内容简介
在当前世界所面临的“人口、粮食、环境、能源”四大危机中,农药的研究、生产和应用有着重要的作用。尤其在我国,要想在节约能源、保护环境、保持农业可持续发展的前提下,保证十几亿人口的粮食供应,就必须尽量减少农业有害生物为害所造成的损失,农药的作用和功能是显而易见的。但随着化学农药越来越广泛的使用,也不可避免的带来了许多负面效应,如农药的残留、害虫的抗性及害虫再猖獗,这不仅造成了环境的污染,也使得病虫防治更加困难。
《植物农药》主要介绍了植物农药的历史、种类、部分研究进展及研究方法,旨在让更多的人认识和了解植物农药,并去发现和利用这一资源,也让我们的食品和环境更加安全。
作者简介
李少华,1965年生于山西省太原市。1985年大学毕业后一直致力于生物教育教学研究工作,并于2008年获得中国农业大学农业硕士学位。
自2004年被评为生物学副教授以来,主持并参加了多项国家级和省级课题的研究工作,其中有2项国家级和3项省级课题已顺利结题,并在国家一级和省级期刊上发表多篇专业学术论文。
课题:获得教育部“十一五”规划重点课题《生态体验式德育案例和问题研究》的子课题《植物农药在农业可持续发展中的应用研究》(编号:DEA060107-C-0256)资助。
内页插图
目录
第一章 植物源农药概述
第一节 植物源农药的定义、分类及发展简史
一、植物源农药的定义
二、植物源农药分类
第二节 植物源农药的特点
一、植物源农药的优点
一、植物源农药的弱点
第三节 植物源农药的发展历史及现状
一、植物源农药的早期利用
一、植物农药的初步研究
三、植物农药的系统研究
第二章 植物杀虫
第一节 植物对害虫的作用特点
一、植物源杀虫剂的作用方式
一、植物源杀虫剂的作用机制
第二节 植物杀虫活性成分
一、生物碱类化合物
一、萜类化合物
三、酮类化合物
四、除虫菊素
五、光活化毒素类化合物
六、植物精油
七、番荔枝内酯类化合物
八、其他
第三节 常见的杀虫植物
一、楝科植物
二、豆科植物
三、卫矛科植物
四、菊科植物
五、瑞香科植物
六、柏科植物
第三章 植物杀螨
第一节 主要杀螨活性成分
一、生物碱类
二、柠檬素类
三、黄酮类化合物
四、植物精油
五、其他类
第二节 主要杀螨植物
一、楝科植物
二、茄科植物
三、豆科植物
四、菊科植物
五、瑞香科植物
六、藜科植物
七、蒺藜科植物
八、胡桃科植物
九、唇形花科植物
十、伞形花科植物
十一、姜科植物
十二、木樨科植物
十三、桃金娘科植物
十四、其他杀螨植物
第四章 植物杀菌
第五章 植物杀线虫
第六章 植物除草
第七章 植物源活性成分的分离、鉴定
第八章 植物源农药存在问题及发展前景
精彩书摘
一、溶剂提取 溶剂提取法是实际工作中应用最普遍的方法。是依据有效成分的极性、溶解性的差异,利用某种溶剂把有效成分从植物组织中溶解或抽提出来,而对不需要的成分不溶出或少溶出。其作用原理是溶剂穿透人植物粉末的细胞膜,溶解溶质,形成细胞内外溶质浓度差,将溶质渗出细胞膜,达到提取的目的。
1.溶剂的选择
植物中化学成分在溶剂中的溶解度大小遵循“相似相溶”规律,即亲脂性的化学成分易溶于亲脂性的有机溶剂,难溶于亲水脂的有机溶剂,反之,亲水性的化学成分易溶于亲水性的有机溶剂,难溶于亲脂性的有机溶剂。
化学成分和溶剂可通过其极性的大小来估计它的亲脂性或亲水性。一般来说,化学成分的基本母核相似,其分子中官能团的极性越大、数目越多,则整个分子的极性也越大,亲水性也越强,而亲脂性就越弱;化学成分的基本母核相似,其分子中官能团的非极性部分越大、数目越多,则整个分子的极性就越弱,亲脂性也越强,亲水性就越弱。
常见溶剂极性由弱到强的顺序如下:
石油醚<四氯化碳<苯<乙醚<氯仿<乙酸乙酯<正丁醇<丙酮<乙醇<甲醇<水。
选择溶剂的要点是根据相似相溶的原则,以最大限度地提取所需要的化学成分,溶剂的沸点应适中易回收,低毒安全。甲醇、乙醇是最常用的溶剂,因为它能与水按任意比例混合,又能和大多数亲脂性有机溶剂混合,渗入药材细胞能力较强,能溶解大多数的化学成分。一般来说,甲醇比乙醇有更好的提取效果,但因其毒性较乙醇大,故多数情况下仅在实验室研究中应用,而乙醇更适于工业化生产。另外,在选择溶剂时还要注意溶剂不能与有效成分起化学反应,并要经济易得、使用安全方便等。因苯、氯仿等溶剂毒性较强,一般情况下宜用甲苯代替苯,用二氯甲烷代替氯仿。
……
前言/序言
《农田守护者:微生物防治技术指南》 内容简介: 在日益增长的粮食需求和可持续农业发展的时代背景下,传统化学农药的使用正面临前所未有的挑战。环境污染、食品安全隐患、病虫害产生抗药性等问题,促使我们必须寻求更环保、更高效的替代方案。本书《农田守护者:微生物防治技术指南》便是在这样的需求下应运而生,它旨在为广大农业从业者、科研人员、政策制定者以及关心农业可持续发展的读者,提供一份详尽、实用的微生物农药应用指南。 本书并非简单地罗列各种微生物农药的名称和作用,而是深入探讨了微生物防治的科学原理、技术要点、应用策略以及未来发展趋势。我们将从微生物防治的宏观层面入手,逐步深入到具体的微观操作,力求让读者在理解其“为什么”的同时,也能掌握“怎么做”。 第一部分:微生物防治的科学基础 在正式进入技术层面之前,有必要建立起对微生物防治坚实的理论认知。本部分将详细阐述以下几个关键点: 微生物防治的生态学原理: 我们将从生态系统中微生物的多样性和相互作用角度出发,解释为何微生物能够成为潜在的农田“守护者”。这包括对拮抗微生物、内生微生物、共生微生物在植物生长、健康和病虫害抵抗中的作用机制的深入剖析。例如,某些细菌和真菌能够通过分泌抗生素、抑制病原菌生长、诱导植物抗性等方式,有效地控制农作物病虫害。我们还会探讨这些微生物如何融入植物的微生态环境,形成一种动态平衡,从而降低对外界干预的需求。 优势病原微生物及其作用机制: 书中将重点介绍几种在农业生产中应用最广泛、效果最显著的微生物类群,如苏云金芽孢杆菌(Bt)、白僵菌、绿僵菌、枯草芽孢杆菌、木霉菌等。对于每一种微生物,我们将详细介绍其生物学特性、致病机理(或协同作用机理)、适宜的生长环境以及作用谱。例如,Bt是如何通过产生毒蛋白来特异性杀灭鳞翅目害虫的,而木霉菌又如何通过竞争、寄生和诱导抗性等多种方式来防治植物病害。 微生物农药的作用模式与化学农药的比较: 为了更好地理解微生物农药的优势,我们将对其作用模式进行详细阐述,并与传统化学农药进行对比。微生物农药通常作用靶点明确,对非靶标生物(包括有益昆虫、鸟类、哺乳动物和人类)的毒性较低,不易产生交叉抗性,且在环境中易于降解,环境友好性远高于化学农药。然而,我们也需要认识到微生物农药的局限性,例如其作用速度可能较慢,对环境条件(温度、湿度、pH值等)较为敏感,以及生产成本等问题。本书将为读者提供一个客观、全面的视角来认识微生物农药。 植物与微生物的互作机制: 植物并非被动接受微生物的影响,而是与周围的微生物形成复杂的互作关系。本部分将深入探讨植物如何识别、响应和调控其根际和叶际微生物群落,以及这些互作如何影响植物的生长发育、营养吸收和抗逆性。理解这些互作机制,将有助于我们更好地筛选和利用有益微生物,构建健康的植物微生态。 第二部分:微生物农药的开发与生产 理论的知识需要转化为可应用的实践。本部分将聚焦于微生物农药的开发与生产过程,为科研人员和企业提供技术指导。 微生物菌种的筛选与鉴定: 优质的微生物菌种是微生物农药的基础。本书将详细介绍从土壤、植物病灶、昆虫体内等不同生境中分离、筛选和鉴定具有防治潜力的微生物的方法。这包括传统的微生物培养、鉴定技术,以及现代分子生物学技术(如DNA测序、基因组学分析)在菌种鉴定和功能分析中的应用。 微生物农药的剂型开发: 为了保证微生物农药的稳定性和有效性,剂型开发至关重要。我们将介绍不同类型的微生物农药剂型,如可湿性粉剂(WP)、悬浮剂(SC)、颗粒剂(GR)、微胶囊剂(MCM)等,并分析不同剂型的优缺点、适用范围以及生产工艺。特别地,本书将强调开发能够延长微生物存活期、提高土壤或植物表面附着性、并最终提高生物活性的新型剂型。 规模化生产工艺与质量控制: 从实验室的小试到工厂的大规模生产,需要掌握一系列关键的生产技术。本部分将详细介绍微生物培养基的配方、发酵工艺优化、后处理技术、干燥技术以及包装技术等。同时,我们将强调严格的质量控制体系,包括菌种纯度检测、活菌数测定、生物活性测定、杂菌含量控制以及稳定性测试等,以确保最终产品的质量和药效。 微生物农药的生物安全性评估: 在推广应用微生物农药之前,进行全面的生物安全性评估是必不可少的环节。本书将介绍关于环境风险评估(对非靶标生物的影响、基因漂流风险等)和食用安全性评估(农药残留、毒性等)的法规要求和评估方法,帮助读者了解如何规范、安全地开发和使用微生物农药。 第三部分:微生物农药的应用技术与策略 开发出优质的微生物农药只是第一步,如何将其有效应用于田间,最大化其防治效果,并与现有农业生产体系融合,是本书的重点关注内容。 不同作物与病虫害的微生物防治方案: 针对不同作物(如水稻、小麦、玉米、蔬菜、果树、棉花等)和主要病虫害(如白粉病、灰霉病、蚜虫、螟虫、白蚁等),本书将提供详细的微生物农药应用方案。这包括推荐适用的微生物农药种类、最佳施用时期、施用方法(如叶面喷施、土壤处理、种子处理、根部浸泡等)、施用剂量以及与其他防治措施的配合使用建议。 微生物农药的施用技术与最佳实践: 施用技术直接影响微生物农药的药效。我们将详细介绍各种施用技术的要点,例如: 叶面喷施: 喷施压力、雾滴大小、喷施均匀性、施用时间(避免高温、强光、大风天气)等。 土壤处理: 沟施、穴施、拌种、灌根等,以及如何提高微生物在土壤中的存活率和活性。 种子处理: 包衣、拌种等,如何确保种子萌发和幼苗生长期间的保护。 生物熏蒸: 针对特定病虫害的特殊应用方式。 微生物农药与综合病虫害管理(IPM)的整合: 微生物农药并非孤立的防治手段,而是综合病虫害管理(IPM)体系中的重要组成部分。本书将深入探讨如何将微生物农药与其他防治技术(如生物防治、物理防治、抗性品种选育、农业措施等)有机结合,形成一套经济、高效、环境友好的综合防治策略。我们将分析不同技术之间的协同增效作用,以及如何通过IPM模式,降低对单一防治手段的依赖,延缓病虫害抗药性的产生。 微生物农药的田间使用注意事项与效果评估: 在实际应用中,需要注意许多细节以确保微生物农药的效果。我们将列举田间使用时常见的误区和需要注意的事项,例如,施用前的准备工作、不同微生物的混用禁忌、施用后的观察与记录等。同时,本书还将介绍如何科学地评估微生物农药的防治效果,包括参照小区设置、病虫害发生程度的测定、产量效益的统计分析等。 第四部分:微生物农药的未来发展趋势与挑战 科技的发展永无止境,微生物农药作为新兴的生物农药领域,正处于快速发展的轨道上。本部分将展望微生物农药的未来,并探讨其面临的挑战。 基因工程与合成生物学在微生物农药开发中的应用: 随着基因工程和合成生物学技术的飞速发展,我们可以通过基因编辑、基因组重排等技术,改良现有微生物菌株,提高其生物活性、环境适应性和稳定性,甚至创造出具有全新功能的新型微生物农药。例如,通过基因工程技术,可以增强微生物的产毒能力,或者赋予其更强的抗逆性。 新型微生物来源的探索与应用: 除了已知的微生物类型,科学家们还在不断探索新的微生物资源,例如深海微生物、极端环境微生物、以及植物内生微生物等,这些新的资源可能蕴藏着更高效、更广泛的应用潜力的微生物农药。 大数据与人工智能在微生物农药研发与应用中的作用: 大数据分析和人工智能技术能够加速微生物菌种的筛选、作用机制的解析、田间施用策略的优化,以及预测病虫害的发生规律,从而提高微生物农药的研发效率和应用精准度。 政策法规与市场推广的挑战: 微生物农药的推广应用离不开政府的支持和市场的认可。本部分将探讨当前在政策法规、标准制定、市场准入、农民培训、市场推广等方面存在的挑战,并提出相应的建议。例如,需要进一步完善相关的法律法规,建立健全的质量标准和认证体系,加强对农民的培训和技术推广力度,以及鼓励企业加大研发投入等。 可持续农业与生态文明建设中的角色: 最后,我们将再次强调微生物农药在推动可持续农业发展、保护生态环境、保障食品安全方面的战略意义,并展望其在构建生态文明社会中的广阔前景。 《农田守护者:微生物防治技术指南》不仅仅是一本书,它更是农业从业者走向绿色、高效、可持续生产道路的同行者。我们希望通过本书的出版,能够启发更多人关注和实践微生物防治技术,共同守护我们赖以生存的农田,收获健康、安全的未来。