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专家分析开发纳米生物农药的物质基础

花匠小妙招
2024-10-27 00:46

专家分析开发纳米生物农药的物质基础

发布时间：2003-06-06

来源：中国食用菌商务网

一、化学农药的现实问题直到现在，人们对付农业病虫害有两种手段：化学防治和生物防治。首先要说明的是生物防治不等同于目前常提到的生物农药的使用。生物防治是利用有益生物及生物的代谢产物防治农业害虫的方法，如利用赤眼蜂来防治松毛虫、棉铃虫等。但生物防治针对性强，其效果受多种条件制约，往往不能广谱性地应用，因此，化学防治一直是农业生产上杀灭有害生物的主流手段。自从1938年发现了滴滴涕的杀虫活性后，工业化合成农药即化学农药驶入了快车道，可以说二十世纪40年代到70年代，地球遭到了化学农药的严重毒害，其带来的严重问题有：◆使用时的危害，主要是人畜中毒及对植物产生的药害；◆防治对象抗药性的发展；◆对非防治对象的影响，生态平衡的破坏，病虫害的再度猖獗；◆对环境的污染及食品中的农药残留对人类潜在的慢性毒害。这些问题成为农药科学急需研究解决的重要问题。进入1970年以后，在事实面前，不少国家都制定或修订了农药管理法规，对农药的要求是高效、低毒、安全。对农药的各种严格要求使得新农药的开发成功率不断降低，有资料显示，发现一种新农药的时间从6年增至10年；筛选的成功率从1/2500降至1/15000；耗资从150万美元增至5000万美元。在这种形势下，迫切需要创新农药开发的思路。二、农药开发中传统思路存在的问题传统的农药开发思路都是进行大量的生物活性筛选，都统一在追求获得单纯有效的杀虫物质上，受这一传统思路的影响，目前进行的生物农药开发也集中在从植物中提取有效杀虫物质上。反思这一传统思路，至少存在三个问题：第一是不符合防治中用药要多成分协同的原则，如有害生物抗药性的严重发展，可以间接证明这种思路的不足之处；第二是分离出的单一成分末必是主要有效成分，如对除虫菊有效成分的研究从1908年到现在都一直是在否定之否定中发展；第三是不论是有机合成农药，还是无机合成农药，甚至是植物提炼农药成分都离不开化工生产过程，化工生产过程的介入，必然会带来对环境污染的压力。三、纳米生物农药的物质基础为解决上述问题，人们希望在防治农业病虫害上能够走可持续性之路，实现杀虫物质取之于自然，应用于自然，分解消失于自然，这一愿望随着纳米技术观念的产生和实用化发展，将可能实现，这是因为：（一）用有效的植物杀虫是农药的传统历史，如三大杀虫植物除虫菊、鱼藤和烟草就曾作为商品在市场上流通，拟除虫菊酯就是在此基础上发展起来的。（二）现有研究结果均表明，天然产品对人和环境的危害性较小，至于来源于植物的农药，一般对人、植物和环境更安全。（三）植物是由细胞构成的。细胞一般由细胞壁、原生质体和液泡三部分构成，其大小直径一般为20~50μｍ。植物的杀虫有效成分如酶、植物激素、植物碱、有机酸等等就存在于细胞之中。这些天然杀虫药物具有独特、复杂的物质结构，杀虫药理作用广泛等特点。（四）对粉剂型农药的研究指明，只有超筛目细度（粉粒直径小于44μｍ）的药剂粉粒才能发挥杀虫作用，这是因为触杀时，能增加接触面积；胃毒时，易被吞食和吸收。（五）纳米技术的特性。研究发现物质颗粒尺寸小到纳米尺寸范围（1ｎｍ～ 1μｍ）时，其性质在电、光、磁、力学以至生物学等方面的性质会发生某些突变。用纳米技术来研制生物农药正是基于这种突变而实现的。纳米技术促使植物细胞破壁，从而使有用的杀虫物质更容易地释放出来，直接作用于害虫，极大地提高了药效，并依托纳米物质的表面效应（粒度越小，比表面就越大），充分降低用药量，从而在使用经济性上得到突破。四、纳米生物农药的前景展望可以预见，应用纳米技术介入生物农药的研制，有望实现我国农药工业上的跨越式发展，成为拥有自主知识产权新型农药的突破口。虽然，农药市场总体上处于徘徊不前的局面，但并不排除个别农药的供不应求，如全球每年销量过1亿美元的农药品种在2～30个以上，并且许多化学农药已被硬性规定和处在自觉淘汰中。纳米生物农药将真正体现高效、低毒、安全的特性，这样一种纯绿色、全程绿色农药是农业生产线上人人都渴望得到的，这一点还值得怀疑吗？

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