植物化学保护西大 ppt.docx
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植物化学保护西大ppt
1.植物化学保护
主讲:
邓新平、丁伟、何林
绪论
植物化学保护:
是应用化学农药来防治害虫、病菌、杂草
及其它有害生物,保护农、林业生产的一门科学,是植物保护
的重要手段。
本课程的教学目的,是通过理论和实践课程学习,掌握主
要农药的理化性质、剂型加工、作用机理及合理使用的基本知
识和相关技能,了解农药与有害生物抗药性和生物安全的关
系,以便在生产上能够正确合理地使用化学防治方法,高效、
安全、经济地防治农作物有害生物,并能独立进行科学试验,
理论联系实际地解决一些化学防治中的问题。
一、农药的发展及现状
1.天然药物时代
约19世纪70年代以前
2.无机合成农药时代
约自19世纪70年代至20世纪40年代中期
3.有机合成农药时代
自20世纪40年代中期至今
(1)前期(40年代中期至60年代末期)
特点:
●农药化合物、化学结构、类型与品种蓬勃发展;
●比无机农药时代单位面积用药量下降了一个数量级;
●对农药品种性能的追求是:
活性谱广,杀灭性、持效
性强的品种,高毒、高残留品种所占的比例较大;
●尚未重视农药对生态及环境的影响;
●在管理方面侧重对质量及药效的监督。
(2)当代有机农药时期(60年代末至今)
特点
●有机农药向高效、低毒、低残留方向发展;
●重视农药对生态环境的影响;
●强化了对农药的管理;
●生物及生物源农药得到极大的重视,发展十分
迅速;
●有害生物控制理论在农药的研制与开发中得到
广泛应用。
1.农药残留(Residue)
农药使用后残存于生物体、农副产品和环境中的微量农
药原体、降解物和杂质的总称。
2.有害生物抗药性(Resistance)
有害生物具有忍受杀死正常种群大多数个体的药量的能
力在其种群中发展起来的现象。
3.有害生物再猖獗(Resurgence)
施用农药后,有害生物的种群数量会在短时期内有所降
低,但很快出现比未施药区增大的现象。
三、化学防治在农业可持续发展
中的地位和作用
可持续发展:
既能满足当代人的需要,又不对后代人满
足其需要的能力构成危害的发展。
化学农药在农业的可持续性发展中占有一席之地。
(一)化学农药在农林业有害生物防治中的效果十分明显
1.化学农药的高效性
2.化学农药的速效性
3.化学农药的广谱性
4.使用方便,适应性广
5.经济效益显著(投入产出比=1︰6-10)
(二)日益严重的人口、粮食危机需要化学农药
解决燃眉之急
1.人口基数太大,人类难以在短时间内有效控制
人口数量;
2.农村城市化以及耕地的荒漠化,大幅度减少了全球
的耕地面积;
3.采用其它方法以提高粮食产量有较大的难度;
(1)提高管理水平
(2)提高复种指数(包括多季栽培,设施栽培)
(3)种子改良
(三)化学农药自身的发展与可持续性发展战略越来越吻合
1.部分高毒、高残留农药得到有效控制;
2.近年开发的一些高效、低毒、低残留农药品种,将农
药用量控制在一个较低的水平;
3.农药新剂型及新的使用技术,有效的降低了农药对环
境的影响;
4.生物农药的开发和应用已成为共识。
5.开发高效、低毒、低残留,对环境友好的农药,已成
为农药发展的方向。
(四)现有的防治手段无法完全取代化学防治
2.第一章植物化学保护的基本概念
第一节农药的定义及分类
一、农药的定义
用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其它有害生物,以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成或者来源于生物、其它天然物质的一种物质或者几种物质的混合物及其制剂。
第一节农药的定义及分类
二、农药的分类
(一)按原料的来源及成分分类:
1.无机农药
主要由天然矿物原料加工、配制而成的农药。
2.有机农药
主要由碳氢元素构成的一类农药。
第一节农药的定义及分类
(二)按用途分类
1.杀虫剂
2.杀菌剂
3.除草剂
4.杀螨剂
5.杀线虫剂
6.杀鼠剂
7.植物生长调节剂
第一节农药的定义及分类
(三)按作用方式分类
杀虫剂
1.触杀剂;2.胃毒剂;3.熏蒸剂;4.内吸剂;
5.拒食剂;6.驱避剂;7.引诱剂
杀菌剂
1.保护性剂;2.治疗剂:
3.铲除性杀菌剂:
除草剂
1.是否具有输导性:
(1)输导型除草剂;
(2)触杀型除草剂:
2.是否具有选择性:
(1)选择性除草剂;
(2)灭生性两大类:
第一节农药的定义及分类
(四)按作用机制(机理)进行分类
根据农药导致有害生物死亡的生理生化原因分类。
(五)按化学结构分类
利用具有相似化学结构及功能基团的化合物,其生
物活性相似的原理进行分类。
(六)综合分类法
生物农药
狭义生物农药:
以活体生物为农药有效成分所开发的农药。
生物源天然产物农药:
以植物、动物、微生物等所产生,具有农用活性的次
生代谢产物开发的农药。
广义生物农药:
以活体生物,以及植物、动物、微生物等所产生,具
有农用活性的次生代谢产物为有效成分开发的农药。
第二节农药的毒力与药效
毒力:
药剂对供试生物作用的性质和程度。
药效:
指农药对病虫害或杂草的毒杀效果,是药剂与其
它综合因素对供试生物作用的结果。
综合因素包括:
农药剂型、寄主植物、有害生物
的生育期、使用方法、田间环境因素等。
第二节农药的毒力与药效
一、农药毒力的测定及表达
(一)农药毒力的测定
农药毒力测定的基本条件
1.标准的供试药剂
2.标准的供试生物
3.标准的试验条件
4.标准的测试方法
第二节农药的毒力与药效
(二)农药毒力的表达
使一定比例的供试生物产生某种特定反
应所用的药剂“剂量”
ED50(有效中量)
EC50(有效中浓度)
LD50(致死中量)
LC50(致死中浓度)
第二节农药的毒力与药效
二、农药药效的测定及表达
(一)农药药效的测定
农药药效测定要求的基本条件:
1.试验材料及土壤肥力基本一致
2.田间病虫草害发生严重
3.正常的田间管理制度和合适的气候条件
4.正确的试验设计
第二节农药的毒力与药效
(二)农药药效的表达
1.杀虫剂(杀螨剂)的防效
(1)以害虫种群数量的变化表示药效
第二节农药的毒力与药效
三、影响药效的主要因素
(一)药剂本身对药效的影响
1.药剂的有效成分:
2.药剂剂型:
3.药剂使用浓度
(二)防治对象对药效的影响
1.生物学特性
2.种群特性
3.个体生理状况
(三)环境因素对药效的影响
1.温度
▼通过影响生物体的生理活动而影响药效。
▼通过影响药剂的理化性状,进而影响药效。
2.湿度
3.雨水
4.风
5.土壤
6.作物长势
第三节、农药对作物的影响
一、农药对作物的药害
农药因使用不当,对农作物所造成的伤害称为药害。
(一)影响作物产生药害的主要因素
1.农药性质:
2.作物:
(1)作物种类;
(2)作物生育期
(3)作物长势
3.环境条件:
施药时及施药后的气候条件。
第三节、农药对作物的影响
(二)作物药害的类型及主要症状
1.急性药害
施药后短期内即产生的药害。
症状主要表现为:
叶面产生各种斑点、穿孔,灼焦、
枯萎、黄化、落叶
2.慢性药害
施药后经过较长时间或多次施药后才能出现出症状。
症状主要表现为:
叶片增厚、硬化发脆、容易穿
孔破裂、叶片、果实畸形;植株矮化、根部肥
大粗短等等
第三节、农药对作物的影响
二、农药对作物生长发育的刺激作用
●大多数农药适当使用后对植物会有刺激
生长发育的作用。
●但这种刺激生长作用,需要经过严密的
比较研究才能确认。
●一般农药不允许作为植物生长调节剂使用。
第四节农药的毒性
■定义:
农药对高等动物的毒害作用称为毒性。
■毒性的分类:
1.急性毒性
供试动物摄毒后(口腔、皮肤、呼吸),在短期内
表现出中毒症状,称为急性中毒。
农药具有导致供试动物出现急性中毒症状的特性,
称为急性毒性。
第四节农药的毒性
第四节农药的毒性
2.慢性毒性
供试动物长期、连续地摄毒,毒剂在体
内积累,引起内脏机能受损,阻碍正常
生理代谢,在较长时间后表现出中毒症
状,称为慢性中毒。
农药具有导致供试动物出现慢性中毒症状
的特性,称为慢性毒性。
第四节农药的毒性
3.亚急性毒性
供试动物长期、连续地摄毒,较长时间后
表现出中毒症状,称为亚急性中毒。
农药具有导致供试动物出现亚急性中毒症
状的特性,称为亚急性毒性。
3.第二章
农药的剂型加工和应用
第一节、农药剂型加工的意义和农药分散度
第一节、农药剂型加工的意义和农药分散度
一、农药加工的意义
绝大多数的原药必须进一步加工为制剂后,
才能使用。
因为原药加工成制剂后,可以:
1.提高原药的分散度;
2.改变原药的物理性能:
3.降低原药的相对毒性:
4.拓宽原药的使用范围;
第一节、农药剂型加工的意义和农药分散度
二、农药的分散度
(一)农药的分散体系:
原药或制剂在分散介质中分散而形成的各种体系。
其中分为三种情况:
1.原药在制剂加工中,与辅助剂形成的分散体系。
2.制剂在使用前的配制中,与分散介质形成的分散体系。
3.药剂在施用时,与空气间形成的分散体系。
第一节、农药剂型加工的意义和农药分散度
(二)农药的分散度
原药或制剂被介质分散的程度称分散度
第一节、农药剂型加工的意义和农药分散度
三、分散度对药剂应用性能的影响
(一)提高分散度对药剂性能的影响
1.增加覆盖面积
2.增强药剂颗粒在处理表面的附着性
3.改变颗粒运动性能
当颗粒直径<10μm时,在空间形成烟粒或弥雾,其运动性能具有明显的“布朗氏”运动特点。
当粉粒直
径>10μm,且粉粒不呈圆球形时,产生飘翔效应,使
粉粒在阻尼介质中偏离运动方向。
从理论上讲、这两种情况有利于药粒均匀分布。
第一节、农药剂型加工的意义和农药分散度
第一节、农药剂型加工的意义和农药分散度
4.提高药剂颗粒表面能
5.提高悬浮液的悬浮率及乳液的稳定性
可湿性粉剂的颗粒直径与悬浮率的关系,可以通过下
式看出:
第一节、农药剂型加工的意义和农药分散度
(二)适当控制分散度对农药性能的影响
1.改进施药技术
常量喷雾:
雾滴颗粒为180~200um,附着性差,药
剂的回收率很低(20%左右);
超低容量喷雾:
雾滴颗粒直径为15~75un,附着性
好,但雾滴太细,容易在喷洒过程中漂移流失;
弥雾法施药,其雾滴直径为50~100um,附着性好、
漂移性小。
第一节、农药剂型加工的意义和农药分散度
2.改进制剂加工技术
第二节、农药助剂
农药辅助剂是农药剂型加工或使用中,用于改善药剂理化性质的辅助物质,简称农药助剂。
一、农药助剂种类
(一)填充剂或简称填料(fillers,amers):
农药加工时,为调节
成品含量和改善物理状态而添加的固态物质。
(二)润湿剂(wettinggents):
可以降低水的表面张力,使水易于
在固体表面润湿与展布的助剂。
(三)乳化剂(emulsifiers):
能使原来互不相溶的两相液体,其中
一相以极小的液珠稳定分散在另一相中,形成不透明或半透
明乳浊液的助剂。
(四)溶剂(solvents)用于溶解农药原药的液体。
(五)增效剂(synergists):
本身无生物活性,但少量加入,能大幅
度提高农药毒力和药效的助剂。
第二节、农药助剂
二、表面活性剂的作用、种类与应用
能够显著降低液体表面张力的物质统称为表面活性剂。
(一)表面活性剂的结构和对降低表面张力的作用原理
1.表面活性剂的表面活性现象
第二节、农药助剂
第二节、农药助剂
第二节、农药助剂
第二节、农药助剂
2.表面活性剂降低液体表面张力的原理
液体表面张力:
液体表面分子向心收缩的能力。
第二节、农药助剂
第二节、农药助剂
(二)表面活性剂的种类
1.阴离子型表面活性剂
在水中可解离成阴离子和阳离子两部分,以阴离子(疏水基)产生降低表面张力作用。
(1)碱金属皂类
分子结构简式为:
R—COONa(K),
(2)硫酸化脂肪酸类
分子结构简式为:
R-OSO3Na,
(3)磺酸盐类
分子结构简式为:
R-SO3Na(Ca),其中“R”为烷基芳基。
第二节、农药助剂
2.非离子型表面活性剂
在水中不解离,性质稳定,抗硬水,有良好的乳
化、润湿、分散、助溶等性能,是农药加工使用
的主要乳化剂。
3.混合型乳化剂
2种或2种以上的乳化剂混合使用,称为混合型乳
化剂。
第二节、农药助剂
4.天然物表面活性剂
自然界中的很多天然物如动物蛋白质、胶类等,
植物的蛋白质、糖苷、多糖的半水解物、生物
碱、鞣质等都具有表面活性,能降低水的表面张
力。
由于动、植物成分组成复杂,不易分离出单
体成分,它们虽有表面活性,其分子上的极性基
和非极性基又不明显,所以又称为性质未明的表
面活性剂。
第二节、农药助剂
三、表面活性剂在农药加工和农药使用中的应用
(一)乳化剂在乳油加工中的应用:
1.水包油型(O/W)乳状液:
亲水性强,亲油性弱。
2.油包水型(W/O)乳状液:
亲油强,亲水性性弱。
第二节、农药助剂
(二)润湿剂在可湿性粉剂加工中的应用:
原粉及填充料大多不溶于水,湿润剂能够降低水与原粉和
填充料间的界面张力,使之较快被水所润湿,有利于提高
悬浮率。
(三)提高药液在受药表面上的湿展性:
在供喷雾使用的农药制剂中,表面活性剂除了满足对农药
乳化、润湿等的需要外,其过量部分可降低水的表面张,
这有利于药液对受药表面的润湿与展布。
第二节、农药助剂
第三节、主要农药剂型
一、粉剂:
供喷粉使用的低浓度粉状药剂。
日本各类剂型产量比例变化(t,%)
第三节、主要农药剂型
(一)粉剂的组成:
原药+填充料组成+(湿润剂)。
(二)粉剂的分类:
1.按有效成分含量划分:
(1)浓粉剂:
有效成分含量>10%,不能直接使用,通常作
为母粉贮运。
(2)田间浓度粉剂:
有效成分含量<10%,可直接施用。
2.根据粉粒直径的大小划分
(1)一般粉剂
(2)无飘移粉(DL粉)
(3)超微粉剂(FD粉)
第三节、主要农药剂型
第三节、主要农药剂型
(三)加工方法
直接粉碎法、母粉法和浸渍法:
(四)质量标准:
粉粒细度是粉剂质量控制的主要指标。
筛目号数:
每英寸宽筛网上的筛线数。
如200号筛目,即每英
寸宽筛网上有200条筛线。
筛孔内径:
相邻四条筛线所围成孔洞的直径。
第三节、主要农药剂型
(五)影响粉剂药效的因素:
1.有效成分在粉剂中的分散度。
2.有效成分的粉粒细度及超筛目细度粉粒的含量。
直径小于44um(尤其是10~20um)的药粒比例对药效
影响最大。
3.填充料对药剂性能的影响。
(1)填充料的种类:
①矿物性填充料
②植物性填充料
(2)填料的理化性质:
①硬度和比重;
②吸附性能及流动性;
③酸碱度和化学成份
第三节、主要农药剂型
二、可湿性粉剂(WP)
专门用来加水调制成悬浮液使用的一种固体剂型。
(一)可湿性粉剂的组成:
原药+填充料+表面活性剂(湿润剂、分散剂等)
(二)加工方法:
1.原药为液态:
须首先与少量的分散剂混合或互溶,再与吸附
性强的填充料混合,经粉碎达到规定的细度即可。
2.原药为固体:
可先将其与一定量的添加剂和填充料混合,经
逐级粉碎而成母粉粒径(5um左右),再与分散剂及初步粉
碎的填充料混合,再经进一步粉碎达到规定的细度即可。
第三节、主要农药剂型
3.质量标准:
(1)悬浮性:
悬浮性是指分散的药粒在悬浮液中
保持悬浮一定时间的能力。
第三节、主要农药剂型
(2)湿润性:
微粉被水浸湿的能力。
包括:
■可湿性粉剂倒入水中,被水湿润的能力
■药液在植株、虫体及其它防治对象表面的润湿能力。
第三节、主要农药剂型
三、可溶性粉剂(SP)
在使用浓度下,有效成分能迅速分散而完全溶解于水中的
一种粉状剂型。
(一)可溶性粉剂的组成:
原药、填料和适量的助剂组成。
原药:
溶于水的原粉
填料:
溶于水或不溶于水的填充料(98%通过320目筛)
助剂:
起助溶、分散、稳定、润湿和增加着附性的表面
活性剂。
(二)加工方法
1.喷雾冷凝成型法;2.粉碎法;3.干燥法
(三)质量标准:
1.溶解时间;2.含水量。
第三节、主要农药剂型
四、乳油(E·C)
乳油是一种入水后可分散成乳状液的油状均相液体剂型。
(一)乳油的组成成分:
:
原药+溶剂+乳化剂(+助溶剂)
溶剂:
对原药起溶解和稀释作用的液体。
1.乳油中溶剂应具备的特点:
(1)对原药溶解度高;
(2)对有效成分不起分解作用或分解很少;
(3)对人、畜毒性低,对作物不会产生药害;
(4)资源丰富,价格便宜;
(5)闪点高,挥发性小;
(6)对环境和贮运安全。
第三节、主要农药剂型
2.农药乳油常用溶剂种类
(1)混合二甲苯
(2)甲苯
(3)纯苯
(4)石油烷烃
(二)加工方法
原药溶解于有机溶剂中,再加入乳化剂等助剂,在搅拌下溶解(必要时可适当加温)、过滤,即得单相透明液体,分装即为成品
第三节、主要农药剂型
(三)乳油的类型
1、可溶性乳油:
加入水中,有效成份一部分呈分子状态溶于水,而另一部
分存在于油珠内。
在水中一般能自动分散,形成淡蓝色云
状分散,油珠直径在0.1微米以下。
2、乳化性乳油:
加入水中,有效成份存在于油珠内。
根据所形成的乳浊液
不同,可分为三种情况。
①形成外观有蛋白光的乳浊液,油珠直径0.1~1微米;
②形成牛奶状乳浊液,油珠直径1~10微米;
③形成粗乳状分散体系,油珠直径>10微米
第三节、主要农药剂型
五、粒剂
松散颗粒状产品。
(一)颗粒剂的特点
1.避免使用时微粉飞扬,减少施药人员接触或吸入中毒
的机会,以及对环境的污染;
2.使高毒农药低毒化
3.控制粒剂中有效成分的释放速度;
4.施药时方向性强,提高了药剂到达施药地点的准确性,
减少了对非靶标生物的伤害。
(二)颗粒剂的组成成分
原药+载体+助剂(粘结剂、助崩解剂、分散剂等)。
第三节、主要农药剂型
(三)粒剂的分类:
1.按防治对象分类:
杀虫剂粒剂、杀菌剂粒剂、除草剂粒剂、
复合粒剂。
2.按加工方法分类:
包衣法粒剂、挤出造粒法粒剂、吸附法粒剂。
3.按载体的解体性分类:
解体性粒剂、非解体性粒剂。
4.按载体来源区分类:
植物性载体粒剂、矿物性载体粒剂。
5.按粒径大小分类:
大粒剂、颗粒剂、微粒剂。
第三节、主要农药剂型
(三)质量控制
1.粒度
2.颗粒完整率(或破碎率)
<15%,适合评价解体性粒剂。
3.脱落率:
≤5%,适合评价非解体性粒剂。
第三节、主要农药剂型
六、控制释放技术(controlledrelease)
与缓释剂(controlledreleaseformulation)
(一)控制释放技术:
1.控制释放技术的概念
根据有害生物发生规律、为害特点及环境条件,通过
农药加工手段,使农药按需要的剂量、特定的时间、持
续稳定地释放,以达到最经济、安全、有效地控制有害
生物的技术,称为控制释放技术。
其使用的制剂称为控
制释放剂。
第三节、主要农药剂型
第三节、主要农药剂型
第三节、主要农药剂型
例如:
使用40%毒死蜱防治菜青虫,100mg/L的浓度即可达到90%的防效。
如果药剂每天的分解率为10%,要保持90%的防效10天,常规药剂的施用浓度约为240(236)mg/L[a(1+x)n-1];如果使用缓释剂型,使用浓度仅为190mg/L(100+10×9)。
第三节、主要农药剂型
2.控制释放剂型的优点
(1)使高毒品种低毒化;
(2)持效期大大延长;
(3)提高了药剂的功能性。
(二)缓释剂的分类:
1.化学型缓释剂
2.物理型缓释剂
第三节、主要农药剂型
(1)微胶囊剂
(2)塑料结合体
(3)多层带缓释剂
(4)空心纤维
(5)纤维片缓释剂
(6)吸附包衣型缓释剂
第四节农药的使用方法
为把农药施用到目标物上所采用的各种技术措施。
一、以液体状态使用的施药方法
(一)喷雾法
将农药兑水(也有少数种类的农药不需兑水)后,用机械的
方法形成雾滴,喷洒在植物或防治对象上的施药方法。
1。
喷雾法的分类
(1)高容量喷雾法(highvofumesprayapplication,HV)
(2)中容量喷雾法(medanvolume,MV)。
(3)低容量喷雾法(lowvolume,LV)。
(4)很低容量喷雾法(verylowvolume,VLV)。
(5)超低容量喷雾法(ultralowvolume,ULM)。
2。
农药的雾化方式
(1)液力(压力)
雾化法药液在压力下通过狭小的喷孔而雾化的方法。
属于高容量喷雾,也称常量喷雾,容量中位直径180~220um。
(2)弥雾法(气力雾化法)
利用高速气流把药液击碎而实现雾化的方法,属于低容量的喷雾,雾滴直径为50~100um。
(3)旋转离心雾化法
利用喷头高速旋转时所产生的离心力使药液分散成细
雾滴的方法,属于超低容量喷雾。
雾滴直径15~75um。
(4)静电雾化法
利用静电场力使药液雾化的方法,属超低容量喷雾,雾滴直径一般为30~50um。
3.液剂的物理化学性能对其沉积量的影响
降低液体的表面张力,可以提高药液的分散度。
增加药液在药面上的沉积量。
4.液剂农药沉积量与生物表面结构的关系
5.水质对液体农药的影响
硬度,即水中镁、钙盐的含量。
二、以固体状态使用的施药方法
(一)喷粉法
1.喷粉法的分类:
▼手动喷粉法:
▼机动喷粉法:
▼飞机喷粉法:
2.药械性能对粉剂均匀度的影响
3.环境条件对喷剂的影响:
▼风
▼雨水
▼露水
三、以气体状态使用的施药方法(熏蒸法)
用气态或常温下容易气化的农药,在密闭空间防治病虫害的施药方法。
(一)熏蒸法的分类:
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