自动化思维_自动化农药剂型研究思考

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２００９，２５（０３）：１７９－１８４

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Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ 自动化农药剂型研究思考

赵永发，刘绍文，张亚，柏海玲，戴良英

（湖南农业大学生物安全学院，长沙４１０１２８）

摘要：笔者主要描述了自动化农药剂型的定义、优点，依据自动化农药剂型的特点，分别从农药荆 型本身、昆虫信息素、生物技术、转基因、生物反应器、遥感技术、自动消解等方面探讨了自动化农 药剂型开发的途径、影响因子、可能存在的问题及对策。通过分析认为：自动化农药剂型是一种智 能化农药剂型，这种农药荆型能自动识别有害生物，并及时释放农药将有害生物控制在经济危害 水平以下，不仅环保、经济、节省劳力、节约成本，而且能大大提高工作效率，是未来农药剂型的发 展方向。中国在自动化农药费ｌ型研究方面还是一片空白，而要实现这个目标，还需要深入研究。 最后笔者对自动化农药剂型进行了展望。 关键词：自动化；农药剂型；研究 中图分类号：￥４８２ 文献标识码：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

ｔｈｅ

ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ

ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ

ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ，

ｏｆ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ

ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃ，ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ，ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ

ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ ａｎｄ

ＳＯ

ｏｎ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ

ｔｏ

ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｐｅｓｔｉｃ

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

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ｏｕｒ

ｃｏｕｎｔｒｙ．Ｉｔ ｉｓ

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ｐｌａｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ

ｔｈｅ ａｕｔｈｏｌ－ｐｒｅｄｉｃｔｓ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｕｔｕｒｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ，ｒｅｓｅａｒｃｈ

目前，随着人们对保护环境的重视以及可持续发 展的需要，国内外农药的剂型正朝着水基性、粒状、缓 释、多功能及省力化的方向发展【１１。一些安全、经济、 省力的剂型正在研究并已有应用，他们将代替那些对 环境污染严重、毒性高、用量大的剂型。过去占统治地

颗粒剂（Ｇ鼬愈来愈受到冲击Ⅲ。然而，由于农药剂型 设计不精确，导致农药使用过量或者不精确，致使作物 或动物中毒事件常有发生。如果农药的使用量比较精 确且在生物允许的范围内，就不会表现出毒性。为此， 人们开展了这方面的研究，日本曾经利用温度、水分或 光照等自然因素为刺激信息，传递给药剂后才放出有

位的剂型一乳油（ＥＣ）、可湿性粉剂（、ⅣＰ）、粉剂（ＤＰ）和

第一作者简介：赵永发，男，１９７９年出生，在读硕士，主要从事植物病理学研究。通信地址：４１０１２８湖南农业大学生物安全科学技术学院，

Ｅ－ｒｅａｌｌ：ａｚｙｆｌｌ２１＠ｙａｈｏｏ．ｃｎ。

通讯作者：藏良英，男。１９６３年出生，博导，教授，主要从事分子植物病理学研究。通信地址：４１０１２８湖南农业大学生物安全科学技术学院。 Ｅ－－ｍａｉｌ：ｄａｉｌｙ劬ｕｎａｕ．ｎｅｔ。 收稿日期：２００８—０６—１０。修回日期：２００８－０７—２７。

万方数据

１８０?

中圄农学通报ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃａｓｂ．ｏｒｇ．ｃｎ 力、感知有害生物的敏感性、及时释放毒剂杀死有害生 物的准确性、主动消解的能力等是农药剂型自动化研 究的热点，也是剂型研究中比较难控制的因子，因此， 必须下大力气开展研究。特别是农药剂型自动识别有 害生物并及时释放药剂的能力，是农药剂型自动化研 究的决定环节。其次是农药内部之间各个因子之间的 协调性，一种好的农药剂型不仅内部兼容性好，而且省 力省时安全环保又对环境友好。假如其内部各个因子 不协调，不是不能发挥农药剂型的自动化功能，就是对 环境造成危害，影响农药的正常使用。潘立刚‘７１等比 较详细的讲述农药种衣剂内部各个因子的重要性，吴 文君ＩＳ］也指出农药内部因子对有害生物的湿展性、渗 透性及农药混剂兼容性问题等对农药自动化剂型的开 发具有重要的指导意义。 ２．２利用昆虫信息素技术 性信息素义称昆虫的外激素，简称性诱剂。在自

效成分的制剂为定时释放剂。即将有效成分的释放与 作物生长或防治对象的环境需求相配合，使之充分有

效地利用农药。如聚丙烯酸Ｃ。以。。脂肪醇酯中的 Ｃ。托。。脂肪醇侧链的熔点为１５－３０℃，利用该侧链在

此温度范围的熔化和结晶来控制农药的释放ｐ１。中国 的申继忠［４１朱昌雄胪，也曾对微生物制剂做精辟的分析， 查友贵［ｅｌ还提出过农药剂型智能化做过详细的描述， 但至今没有见到类似报道的相关研究。因此，笔者在

前人研究报道的基础上提出了一种能自动感知有害生 物生存环境的一系列信息参数并能根据感知的参数自 动释放化合物的农药新剂型，并进行了系统分析，以期 对农药新剂型的研究提供新的思路，，如果这种新剂型 能够转化为生产力，将能大大提高农药的生命力。 １自动化农药剂型概况 １．１自动化农药剂型 农药剂型自动化是指通过利用微生物技术、气候 因素、生物信息素、卫星遥感技术、ＰＣＲ技术转基因技 术等途径，发明一种能主动识别有害生物生殖发育规 律、发生危害规律、活动规律等有关信息，且能依据这 些规律积极采取措施，在最有效的时间内处理有害生 物，达到精确控制有害生物的目的的新型农药剂型。 具备这种特性的农药剂型称为自动化农药剂型。 １．２自动化农药剂型优点 １．２．１自动感知性具有感知有关有害生物信息且根据 这些信息采取相应措施，控制有害生物的功能。 １．２．２自动识别性能够识别搜索有害生物并主动向 有害生物进攻或使药剂直接到达其作用部位控制有害 生物。 １．２．３高度准确性药剂施用动机明确有害生物甚至有 害生物的具体作用部位。 １．２．４作业高效率性其最终目标是以最少用药量控 制有害生物，大大减少农药的损耗，提高农药的利用 率，达到节药高效的功能。 １．２．５省时省力性由于这种药剂具备自动识别自动 释放农药的功能，不需要满负荷、高强度劳动，因此，节 约时间和劳动力。 １．２．６无污染性这种农药剂型高度集约化、高度精确 性，节约农药，不会过多的释放农药，所以不污染环境。 ２自动化农药剂型的途径 ２．１农药剂型自身因素 在创制自动化农药剂型时，其本身因素起着至关 重要的作用，主要体现在两个方面：一方面是其本身的 理化性质；另一方面是其本身各个要素之间的协调 性。当农药释放于田间后，其

本身的粘附性、湿展能

然界中很多昆虫依靠释放化学物质一性信息素与雄蛾

取得联系，从而达到延续后代的目的ｐ１。科学家们利 用了这一特性研制出了昆虫性信息素，而且人们利用 昆虫信息素在田间防治上也取得一定的成绩。在病虫 害预测预报方面，全世界已经应用的昆虫近百余种。 在２０世纪８０＿＿９０年代，美国和加拿大成功地利用昆虫 性信息素进行种子园虫情预报ｎ¨ｌ】；在生物防治方面， 已经广泛使用昆虫性信息素诱导有害生物聚集或者干 扰昆虫的交配活动；但是，如何利用性信息素与其它农 药联用技术创制农药新剂型是一项新技术，该技术主 要是用性信息素诱捕器引诱雄蛾，使被引诱雄蛾沾染 病毒、原生动物或化学不育剂后仍返回田间，该种雄蛾 通过与田间雌蛾交配而使病毒蔓延，导致整个种群产 生流行病；接触过化学不育剂的雄蛾．通过交配使雌 娥产生的子代不育。采用性信息素与生物农药相结台 的使用技术发挥了二者的长处，然而这项技术还不成 熟，是目前致力发展的新课题”２１。前苏联采用性不育 诱捕器防治一种葡萄卷叶蛾，每公顷果园仅设置８个 性不育诱捕器．即能达到明显的防治效果，不育率高 达９０％，其效果相当于施用化学农药ｎ３ｌ。 ２．３微生物技术因素 微生物技术主要是通过在农药剂型中加入有微生 物的活性自动感知有害生物活动规律、危害规律、发生 特点等主动向有害生物发起进攻，从而使有害生物得 到控制。在２０世纪９０年代人们已经开发出许多微生 物农药剂型如：１９９３年申继忠等讲述细菌杀虫剂刚１４１；

１９９６年张光裕等讲述病毒杀虫剂“５１；１９９７年Ｂａ ｔｅｍａｎ 讲述真菌杀虫剂白僵菌和绿僵菌【１哪；１９９４年李扬汉等

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赵永发等：自动化农药剂型研究思考

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讲述真菌除草剂㈣：１９９５年Ｇｅｏｒｇ，ｅｔ ａ１．讲述线虫杀虫

人们利用抗体与抗原的相互识别性成功进行检测各种 病毒如张国强∞１指出使用ＥＬＩＳＡ检测狂犬病病毒有一 定的研究价值；赵战勤嘲应用ＥＬＩＳＡ技术对猪体内支 气管败血波氏杆菌效果明显；曾得意∞建立了ＥＬＩＳＡ 方法测定精喹禾灵，提高了检测的效率：宋江峰鲫认为 ＥＬＩＳＡ必将在农药食品检测中得到广泛的应用等。根 据已经有的研究成果，可以使用抗体与抗原相互识别 提高自动化农药剂型的智能型。 ２．５．２基因与基因的识别 佛洛尔（Ｆｌｏｒ，１９４２）经历十

剂等呻’彳寻到广泛的应用。在线虫制剂方面【１蚴１昆虫病

原线虫依靠来自寄主本身或其它物质的化学刺激来寻 找寄主。寄主粪便散发出的气味或寄主呼吸产生的 Ｃ０２对侵染期线虫具有引诱作用。昆虫排泄物中的尿 酸、黄嘌呤、尿囊素、氨和精氨酸等对线虫具有引诱效 果。培养温度、线虫本身的共生菌及植物汁液都对吸 引线虫有影响。线虫侵入寄主后，和共生菌共同作用， 在２４ ｈ内能杀死寄主，也取得一定进展。但是微生物 制剂是农药剂型自动化的前身，为农药剂型自动化研究 奠定了基础，下～步如何使农药剂型具有活性和灵性， 就要就要深入研究微生物的生物活性、农药内部各因子 对微生物的兼容性、微生物本身或其次生物质对有害生 物的诱导或刺激作用为农药剂型自动化打下实践基础。 ２．４转基因因素 自从转基因技术问世以来，它以迅猛的速度向各 个领域扩散，通过基因重组将植物、动物、微生物的基 因相瓦转移，无论是增加生物体内原来没有的基因或 是更换与减少生物体内原有的基因种类，都是改变物 种，给人类科学研究开辟了新途径。人们已经成功地 在农作物上开发出转基因玉米、小麦、棉花、大豆等农 作物，然而，在农药学领域，如果能利用转基因技术创 制转基因农药，将能大大提高农药剂型的自动化性。 在农药中加入能识别有害生物信息素的基因或者加入 能消除有害生物抗性位点的基因或者同时加入多种多 功能活性基因，将能农药剂型的研究打开更广阔的发 展空间。众

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