諾基亞公司
[拼音]:nongyao
[英文]:pesticide
一類用於防治農業上各種有害生物,和調節農作物生長髮育的精細化工產品。有害生物種類繁多,包括昆蟲,蟎類,植物病原微生物(如真菌、細菌、病毒、線蟲),軟體動物,魚類,鼠類,鳥類,野獸,雜草和水生植物等。據調查,全世界的有害昆蟲約1萬種,有害線蟲約3000種,雜草約3萬種,植物病原微生物有8~10萬種。這些生物災害使世界農業產量平均每年損失35%,收穫進倉後到消費前還要損失10%~20%。在農業有害生物的綜合防治體系裡,使用農藥是一種普遍採用的有效方法。此外,農藥還廣泛應用於衛生保健和其他領域,如殺蚊蠅、蟑螂、家鼠,工業產品的防蟲、防黴、防腐,建築物的防蟻,交通沿線和工業場地的除草,城市綠化區和庭園的防蟲、滅病和除草等。農藥的應用日益擴大到現代國民經濟和社會生活的許多方面。在工廠中合成的工業純品農藥稱為原藥,為了方便使用和充分發揮藥效,通常按一定的配方在原藥中加入各種助劑,加工成各種劑型的商品製劑。
分類
農藥從使用角度出發常按用途(防治物件)分類(見農藥工業),從製造角度出發常按來源分類:
農藥還可以按化學結構(見表)或按加工劑型分類(見農藥劑型)。
理化性質
每種農藥原藥,即農藥有效成分,都是工業純度的、有特定化學結構的化合物。其重要的理化性質有:分子量,物態,沸點,熔點,蒸氣壓,在水和有機溶劑中的溶解度,極性,對酸、鹼、熱和光的穩定性等。這些性質與農藥的加工效能和在應用物件表面附著或滲透到體內有關;與能否到達作用點並破壞或干擾物件體內某種生理生化過程有關,與能否保持適當的有效期(使用前的貯存期和使用後的持效期)也有關。
藥效
每種農藥在一定濃度下對目標有害生物產生一定的生物活性作用。通常以LC50(使試驗生物半數致死的濃度)或IC50(使試驗生物半數抑制的濃度)來表示其毒力高低(LC50或IC50越小,則毒力越高),可用來衡量一種農藥是高效的還是低效的。在田間實際使用時、藥效常受到各種因素的影響,諸如製劑質量、施藥方法、有害生物的種群和生長階段、危害方式與程度、作物栽培管理情況、田間環境條件(氣溫、溼度、風雨、土壤性質)等。因此,必須根據具體情況來確定施藥劑量和方法。某些農藥使用不當會對作物產生化學的傷害,稱為植物藥害。某些本身並無藥效、而加入某種農藥中一起使用後會提高藥效的物質,稱為增效劑,此種作用稱為增效作用。
一種農藥在長期使用後,其藥效往往會減退,這是由於目標有害生物產生了抗藥性。對一種農藥產生了抗藥性的有害生物,往往對化學結構相近或作用機制類似的其他農藥也具有抗藥性,此種現象稱為交叉抗藥性。因此,在同一地區不宜連續使用一種農藥,應該輪換使用多種農藥,或使用兩種作用機制互不相同的農藥的混劑,並儘可能減少使用次數,以避免或延緩抗藥性的發展。從經濟學觀點看,使用農藥不一定要取得100%的效果,只要將危害控制在不超過某個經濟損失的範圍內即可。
毒性
大多數農藥對人畜都有程度不同的毒性。任何一種農藥在推廣應用之前都必須進行毒性試驗,查明其對哺乳動物以及對有益生物的毒性情況。常用的試驗動物有大、小白鼠和家兔、狗、猴等。必要時還要用魚類等水生動物和鳥類。對哺乳動物的毒性試驗可分為急性、亞急性、慢性和其他專門試驗。急性毒性試驗有經口、經皮和吸入三種。通常以LD50(使試驗動物的半數致死劑量)或LC50來表示一個農藥的毒性大小。中國現行規定,按經口LD50的大小[mg/kg(體重)]將農藥分為高毒、中毒、低毒等三種:
高毒LD50<50mg/kg(體重)
中毒LD50 50~500mg/kg(體重)
低毒LD50 >500mg/kg(體重)
然而,僅從急性經口LD50值來判斷其安全性是不全面的,還應考慮其他各種毒性,進行綜合評價。亞急性毒性試驗,是為了解農藥在動物體內的蓄積和代謝情況。慢性毒性試驗,是為求得該農藥的最大無作用劑量,據以制訂在食品中的每人每日允許攝入量。為了查明一種農藥有無其他潛在毒性,必要時還要進行致癌、致畸、致突變和影響繁殖的試驗。通過上述各項試驗並進行綜合的安全性評價之後,一種新農藥才准許登記和進入市場銷售。
農藥與環境
農藥施用後,分佈在農作物上和土壤表層,並通過風吹雨淋灌溉等轉移到大氣和水中,稱農藥在環境中的殘留。各種農藥有不同的殘留期。大多數農藥在較短時間內可通過化學或生物的途徑降解,最終分解成無毒物質。也有一些農藥如滴滴涕、六六六等有機氯殺蟲劑,性質穩定不易降解,殘留期很長,可能造成環境汙染,使生態系統中的非目標生物受害,引起生態失調。殘留的農藥可通過收穫的農產品直接被攝入人體;也可由生態系統中食物鏈的傳遞和富集,間接地最後進入人體。農藥對環境和生態系統的影響是個重要的問題,對施用農藥加強管理的一個重要內容是測定農藥的殘留量,確定其降解速度,由此來規定收穫前的允許施藥間隔期和施藥量,並制訂農藥在農產品中的最高容許殘留量。農藥在環境中的降解速度可用半衰期(50%降解時間)表示。
研究和開發
農藥是現代科學技術多學科交叉發展的綜合產物,技術密集度高。新農藥的研究與開發,需要化學、生物學、農業科學、醫學、環境科學和工程學等多專業的協作配合。農藥研究目前基本上屬於實驗科學範疇,主要依靠用大量化合物進行篩選,從藥效、技術、安全、經濟、市場等方面反覆綜合評價,才能開發投產。80年代一個新農藥從篩選發現到進入市場,約需7~8年時間,耗資數千萬美元。近年來,對農藥的化學結構與生物活性之間的定量關係已開展了許多研究工作,其中具有代表性的是美國的C.漢施和日本的藤田稔夫等人提出的觀點。他們認為農藥從進入生物體到起活性作用要經過許多物理的和化學的過程。農藥分子的親脂性、電子效應和空間位阻等理化引數與其藥效之間有密切關係。據此提出了以下的方程式:
lg(1/C)=-Kπ2+K′π+ρσ+δES+K″
式中C為產生一定生物活性時的濃度;K、K′、K″、ρ、δ為常數;π為從親油親水分配係數匯出的取代基引數;σ為取代基的電子效應引數;ES為取代基的空間位阻引數。不少研究者採用這個基本公式探討某些有系列化學結構的化合物與其生物活性間的關係,取得了有規律性的結果。但是據此而設計出合乎預想的新農藥分子結構的成功例子尚不多見。農藥的國際學術交流,規模最大的是由國際純粹化學和應用化學聯合會 (IUPAC)組織的國際農藥化學會議,每四年舉行一次。