活性与田间药效。国内外的最新研究表明，其新先导的活性高于农药最大品种吡虫啉的活性近8〇〇倍，首次在新烟碱杀虫剂的超高效和反抗性方面取得突破进展。此外，在几丁质合成抑制的苯甲酰脲及多肽昆虫生长调节剂先导、蜕皮激素激活昆虫生长调节剂先导方面取得进展；在抗性变构靶标结构、苦皮藤素昆虫中肠肠壁细胞受体、昆虫乙酰己糖胺酶耙标分子、拟除虫菊酯等手性农药对映体的内分泌干扰差异性及环境毒理的研究方面取得重要进展。②超高效除草剂。通过DFT/QSAR策略首次从理论上确定了嘧啶水杨酸类除草活性分子作为乙酰羟酸合成酶抑制剂的活性构象，并成功获得了一类苯并哒捧类乙酰羟酸合成酶抑制剂先导，实验与预测间具有良好的相关性，被认为是QSAR研究中的一个范例。针对抗性杂草酶的氨基酸残基突变是导致抗性的直接原因，提出并成功实施了一种基于“构象柔性度分析”的反抗性分子设计策略，并成功设计得到了一种对目前最严重抗性W586L突变型酶具有髙抑制活性的先导。此外，在乙酰羟酸合成酶抑制的嘧啶氧基-N-芳基苄胺前体除草剂发现及环境生态代谢机理、单取代磺酰脲旱田除草剂及机理与靶标、光合作用抑制除草剂先导、丙酮酸脱氢酶抑制除草剂及作用机理方面取得重要进展。③杀菌及抗病毒剂。创新获得了活性及药效突出的氟烷氧基苯并噻二唑类植物抗病免疫激活剂先导；发现了娃儿藤碱类抗病毒及首次发现阻止病毒核酸颗粒组装的抗病毒新机理；获得了一系列突出药效的多靶标作用的光敏杀菌剂先导、大环内酯类杀菌剂先导；在鉴别潜在杀菌剂新靶标的基因组岛、含氟氨基膦酸酯类抗病毒剂机理方面取得重要进展。

　　绿色化学农药先导结构及作用靶标的发现与研究973项目的执行有力地推动了我国新农药的创制研究，显著提高了我国在此领域的基础理论与技术的研究水平及国际竞争力，将为我国植物保护业与农药工业的科学与可持续发展做出重要贡献。

第2篇:南四湖地区化学农药绿色替代减少农业面源污染研究

　　为减少化学农药的面源污染，改善沿湖区域生态环境，生产符合国家标准安全使用的放心食品，增加当地农民收入，2009～2010年对山东省沿南四湖地区甜瓜白粉病、霜霉病、炭疽病等真菌病害进行了农药绿色替代技术研究和示范推广。结果表明，生物农药25％阿米西达悬浮剂1000倍稀释液的防效分别为85.47％、83.10％，均极显著高于被替代化学农药55％烯酰吗啉可湿性粉剂的防效；其1500倍处理及0.5％卫保水剂的400倍、600倍处理防效也较55％烯酰吗啉的防效有所提高。通过该技术的研究和推广，产量、产值均有所提高，农民增收，经济效益客观，推动了当地绿色农产品、食品的生产，同时达到保护南四湖地区生态环境的目的。

　　当前，集约化的农业生产使我国农村经济得到很大发展，但随着各种农用化学品投入量的高速增长，引发的农业面源污染问题日益严重，已带来了严峻的环境问题，对人类健康也构成巨大的威胁。江、河、湖等各种淡水湖泊地是受各种环境污染相对脆弱的地方，首先引起人们的重视。近些年来，南四湖地区的环境问题亦很突出。

　　南四湖地处山东省西南部的济宁市，为一西北一东南走向的狭长水域，自北向南由南阳、独山、昭阳和微山4个湖泊相互贯通联成一体，是华北地区最大的淡水湖泊地之一，也是山东省最重要的水源地和生物多样性保护区，南水北调东线工程重要的调蓄枢纽之一，西岸是鲁西黄泛冲积平原的前沿。历年来，国家十分重视南四湖水质和生态环境的保持和治理。随着南四湖周边工农业迅速发展，排放进入南四湖的污染物逐年增多，水质污染越来越严重，大部分水域的水质已在国家地表水Ⅲ类标准以下。引起南四湖水质污染的因素有多方面，农业面源污染是很重要的一方面，其中化肥、农药的不合理和过量使用是最主要因素。本研究拟从农药使用环节做一些探讨，该环节所涉及的农药问题是农作物病虫害防治中无法替代的生产资料，如何合理地使用，是农业面源污染急需解决的问题之一。

　　当前我国农药使用上存在的主要问题，一方面是施用量大且结构不合理。据调查，2003～2005年，济宁市农药使用量平均为13.55kg／lam2，比发达国家高出1倍，且有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等为主要的常用药剂，占总量的90％左右，其中，高毒、高残留农药约占25％，生物农药仅占10％左右，大大增加了对环境的污染。另一方面我国植保机械、农药施用技术相对落后，造成农药用量大、利用率低、药效低，加大了农业生产成本和环境污染。

　　为从根本上改变这一现状，2009～2010年，于该区进行了甜瓜、水稻病虫防治的化学农药减量和绿色无公害生物农药试验示范与推广研究，以期探索出既满足作物病虫害控制的需要，又减缓对生态环境、湖区水质污染的良好对策。本文谨阐述甜瓜上的试验结果。

　　1材料与方法

　　1.1试验地概况

　　该研究选择山东省济宁市任城区喻屯镇谭口集、郭庄村等的甜瓜—水稻轮作种植区作为试验示范推广基地，面积达2700hm2。该片土地地处南四湖之沼阳湖西岸滨湖区，距湖边约2～4.5km，地势低洼、离湖距离近，地下水位高，易造成积水内涝。土质为粘壤土。农业种植自然条件较差，且各种农事操作、农民生活污染很易通过土壤渗漏、雨水地表径流和农田排水等途径对湖区水质产生较大影响。

　　1.2试验设计

　　1.2.1试验药剂及处理选择了2种绿色生物杀菌剂进行替代化学农药的试验和推广，分别为①25％阿米西达(嘧菌酯)悬浮剂(sc)(英国先正达公司)，处理浓度分别为1000、1500倍液。②0.5％卫保(大黄素甲醚)水剂(AS)(内蒙古清源保生物科技有限公司)，处理浓度分别为400、600倍液。以55％烯酰吗啉可湿性粉剂(WP)(青岛瀚生生物科技股份有限公司)作为被替代的传统化学杀菌剂(吗啉类)，处理浓度为800倍。

　　1.2.2试验作物、种植模式及防治对象试验作物为甜瓜，品种为庆甜202；种植模式为早春拱圆大棚种植；防治对象为甜瓜白粉病、霜霉病、炭疽病等真菌病害。

　　1.2.3试验规模2009年试验喷药38个棚，每棚1400～2000m2；两种生物农药各应用约30000m2；化学农药55％烯酰吗啉WP应用667m2。2010年试验用约72个棚，每棚1667～2200m2；两种药剂各应用约63000m2，55％烯酰吗啉应用约6667m2。

　　1.2.4用药器械及喷药时间

　　器械为WS-16型背负式手动喷雾器(山东卫士植保机械有限公司)。2009年3月25日甜瓜开花前，3种药剂第1次喷药，25％阿米西达SC间隔14d第2次喷药，共喷药2次；0.5％卫保水剂、55％烯酰吗啉WP分别间隔7d，喷第2、3次药。2010年4月9日第1次喷药，各药剂第2、3次喷药的时间间隔同2009年。

　　1.3试验调查

　　1.3.1病情调查末次喷药后7d调查，参照杀菌剂防治黄瓜白粉病、霜霉病、瓜类炭疽病等的调查方法。每处理随机选4个棚，每棚随机选15m2做小区调查，每小区5点取样，每点查3株，每株取一条茎自上而下调查10片叶，分别记载病叶数、病情严重度，进行药效的计算，以Duncan新复极差法做统计分析。

　　1.3.2产量计算

　　每处理(包括对照药剂和空白对照)选择4个代表性试验棚，记载从第1次收瓜开始到收获结束，每次采瓜的日期、重量，计算累计收瓜量，推算666，7m2产量。

　　1.3.3经济效益分析根据本研究用到的2种生物农药25％阿米西达悬浮剂、0.5％卫保水剂及化学农药55％烯酰吗啉WP的市场价格、应用时的浓度、使用量，比较农药绿色替代应用后防治成本、666.7m2产值的变化情况。

　　2结果与分析

　　2.1防治效果

　　2009、2010年试验结果(表1)表明，两类药剂均对白粉病、霜霉病等真菌病害有明显防治效果，使病情指数由12.82、18.75降至1.85～3.06、3.15～4.63，且2种生物农药的防治效果好于化学农药55％烯酰吗啉WP。新复极差法分析表明，25％阿米西达sc1000倍液的防效最好，为85.57％、83.20％，极显著高于55％烯酰吗啉WP的防效(76.13％、76.80％)；其次为0.5％卫保AS400倍液和25％阿米西达sc1500倍液的防效在78.32％～81.98％之间，均优于55％烯酰吗啉WP的防效。

　　2010年的试验调查结果(表2)表明，25％阿米西达sc1000倍喷雾处理的666.7m2产量为2848.9kg，显著优于55％烯酰吗啉WP的产量(2601.2kg)，其它依次为0.5％卫保AS400倍处理(2768，5kg)、25％阿米西达1500倍处理(2753.5kg)、0.5％卫保水剂600倍液处理(2683.6kg)，与55％烯酰吗啉WP差异不显著。

　　2.3经济效益

　　由表3看出，25％阿米西达sc、0.5％卫保AS替代化学农药55％烯酰吗啉应用后。666.7m2防治成本较55％烯酰吗啉分别增加4.5～12.75元、1.88～2.81元，同时产值分别增加263.2～430.7元、67.4～340.9元，两种生物农药的投入产出比分别为1：11.0～17.9和1：4.8～24.2，防治成本投入明显带来增产增收。因此，从经济效益上看，以25％阿米西达SC、0.5％卫保AS替代化学农药55％烯酰吗啉WP用于甜瓜病害防治是可行的。

　　3结论与讨论

　　农药是农业生产中大量应用的一类化学物质，一直在防治作物病虫草害和提高农产品产量质量方面发挥着重要的作用，但同时农药使用造成的农业面源污染成为不可忽视的问题。农业面源污染造成的危害无所不在，可概括为对空气、水系和土壤等环境的污染，对自然界各种动物的污染，影响物种生态平衡，对食品和人类的污染危害等。如何采取科学有效措施，减少农药施用造成的农业面源污染和对环境的破坏，是摆在我们面前的一个重大课题。农作物病虫害防治中除了重视农业措施、物理、生物方法外，还应针对我国当前农药使用中存在的化学农药使用比例较大、农药施用技术粗放落后致使农药利用率低、浪费严重等问题，采取相应的措施。化学农药绿色替代、农药的减量与精准施用研究，便是较好的措施。