本書主要介紹了農藥科學合理使用技術及其相關方面的知識,包括化學防治在有害生物綜合治理(IPM)中的作用、農藥應用及防治的毒理學基礎、農藥的作用方式及其應用、農藥生物活性測定、農藥有效性田間評價、作物系統與施藥方式、靶標特性與施藥方式、農藥混用的毒理學原理、農藥的合理使用方法、有害生物抗藥性、農藥使用對生態(tài)系統的影響等內容,尤其是科學、高效、合理使用農藥貫穿了全書的每一個章節(jié)。
本書適合從事農藥研究、生產、應用及營銷等方面的科研管理和應用人員學習,也可作為植物保護、農藥學、生物學等相關專業(yè)師生的參考用書。
1.本書為國家出版基金項目、十三五國家重點出版物規(guī)劃項目-《中國農藥研究與應用全書》其中的《農藥安全合理使用卷》,全面系統介紹了我國農藥安全合理使用技術及其相關方面的知識。
2.本書中以安全、高效、合理使用農藥主旨引領全書,全面系統介紹了化學防治在有害生物綜合治理(IPM)中的作用、農藥應用及防治的毒理學基礎、農藥的作用方式及其應用、農藥生物活性測定、農藥有效性田間評價、作物系統與施藥方式、靶標特性與施藥方式、農藥混用的毒理學原理、農藥的合理使用方法、有害生物抗藥性、農藥使用對生態(tài)的影響等內容。
3.本書內容豐富全面,具有很強的可讀性與指導性。
農藥是動態(tài)發(fā)展的,人們不斷地利用當時的先進科學技術開發(fā)性能更好的新品種,淘汰老品種,以適應農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。中商產業(yè)研究院發(fā)布的《20182023年中國農藥行業(yè)市場需求及前景分析報告》數據統計顯示,2017年中國化學農藥原藥累計產量為294.1萬噸,農藥出口163.2萬噸,我國已成為農藥生產和出口大國。中國農藥行業(yè)主營業(yè)務收入達到474.8億美元,同比增長11.8%;利潤總額達到40.9億美元,同比增長25.0%。但是,長期以來人們對于化學農藥的評價爭論很多,批評和否定化學農藥的呼聲日益高漲,近年來甚至出現了反對使用化學農藥的呼聲,然而世界各國政府和聯合國糧食及農業(yè)組織的資料表明,化學農藥仍將是保證農作物高產穩(wěn)產的不可取代的重要農業(yè)生產資料,采取化學防治手段控制農業(yè)有害生物,這是當前世界人口迅速增長的形勢下對農產品生產和質量的迫切需求。尤其是在中國日益減少的可耕種土地上,如何生產出滿足14億人口需要的糧食是一個巨大的挑戰(zhàn)。耕地面積減少需要提高單產來彌補,這就要求盡可能降低糧食生產過程各環(huán)節(jié)的損失。而病蟲草等有害生物造成的減產約占30%,蔬菜、水果等經濟作物損失更大。在減少病蟲草造成的損失方面,農藥起到了不可或缺的作用。
化學農藥的使用引發(fā)了各方人士關注的一些問題,長期以來人們往往只把這些問題簡單歸咎于化學農藥本身。然而,化學農藥及其防治方法的效果、產生的影響是由多方面因素決定的,這些因素包括化學農藥的合成生產、質量控制、劑型加工和使用技術等,都可能對農藥的實際效果產生影響。農藥的毒理學和作用方式也會受到環(huán)境條件、作物和有害生物的生長發(fā)育特征所帶來的影響。這些因素分別涉及多個科學和技術領域,這些科學領域之間長期缺乏溝通和交流,而技術之間缺乏必要的相互融合和滲透,因此,有關農藥使用效果的評價及其使用過程中所發(fā)生的問題,人們往往容易從化學農藥本身尋找原因,而不是從學科交叉點上尋找問題的根源。關于農藥對環(huán)境所造成的污染問題,從20世紀60年代美國學者R.Carson所著的《寂靜的春天》開始就把批評的矛頭直接針對DDT本身,而從未想到是否應該從DDT之所以會大量進入環(huán)境的原因以及如何提高DDT有效利用率等方面考慮問題。新老農藥的交替和更新換代以及混用混配是正常的現象,但是我們應該科學地、正確地認識化學農藥和植物化學保護所產生的效果,尤其是產生這些效果的原因和科學技術依據,并從中找到預防和阻止產生負面效果的方法。這就需要多學科的互相滲透和結合,并在此基礎上形成農藥使用技術的整體決策系統和制定農藥合理使用準則。農藥使用技術的研究及其合理使用準則的制定正是為了在分析、認識和掌握這些因素的基礎上,設計并制定調控這些因素的技術,經過系統科學的研究和調控,制定科學使用農藥的整體技術決策體系,使農藥發(fā)揮其應有的效果,并避免不應有的農藥毒性風險和環(huán)境污染風險。正是基于這一理念,本書從化學防治在有害生物綜合治理(IPM)中的地位、農藥作用機理、農藥生物活性測定基本原理、田間藥效有效性、有害生物靶標特性與施藥方式、農藥使用方法、農藥混用、有害生物抗藥性、農藥對農田生態(tài)環(huán)境的影響等方面進行分析和闡述,使過去長期以來彼此不相關聯的分散的學科知識統一歸納到科學合理使用的這一框架內,從而提高人們科學合理使用農藥的知識水平。
本書共分十一章,涉及:化學防治在IPM中的作用、有害生物類別及其化學防治的生物學特性、化學防治的歷史、化學防治與其他防治法的協調;農藥應用及防治的毒理學基礎;農藥的作用方式及其應用;農藥生物活性測定;農藥有效性田間評價;作物系統與施藥方式;靶標特性與施藥方式;農藥混用的毒理學原理;農藥的合理使用方法;有害生物抗藥性;農藥使用對生態(tài)系統的影響等。本書從對使用者和環(huán)境安全的角度出發(fā),以保證農藥高效利用、農產品安全為前提,闡述了如何做到科學使用農藥,以期對農藥使用者有一定的幫助。
本書既是國內外植物保護和農藥應用技術領域的專家和學者研究成果的匯集,也是作者及其課題組十余年的主要研究成果總結,尤其是一些章節(jié)內容,國內外相關的資料和書籍很少述及。本書由國內19位長期從事農藥應用基礎研究和推廣應用技術研究的專家學者撰寫,中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所張美文研究員、湖南人文科技學院金晨鐘教授和劉秀教授等分別撰寫了有關殺鼠劑、作物及施藥方式等方面章節(jié)的內容,歐曉明、司乃國和陳杰三個研究團隊部分成員歐曉明、何蓮、李建明、龍楚云、唐德秀、吳明峰、孔玄慶、歐將、鄧小軍、司乃國、孫庚、王斌、張俊龍、趙杰、陳杰、許勇華參與了編寫,最后由歐曉明、司乃國和陳杰進行統稿和整理。本書在編寫過程中得到了化學工業(yè)出版社的理解和大力支持,中國工程院宋寶安院士通審了全部書稿,并提出了很多建設性意見;中國農業(yè)大學高希武教授對本書提綱編排、內容組稿和最終定稿等傾注了大量精力,在此一并表示真誠的感謝。
由于水平所限,加之時間倉促,書中疏漏與不妥之處在所難免,敬迎讀者批評指正。
歐曉明
2019年4月
歐曉明,男,1964年生,湖南化工研究院研究員、副總工程師,中國昆蟲學會理事。主要從事新農藥創(chuàng)制、農藥殘留與環(huán)境毒理、農藥制劑理論及應用等方面的研究工作。主持和參加的在研課題有新農藥硫肟醚的產業(yè)化研究(國家重點科技攻關項目)、新農藥HNPC-A2005的創(chuàng)制研究(國家重點科技攻關項目)、酞酰亞胺類等先導物的優(yōu)化研究(國家重點科技攻關項目)、創(chuàng)制農藥的風險評價研究(國家科技攻關項目)、新農藥殘留與環(huán)境行為研究(國家科技攻關項目)及環(huán)境友好型納米農藥制劑的研究(國家863項目)等
第1章緒論001
1.1化學防治在IPM中的作用001
1.2有害生物類別及其化學防治的生物學特性004
1.2.1農業(yè)害蟲004
1.2.2農業(yè)害螨006
1.2.3農業(yè)有害軟體動物007
1.2.4植物病害007
1.2.5雜草010
1.3化學防治的歷史011
1.3.1早期害蟲防治階段(公元前2500年至17世紀中葉)011
1.3.2中期害蟲防治階段(17世紀中葉至20世紀初葉)011
1.3.3有機化學農藥防治階段(20世紀40年代至60年代初)012
1.3.4有害生物綜合治理階段(20世紀60年代中葉至今)013
1.4化學防治與其他防治法的協調015
參考文獻017
第2章農藥應用及防治的毒理學基礎018
2.1農藥的選擇性018
2.1.1殺蟲劑的選擇作用019
2.1.2殺菌劑的選擇作用022
2.1.3除草劑的選擇作用025
2.2害蟲化學防治的毒理學基礎027
2.2.1殺蟲劑進入昆蟲體內的途徑027
2.2.2殺蟲劑在蟲體內的分布029
2.2.3殺蟲劑的毒理學機制029
2.2.4鈉離子通道為靶標的殺蟲劑040
2.2.5作用于乙酰膽堿受體的藥劑047
2.2.6作用于GABA受體-氯離子通道復合體的藥劑054
2.2.7作用于章魚胺及其受體的殺蟲藥劑057
2.2.8作用于激素調控系統的藥劑062
2.2.9作用于呼吸鏈系統的毒劑067
2.2.10昆蟲行為控制劑069
2.3植物病害化學防治的毒理學原理071
2.3.1抑制病原菌產生的多糖分解酶072
2.3.2使病原菌產生的毒素失去活性073
2.3.3寄主植物自身的免疫物質073
2.4雜草化學防治的毒理學原理074
2.4.1除草劑的吸收與傳導074
2.4.2除草劑的作用機理079
2.5鼠害化學防治的毒理學原理082
2.5.1慢性殺鼠劑082
2.5.2急性殺鼠劑083
2.6植物生長調節(jié)劑科學使用的基本原理084
2.6.1植物生長發(fā)育的調控084
2.6.2植物生長調節(jié)劑的作用機理085
2.6.3植物生長調節(jié)劑的應用086
參考文獻086
第3章農藥的作用方式及其應用088
3.1殺蟲劑088
3.1.1觸殺作用088
3.1.2胃毒作用089
3.1.3內吸作用089
3.1.4熏蒸作用089
3.1.5拒食與驅避作用090
3.1.6引誘作用090
3.1.7不育作用090
3.2殺菌劑091
3.2.1保護作用091
3.2.2治療作用092
3.2.3內吸作用092
3.2.4抗病激活作用093
3.3除草劑094
3.3.1觸殺除草作用094
3.3.2內吸輸導作用094
3.4殺線蟲劑095
3.4.1預防作用096
3.4.2治療作用096
3.4.3毒殺作用097
3.4.4拒食和忌避作用097
3.4.5生長發(fā)育干擾作用097
3.4.6光活化毒殺作用098
3.5殺鼠劑098
3.5.1胃毒作用098
3.5.2熏蒸作用103
3.5.3絕育作用106
3.6植物生長調節(jié)劑106
3.6.1促進植物生長作用107
3.6.2延緩植物生長作用107
3.6.3抑制植物生長作用108
3.6.4保鮮作用108
3.6.5其他作用108
參考文獻109
第4章農藥生物活性測定110
4.1農藥生物測定的含義及簡史110
4.1.1農藥生物測定的含義110
4.1.2農藥生物測定的簡史111
4.2農藥生物測定的作用和地位112
4.3農藥生物測定的內容及應用113
4.4農藥生物測定的基本原理與原則113
4.4.1控制影響因素114
4.4.2設置對照115
4.4.3設置重復和排列115
4.4.4統計分析116
4.5殺蟲劑室內活性測定116
4.5.1殺蟲劑作用方式測定116
4.5.2殺蟲劑活性測定常用設備119
4.5.3其他殺蟲劑生測方法121
4.6殺菌劑室內活性測定121
4.6.1離體測定法121
4.6.2組織篩選法124
4.6.3盆栽試驗法125
4.6.4高通量篩選方法126
4.7除草劑的室內活性測定127
4.7.1植株測定法129
4.7.2植物器官測定法137
4.7.3植物愈傷組織測定法139
4.7.4靶標酶活性測定法142
4.8殺線蟲劑室內活性測定149
4.8.1線蟲的分離149
4.8.2線蟲的純培養(yǎng)150
4.8.3線蟲的選擇150
4.8.4藥劑與方法的選擇150
4.8.5殺線蟲劑室內生物活性測定方法151
4.8.6調查方法和結果評價152
4.9殺鼠劑室內活性測定153
4.9.1實驗室要求153
4.9.2供試動物的編組與處理154
4.9.3給藥途徑和方法155
4.9.4毒力測定156
4.9.5適口性試驗157
4.9.6拒食試驗159
4.9.7蓄積中毒試驗159
4.9.8耐藥性和抗藥性試驗160
4.9.9解毒試驗161
4.9.10選食試驗161
4.9.11粉劑試驗162
4.9.12熏蒸試驗162
4.9.13驅鼠試驗162
4.9.14凝血酶原時間的測定163
4.10植物生長調節(jié)劑室內活性測定163
4.10.1燕麥彎曲試法164
4.10.2綠豆生根試法165
4.10.3豌豆劈莖法165
4.10.4水稻幼苗葉鞘伸長點滴法166
4.10.5大麥胚乳試法166
4.10.6矮生玉米葉鞘試法167
4.10.7蘿卜子葉增重法167
4.10.8莧紅素合成法168
4.10.9組織培養(yǎng)鑒定法169
4.10.10小麥葉片保綠法169
4.10.11小麥胚芽鞘伸長法170
4.10.12棉花外植體脫落法170
4.10.13豌豆苗下胚軸法171
4.10.14莖葉噴霧法171
4.11抗植物病毒劑室內活性測定172
4.11.1抗植物病毒劑常規(guī)室內活性測定方法172
4.11.2病毒摩擦接種法174
4.11.3病毒定量法174
4.11.4抗植物病毒劑活性測定方法的研究進展176
參考文獻176
第5章農藥有效性田間評價178
5.1農藥有效性田間評價內容與程序178
5.1.1評價內容178
5.1.2程序179
5.2田間藥效試驗的基本要求179
5.3殺蟲劑有效性田間評價181
5.3.1試驗地的選擇181
5.3.2試驗設計181
5.3.3田間施藥183
5.3.4田間藥效試驗調查183
5.3.5結果計算186
5.4殺菌劑有效性田間評價187
5.4.1田間藥效試驗的基本要求與影響藥效的因素187
5.4.2殺菌劑藥效調查與評價188
5.5除草劑有效性田間評價190
5.5.1除草劑田間藥效試驗設計原則190
5.5.2除草劑田間藥效試驗設計192
5.6殺線蟲劑有效性田間評價195
5.6.1田間藥效試驗要求與影響因素195
5.6.2調查方法及評價196
5.6.3田間藥效試驗安全性評價標準197
5.6.4田間藥效試驗結果分析198
5.7殺鼠劑有效性田間評價198
5.7.1鼠密度和滅鼠效果調查方法198
5.7.2樣方的設置202
5.7.3滅效試驗的步驟205
5.7.4食性調查方法205
參考文獻205
第6章作物系統與施藥方式207
6.1概念與基本特性208
6.1.1作物生態(tài)系統208
6.1.2常用農藥施藥方式208
6.2稻田生態(tài)系統211
6.2.1稻田生態(tài)系統簡介211
6.2.2稻田生態(tài)系統施藥方式212
6.3麥田生態(tài)系統214
6.3.1麥田生態(tài)系統簡介214
6.3.2麥田施藥方式214
6.4玉米田生態(tài)系統216
6.4.1玉米田生態(tài)系統簡介216
6.4.2玉米田施藥方式216
6.5棉田生態(tài)系統217
6.5.1棉田生態(tài)系統簡介217
6.5.2棉田施藥方式217
6.6北方果樹系統219
6.6.1北方果樹系統簡介219
6.6.2北方果樹系統施藥方式219
6.7南方果樹系統220
6.7.1南方果樹系統簡介220
6.7.2南方果樹系統施藥方式221
6.8溫室系統221
6.8.1溫室生態(tài)系統簡述221
6.8.2溫室系統施藥方式222
6.9露地蔬菜系統223
6.9.1露地蔬菜系統簡述223
6.9.2露地蔬菜施藥方式223
6.10馬鈴薯生態(tài)系統225
6.10.1馬鈴薯生態(tài)系統簡述225
6.10.2馬鈴薯施藥方式226
6.11其他雜糧生態(tài)系統226
6.11.1紅小豆生態(tài)系統226
6.11.2高粱生態(tài)系統227
6.11.3谷子生態(tài)系統227
參考文獻227
第7章靶標特性與施藥方式229
7.1作物害蟲229
7.1.1咀嚼式口器害蟲230
7.1.2刺吸式口器害蟲230
7.1.3銼吸式口器害蟲230
7.1.4害蟲的行為特性對殺蟲劑藥效的影響231
7.2作物病原菌233
7.2.1細菌233
7.2.2真菌238
7.2.3病毒242
7.3雜草250
7.3.1一年生雜草251
7.3.2二年生雜草251
7.3.3多年生雜草251
7.3.4具體實例252
7.4鼠害253
7.4.1農田害鼠的特性254
7.4.2影響鼠害的因素255
7.4.3農田鼠害的化學防控255
參考文獻257
第8章農藥混用的毒理學原理258
8.1農藥混用的目的和原則258
8.1.1農藥混用的目的258
8.1.2農藥混用的原則260
8.1.3農藥混用的科學依據263
8.2農藥聯合作用的機制264
8.2.1農藥對昆蟲的聯合作用264
8.2.2農藥對哺乳動物的聯合作用267
8.2.3農藥對人群健康的影響269
8.3農藥的聯合作用評價271
8.3.1等效線法271
8.3.2Finney法272
8.3.3Bliss法273
8.3.4Mansour氏法273
8.3.5Sun法274
8.3.6等概率和曲線法275
8.3.7方差分析法276
8.3.8Logistic模型評價法277
8.3.9三階多項式回歸模型評價方法277
8.3.10合并指標評價法278
8.3.11Plummer氏法278
8.3.12參數法278
8.3.13聯合作用定量分析法279
8.4農藥混劑的研發(fā)與應用279
8.4.1農藥混劑的研發(fā)程序280
8.4.2農藥混劑在農業(yè)上的應用282
8.5農藥桶混技術及其應用288
8.6農藥混劑的聯合毒性風險評價291
8.6.1實際測量法291
8.6.2相似化合物法291
8.6.3組分分析法292
8.6.4農藥混劑的風險評價293
8.7農藥混劑聯合毒性的風險管理294
8.7.1混合毒物資料庫簡介294
8.7.2混合毒物風險評價大綱294
8.7.3評價大綱的管理應用295
參考文獻296
第9章農藥的合理使用方法297
9.1噴霧法297
9.1.1作物靶標對噴霧的影響298
9.1.2有害生物靶標對噴霧的影響298
9.1.3田間小氣候因素的影響299
9.2噴粉法299
9.2.1作物靶標對噴粉的影響300
9.2.2有害生物靶標對噴粉的影響300
9.2.3田間小氣候因素的影響300
9.3種子、種苗處理301
9.3.1種子、種苗處理控害的原理301
9.3.2水稻種子處理301
9.3.3小麥種子處理301
9.3.4玉米種子處理302
9.3.5棉花種子處理302
9.3.6種薯、種塊、種苗處理302
9.4土壤處理302
9.4.1土壤處理控害原理302
9.4.2土壤處理常用藥劑303
9.4.3土壤處理設備303
9.4.4土壤處理技術與應用303
9.5熏蒸處理303
9.5.1熏蒸處理的控害原理303
9.5.2熏蒸處理常用藥劑304
9.5.3熏蒸設備304
9.5.4熏蒸技術與應用304
9.6行為控制劑304
9.6.1昆蟲的外激素及其應用304
9.6.2商業(yè)化行為控制劑及其應用305
9.6.3行為控制劑控制與釋放原理305
9.6.4昆蟲行為控制技術與應用305
9.7其他306
9.7.1撒施劑306
9.7.2昆蟲餌劑306
9.7.3毒餌(鼠害)306
參考文獻307
第10章有害生物抗藥性309
10.1殺蟲劑抗藥性機制及其治理309
10.1.1殺蟲劑抗藥性形成機制310
10.1.2害蟲再猖獗310
10.1.3殺蟲劑抗藥性治理314
10.2殺菌劑抗藥性機制及其治理316
10.2.1殺菌劑抗性的基本概念316
10.2.2殺菌劑抗藥性的影響因素318
10.2.3殺菌劑的抗藥性監(jiān)測318
10.2.4殺菌劑抗性的機制320
10.2.5殺菌劑抗藥性治理策略323
10.3除草劑抗藥性機制及其治理324
10.3.1雜草抗性的現狀324
10.3.2除草劑抗性的形成和發(fā)展326
10.3.3雜草的交互抗性和多抗性327
10.3.4除草劑抗性檢測方法328
10.3.5除草劑抗性的機制330
10.3.6除草劑抗性的治理對策338
10.4殺鼠劑抗藥性機制及其治理340
10.4.1殺鼠劑抗藥性機制340
10.4.2殺鼠劑抗藥性治理341
參考文獻344
第11章農藥使用對生態(tài)系統的影響346
11.1食物鏈與食物網346
11.1.1食物鏈346
11.1.2食物網348
11.2農藥生物富集作用349
11.2.1生物富集的定義349
11.2.2生物富集的模型352
11.3農藥對農業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染353
11.3.1農藥對大氣的污染353
11.3.2農藥對水體的污染354
11.3.3農藥對土壤的污染355
11.3.4農藥對農作物和食品的污染356
11.3.5農藥對環(huán)境生物的污染356
11.4農藥在農田生態(tài)系統中的歸宿356
11.4.1農藥在環(huán)境中的轉運與歸宿356
11.4.2農藥在土壤中的吸附360
11.4.3農藥在環(huán)境中的水解363
11.4.4農藥在環(huán)境中的光化學降解365
11.4.5農藥在土壤中的微生物降解367
參考文獻371
索引373