第一章農(nóng)藥的基本概念及農(nóng)藥學(xué)的探討范疇

第一節(jié)農(nóng)藥的基本概念

一、農(nóng)藥的含義與分類

1.農(nóng)藥的定義

農(nóng)藥(Pesticide)主要是指用于預(yù)防、殲滅或者限制農(nóng)業(yè)、林業(yè)的病、蟲、草和其他有害生

物以及有目的地調(diào)整植物、昆蟲生長的化學(xué)品。這里所說的化學(xué)品可以是人工合成的，也可以是

自然的動植物及微生物的代謝產(chǎn)物，但不論是人工合成的化合物還是自然產(chǎn)物，作為農(nóng)藥都應(yīng)具

備兩種基本屬性：具有確定的分子結(jié)構(gòu)，在肯定劑最范圍內(nèi)對有害生物有顯著的生物活性。因此

諸如寄生蜂、捕食蛾、致病細(xì)菌、病毒等所謂“生物農(nóng)藥”不屬于本書所述的農(nóng)藥范疇。

須要指出的是，對于農(nóng)藥的含義和范圍，不同的時代、不同的國家和地區(qū)都有差別。如美

國，早期曾將農(nóng)藥稱之為“有經(jīng)濟價值的毒劑”(Economicpoison),后又稱之為“農(nóng)用化學(xué)品”

(Agriculturalchemicals),甚至稱之為“農(nóng)用化學(xué)調(diào)控劑""Agriculturalbioregulators),歐洲亦稱

之為“農(nóng)用化學(xué)品"(Agrichemicals),當(dāng)前在國際文獻中已通用“Pesticide”一詞。

2.農(nóng)藥的分類

《農(nóng)藥手冊》(Thepesticidemanual)第14版記錄全世界商品農(nóng)藥1524種。為了便于探時

與運用，可從不同的角度對其進行分類。一般是按功能和用途將農(nóng)藥分成殺蟲劑、殺螭劑、殺菌

劑、除草劑、殺鼠劑及植物生長調(diào)整劑等若干大類，然后再將每一大類按化學(xué)結(jié)構(gòu)或作用方式細(xì)

分。以殺蟲劑為例，可以若干類別，如：

有機氯類殺蟲劑如滴滴涕、六六六、狄氏劑等。

有機磷類殺蟲劑如敵敵畏、辛硫磷、馬拉硫磷等。

氨基甲酸酯類殺蟲劑如西維因、速滅威、抗蠅威、涕滅威、克百威、雙氧威等。

擬除蟲菊酯類殺蟲劑如丙烯菊酯、甲似菊酯、銳戊菊酯、濱策菊酯等。

沙蠶毒素類殺蟲劑如殺螟丹、殺蟲雙、殺蟲環(huán)等。

新煙堿類(氯化煙酰類)殺蟲劑如毗蟲咻、咤蟲瞇等。

亦可按作用方式分成若干類別，如：

胃毒劑(Stomachpoison)藥劑伴隨害蟲取食活動通過II器及消化系統(tǒng)進入體內(nèi)起毒殺作

川的一類殺蟲劑。當(dāng)代合成殺蟲劑中，極少有純粹的胃毒劑。

觸殺劑(Contactpoison)藥劑通過害蟲體壁侵入體內(nèi)起毒殺作用的一類殺蟲劑。當(dāng)代合成殺

蟲劑中絕大多數(shù)都可稱作觸殺劑。

熏蒸劑(Fumigant)藥劑以氣體狀態(tài)通過害蟲的呼吸系統(tǒng)進入體內(nèi)起毒殺作用的一類殺蟲

劑。

特異性殺蟲劑(Specialactioninsecticide)這是一類并不干脆殺死害蟲，而是通過干擾昆蟲的

行為、影響昆蟲的生長發(fā)育而限制其危害的藥劑，如昆蟲拒食劑、誘引劑、驅(qū)避劑或昆蟲生長調(diào)

整劑等。

二、毒力與藥效

毒力（Toxicity）是指在肯定條件下某種農(nóng)藥對某種供試有害生物作用的性質(zhì)和程度，即內(nèi)

在的毒殺實力。殺蟲劑毒力大小常以致死中量、致死中濃度表示，其值越小，毒力越大。

致死中量（Medianlethaldose）,殺死供試?yán)ハx種群一半個體所需的劑量。常以LDR表示，

其單位有兩種。一種是以供試?yán)ハx個體所接受的藥量為單位，如Ug（藥量）/頭（昆蟲），另一

種是以供試?yán)ハx單位體重皮?接受的藥量為單位，如ug（藥量）/g（昆蟲）。

致死中濃度（Medianlethalconcentmtion）,殺死供試?yán)ハx種群一半個體所需的濃度。常以

LC?）表示，單位為ug（有效成分質(zhì)量數(shù)）/mL（藥液容積）。

殺菌劑和除草劑毒力大小常以有效中濃度表示，其值越小，毒力越大。

有效中濃度（Medianeffectiveconcentration）,引起供試生物群體的半數(shù)產(chǎn)生某種藥劑反應(yīng)

的濃度。常以EC50表示，單位為mg（有效成分質(zhì)量數(shù)）/L（藥液容積）或ug（有效成分質(zhì)量

數(shù)）/mL（藥液容積）。

藥效（effectivenessofpesticide）是指某藥劑在大田實際生產(chǎn)中對某種有害生物的防治效

果。表示藥效的指標(biāo)有三類：①施藥防治前后有害生物種群數(shù)量的變更；②施藥前后有害生物危

害程度的變更：③施藥與不施藥作物收獲量變更。

毒力和藥效都是藥劑對有害生物作用強度的量度。一般來說，毒力是藥效的基礎(chǔ)，但毒力

并不等于藥效，而且在某些狀況下，一種農(nóng)藥的毒力強大并不肯定藥效就好。毒力是藥劑本身

（純品或原藥）對供試生物作用的結(jié)果，一般是在室內(nèi)相布嚴(yán)格限制的條件下采納比較精密的標(biāo)

準(zhǔn)化方法測定的結(jié)果，而藥效則是在田間條件下施用某種農(nóng)藥制劑（除有效成格外，還有多種助

劑）對有害生物的防治效果。明顯，除了藥劑本身外，某些因素如制劑形態(tài)、加工方法、噴施方

法和質(zhì)量，有害生物的生長發(fā)育階段，特殊是濕度、溫度、光照、土壤等環(huán)境條件都對藥效有顯

著影響。

三、毒性與藥害

（一）毒性

毒性（Toxicity）事實上就是農(nóng)藥對高等動物的毒力，常以大鼠通過經(jīng)口、經(jīng)皮、吸入等

方法給藥測定農(nóng)藥的毒害程度，推想其對人、奮潛在的危急性。農(nóng)藥對高等動物的毒性通常分為

三類：

1.急性毒性（Acutetoxicity）指農(nóng)藥一次大劑量或24h內(nèi)多次小劑量對供試動物

（如大鼠）作用的性質(zhì)和程度。經(jīng)口毒性和經(jīng)皮毒性均以致死中量LD?表示，單位為mg/kg,而

吸入毒性則以致死中濃度6表示，單位為mg/L或mg/m3,明顯，某種農(nóng)藥的L?“值或上）值越

小，則這種農(nóng)藥的毒性越大。世界衛(wèi)生組織舉薦的農(nóng)藥危害分級標(biāo)準(zhǔn)和我國目前規(guī)定的農(nóng)藥急性

毒性分級暫行標(biāo)準(zhǔn)如表1-1.表1-2所示。

表1-1世界衛(wèi)生組織(WHO)危害物分級標(biāo)注

經(jīng)口半數(shù)致死量(mg/kg)經(jīng)皮半數(shù)致死量(mg/kg)

毒性分級級別符號語

固體液體固體液體

la級極度危害W5〈20W10<40

1b級高度危害5020-20010-10040-400

II級中度危害50~500200?200-4000

III級輕度危害>500>2000>1000>4000

表1-2中國農(nóng)藥急性毒性分級標(biāo)準(zhǔn)

毒性分級經(jīng)口半數(shù)致死量經(jīng)皮半數(shù)致死量吸入半數(shù)致死量

(mg/kg)(mg/kg)(mg/M3)

劇毒<5<20<20

高毒5?5020-20020?200

中等毒50?500200-2000200?2000

低毒>500>2000>2000

2.亞急性毒性(Subacutetoxicity)指農(nóng)藥對供試動物多次重復(fù)作用后產(chǎn)生的毒性，給

藥期限為14~28d,每周給藥7次。亞急性毒性主要是考察農(nóng)藥對供試動物引起的各種形態(tài)、行

為、生理生化的變異，檢測指標(biāo)包括：①動物一般中毒癥狀表現(xiàn)、體重、食物消耗等；②血液學(xué)

檢查；③臨床生化測定及酶理學(xué)檢查。

3.慢性毒性(Chronictoxicity)指農(nóng)藥對供試動物長期低劑量作用后產(chǎn)生的病變反

應(yīng)，給藥期限為1~2年，主要評估農(nóng)藥致癌、致畸、致突變的風(fēng)險。除常規(guī)的病理檢測、生理

生化檢測外，還要對其后代的遺傳變異、累代繁殖等進行觀測。

(二)藥害

藥古(Phytotoxicity)指農(nóng)藥被施用防治有害生物的同時對被愛護的農(nóng)作物所造成的損

害，可分為干脆藥害和間接藥害。干脆藥害指農(nóng)田施藥時在當(dāng)季被愛護農(nóng)作物造成的損害，而間

接藥害主要指飄移藥害(施藥時粉?；蜢F滴飄移散落在鄰近敏感作物造成的損害)、殘留藥害

(施藥后殘存于土壤中的農(nóng)藥對后茬敏感作物造成的損害)及二次藥害(施藥后土壤或作物秸稈

中殘留農(nóng)藥代謝產(chǎn)物對后茬作物造成的損害)。藥害的癥狀表現(xiàn)主要有：①生長發(fā)育受阻,如種

子不能發(fā)芽或發(fā)芽出土前、后枯死：出苗遲緩，生長受抑制，分泰、開花、結(jié)果、成熟遲緩等；

②顏色變更。如葉片失綠、白化、黃化，根和葉呈現(xiàn)枯斑，變褐凋萎；③形態(tài)異樣。如植株扭

曲，根、花芽、果實等畸形；④產(chǎn)量下降、品質(zhì)劣變。產(chǎn)生藥害的緣由很多，大致有下述4個方

面：①農(nóng)藥制劑質(zhì)量差，有害雜質(zhì)超標(biāo)，甚至變質(zhì)；②施用技術(shù)方面如過最施藥，誤用農(nóng)藥或混

用不當(dāng)，飄移、滲漏及殘留農(nóng)藥對下茬作物的影響等；③環(huán)境方面，如隨意擴大運用范圍，在敏

感作物上施藥；施藥時期不當(dāng)，過早或過遲施藥，高溫、干旱條件下施藥等；④作物本身生長

發(fā)育不良，或施藥時正值對藥劑敏感的發(fā)育階段。

農(nóng)藥對作物是否簡潔產(chǎn)生藥害可用平安性指數(shù)K來表示：

農(nóng)藥防治有害生物所需的最低濃度

"作物對農(nóng)藥能忍受的最高濃度

明顯，K值越大，作物就越擔(dān)心全，簡潔產(chǎn)生藥害；相反，K值越小，農(nóng)藥運用時對作物就

越平安。

四、農(nóng)藥劑型及施用方法

（一）農(nóng)藥劑型

農(nóng)藥廠生產(chǎn)的絕大多數(shù)原藥不經(jīng)加工都不能干脆在農(nóng)作物上運用。因為在每公頃面積上農(nóng)

藥有效成分用量很少，往往只有幾百克，幾十克，甚至不足10克。假如不加以稀釋，就無法將

如此少的農(nóng)藥勻稱撒布到如此大的面積上，因而不能充分發(fā)揮農(nóng)藥的作用。運用農(nóng)藥時，還要求

它附著在作物上或蟲體上、雜草匕所以還必需加入?些其他協(xié)助材料?，以改善其潮濕、粘著性

能。此外，通過農(nóng)藥加工還可以延長農(nóng)藥的殘效期或?qū)⒏叨镜霓r(nóng)藥加工成平安的運用劑型?？?/p>

之，為了平安、經(jīng)濟、有效地運用農(nóng)藥，必需將原藥加工成合適的制劑。一種農(nóng)藥制劑名稱通常

包括3個部分，即有效成分含量、農(nóng)藥名稱和劑型，如2.5冊臭虱菊酯乳油、50%速克靈可濕性粉

劑、2.5%百菌清煙劑等。劑型事實上是制劑的一種形態(tài)特征，主要有下述幾種：

（1）粉劑（Dustablepowder,DP）粉劑通常由原藥和填料（或載體）及少量其它助劑

（如分散劑、抗分解劑等）經(jīng)混合粉碎至肯定細(xì)度而成。粉劑中有效成分含量通常在10%以下，

一般不需稀釋干脆噴粉施藥，亦可供拌種、配制毒餌或毒土等運用。

（2）可濕性粉劑（Wettablepowder,WP）這是一種易被水潮濕且能在水中懸浮分散的

粉狀物，通常由原藥、填料或載體、潤濕劑、分散劑及其它助劑經(jīng)混合粉碎至肯定細(xì)度而成?？?/p>

濕性粉劑一般以水稀糕至肯定濃度后噴霧施藥，其有效成分含量通常在10%?50%,亦有高達(dá)80%

以上的品種。

（3）可溶性粉劑（Solublepowder,SB）是由可溶于水的原藥、填料、濕展劑及其它助劑

組成的粉狀劑型?？扇苄苑蹌┛筛纱嗉铀♂尯髧婌F施藥，有效成分含量通常在50%以上，有的

高達(dá)90%。

（4）粒劑（granule）由原藥、載體及其它助劑經(jīng)混合、造粒而成的松散顆粒狀劑型。

一般供干脆施藥，其有效成分含量通常在瑜?20%。

（5）水分散性粒劑（A'atcrdispersiblegranule,WDG或WG）由原藥、填料或載體、

潤濕劑、分散劑、穩(wěn)定劑、粘著劑及其它助劑組成。水分散性粒劑運用時將其加入水中，制劑很

快崩解、分散，形成懸浮液，稀釋至肯定濃度后噴施，其有效成分含量通常在70%以上。

(6)乳油(Emulsifiableconcentrate,EC)是將原藥、乳化劑及其它助劑溶「有機溶劑

中形成的均相透亮溶液。其有效成分含量通常在20%?50%之間，但亦有低至1樂高至90%的品

種。加水稀釋后形成穩(wěn)定的乳狀液體，供噴霧運用。

(7)水乳劑(Emulsioninwater)和微乳劑(Micrcemulsion,ME)這兩種劑型均由以難

溶于水的原藥、乳化劑、分散劑、穩(wěn)定劑、防凍劑及水為原料，經(jīng)勻化工藝而成，一般不用或用

少量有機溶劑。濃乳劑的粒徑多數(shù)在0.5?1國。之間，外觀是乳白色，是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，而

微乳劑的粒徑多在0。1?O.lRm之間，外觀呈透亮的均相液，是熱力學(xué)穩(wěn)定體系。水乳劑的有效

成分通常在20?50%之間，微乳劑的有效成分含量通常在5?50%之間，加水稀釋成肯定濃度后供

噴霧用。

(8)水懸浮劑(Aqueoussuspensionconcentrate,SC)將不溶于水的固體原藥、潮濕

劑、分散劑、增稠劑、抗凍劑及其它助劑經(jīng)加水研磨分散在水中的可流淌劑型。其有效成分含量

通常在40%?60%左右，運用時加水稀釋至肯定濃度的懸濁液，供噴霧。

(9)油劑(oilsolution,OS)是農(nóng)藥的油溶液劑，有些品種含有助溶劑或穩(wěn)定劑。油

劑的有效成分含量一般為23?50%,運用時不需稀釋以超低容量噴霧機具噴霧。

(10)煙劑(smokegenerator)煙劑是由原藥、燃料、助燃劑、阻燃劑等按肯定比例混

合加工成粉狀物或餅狀物。點燃后無明火，農(nóng)藥受熱氣化后可在空氣中凝聚成微細(xì)顆粒(煙工

(11)種衣劑(Seeddressingagent)種衣劑是在懸浮劑、可濕性粉劑、乳油等劑型的基礎(chǔ)

上，加入肯定量的粘合劑、成膜劑而形成的一種特殊劑型。用種衣劑處理種子后，即在種子表面

形成一層堅固的藥膜。。

(12)緩釋劑(controlledreleaseformulation,CRI;)可以限制農(nóng)藥有效成分從制劑中

緩慢釋放的農(nóng)藥劑型。運用較多的是微膠囊劑(miocrocapsulcformulation)，將液態(tài)或固態(tài)農(nóng)

藥包被在粒徑30?50um的膠囊中，運用時農(nóng)藥通過囊壁緩慢釋放出來發(fā)揮生物效應(yīng)。

此外，還有水劑、氣霧劑、涂抹劑、毒餌、糊劑、膏劑等劑型。。

(二)農(nóng)藥施用方法

農(nóng)藥施用方法可分為地面施藥法和航空施藥法。

地面施藥法最常見的是噴霧法和噴粉法。

(i)噴霧法(spraying)是利用噴霧機具將農(nóng)藥制劑的稀釋液霧化并分散到空氣中，形成

液氣分散體系的施藥方法。除油劑可干脆作超低容量噴灑外，乳油、可濕性粉劑、微乳劑、濃乳

劑、微膠囊劑等均需以水稀釋至肯定濃度用噴霧機具噴灑。

(2)噴粉法(dusting)是利用噴粉機具產(chǎn)生的風(fēng)力將農(nóng)藥制劑吹散后沉積到作物上的施藥

方法。適合噴粉的只有粉劑這一種劑型。

此外，還有熏蒸法、毒餌法、拌種法、種苗浸漬法、撒施法、煙霧法及樹干注射法等。

航空噴霧法即利用飛機將農(nóng)藥制劑從空中勻稱噴灑在目標(biāo)區(qū)域的施藥方法。航空施藥的最

大優(yōu)點是作業(yè)效率高，適合大面積單一作物、果園、草原、森林病蟲害的防治，最明顯的缺點是

對非靶標(biāo)生物的殺傷及對環(huán)境污染的風(fēng)險比較大。

五、殘留與殘毒

殘留指大田施用農(nóng)藥防治病、蟲、草等有害生物后一個時期內(nèi)沒有分解解毒而殘存于收獲

物、土壤、水源、大氣中的那部分農(nóng)藥及其有毒衍生物.

農(nóng)藥殘毒即指食物或環(huán)境中殘留農(nóng)藥對人類的毒害，尤其是慢性毒性引起的毒害。巨前人

們特殊關(guān)切的是“三致”，即致癌（殘留農(nóng)藥引起的惡性腫瘤）、致畸（殘留農(nóng)藥對胚胎發(fā)育的影

響）和致突變（殘留農(nóng)藥對染色體性狀和數(shù)量的影響）。農(nóng)藥殘毒有如下兩個特點：

因其是一種慢性毒性引起的毒害，潛藏期往往很長，因而不易察覺，而一旦發(fā)覺則難以治

療。

危害面廣。這和急性內(nèi)毒不同，急性中毒往往是少數(shù)人，而殘留中毒往往是一個廣泛地區(qū)

的大多數(shù)人。

作物與食品中殘留農(nóng)藥主要來自下述三個方面：

①來自農(nóng)藥對農(nóng)作物的干脆污染農(nóng)藥在ED間噴灑后，部分農(nóng)藥就殘留在作物上，可能

粘附在農(nóng)作物體表，也可能滲透進植物組織表皮層或內(nèi)部，還可能被作物汲取傳導(dǎo)而遍布植物各

部分。這部分農(nóng)藥雖然受到外界環(huán)境的影響或植物體內(nèi)酶系的作用而漸漸降解，但因農(nóng)藥本身穩(wěn)

定性的差異及作物種類的不同，這種降解或快或慢，于是農(nóng)作物收獲時就或多或少地帶有農(nóng)藥殘

留。

②來自對污染環(huán)境中農(nóng)藥的汲取田間施藥時，大部分農(nóng)藥散落于農(nóng)田，其中一部分就

殘存于土壤，另一部分被雨水沖刷至江河湖泊，污染環(huán)境。在被污染的土壤中種植農(nóng)作物或用被

污染的水澆灌，殘留農(nóng)藥即被汲取進農(nóng)作物體內(nèi)。

③來自生物富集及食物鏈生物富集是指生物體從其四周環(huán)境中不斷汲取低濃度農(nóng)藥，

并漸漸在其體內(nèi)積累的實力。食物鏈則指動物取食含有殘留農(nóng)藥的作物或生物后，使殘留農(nóng)藥在

生物之間轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。一般肉類、乳品中含有的農(nóng)藥殘留主要是畜、禽取食被殘留農(nóng)藥污染的飼

料而造成的在其體內(nèi)的積累。水產(chǎn)品中的殘留農(nóng)藥主要是被農(nóng)藥污染的水質(zhì)經(jīng)水生生物富集，而

魚類等再取食這些生物，殘留農(nóng)藥即轉(zhuǎn)入魚等水產(chǎn)品中。

六、有害生物抗藥性

所謂抗藥性是指在同一地區(qū)連續(xù)運用同一種農(nóng)藥而引起有害生物對藥劑反抗力提高（即敏

感度卜降）的現(xiàn)象。須要指出的是，這里所說的抗藥性是藥劑本身作用的結(jié)果，是藥劑不斷淘汰

敏感個體，保留相對不敏感個體漸漸發(fā)展起來的有害生物種群，應(yīng)和“自然耐藥性”區(qū)分開來。

所謂自然耐藥性是指有害生物因不同的生長發(fā)育階段、不同生理狀態(tài)及環(huán)境條件的變更而對藥劑

產(chǎn)生敏感度下降的現(xiàn)象，和施用農(nóng)藥本身無干脆關(guān)系。

有害生物抗藥性的產(chǎn)生，其緣由是多方面的，而有害生物不同，產(chǎn)生抗藥性的機理亦不盡

相同。

就害蟲對殺蟲劑的抗藥性而言，其產(chǎn)生抗藥性的機理包括3個方面；①解毒代謝實力增

加。昆蟲體內(nèi)存在多種解毒酶系，特殊是微粒體多功能氧化酶系代謝活性增加是其對殺蟲劑產(chǎn)生

抗藥性的主要機理。②靶標(biāo)部位敏感性下降。昆蟲體內(nèi)殺蟲劑作用的靶標(biāo)部位如有機磷類殺蟲

劑作用靶標(biāo)乙酰膽堿酯酹（AChE）發(fā)生變構(gòu)，擬除蟲菊酯類殺蟲劑作用靶標(biāo)鈉通道的變更是昆蟲

對這兩類殺蟲劑產(chǎn)生抗性的機理之一。③穿透速率的降低。殺蟲劑穿透昆蟲表皮速率的降低也

是昆蟲產(chǎn)生抗性的機理之一。

病原菌對殺菌劑產(chǎn)生抗藥性的機理主要是靶標(biāo)基因突變而導(dǎo)致殺菌劑和作用位點親和性下

降。一般來說，基因過量表達(dá)導(dǎo)致的解毒代謝作用加強并不是病原菌產(chǎn)生抗藥性的重要機理。

雜草對除草劑產(chǎn)生抗藥性的機理則主要是除草劑作用位點產(chǎn)生突變，靶標(biāo)敏感性降低以及

雜草中解毒代謝實力加強。

科學(xué)用藥、合理用藥是延緩有害生物對農(nóng)藥產(chǎn)生抗藥性的基本策略。其主要措施包括：①

盡量采納非化學(xué)防治的方法，不到萬不得已不運用農(nóng)藥。即使施用農(nóng)藥，在保證防治效果的前提

下盡量采納低濃度、低劑量。削減施藥次數(shù)和施藥最。提倡局部施藥，尤其是殺蟲劑，只在害蟲

為害、達(dá)到防治指標(biāo)的區(qū)域施藥。②選擇不同作用機理的農(nóng)藥交替輪換施用，避開長期單一運

用一種或幾種作用機理相同的農(nóng)藥。③農(nóng)藥的合理混用，特殊是具有不同作用機理和明顯產(chǎn)生

增效作用的農(nóng)藥混用是延緩抗性的有效措施之-o

其次節(jié)農(nóng)藥發(fā)展簡史

盡管人類利用自然礦物和植物防治農(nóng)業(yè)病蟲害的歷史可以追朔到3000年前的古希臘古羅馬

時期，但農(nóng)藥作為商品規(guī)?；a(chǎn)、流通和運用卻始于19世紀(jì)中葉。100多年來，農(nóng)藥的發(fā)展

可大致分為下述3個歷史階段：

一、無機及自然產(chǎn)物農(nóng)藥階段（19世紀(jì)中葉~20世紀(jì)中葉）

這一階段的農(nóng)藥主要是以礦物和植物為原料生產(chǎn)的無機農(nóng)藥和自然產(chǎn)物農(nóng)藥。世界聞名的

三大殺蟲植物除蟲菊、魚藤和煙草的強大殺蟲作用雖然早L被確認(rèn)，但真正將除蟲菊花粉、魚藤

根粉及煙草堿作為農(nóng)藥商品化生產(chǎn)及銷售則始于19世紀(jì)中期。在這?階段作為商品生產(chǎn)和應(yīng)用

的無機農(nóng)藥主要有殺蟲劑亞礎(chǔ)酸鈉、硅酸鉛、巴黎綠（殺蟲活性成分為亞碎酸銅）、氟硅酸鈣、

冰晶石（主要成分為氟鋁酸鈉）及硫磺等。殺菌劑主要有流磺粉、石硫合劑、波爾多液、硫酸

銅。除草劑則土要有亞礎(chǔ)酸鈉、氯酸鈉、氟化鈉及硝酸銅等。這一階段的農(nóng)藥有下述特點：

1.其原料大多數(shù)是自然的植物或礦物，經(jīng)過簡潔的反應(yīng)或加工而成。劑型單一，主要是粉

劑或可濕性粉劑。

2.其作用方式單一，殺蟲殺菌譜較窄。無機殺蟲劑如珅制劑、氟制劑等由于難以穿透昆蟲

表皮，一般不表現(xiàn)觸殺作用，只有胃毒作用，因此只適用于防治咀嚼式口器害蟲，而三大植物殺

蟲劑大多以粉劑供應(yīng)，有效成分含量低，主要用來防治個體較小的蛛蛾等。無機殺菌劑如硫制

劑、銅制劑均為愛護性殺菌劑，而無治療作用，病原菌入侵之前運用有效，而且前者主要用于防

治銹病、白粉病等，后者主要用于防治藻菌綱病害如早（晚）疫病等。無機除草劑大多為滅生性

的，本身沒有選擇性。

3.活性低，運用量大。這一階段的農(nóng)藥無論是植物殺蟲劑還是其它無機農(nóng)藥，其對有害生

物的毒力均較小，因而要達(dá)到預(yù)期的防治效果就必需運用大劑量，其制劑的用量通常都在每公頃

幾公斤至幾十公斤之間。

4.對非靶標(biāo)生物的危害相對較小。三大植物殺蟲劑對哺乳動物的急性毒性，特殊是經(jīng)皮毒

性較低，因而對人、畜比較平安。無機農(nóng)藥中，盡管神制劑的經(jīng)口毒性很高，但經(jīng)皮毒性很低，

因而在運用中除誤食外，對哺乳動物仍比較平安。無機農(nóng)藥一般都不具備觸殺活性，所以對很多

害蟲的天敵等非靶標(biāo)生物相對平安。但是由于無機農(nóng)藥特殊是珅制劑等，其有毒元素并不分解消

逝，因而其殘留及殘毒卻是一個突出的問題，為此，英國政府于1903年第一次制定了食物中珅

的殘留標(biāo)準(zhǔn)（1.43mg?kgh

二、近代有機合成農(nóng)藥階段（1945年~1975年前后）

二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，有機氯殺蟲劑DDT和六六六在全世界范圍內(nèi)快速廣泛運用。自1943

年第一個有機磷酸酯類殺生劑進入市場后，內(nèi)吸磷、甲拌磷、敵百蟲、敵敵畏、久效磷、磷胺、

二澳磷、對硫磷、甲基對硫磷、辛硫磷、二嗪磷、馬拉硫璘、樂果、殺螟硫磷、毒死婢、噬硫

磷、水胺硫磷、水楊硫磷、三哩磷、甲胺磷、乙酰甲胺磷等一大批有機磷殺蟲劑相繼勝利開發(fā)。

自1956年甲祭威真正商品化并廣泛應(yīng)用后，克百威、異丙威、殘殺威、仲丁威、速滅威、涕滅

威、抗財威也相繼投入商品化生產(chǎn)。至此，形成了以有機氯、有機磷和氨基甲酸酯為主的三大支

柱的殺蟲劑市場。

在這一階段，有機合成殺菌劑得以快速發(fā)展。繼1930年開發(fā)福美鋅、五氯硝基苯及1931

年開發(fā)福美雙后，又先后開發(fā)出敵克松、代森錢、萎銹靈和氧化萎銹靈等有機硫殺菌劑；開發(fā)出

稻瘟凈、異稻瘟凈、敵瘟磷等有機磷殺菌劑；開發(fā)出滅菌丹、菌核利、異菌麻、腐霉利等竣酰亞

胺類殺菌劑；開發(fā)出硫菌靈、甲基硫菌靈、苯菌靈、噬菌靈及多菌靈等苯并咪喋類殺菌劑。至

1975年前后已漸漸形成以有機硫類、有機磷類、援酰亞胺類及苯并咪哇類四大支柱的殺菌劑市

場。

這一階段涌現(xiàn)的除草劑品種繁多。繼1942年相繼開發(fā)出苯氧廢酸類除草劑2、4-D鈉鹽、

2、4-D丁能和2甲4氯后，乂開發(fā)出豆科威、麥草畏等苯基叛酸類除草劑；除草屣、草枯隧等

二苯酸類除草劑；氟樂靈、除草通等二硝基苯胺類除草劑；甲草胺、敵稗（I960年）丁草胺、

新燕靈等酰胺類除草劑；故草隆、綠麥隆、利谷隆等取代捆類除草劑；西瑪津、莠去津、撲滅

津、西草凈、撲草凈等三氮藻類除草劑；茵達(dá)滅、燕麥畏、禾大壯、燕麥靈等硫代氨基甲酸酯類

除草劑及滅草松、嗯草酮、百草枯、燕麥枯等雜環(huán)類除草劑。

這一階段農(nóng)藥的特點可概括為：

1.廣譜。這一階段的殺蟲劑無論是有機氯、有機磷還是氨基甲酸酯類，其分子結(jié)構(gòu)都具有

合理的親水親油平衡值，具有強大的觸殺作用和胃毒作用，很多品種有內(nèi)吸作用，少數(shù)還有熏蒸

作用，因而這些殺蟲劑絕大多數(shù)都是廣譜殺蟲劑，其中很多品種還是殺蟲殺螭劑。這一-階段的殺

菌劑，除具有愛護作用外，很多品種，特殊是有機磷類、苯并咪嗖類以及萎銹靈和氧化姜銹靈等

都是內(nèi)吸殺菌劑，具有顯著的治療作用。很多品種，如代森缽鋅、多菌靈、甲基硫菌靈等都是廣

譜殺菌劑。這一階段的除草劑除二苯醛類為觸殺性除草劑外，其余均為內(nèi)吸性除草劑，很多品種

既可作土壤處理，乂可作莖葉處理。很多典型的除草劑，市多種禾本科雜草和闊葉雜草均可有效

防除。

2.高效。這一階段的農(nóng)藥，其生物活性與無機及自然產(chǎn)物農(nóng)藥階段相比，至少提高了一個

數(shù)量級，如殺蟲劑的田間有效用藥量，有機磷類、氨基甲酸酯類約為200-500g/hm2；有機氯類

約為1000~2000g/hnr；殺菌劑田間有效用藥量，愛護性殺菌劑如代森鎰鋅等約為QOOg/hm?左

右，而苯并咪嗤類則在300~500g/hm2左右;除草劑的田間有效用量，苯氧竣酸類（2,4D-丁

酯）在400~600g/hm2,二硝基苯胺類（敘樂靈）500-800g/hm2,三氮苯類（撲草凈）

2

150~300g/hmo

3.高毒。這一階段的農(nóng)藥尤其是殺蟲劑，很多都是高毒品種，如有機磷酸酯類殺蟲劑甲

胺磷、內(nèi)吸磷、對硫磷、甲拌磷等，氨基甲酸酯類殺蟲劑克百威、涕滅威等，這些殺蟲劑不但對

人畜極擔(dān)心全，而且對害蟲天敵、禽鳥、魚類等非靶標(biāo)生物也擔(dān)心全。

4.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，簡潔產(chǎn)生殘留殘毒，污染環(huán)境。有機氯殺蟲劑六六六、DDT雖然急性毒

性并不大，但因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在環(huán)境中滯留時間很長，簡潔產(chǎn)生殘留毒性。

三、現(xiàn)代有機合成農(nóng)藥階段20世紀(jì)70年頭中期（1975年前后）至今

一方面，近代有機合戊農(nóng)藥具有藥效好、成本低、運用便利等優(yōu)點，其品種、產(chǎn)量快速增

加，運用更加廣泛，無論是農(nóng)藥工業(yè)還是種植業(yè)都獲得顯著的經(jīng)濟效益；但另一方面，這些農(nóng)藥

對非靶標(biāo)生物的危害，特殊是環(huán)境受到肯定程度的污染。1962年美國海洋生物學(xué)家RCarson博

士所著《SilentSpring》（寧靜的春天）的出版引起了全世界的轟動。雖然她在書中對農(nóng)藥的環(huán)

境污染問題作了很多夸張的描述，但卻引起全社會，特殊是各國政府對環(huán)境的高度重視，促進了

環(huán)境友好農(nóng)藥的發(fā)展，并在上一世紀(jì)70年頭中期進入現(xiàn)代有機合成農(nóng)藥階段。這一階段的農(nóng)藥

具有下述幾個特點：

1.生物活性大幅度提高。這一階段開發(fā)的農(nóng)藥品種，其生物活性較之近代有機合成農(nóng)藥階

段提高了一個數(shù)量級。就殺蟲劑而言，氯銀菊酯、澳銀菊酯、氟氯銀菊酯等擬除蟲菊酯類殺蟲劑

是其代表。據(jù)報道，澳氟菊酯的觸殺毒力是DDT的1（）（）倍左右，是甲蔡威的80倍，馬拉破磷的

50倍，對硫磷的40倍。其田間用量僅10~25g/hm?。就殺菌劑而言，三喋酮、三哇醇及丙環(huán)喋等

三哩類麥角第醉合成抑制劑最具代表性。三哇酮田間噴霧防治麥類銹病，其用量為

125~250g/hm2,而用作拌種處理，其用量僅為種子重量的0.03%。就除草劑而言，氯橫隆、苯橫

隆、葦喀磺隆、甲磺隆、噬磺隆等磺酰腺類除草劑最具代表性，甲磺隆用于防除麥類作物的禾本

科雜草和闊葉雜草，其有效用品僅10~15g/hm2,堪稱“超高效”農(nóng)藥。

2.新奇的分子骨架結(jié)構(gòu)。這一階段涌現(xiàn)出很多具有新奇分子結(jié)構(gòu)的高效農(nóng)藥。就殺蟲劑

而言，除前面已述及的擬除蟲菊酯類殺蟲劑外，還有毗蟲噥、咤蟲豚、烯咤蟲胺、哩蟲嗪筆氯化

煙堿類殺蟲劑，滅幼胭、除蟲腺、氟蟲胭、伏蟲隆、定蟲隆等苯甲酰服類殺蟲劑，抑食陰、蟲酰

胱、氯蟲酰胱、環(huán)蟲酰肌等酰陰類殺蟲劑，噠蜻酮、噠幼胴、NC184、NC194等噠嗪酮類殺蟲

殺螭劑，以及哩蜻酯、毗蠟胺、氟蟲”青、乙硫氟蟲晴等毗哩類殺蟲劑。就殺菌劑而言，這一階段

發(fā)展了三呼類殺菌劑，如丙環(huán)呼、月青菌呼、烯陛醉、氟硅陛、丙硫菌畔等，咪陛類殺菌劑如抑霉

理、咪鮮安、第霜喋等，嗎咻類殺菌劑，如十三嗎咻、丁苯嗎咻、烯酰嗎咻等，酰胺類殺菌劑，

如甲霜靈、氟酰胺、銳菌胺、甲映酰胺等，毗噬類殺菌劑，如氟噬胺、啜菌胺、噬酰菌胺等，以

及甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，如嗜菌酯、后菌酯、醛菌酯等。就除草劑而言，1975年開發(fā)勝利

第?個芳氧苯氧基丙酸酯類除草劑禾草員后，又接連開發(fā)出瞳禾炎、右旋毗氟乙草靈、毗氧禾草

靈、惡I坐禾草靈等；1982年開發(fā)出第一個磺酰腺類除草劑氯磺隆后，又接連開發(fā)出苯磺隆、節(jié)

喀磺隆、甲磺隆、嘎橫隆等幾十個品利％此外，這一階段還開發(fā)出咪草煙、咪草酯等味噗咻酮類

除草劑以及烯草酮、丁苯草酮、烯禾咤等環(huán)己烯酮類除草劑。

3.新奇的作用靶標(biāo)。這一階段開發(fā)的農(nóng)藥不僅具有新奇的分子結(jié)構(gòu)，而且還具有獨特的

作用靶標(biāo)。

殺蟲劑中滅幼腺等苯甲酰腺類殺蟲劑主要是影響昆蟲表皮幾丁質(zhì)的沉積從而影響了新表皮

的形成：氟蟲楣等毗喋類殺蟲劑是丫-氨基丁酸（GABA）受體的抑制劑；而殺蟲抗生素阿維菌素

則是GABA的激活劑；蟲酰腫等酰腫類殺蟲劑是類蛻皮激素劑，影響昆蟲蛻皮；而噠幼麗等噠嗪

類殺蟲劑則是類保有激素劑，影響昆蟲的變態(tài)發(fā)育：新開發(fā)的環(huán)蟲胞等喀咤胺類殺蟲劑以二氫葉

酸還原能為靶標(biāo)；而鄰甲配氨基苯甲酰胺類殺蟲劑則和昆蟲肌細(xì)胞中魚尼丁受體通道（RyRO結(jié)

合，影響“鈣庫”中Ca2?釋放。

殺菌劑中，三哩酮等三睫類殺菌劑是影響麥角脩醇的合成，從而影響細(xì)胞膜的功能；三環(huán)

喋等影響黑素的生物合成，附著胞壁不能黑化而丟失穿透侵染實力；喀菌酯等甲氧丙烯酸酯類殺

菌劑抑制了病原菌線粒體呼吸鏈中電子傳遞，作用部位是復(fù)合體川（細(xì)胞色素b和細(xì)胞色素c的

復(fù)合體）；嚏菌胺等喀咤苯胺類殺菌劑一是抑制病原菌細(xì)胞壁降解酶的分泌，二是干擾甲硫氨酸

（蛋氨酸）生物合成；拌種咯等苯基毗咯類殺菌劑是抑制蛋白激酶PK-HI的活性，使活化的調(diào)整

蛋白不能失活，導(dǎo)致甘油合成失控，細(xì)胞腫脹死亡；而嗨痕喋、活化酯等則為防衛(wèi)素激活劑，本

身并無殺菌活性，而是激發(fā)植物產(chǎn)生防衛(wèi)性物質(zhì)。除草劑中，乙酰乳酸合成酶（ALS）是支鏈氨

基酸合成的主要酶系，磺酰腺類、咪理咻酮類、啥咤水楊酸類及磺酰胺類除草劑正是以此際為靶

標(biāo)；乙酰輔酶A錢化酶（ACCase）是脂肪酸合成的主要酶系，芳氧苯氧丙酸類及環(huán)己烯酮類除草

劑是以此酶為靶標(biāo)；八氫番茄紅素去飽和酶是類胡蘿卜素生物合成的主要酶系，是苯基噠嗪酮

類、苯氧基苯酰胺類、四氫喀咤酮類除草劑的作用靶標(biāo)；近羥苯基丙酮酸雙氧化酶（HPPD）是類

胡蘿卜素生物合成的另一種重要酶系，磺草酮等三酮類、異嗯哇酮等異嗯喋類除草劑以此酣為靶

標(biāo)。此外，5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸酯合成酶（EPSP）及谷氨酰胺合成酶（GS）則分別是草

甘麟和草筱麟的作用靶標(biāo)。

4.良好的環(huán)境相容性。這一階段的農(nóng)藥，尤其是殺蟲劑絕大多數(shù)高效、低毒，與環(huán)境有

良好的相容性。如抑制昆生幾丁質(zhì)合成的苯甲酰麻類、類蛻皮激素酰陰類及類保幼激素噠嗪酮類

等殺蟲劑不但對靶標(biāo)生物高效，而且對很多非靶標(biāo)生物平安，在環(huán)境中易于降解，是忐向的化學(xué)

農(nóng)藥。

第三節(jié)農(nóng)藥在國民經(jīng)濟中的地位

一、人類社會仍舊須要農(nóng)藥

人類社會仍舊須要農(nóng)藥，首先是因為須要更多的糧食，2005年6月以來，世界人口已達(dá)

64.77億，預(yù)料到21世紀(jì)中葉，世界人口將達(dá)90-120億。人口的增長使得食品不足和缺乏養(yǎng)

分，成為當(dāng)今世界面臨的重大問題。要大量增加糧食，除須要有多種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)措施的協(xié)作外，其

中比較現(xiàn)實的措施之一就是盡可能削減由于病、蟲、草、箴等有害生物危害造成的占總產(chǎn)量30%

的損失，而在相當(dāng)長的一個時期內(nèi)，農(nóng)藥仍舊是實施這一措施的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。

人類社會須要農(nóng)藥，特殊是殺蟲劑，還因為農(nóng)藥在限制某些人類疾病方面極為重要。有20

多種嚴(yán)峻威逼人類健康的疾病是由昆蟲、婢蛾傳播的，主要防治措施就是限制這些媒介蟲螭的傳

播。據(jù)世界衛(wèi)生組織報道.19487970年間，由于運用了滴滴涕，人類免于死于虐疾人數(shù)達(dá)

5000萬之多，免除疫病患者達(dá)10億之多。

正是基于上述兩個緣由，全世界對農(nóng)藥的需求量仍舊很大，而且呈相對穩(wěn)定的態(tài)勢。全世

界農(nóng)藥的銷售額1960年為5.8億美元，1987年達(dá)200億美元，1990年達(dá)264億美元，2004年

達(dá)到307.25美元,而2006年達(dá)到?美元。

二、運用農(nóng)藥是綜合防治中的重要措施

我國早在1975年就提出“預(yù)防為主，綜合防治”的植物愛護方針。綜合防治應(yīng)當(dāng)理解為從

生態(tài)學(xué)的觀點動身，全面考慮生.態(tài)平衡、經(jīng)濟利益及防治效果，綜合利用和協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)防治、物理

和機械防治、生物防治及化學(xué)防治(運用農(nóng)藥)等有效的防治措施，將有害生物的危害限制在一

個可以接受的水平?；瘜W(xué)防治具有對有害生物高效、速效、操作便利、適應(yīng)性廣及經(jīng)濟效益顯著

等特點，因此在綜合防治體系中占有重要地位。在目前及可以預(yù)料的今后很長一個歷史時期，化

學(xué)防治仍舊是綜合防治中的主要措施，是不行能被其它防治措施完全替代的。英國的L.Copping

博士在2002年曾指出“假如停止運用農(nóng)藥，將使水果減產(chǎn)78%,蔬菜減產(chǎn)54%,谷物減產(chǎn)

32%"o據(jù)統(tǒng)計，我國因運用農(nóng)藥每年可挽回糧食損失5400萬噸，棉花160萬噸，蔬菜16D0萬

噸，水果50()萬噸，削減經(jīng)濟損失300億人民幣。

第四節(jié)農(nóng)藥學(xué)的探討范疇

農(nóng)藥學(xué)是化學(xué)門類和生物學(xué)門類很多分支學(xué)科的理論和技術(shù)交叉而成的綜合性學(xué)科。農(nóng)藥

科學(xué)的核心內(nèi)容是新農(nóng)藥創(chuàng)制、生產(chǎn)及應(yīng)用，其探討范疇大致可以劃分為下述7個領(lǐng)域：

1.農(nóng)藥合成

農(nóng)藥合成主要以有機合成化學(xué)的基本理論和技術(shù)方法，探討合成大量的供試化合物，通過

多種農(nóng)藥活性生物測定程序篩選出具有開發(fā)價值的候選化合物，進一步探討候選化合物的最佳合

成路途，優(yōu)化合成工藝條件并進行中間試驗，為產(chǎn)業(yè)化供應(yīng)技術(shù)支持。農(nóng)藥合成探討的重點是篩

選新型先導(dǎo)化合物，然后圍繞先導(dǎo)化合物采納生物等排體取代，藥效團模型法，定量構(gòu)效關(guān)系法

及虛擬篩選等進行先導(dǎo)結(jié)構(gòu)的多級優(yōu)化與綻開，合成篩選出候選化合物。

2.劑型加工及施用技術(shù)

劑型加工主要是應(yīng)用物理化學(xué)、膠體化學(xué)的相關(guān)理論，依據(jù)農(nóng)藥運用的要求及環(huán)境愛護的

要求，探討新的劑型。如近年來快速發(fā)展的水分散粒劑、微乳劑等環(huán)保型新劑型及水溶性袋劑、

包劑、撒滴劑等省力化劑型。此外，針對一個具體的農(nóng)藥品種，依據(jù)該農(nóng)藥的理化性質(zhì)（如揮發(fā)

性、光穩(wěn)定性、水溶性等）及防治對象的生物學(xué)特性探討開發(fā)出適合的制劑也是劑型加工探討的

主要內(nèi)容。農(nóng)藥運用技術(shù)探討的重點是如何提高農(nóng)藥在靶標(biāo)（被愛護的作物或有害生物）上的有

效沉積率，提高農(nóng)藥有效利用率，盡可能削減對環(huán)境的污染。如限制霧滴施藥法和靜電噴霧技術(shù)

就是這一領(lǐng)域的探討成果。

3.農(nóng)藥分析與殘留分析

農(nóng)藥分析包括農(nóng)藥產(chǎn)品中有效成分的含量分析、理化性狀分析、原材料的質(zhì)量分析及雜質(zhì)

的定量分析。農(nóng)藥分析是工廠保證出廠產(chǎn)品質(zhì)量的主要手段，也是農(nóng)藥監(jiān)管部門質(zhì)量管理的重要

措施，更是農(nóng)藥合成、加工和應(yīng)用等科學(xué)探討的基礎(chǔ),農(nóng)藥殘留分析是分析施于農(nóng)田的農(nóng)藥在農(nóng)

田中的消解動態(tài)，最終在農(nóng)副產(chǎn)品及相關(guān)環(huán)境中的滯留狀況及各種施藥因素對農(nóng)藥最終殘留水平

的影響。殘留分析的目的是評價農(nóng)藥在農(nóng)田運用后，除起到正常的防治有害生物或促進作物生長

等作用外，對環(huán)境可能造成的污染程度，對人類及其它非靶標(biāo)生物的潛在毒性。

4.生物活性評價

生物活性評價貫穿新農(nóng)藥探討與開發(fā)的全過程，包括室內(nèi)生物測定和田間藥效試驗兩大部

分。生物測定主要用于先導(dǎo)化合物、特殊是候選化合物的篩選，一般都在可限制條件下進行，以

便于生物活性的比較。生物測定材料可以是活體生物，如昆蟲的卵、幼蟲或成蟲，病原菌菌絲或

抱子，雜草幼苗或種子，亦可以是有害生物的某種組織或細(xì)胞，甚至是某種酶系。田間藥效試驗

一般用于農(nóng)藥探討開發(fā)的小試，特殊是中試階段，其目的是在田間實際運用條件下評價某利農(nóng)藥

的防治效果和應(yīng)用價值。此外，一種新農(nóng)藥在大面積示范或推廣之前亦應(yīng)進行多點田間藥效試

驗，以確定施藥適期、施藥劑量、施藥次數(shù)、施藥間隔、施藥方法等一系列運用技術(shù)問題。

5.農(nóng)藥毒理

農(nóng)藥毒理學(xué)的探討主要是從癥狀學(xué)的視察入手，探討農(nóng)藥對有害生物的穿透、在有害生物

體內(nèi)的運轉(zhuǎn)、代謝、作用位點（靶標(biāo)），從分子水平探討農(nóng)藥與靶標(biāo)（酶或受體）的相互作用，

闡明農(nóng)藥的作用機理，為農(nóng)藥的科學(xué)運用供應(yīng)依據(jù)。此外，以新型農(nóng)藥活性化合物為探針，發(fā)覺

新的作用靶標(biāo)，進而分別并解析作用靶標(biāo)的三維空間結(jié)構(gòu)，以該靶標(biāo)（相當(dāng)于“鎖”）為模型，

定向設(shè)計、合成、篩選目標(biāo)化合物（相當(dāng)于配“鑰匙”），是新農(nóng)藥創(chuàng)制的重要途徑。有害生物的

抗藥性問題亦是農(nóng)藥毒理學(xué)探討的重要內(nèi)容，特殊是抗性機理的探討可以從一個側(cè)面深化了解農(nóng)

藥的作用機理。

6.農(nóng)藥環(huán)境毒理

這是農(nóng)藥學(xué)與環(huán)境科學(xué)和生態(tài)科學(xué)的交叉領(lǐng)域。主要探討內(nèi)容包括兩個方面：一是農(nóng)藥在

環(huán)境中的歸趨，包括施藥后農(nóng)藥在大氣、水體及土壤中的飄移、沉積、揮發(fā)、吸附、淋溶、流失

等物理變更，以及降解、代謝、光解等化學(xué)變更。二是農(nóng)藥對環(huán)境中非靶標(biāo)生物的影響，包括對

魚類水產(chǎn)的影響，對鳥類的影響，對經(jīng)濟昆蟲（家蠶、蜜蜂等）及昆蟲天敵的影響，對獸類的影

響，對環(huán)境（特殊是土壤）微生物的影響。環(huán)境毒理學(xué)探討的目的是評價農(nóng)藥的環(huán)境平安性，為

農(nóng)藥的科學(xué)運用、農(nóng)藥殘留毒性的預(yù)防以及新農(nóng)藥開發(fā)供應(yīng)依據(jù)。

7.農(nóng)藥應(yīng)用技術(shù)

農(nóng)藥應(yīng)用技術(shù)的核心問題是如何充分發(fā)揮農(nóng)藥的優(yōu)勢和潛能，降低單位面積農(nóng)藥運用劑

量，提高農(nóng)藥對有害牛物的限制效果，增加農(nóng)藥對人類、食品、環(huán)境和其他非靶標(biāo)生物的平安

性，降低生產(chǎn)成本，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。主要探討內(nèi)容包括靶標(biāo)生物學(xué)特性對藥效的影

響、環(huán)境條件對藥效的影響，化學(xué)防治（施用農(nóng)藥）和其他防治措施的協(xié)調(diào)以及農(nóng)藥的混用技術(shù)

等。

上述的7個探討領(lǐng)域雖然有不同的探討內(nèi)容和不同的探討方法，但并不是孤立存在，而

是彼此交叉、相互滲透的。例如農(nóng)藥應(yīng)用技術(shù)的探討就不能不涉及農(nóng)藥劑型及施藥方法，農(nóng)藥環(huán)

境毒理探討必定涉及農(nóng)藥殘留分析。同樣，農(nóng)藥毒理學(xué)的探討基礎(chǔ)是農(nóng)藥生物活性。貫穿著7個

探討領(lǐng)域的紅線是化合物自身固有的屬性。因此，本教材《農(nóng)藥學(xué)》中涉及的內(nèi)容乃是各探討領(lǐng)

域的學(xué)問和技能的基礎(chǔ)

思索題

1.在現(xiàn)代社會中為什么仍舊要運用農(nóng)藥？

2.現(xiàn)代有機合成農(nóng)藥階段的農(nóng)藥有哪些特點？

3.闡述毒力、毒性、藥效之間的區(qū)分和聯(lián)系。

4.簡述農(nóng)藥學(xué)探討的領(lǐng)域及其主要探討內(nèi)容。

主要參考文獻

1.韓熹萊.農(nóng)藥概論.北京：農(nóng)'也出版社，1993

2.徐漢虹.植物化學(xué)愛護（第四版）.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社2007

3.張一賓，張烽.：世界農(nóng)藥新進展.北京：化學(xué)工業(yè)出版社2（X）6

4.吳文君.農(nóng)藥學(xué)原理北京：中國農(nóng)業(yè)出版社2000

其次章殺蟲劑

第一節(jié)殺蟲劑發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

殺蟲劑可被定義為防治農(nóng)、林業(yè)害蟲及病媒昆蟲的農(nóng)藥。運用殺蟲劑防治害蟲的歷史可以

追溯到占希臘羅馬時代。公元前1000年，占希臘人Homer曾提到硫磺可作為蒸蒸劑殺蟲。占羅

馬學(xué)者Pliny長老曾提倡用神作為殺蟲劑，并提到用橄欖油處理豆科植物的種子可以防治害蟲。

公元前l(fā)(X)年，羅馬人就應(yīng)用藜蘆來限制田鼠、家鼠和害蟲。公元9(X)年，中國已起先運用種制

劑來防治園林害蟲。1690年，煙草提取物被用作殺蟲劑運用；1848年，魚藤被報道作為殺蟲劑

運用；1858年，除蟲菊在美國被首次用來防治害蟲。可以看出，早期運用的“殺蟲劑”多為自

然礦物和一些植物。

對于殺蟲劑系統(tǒng)的科學(xué)探討始于19世紀(jì)中葉對碎化合物的探討，該探討導(dǎo)致了1867年巴

黎綠(?種不純的亞種酸銅)的應(yīng)用，當(dāng)時在美國該藥劑用于限制科羅拉多甲蟲的擴散，運用范

圍特別廣泛，并在1900年成為世界上第一個立法的殺蟲劑。此后，始終到20世紀(jì)30年頭言半

葉，殺蟲劑在植物愛護領(lǐng)域的應(yīng)用仍舊僅限于無機化合物和植物性產(chǎn)品，殺蟲活性低，單位面積

用量大，作用單一，被稱為“低效殺蟲劑時代二

20世紀(jì)30年頭后的一段時期至其次次世界大戰(zhàn)末期，世界各國在新農(nóng)藥的研制方面相繼

取得突破性進展，開創(chuàng)了現(xiàn)代有機合成農(nóng)藥的新紀(jì)元。這個時期，威力巨大的有機氯類殺蟲劑

DDT誕生于瑞士，有機磷酸酯類殺蟲劑在德國得到開發(fā)。嗣后，氨基甲酸酯類及一些含雜原子

的化合物作為殺蟲劑運用，使殺蟲劑的發(fā)展進入“高效殺蟲劑時代”。20世紀(jì)70年頭后，科學(xué)

家在擬除蟲菊酯光穩(wěn)定性方面的探討取得重大突破，一系列高效、光穩(wěn)定擬除蟲菊酯類殺蟲劑投

入運用，把有機合成殺蟲劑又推到“超高效殺蟲劑時代”。

20世紀(jì)50?60年頭，由于大量的化學(xué)合成農(nóng)藥推向市場，人們一度對害蟲化學(xué)防治的前

景持樂觀看法。然而，隨著運用化學(xué)農(nóng)藥后一些副作用的由現(xiàn)，人們又對其提出了很多指責(zé)。隨

之，探討和開發(fā)對環(huán)境友好農(nóng)藥的呼聲越來越高。

誠然，運用了半個多世紀(jì)的化學(xué)殺蟲劑如有機氯類、有機磷酸酯類、氨基甲酸酯類及20

世紀(jì)70年頭后大量應(yīng)用的擬除蟲菊酯及其他類殺蟲劑，在衛(wèi)生害蟲及農(nóng)業(yè)害蟲的防治中立下了

不行磨滅的功勞，但也暴露出化學(xué)殺蟲劑的一些問題，如很多有機氯類殺蟲劑在環(huán)境中的高殘留

性，有機磷酸酯類及氨基甲酸酯類部分品種對高等動物的高毒性以及害蟲對擬除蟲菊酯類易產(chǎn)生

抗藥性等。其中，絕大部分殺蟲劑對有益生物的高殺傷性，尤其是人們所不滿足的。盡管人們力

圖通過制劑加工，改善運用方法以及發(fā)展害蟲綜合治理體系去解決這些問題，但仍舊有很多不能

令人滿足的地方。這些殺蟲劑在運用中暴露出來的問題，成為督促人們探討、開發(fā)新型殺蟲劑的

動力。

在人們的不懈努力下，于20世紀(jì)末，殺蟲劑的探討開發(fā)取得重大進展。如對傳統(tǒng)的有機

磷酸酯類殺蟲劑，在低毒化及應(yīng)付害蟲抗藥性方面作了很多特別有益的工作。不對稱型磷酸酯及

雜環(huán)有機磷殺蟲劑的開發(fā)勝利，可以說是此類殺蟲劑發(fā)展史上的重大事務(wù)。如已商品化的丙硫

磷、內(nèi)溟磷、毒死蝴、唏啜氧磷和噠嗪硫磷等。對氨基甲酸酯類殺蟲劑的低毒化探討方面也出現(xiàn)

了可喜的成果，如在高毒品種克百威和火多威的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了丁硫克百威、硫雙火多威、丙

硫克百威和棉鈴?fù)取＿@些化合物既保留了其母體化合物木害蟲高效的特點，乂降低了對哺乳動

物的毒性。擬除蟲菊酯類殺蟲劑在20世紀(jì)末發(fā)展極快，除了在其化學(xué)結(jié)構(gòu)中引入氟原子增加了

殺螭活性外，還主:動在開發(fā)諸如對蜜蜂平安和用于防治土壤地下害蟲的品種，這個領(lǐng)域也初見成

果，如1983年開發(fā)的敘胺鼠菊酯對蜜蜂平安，1987年開發(fā)勝利的七氟菊酯則是第一個適用于地

下害蟲防治的品種。

除了對傳統(tǒng)殺蟲劑品種的改造以外，一些結(jié)構(gòu)新奇的殺蟲劑在理論上漸漸趨于成熟并接連

用于生產(chǎn)實踐。這些新奇殺蟲劑各具特點，在作用機理和應(yīng)用方式上各具千秋。如氯化煙酰類殺

蟲劑，由于其作用機制獨特和強有力的內(nèi)吸殺蟲作用，一問世就得到了各界的普遍贊譽；哦咤類

殺蟲劑如此蜥酮，雖然對其作用機制還不是很清晰，但運用該劑后能引起正在危害作物的刺吸式

口器害蟲即刻停止取食，起到對害蟲危害的實際限制作用；毗咯類殺蟲劑與常規(guī)殺蟲劑不同，不

是干擾昆蟲的神經(jīng)系統(tǒng)，而是干擾其呼吸作用，影響氧化磷酸化過程而使昆蟲中毒死亡。苯甲酰

苯胭類化合物已有幾個品種作為殺蟲劑運用如除蟲腺、伏蟲隆和氟咤腺等，是殺蟲劑的另一個新

天地。苯甲酰苯服類化合物能影響昆蟲幾丁質(zhì)的合成（盡管對其影響幾「質(zhì)能的活性還是影響其

他步驟仍存在爭議），這為人們探討開發(fā)新的對環(huán)境友好的殺蟲劑指出了光明的前景。作為應(yīng)付

外骨骼的昆蟲，此類幾丁質(zhì)合成抑制劑是發(fā)展生物合理殺蟲劑的重要思路。與其同理，昆蟲保幼

激素及其類似物以及蛻皮激素及其類似物化學(xué)結(jié)構(gòu)的確定及其后的仿生合成，亦成為另一類作用

機制獨特、對環(huán)境友好的新奇害蟲限制劑。從鏈霉菌發(fā)酵液中分別得到的阿維菌素是一個十六元

環(huán)內(nèi)酯和兩個六元環(huán)的螺酮醇縮合而成的化合物，它們對家畜寄生蟲、線蟲、昆蟲和蛾類表現(xiàn)了

極強的毒殺作用.它們的作用機制不同于傳統(tǒng)殺蟲劑，其作用位點為r-氨基丁酸受體，干擾昆蟲

體內(nèi)神經(jīng)末梢的信息傳遞，即激發(fā)神經(jīng)末梢放出抑制性神經(jīng)介質(zhì)「氨基丁酸（GABA）,激活氯

離子通道，促使GABA門控的氯離子通道延長開放，使神經(jīng)膜處于抑制狀態(tài)，從而阻斷神經(jīng)末

梢與效應(yīng)器的聯(lián)系，使昆蟲麻痹、拒食、死亡。

鑒于很多傳統(tǒng)殺蟲劑在運用中存在選擇性差的缺點，新奇殺蟲劑對非靶標(biāo)生物的毒性也同

樣引起人們的關(guān)注。新奇殺蟲劑較之傳統(tǒng)的“廣譜性”殺蟲劑在對環(huán)境平安性如對脊椎動物和有

益.昆蟲的影響方面進步了很多，但很多品種仍舊達(dá)不到生物合理農(nóng)藥（biorationalpesticides）的

要求。如阿維菌素對高等動物的毒性可以說降到了最低點，甚至可以將它們飼喂牲畜以驅(qū)除其體

內(nèi)的寄生蟲，但對有益昆蟲仍舊存在較高的毒性。氯化煙酹類，泣蟲懵和殺蟲隆等對鳥類有較高

毒性；阿巴菌素、丁酸服，噫嗪酮，苯氧威，氟環(huán)服，烯蟲酯和蟲酰朋等，對魚類仍舊是擔(dān)心

全的。相對于I：述品種而言，氟呢喔，氟鈴麻，虱蜻麻，毗蠣酮和伏蟲隆對脊椎動物是相當(dāng)平安

的。生物合理殺蟲劑要求其品種應(yīng)具有廣譜活性但又不損害非靶標(biāo)生物，盡管諸多新奇殺蟲劑品

種較之傳統(tǒng)性品種已進步了很多，但仍需探討更新奇的化學(xué)結(jié)構(gòu)、更合理的加工劑型以及更科學(xué)

的運用方法以不斷提升殺蟲劑的內(nèi)在價值。

本章將在化合物來源分類的基礎(chǔ)上，探討各類殺蟲劑發(fā)展的歷史沿革，品種結(jié)構(gòu)特點及理

化特性，并簡要敘述各類殺蟲劑的作用方式、作用機理與主要防治對象。

其次節(jié)有機氯類殺蟲劑

一、

有機氯類殺蟲劑(organochlorines)即由碳元素、氯元素和氫元素組成的化合物，其它的名

稱還有氯化燃類(chlomatcdhydrocarbons)等，它起先于對滴滴涕的相識。

滴滴涕即化合物1,1-雙(4-氯酚)-2,2,2-三氯乙烷的研制始于1874年，由氯醛和氯苯縮合，

然后加入兩者三倍重量的硫酸攪拌混合使其溶化。但它的殺蟲特性直到65年后(1939年)才被

發(fā)覺。這個發(fā)覺對殺蟲劑的歷史具有深刻的意義，標(biāo)記著有機合成殺蟲劑的新紀(jì)元起先了。

滴滴涕

滴滴涕在其次次世界大戰(zhàn)期間被大量生產(chǎn)和應(yīng)用，在美國軍隊的指導(dǎo)下用滴滴涕勝利地限

制了斑疹傷寒的流行，在醫(yī)學(xué)史上首開記錄。接下來的10年，用它勝利地限制了流行于印度的

另一種蟲傳疾病一瘧疾。嗣后，滴滴涕始終是世界衛(wèi)生組織用來防治瘧疾的主要工具。

滴滴涕的化學(xué)性質(zhì)特別穩(wěn)定，在它問世的時候這是一個特別重要的優(yōu)點，也是其價廉和簡

潔生產(chǎn)的基礎(chǔ)。滴滴涕對哺乳動物低毒及對皮膚無刺激作用；滴滴涕有特別寬的殺蟲譜，它的化

學(xué)性質(zhì)又確定了它具有特別好的持效性。這些特點使這個第一個發(fā)覺的有機合成殺蟲劑很簡潔獲

得平安擔(dān)保，取得登記注班以及推廣運用。因滴滴涕的獨創(chuàng)，繆勒(PaulMiiHer)博士于1948

年獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。

另一個聞名的有機氯類殺蟲劑是六六六即六氯環(huán)己烷，早期的英文曾錯誤地稱為

benzenehexachloride,縮寫為BHC,后來運用hexachlorocyclohexane(HCH)O這個化合物于1825

年首次發(fā)覺，但猶如滴滴涕一樣，直到1940年才由法國和英國的昆蟲學(xué)家發(fā)覺這個化合物原來

是一個廣譜的殺蟲劑。六六六有很多異構(gòu)體，人們將含丙體99%以上的“純品”稱為林丹

(Lindan),可以在草原上防治蝗蟲運用。

后來，人們對有機氟化合物賜子了高度重視，并先后開發(fā)了很多此類殺蟲劑。

有機氯類殺蟲劑在很長一段時間里用r害蟲防治和衛(wèi)生防疫工作，為人類的身體健康和糧

食增產(chǎn)作出了巨大貢獻。但由于其穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，易在環(huán)境中殘留，對人類居住的環(huán)境與自身

健康造成了威逼.1973年I月I日，由美國環(huán)境愛護局（EPA）宣布禁止運用滴滴涕，隨后，

各國也先后作出了類似的規(guī)定。上個世紀(jì)70年頭中期以后，各國紛紛開展了有機氯類農(nóng)藥在糧

食產(chǎn)品及環(huán)境中殘留的探討，并有充分的理由說明有機氯化合物在環(huán)境中具有固執(zhí)的殘留性，此

后，如六六六等?些有機氯殺蟲劑也先后被禁止運用。

正如1973年美國宣布禁用滴滴涕時同時相識到的：滴滴涕在殺蟲劑的發(fā)展中具有無可比擬

的歷史意義，它在人類健康，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境方面的功勞永記人們的心中。其它有機氯殺蟲劑也

是我們不應(yīng)當(dāng)遺忘的。目前，除硫丹、林丹和三氯殺蜻醇（一種殺蜻劑）等少數(shù)有機氯化合物仍

在應(yīng)用外，大多數(shù)品種已漸漸被其它類殺蟲劑所取代。

二、有機氯殺蟲劑的類別與特點

（一）以苯為原料的有機氯殺蟲劑

以苯為原料的有機氯殺蟲劑雖然不多，但在此類殺蟲劑中卻占有重要位置，其中兩個最重

要的品種就是滴滴涕和六六六（結(jié)構(gòu)式如前）。由于這兩個品種合成方法簡便，在世界各地發(fā)展

很快且運用范圍廣范。這兩個品種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在水中溶解度低，脂溶性強，易被植物和動物

等有機體吸附，不易分解，在環(huán)境中殘留時間長，而且可以通過生物富集與食物鏈在動物體內(nèi)積

累，對環(huán)境和人類健康造成威逼。已停止運用。

（二）不以苯為原料的有機氯殺蟲劑

繼發(fā)覺六六六以后，先后出現(xiàn)了一些具有高效殺蟲毒力而在工業(yè)生產(chǎn)上不以米為原料的有

機氯化合物如毒殺芬、狄氏劑、艾氏劑、七氯、滅蟻靈和疏丹等。這些殺蟲劑也具有有機氯殺蟲

劑的特性，即化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在水中溶解度低，脂溶性強，易被植物和動物等有機物吸附，不易

分解，在環(huán)境中殘留時間長。

上世紀(jì)50、60年頭及7（）年頭初，我國生產(chǎn)的有機氯類殺蟲劑品種主要為以苯為原料的滴

滴涕和六六六，對不以苯為原料的有機氯殺蟲劑，主要采納林業(yè)產(chǎn)品的副產(chǎn)品松節(jié)油制備毒殺

芬?，F(xiàn)在主要生產(chǎn)品種為硫丹。

硫丹（endosulfan）

硫丹（endosulfan,碩丹，賽丹）的化學(xué)名稱為1,4,5,6,77六氯-99,1（1?三降冰片-5-烯-2,3-亞

基雙甲撐亞硫酸酯，具有二氟化硫的氣味，水溶性差，可溶于大多數(shù)有機溶劑；對日光穩(wěn)定，在

堿性介質(zhì)中不穩(wěn)定，并緩慢水解為二醵和二氧化硫；硫丹與上述有機氯類殺蟲劑不同，能在有機

體內(nèi)快速降解，已通過分別得到其代謝的主要產(chǎn)物為環(huán)狀硫酸酯和環(huán)狀二醇，沒有積累的危急，

但對魚高毒；作用方式為胃毒和觸殺；毒性中等。

三、有機氯類殺蟲劑的作用機制

有機氯類殺蟲劑屬于神經(jīng)毒劑。滴滴涕與其它品種不同，主要作用于昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)的

軸突部位，影響鈉離子通道而使昆蟲的正常神經(jīng)傳導(dǎo)受到干擾或破壞而中毒；六六六及環(huán)戊二烯

類則主要作用于中心神經(jīng)系統(tǒng)的突觸部位，使突觸前膜過多地釋放乙酰膽堿，從而引起軸突動作

電位的傳導(dǎo)，引起神經(jīng)系統(tǒng)不正常的興奮，導(dǎo)致中毒昆蟲痙攣、麻痹等征象而引起死亡；此外有

探討報道，有些有機氯殺蟲劑還是GABA受體的抑制劑。

第三節(jié)有機磷類殺蟲劑

一、

有機磷化合物作為農(nóng)藥運用迄今已有60多年的歷史。雖然對有機磷化學(xué)的探討早在1