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解析植物源农药研究开发方向

   日期:2022-03-07     浏览:47    评论:0    
核心提示:在实现“化肥、农药使用量零增长”目标后,2019年,中央一号文件提出了更高要求:“开展农业节肥节药行动,实现化肥农药使用量负

在实现“化肥、农药使用量零增长”目标后,2019年,中央一号文件提出了更高要求:“开展农业节肥节药行动,实现化肥农药使用量负增长”。

生物农药未来之星?解析植物源农药研究开发方向

为了实现这一目标,全国各地均在不断完善农药风险评估技术标准体系,加快实施化学农药减量替代计划。其中属于生物农药的植物源农药,是各地主要推广和应用的替代产品。不少科研单位和企业,依托我国丰富的自然资源,长年进行植物源农药研发和推广应用。随着生物技术的飞速发展,植物源农药研究手段和方法也有了新的突破。当前,植物源农药的研究方向主要分为两个方面

01植物源农药的直接开发利用

直接开发利用指的就是直接从植物中提取、分离具有杀虫抗菌抗病毒功效的有效成分,以此为主体开发成植物源农药。主要涉及以下几方面的研究:

(1)有效组分的研究

主要研究活性成分对主要靶标的生物活性,是否具有实际的田间应用效果。在本项研究中,尤其是田间应用效果评价中,需要注重考虑和常规化学农药不同的评价标准。除了要关注植物源农药的田间杀虫、杀菌、除草效果外,还要观察对有害生物的间接作用,如拒食、忌避、抑制种群、引诱、麻醉、抑制生长发育以及提取物本身对作物的促进作用等。

该项研究还包括,以生物活性追踪为依据,采用萃取、重结晶、柱色谱等各种分离方法,从植物提取物中分离、纯化有效成分,并对其结构进行鉴定,研究其对光、热的稳定性以及在不同溶剂中的稳定性。

生物农药未来之星?解析植物源农药研究开发方向

苦参碱

(2)植物资源的研究

本项研究主要包括评价植物资源是否丰富,能否人工种植,能否大规模繁殖来满足产业化需求。同时还要研究植物资源的时空动态,评价不同分布区域、不同季节、不同植株部位有效组分的含量变化和药效趋势。以此来综合评价最终用于产业化的植物资源。

(3)植物源农药质量控制标准体系的建立

因为通过植物直接提取的植物源农药通常含有的组分不止一种(如除虫菊素含有6种组分,苦皮藤素还有5种组分),同时提取物还含有大量其它植物次生代谢物质,因此对所有组分进行定量测定是十分难以实现的。所以,在植物源农药中要确定“主成分”及其对应的检测方法等质量控制体系,来保证产品的合格以及田间效果的稳定性

生物农药未来之星?解析植物源农药研究开发方向

藜芦

(4)植物源农药的制剂加工

根据提取的有效成分特性,选择合适的溶剂来进行制剂加工。溶剂选择的原则是:对有效成分溶解度大,对无效成分不溶或少溶;对人畜安全,对环境无压力;价格适当,材料易得。

植物源农药在自然界可以被其他生物利用分解,这一方面是它的优点,但在应用中将面临稳定性较差的难题,因此在制剂加工过程中,必须采用不同方法加工或采用不同的剂型,使应用效果最大限度地得以发挥。

(5)对植物源农药的机理研究

在植物源农药大规模推广应用前,对其作用方式和作用机理研究也是必要的。确定植物源农药的防治谱,毒力表现,作用方式,为后期应用推广提供依据。同时进一步研究有效成分在有害生物体内发挥作用的方式,以及有害生物的解毒途经。便于后期对有效组分的改进优化。

生物农药未来之星?解析植物源农药研究开发方向

蛇床子

(6)环境毒理学研究

对有害生物的防治,仅仅是植物源农药研究的一个方面,要想获得登记,实现商业化,进行大规模推广应用,还需要对其进行环境毒理学方面的评价。包括对哺乳动物的急性和慢性毒性,对蜂、鸟、鱼、蚕、天敌、蚯蚓以及土壤微生物等非靶标生物的影响,以及在土壤中的淋溶和降解等。以此来确保所开发产品符合高效,低毒的标准。

(7)应用技术研究

开发植物源农药过程中,需要进行大范围示范试验,研究其防治靶标,用药方式,用药量,最佳用药时期,持效性、速效性评价以及抗药性风险和延缓措施。研究在有害生物发生前,发生初期,爆发后的预防、预防性治疗和治疗措施,以及在化学农药减量增效中的轮用和混用技术,充分发挥植物源农药在有害生物防治中的作用。

02发现先导化合物

即是从种类繁多的植物中,分离纯化具有农药活性的新物质,以此先导化合物为结构模板,进行结构的多级优化,创制高效低毒新农药。以植物源农药为先导化合物开发新农药的例子很多,比如以毒扁豆碱为先导,合成开发了氨基甲酸酯类杀虫剂;以除虫菊素为先导化合物开发了一系列拟除虫菊酯类杀虫剂;以烟碱为先导化合物,开发了吡虫啉、啶虫脒等一系列烟碱类农药。

生物农药未来之星?解析植物源农药研究开发方向

因此,我们开发利用植物源农药,以上两个方面要齐头并进,在直接利用植物资源,开发植物源农药,扬长避短,保质增效的同时,要注重基础研究,寻找有开发前景的先导化合物,为后期开发高效、低毒农药打好基础。

 
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