生物農(nóng)藥的研究與利用

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1、生物農(nóng)藥的研究與利用摘要：由于控制全球化合物生物積聚的呼吁越來越強烈、新化學(xué)農(nóng)藥開發(fā)耗資巨大和周期延長、農(nóng)業(yè)害蟲對化學(xué)農(nóng)藥抗藥性日益增強，以及生物技術(shù)飛速發(fā)展帶來的沖擊,當(dāng)今農(nóng)藥研究、開發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用等正面臨選擇方向挑戰(zhàn)，生物農(nóng)藥以其獨特的優(yōu)勢迎來了新的發(fā)展機遇。本文從生物農(nóng)藥的內(nèi)涵、發(fā)展現(xiàn)狀、研究與利用、研究展望等幾個方面闡述了生物農(nóng)藥的歷史、現(xiàn)狀與未來。關(guān)鍵詞：生物農(nóng)藥，研究與利用，發(fā)展現(xiàn)狀化學(xué)農(nóng)藥的作用在于其能防治各種有害生物，提高作物產(chǎn)量，還能提高作物抗逆性，改善作物品質(zhì)，但是也帶來了諸多弊端。首先，化學(xué)農(nóng)藥長期不斷地使用，造成有害物質(zhì)在土壤和水體中的富

2、積，一部分有害物質(zhì)通過物質(zhì)循環(huán)進入農(nóng)作物及人畜體內(nèi)，嚴(yán)重污染農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境，危害人體健康。其次，化學(xué)農(nóng)藥在殺滅有害生物地同時也增加了有害生物的抗藥性，造成的最終結(jié)果不是農(nóng)藥淘汰了害蟲，而是害蟲淘汰了農(nóng)藥。進入21世紀(jì)，隨著全球?qū)Y源和環(huán)境問題的日益關(guān)注，要求改進農(nóng)藥和保護生態(tài)環(huán)境的呼聲越來越高，“有害生物綜合治理”、“農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”、“生物合理農(nóng)藥”等概念的提出不僅促使眾多農(nóng)藥生產(chǎn)公司調(diào)整了化學(xué)合成農(nóng)藥的研究方向，同時也使天然產(chǎn)物農(nóng)藥的發(fā)展受到了進一步的重視?？茖W(xué)家們便把尋找一種高效、低毒、低殘留和環(huán)境和諧生物合理性農(nóng)藥作為農(nóng)藥研究和開發(fā)的發(fā)展方向，并取得了令

3、人矚目的成就。今后，農(nóng)藥的發(fā)展方向?qū)⑹菑姆沁x擇性農(nóng)藥轉(zhuǎn)向選擇性農(nóng)藥，從傳統(tǒng)的有機化學(xué)農(nóng)藥轉(zhuǎn)向生物農(nóng)藥，以利于保護環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1生物農(nóng)藥的發(fā)展歷史在農(nóng)藥的發(fā)展歷史中,生物農(nóng)藥是最古老的一類?！吨芏Y·秋官》就有“莽草熏之”“焚牡菊，以灰灑之”等防治害蟲的記述；古羅馬也有使用藜蘆防治忍鼠類和昆蟲的民間傳說。19世紀(jì)以來，開發(fā)應(yīng)用生物成分防治有害物逐漸從以經(jīng)驗上升到科學(xué)試驗階段，如除蟲菊、魚藤和煙草的應(yīng)用。20世紀(jì)早期，微生物學(xué)的發(fā)展，特別是蘇云金桿菌(Bacillusthuringiensis，以下簡稱Bt)的發(fā)現(xiàn)促進了微生物農(nóng)藥的開發(fā)。20世紀(jì)30

4、年代以來，幾類植物內(nèi)源激素先后被發(fā)現(xiàn)和利用，20世紀(jì)40年代后，由于有機合成化學(xué)農(nóng)藥的發(fā)展,使生物成分農(nóng)藥的研究開發(fā)被相對忽視而發(fā)展緩慢，這段時期基于B.popillae、Bt的產(chǎn)品在美國上市。20世紀(jì)60年代，化學(xué)農(nóng)藥的弊端暴露出來，生物農(nóng)藥的研究又受到重視，在最近的幾十年中，生物農(nóng)藥得到了長足發(fā)展，如農(nóng)用抗生素、活體微生物農(nóng)藥等[15,30]。20世紀(jì)末，植物農(nóng)藥(或轉(zhuǎn)基因植物農(nóng)藥)等的出現(xiàn)，極大豐富了生物農(nóng)藥的內(nèi)容。2　生物農(nóng)藥的內(nèi)涵不同學(xué)者、不同機構(gòu)、組織對生物農(nóng)藥的內(nèi)涵意見不同。過去，生物農(nóng)藥就是指“微生物農(nóng)藥”。后來，其概念發(fā)展為“相對于化學(xué)農(nóng)藥而

5、言的天然資源的生理活性物質(zhì)，用于農(nóng)藥的有微生物、植物(除)蟲菊”、菸堿等)、昆蟲(性引誘劑、變態(tài)激素等)“[11]。FAO(中文名稱)(1988)將其定義為生物害物控制劑(Biologicalpestcontrolagents)，包括生物化學(xué)農(nóng)藥和微生物農(nóng)藥，將傳統(tǒng)的魚藤酮、煙堿等具有直接毒性的物質(zhì)排除在生物農(nóng)藥之外?！吨袊r(nóng)業(yè)百科全書———農(nóng)藥類》中生物農(nóng)藥(biogenicpesticides)是指利用生物資源開發(fā)的農(nóng)藥；狹義概念，指直接利用生物產(chǎn)生的天然活性物質(zhì)或生物活體作為農(nóng)藥；廣義概念，還包括按天然物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)或類似衍生結(jié)構(gòu)人工合成的農(nóng)藥。隨著科技

6、的發(fā)展，生物農(nóng)藥的內(nèi)涵發(fā)生了巨大變化，英國作物保護委員會根據(jù)來源將生物農(nóng)藥分為五類，來自微生物、植物、動物的相關(guān)基因也包括在內(nèi)。美國環(huán)保署農(nóng)藥部(EPA)將生物農(nóng)藥(Bio-pesticides)分為三大類，其中一類為植物農(nóng)藥(Plant-pesticides)或轉(zhuǎn)基因植物農(nóng)藥———將基因植入植物體內(nèi)的農(nóng)藥，使得生物農(nóng)藥的概念進一步地得到延伸。2001年農(nóng)業(yè)部參考FAO和EPA的定義界定了生物農(nóng)藥的內(nèi)涵，加強了我國生物農(nóng)藥的管理工作。在這些定義中，完全仿生物合成的化合物、人工合成與天然產(chǎn)物相同的化合物、人工合成的衍生物(如烯蟲酯、米滿等)、轉(zhuǎn)基因植物，以及魚藤

7、酮、煙堿等具有直接毒性的天然產(chǎn)物農(nóng)藥的歸屬存在分歧。筆者認(rèn)為，張興等(2002)對生物農(nóng)藥內(nèi)涵的界定較為科學(xué)。生物農(nóng)藥是可以用來防治病、蟲、草等有害生物的生物體本身及源于生物，并可作為“農(nóng)藥”的各種生理活性物質(zhì).在對概念范疇界定時，將完全仿生物合成的農(nóng)藥、人工合成的相同化合物(天然產(chǎn)物)、轉(zhuǎn)基因植物以及魚藤酮、煙堿等具有直接毒性的天然產(chǎn)物農(nóng)藥列為生物農(nóng)藥；而人工合成的衍生物(如烯蟲酯、米滿等)不屬生物農(nóng)藥。3　生物農(nóng)藥的類型生物農(nóng)藥的研究和利用，前人從不同側(cè)面有過精彩的論述，以下按來源對生物農(nóng)藥進行概述。3.1　植物源農(nóng)藥概述據(jù)統(tǒng)計，全世界至少有25萬種不同植

8、物，而在化學(xué)性質(zhì)上進行過調(diào)查研究的僅占