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２００９，２５（０３）：１７９－１８４

’ 。

Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ 自動化農(nóng)藥劑型研究思考

趙永發(fā)，劉紹文，張亞，柏海玲，戴良英

（湖南農(nóng)業(yè)大學生物安全學院，長沙４１０１２８）

摘要：筆者主要描述了自動化農(nóng)藥劑型的定義、優(yōu)點，依據(jù)自動化農(nóng)藥劑型的特點，分別從農(nóng)藥荊 型本身、昆蟲信息素、生物技術、轉基因、生物反應器、遙感技術、自動消解等方面探討了自動化農(nóng) 藥劑型開發(fā)的途徑、影響因子、可能存在的問題及對策。通過分析認為：自動化農(nóng)藥劑型是一種智 能化農(nóng)藥劑型，這種農(nóng)藥荊型能自動識別有害生物，并及時釋放農(nóng)藥將有害生物控制在經(jīng)濟危害 水平以下，不僅環(huán)保、經(jīng)濟、節(jié)省勞力、節(jié)約成本，而且能大大提高工作效率，是未來農(nóng)藥劑型的發(fā) 展方向。中國在自動化農(nóng)藥費ｌ型研究方面還是一片空白，而要實現(xiàn)這個目標，還需要深入研究。 最后筆者對自動化農(nóng)藥劑型進行了展望。 關鍵詞：自動化；農(nóng)藥劑型；研究 中圖分類號：￥４８２ 文獻標識碼：Ａ

Ａｕｔｏｍａｒｌｏｎ Ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ

Ｚｈａｏ Ｙｏｎｇｆａ，Ｋｕ Ｓｈａｏｗｅｎ，Ｚｈａｎｇ Ｙａ，Ｂｏ Ｈａｉｌｉｎｇ，Ｄａｉ Ｌｉａｎｇｙｉｎｇ

（Ｂ／ｏ吖咖秒Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｈｕｎａｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ

ａｕｔｈｏｒ ｏｆ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ

Ｕｎｉｖｅｒｓ血ｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ

４１０１２８）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｌｌｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅｒｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｗａｙ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆｒｏｍ ｆａｃｔｏｒｓ，ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｔｈｅｍｓｅｌｖｅｓ，ｉｎｓｅｃｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ

ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ

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ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ

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ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ，ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ，ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ

ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ ａｎｄ

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ｉｄｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｔｈｅ

ａ

ａｕｔｈｏｒ ｔｈｉｎｋｓ ｔｈａｔ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｉｓ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ

ｈｉｓｈｌｙ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ

ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅｓ ｔｏ

ｔｈｉｓ

ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ Ｃａｎ

ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｐｅｓｔｓ，ａｎｄ ｔｉｍｅｌｙ ｒｅｌｅａｓｅ

ｋｉｌｌ ｈａｚａｒｄｏｕｓ

ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｈａｒｍ．Ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ，ｌａｂｏｒ－ｓａｖｉｎｇ，ｃｏｓｔ ｓａｖｉｎｇｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ

ｃａｎ

ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ

ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ， ｇｒｅａｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｗｏｒｋ．Ｉｔ ｉｓ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ

ａ

ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ

ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｉｓ

ｂｌａｎｋ ｉｎ

ｏｕｒ

ｃｏｕｎｔｒｙ．Ｉｔ ｉｓ

ａ

ｎｅｃｅｓｓａｒｙ

ｔｏ

ｓｔｕｄｙ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｉｓ

ｐｌａｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ

ｔｈｅ ａｕｔｈｏｌ－ｐｒｅｄｉｃｔｓ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｕｔｕｒｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ，ｒｅｓｅａｒｃｈ

目前，隨著人們對保護環(huán)境的重視以及可持續(xù)發(fā) 展的需要，國內(nèi)外農(nóng)藥的劑型正朝著水基性、粒狀、緩 釋、多功能及省力化的方向發(fā)展【１１。一些安全、經(jīng)濟、 省力的劑型正在研究并已有應用，他們將代替那些對 環(huán)境污染嚴重、毒性高、用量大的劑型。過去占統(tǒng)治地

顆粒劑（Ｇ鼬愈來愈受到?jīng)_擊Ⅲ。然而，由于農(nóng)藥劑型 設計不精確，導致農(nóng)藥使用過量或者不精確，致使作物 或動物中毒事件常有發(fā)生。如果農(nóng)藥的使用量比較精 確且在生物允許的范圍內(nèi)，就不會表現(xiàn)出毒性。為此， 人們開展了這方面的研究，日本曾經(jīng)利用溫度、水分或 光照等自然因素為刺激信息，傳遞給藥劑后才放出有

位的劑型一乳油（ＥＣ）、可濕性粉劑（、ⅣＰ）、粉劑（ＤＰ）和

第一作者簡介：趙永發(fā)，男，１９７９年出生，在讀碩士，主要從事植物病理學研究。通信地址：４１０１２８湖南農(nóng)業(yè)大學生物安全科學技術學院，

Ｅ－ｒｅａｌｌ：ａｚｙｆｌｌ２１＠ｙａｈｏｏ．ｃｎ。

通訊作者：藏良英，男。１９６３年出生，博導，教授，主要從事分子植物病理學研究。通信地址：４１０１２８湖南農(nóng)業(yè)大學生物安全科學技術學院。 Ｅ－－ｍａｉｌ：ｄａｉｌｙ劬ｕｎａｕ．ｎｅｔ。 收稿日期：２００８—０６—１０。修回日期：２００８－０７—２７。

萬方數(shù)據(jù)

１８０?

中圄農(nóng)學通報ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃａｓｂ．ｏｒｇ．ｃｎ 力、感知有害生物的敏感性、及時釋放毒劑殺死有害生 物的準確性、主動消解的能力等是農(nóng)藥劑型自動化研 究的熱點，也是劑型研究中比較難控制的因子，因此， 必須下大力氣開展研究。特別是農(nóng)藥劑型自動識別有 害生物并及時釋放藥劑的能力，是農(nóng)藥劑型自動化研 究的決定環(huán)節(jié)。其次是農(nóng)藥內(nèi)部之間各個因子之間的 協(xié)調(diào)性，一種好的農(nóng)藥劑型不僅內(nèi)部兼容性好，而且省 力省時安全環(huán)保又對環(huán)境友好。假如其內(nèi)部各個因子 不協(xié)調(diào)，不是不能發(fā)揮農(nóng)藥劑型的自動化功能，就是對 環(huán)境造成危害，影響農(nóng)藥的正常使用。潘立剛‘７１等比 較詳細的講述農(nóng)藥種衣劑內(nèi)部各個因子的重要性，吳 文君ＩＳ］也指出農(nóng)藥內(nèi)部因子對有害生物的濕展性、滲 透性及農(nóng)藥混劑兼容性問題等對農(nóng)藥自動化劑型的開 發(fā)具有重要的指導意義。 ２．２利用昆蟲信息素技術 性信息素義稱昆蟲的外激素，簡稱性誘劑。在自

效成分的制劑為定時釋放劑。即將有效成分的釋放與 作物生長或防治對象的環(huán)境需求相配合，使之充分有

效地利用農(nóng)藥。如聚丙烯酸Ｃ。以。。脂肪醇酯中的 Ｃ。托。。脂肪醇側鏈的熔點為１５－３０℃，利用該側鏈在

此溫度范圍的熔化和結晶來控制農(nóng)藥的釋放ｐ１。中國 的申繼忠［４１朱昌雄臚，也曾對微生物制劑做精辟的分析， 查友貴［ｅｌ還提出過農(nóng)藥劑型智能化做過詳細的描述， 但至今沒有見到類似報道的相關研究。因此，筆者在

前人研究報道的基礎上提出了一種能自動感知有害生 物生存環(huán)境的一系列信息參數(shù)并能根據(jù)感知的參數(shù)自 動釋放化合物的農(nóng)藥新劑型，并進行了系統(tǒng)分析，以期 對農(nóng)藥新劑型的研究提供新的思路，，如果這種新劑型 能夠轉化為生產(chǎn)力，將能大大提高農(nóng)藥的生命力。 １自動化農(nóng)藥劑型概況 １．１自動化農(nóng)藥劑型 農(nóng)藥劑型自動化是指通過利用微生物技術、氣候 因素、生物信息素、衛(wèi)星遙感技術、ＰＣＲ技術轉基因技 術等途徑，發(fā)明一種能主動識別有害生物生殖發(fā)育規(guī) 律、發(fā)生危害規(guī)律、活動規(guī)律等有關信息，且能依據(jù)這 些規(guī)律積極采取措施，在最有效的時間內(nèi)處理有害生 物，達到精確控制有害生物的目的的新型農(nóng)藥劑型。 具備這種特性的農(nóng)藥劑型稱為自動化農(nóng)藥劑型。 １．２自動化農(nóng)藥劑型優(yōu)點 １．２．１自動感知性具有感知有關有害生物信息且根據(jù) 這些信息采取相應措施，控制有害生物的功能。 １．２．２自動識別性能夠識別搜索有害生物并主動向 有害生物進攻或使藥劑直接到達其作用部位控制有害 生物。 １．２．３高度準確性藥劑施用動機明確有害生物甚至有 害生物的具體作用部位。 １．２．４作業(yè)高效率性其最終目標是以最少用藥量控 制有害生物，大大減少農(nóng)藥的損耗，提高農(nóng)藥的利用 率，達到節(jié)藥高效的功能。 １．２．５省時省力性由于這種藥劑具備自動識別自動 釋放農(nóng)藥的功能，不需要滿負荷、高強度勞動，因此，節(jié) 約時間和勞動力。 １．２．６無污染性這種農(nóng)藥劑型高度集約化、高度精確 性，節(jié)約農(nóng)藥，不會過多的釋放農(nóng)藥，所以不污染環(huán)境。 ２自動化農(nóng)藥劑型的途徑 ２．１農(nóng)藥劑型自身因素 在創(chuàng)制自動化農(nóng)藥劑型時，其本身因素起著至關 重要的作用，主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面是其本身的 理化性質；另一方面是其本身各個要素之間的協(xié)調(diào) 性。當農(nóng)藥釋放于田間后，其

本身的粘附性、濕展能

然界中很多昆蟲依靠釋放化學物質一性信息素與雄蛾

取得聯(lián)系，從而達到延續(xù)后代的目的ｐ１�？茖W家們利 用了這一特性研制出了昆蟲性信息素，而且人們利用 昆蟲信息素在田間防治上也取得一定的成績。在病蟲 害預測預報方面，全世界已經(jīng)應用的昆蟲近百余種。 在２０世紀８０＿＿９０年代，美國和加拿大成功地利用昆蟲 性信息素進行種子園蟲情預報ｎ¨ｌ】；在生物防治方面， 已經(jīng)廣泛使用昆蟲性信息素誘導有害生物聚集或者干 擾昆蟲的交配活動；但是，如何利用性信息素與其它農(nóng) 藥聯(lián)用技術創(chuàng)制農(nóng)藥新劑型是一項新技術，該技術主 要是用性信息素誘捕器引誘雄蛾，使被引誘雄蛾沾染 病毒、原生動物或化學不育劑后仍返回田間，該種雄蛾 通過與田間雌蛾交配而使病毒蔓延，導致整個種群產(chǎn) 生流行病；接觸過化學不育劑的雄蛾．通過交配使雌 娥產(chǎn)生的子代不育。采用性信息素與生物農(nóng)藥相結臺 的使用技術發(fā)揮了二者的長處，然而這項技術還不成 熟，是目前致力發(fā)展的新課題”２１。前蘇聯(lián)采用性不育 誘捕器防治一種葡萄卷葉蛾，每公頃果園僅設置８個 性不育誘捕器．即能達到明顯的防治效果，不育率高 達９０％，其效果相當于施用化學農(nóng)藥ｎ３ｌ。 ２．３微生物技術因素 微生物技術主要是通過在農(nóng)藥劑型中加入有微生 物的活性自動感知有害生物活動規(guī)律、危害規(guī)律、發(fā)生 特點等主動向有害生物發(fā)起進攻，從而使有害生物得 到控制。在２０世紀９０年代人們已經(jīng)開發(fā)出許多微生 物農(nóng)藥劑型如：１９９３年申繼忠等講述細菌殺蟲劑剛１４１；

１９９６年張光裕等講述病毒殺蟲劑“５１；１９９７年Ｂａ ｔｅｍａｎ 講述真菌殺蟲劑白僵菌和綠僵菌【１哪；１９９４年李揚漢等

萬方數(shù)據(jù)

趙永發(fā)等：自動化農(nóng)藥劑型研究思考

１８１?

講述真菌除草劑㈣：１９９５年Ｇｅｏｒｇ，ｅｔ ａ１．講述線蟲殺蟲

人們利用抗體與抗原的相互識別性成功進行檢測各種 病毒如張國強∞１指出使用ＥＬＩＳＡ檢測狂犬病病毒有一 定的研究價值；趙戰(zhàn)勤嘲應用ＥＬＩＳＡ技術對豬體內(nèi)支 氣管敗血波氏桿菌效果明顯；曾得意∞建立了ＥＬＩＳＡ 方法測定精喹禾靈，提高了檢測的效率：宋江峰鯽認為 ＥＬＩＳＡ必將在農(nóng)藥食品檢測中得到廣泛的應用等。根 據(jù)已經(jīng)有的研究成果，可以使用抗體與抗原相互識別 提高自動化農(nóng)藥劑型的智能型。 ２．５．２基因與基因的識別 佛洛爾（Ｆｌｏｒ，１９４２）經(jīng)歷十

劑等呻’彳尋到廣泛的應用。在線蟲制劑方面【１蚴１昆蟲病

原線蟲依靠來自寄主本身或其它物質的化學刺激來尋 找寄主。寄主糞便散發(fā)出的氣味或寄主呼吸產(chǎn)生的 Ｃ０２對侵染期線蟲具有引誘作用。昆蟲排泄物中的尿 酸、黃嘌呤、尿囊素、氨和精氨酸等對線蟲具有引誘效 果。培養(yǎng)溫度、線蟲本身的共生菌及植物汁液都對吸 引線蟲有影響。線蟲侵入寄主后，和共生菌共同作用， 在２４ ｈ內(nèi)能殺死寄主，也取得一定進展。但是微生物 制劑是農(nóng)藥劑型自動化的前身，為農(nóng)藥劑型自動化研究 奠定了基礎，下～步如何使農(nóng)藥劑型具有活性和靈性， 就要就要深入研究微生物的生物活性、農(nóng)藥內(nèi)部各因子 對微生物的兼容性、微生物本身或其次生物質對有害生 物的誘導或刺激作用為農(nóng)藥劑型自動化打下實踐基礎。 ２．４轉基因因素 自從轉基因技術問世以來，它以迅猛的速度向各 個領域擴散，通過基因重組將植物、動物、微生物的基 因相瓦轉移，無論是增加生物體內(nèi)原來沒有的基因或 是更換與減少生物體內(nèi)原有的基因種類，都是改變物 種，給人類科學研究開辟了新途徑。人們已經(jīng)成功地 在農(nóng)作物上開發(fā)出轉基因玉米、小麥、棉花、大豆等農(nóng) 作物，然而，在農(nóng)藥學領域，如果能利用轉基因技術創(chuàng) 制轉基因農(nóng)藥，將能大大提高農(nóng)藥劑型的自動化性。 在農(nóng)藥中加入能識別有害生物信息素的基因或者加入 能消除有害生物抗性位點的基因或者同時加入多種多 功能活性基因，將能農(nóng)藥劑型的研究打開更廣闊的發(fā) 展空間。眾

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