簡(jiǎn)介
菊酯是滅蚊產(chǎn)品的主要成分,是一種能夠有效殺死蚊蠅的農藥,有天然菊酯及化學(xué)合成菊酯。天然菊酯的主要成分為除蟲(chóng)菊素;化學(xué)合成的菊酯稱(chēng)為擬除蟲(chóng)菊酯,種類(lèi)較多,有氯菊酯、胺菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、右旋反式烯丙菊酯等,這些成分都屬于世界衛生組織推薦可用于防治衛生害蟲(chóng)及其媒介的農藥。
天然菊酯
應用歷史
菊酯
除蟲(chóng)菊是指菊科菊屬除蟲(chóng)菊亞屬的若干種植物。傳說(shuō)很久以前,在古波斯一帶,有一婦女從田間采回一些美麗的小花,不久把枯萎的小花丟在屋角,數周后,發(fā)現在枯花周?chē)幸恍┧老x(chóng)。這是發(fā)現除蟲(chóng)菊殺蟲(chóng)作用最早的傳說(shuō),未見(jiàn)于文字記載。19世紀初,Jumtikoff(亞美尼亞人)發(fā)現北高加索一個(gè)部落用一種紅花除蟲(chóng)菊花粉殺蟲(chóng),1928年起開(kāi)始大量加工制造這種藥粉。
1935年中國開(kāi)始少量種植。
第二次世界大戰前,主產(chǎn)于日本(1.3萬(wàn)噸干花/年,占全世界70%)。
20世紀40年代至70年代,主產(chǎn)東非(肯尼亞、烏干達、坦桑尼亞),最高年產(chǎn)量2萬(wàn)-2.2萬(wàn)噸。
21世紀初,主產(chǎn)于肯尼亞、坦桑尼亞、厄瓜多爾、烏干達、剛果、日本、澳大利亞、中國江蘇、云南、臺灣等地。
一般除蟲(chóng)菊花中含殺蟲(chóng)物質(zhì)僅1%左右,肯尼亞曾培育出一個(gè)品種,含量最高也僅達3%。但其優(yōu)良殺蟲(chóng)性能,引起世界化學(xué)家的高度重視。
成分及含量除蟲(chóng)菊素,除蟲(chóng)菊素是除蟲(chóng)菊中的殺蟲(chóng)成分,為黃色粘稠狀液體,在堿、強光、高溫(60℃)下不穩定(需加增效劑),不溶于水,安全無(wú)藥害。
1、制?。撼x(chóng)菊干花經(jīng)石油醚回流萃取、濃縮,得粗制濃縮物,含除蟲(chóng)菊素20%~30%,經(jīng)過(guò)脫蠟、脫色,得含量為60%的精品。若用硝基甲烷或混合溶劑如甲醇/煤油、石油醚/乙腈、石油醚/硝基甲烷精制,可獲得含量80%~85%近于無(wú)色粘稠狀高純度產(chǎn)品。
2、各部分的有效含量:
一般含量為0.9%~1.3%,高者達3%。
花:0.8%-1.5%;
莖葉:0.15%;
根:無(wú)
加工劑型除蟲(chóng)菊乳油(3%)
油劑、氣霧劑、蚊香
防治對象衛生害蟲(chóng):蚊、蠅、蜚蠊;
家畜害蟲(chóng):廄蠅、角蠅;
貯糧害蟲(chóng):米象。
擬除蟲(chóng)菊酯
研究歷史化學(xué)合成的菊酯,由于它們的化學(xué)結構和天然除蟲(chóng)菊素類(lèi)似,被稱(chēng)為擬除蟲(chóng)菊酯(pyrethroids)。這類(lèi)菊酯不但和天然的一樣具有高效、廣譜、對環(huán)境無(wú)害等特點(diǎn),而且化學(xué)性質(zhì)穩定、殘效較長(cháng)。
20世紀初,在天然除蟲(chóng)菊素化學(xué)結構基本研究清楚的基礎上,已開(kāi)始研究其有效成分的化學(xué)結構。1924年 瑞士化學(xué)家Staudinger和Ruzicka發(fā)現除蟲(chóng)菊素Ⅰ、Ⅱ組分的結構(多年研究,十多篇文章),為其化學(xué)發(fā)展奠定了基礎(雖分子結構推測尚存差錯)。
英國Harper和Crombia研究了菊酸的立體構型,后來(lái)英國Harper和日本Katsuda分別發(fā)現了酸和醇的絕對構型,這對發(fā)展擬除蟲(chóng)菊酯起了很大的作用。
歷經(jīng)半個(gè)多世紀,直到1964年才最后確定共有6種有效成分。
以PyrethrinⅠ為原型,美國Laforge等(1947)用丙烯基(-CH2CH=CH2)代替其環(huán)戊烯醇側鏈的戊二烯基。
1949年美國碳素化學(xué)公司投產(chǎn),從而商品化。從此開(kāi)發(fā)出一類(lèi)高效、安全、新型的殺蟲(chóng)劑——擬除蟲(chóng)菊酯殺蟲(chóng)劑。
第一代擬除蟲(chóng)菊酯特點(diǎn)

菊酯
(1)結構上具八個(gè)異構體,以1R,3R(+)反式,S(+)異構體對家蠅毒力最高(LD50=0.24g/蠅),是毒力最低的1S,3R(-)反式,R(-)異構體(45.2g/蠅)的500倍。(2)強觸殺、擊倒快,藥效比除蟲(chóng)菊素差(尤其對蟑螂)。
(3)蒸氣壓20℃,9.33×10Pa,可加工成蚊香,電熱蚊香片。
(4)殘效短,光敏感(穩定性比Pyrethrin稍好)。
(5)低毒:大鼠口服LD50:685(♀)-1100(♂)mg/Kg。
種類(lèi)
(1)丙烯菊酯(Allethrin)
丙烯菊酯為觸殺性殺蟲(chóng)劑,主要用于蚊香和氣霧劑防治蚊蠅等??膳c氯菊酯、胺菊酯、苯醚菊酯、溴氰菊酯及氟氯氰菊酯等復配為氣霧劑。
丙烯菊酯殺蟲(chóng)效力強,擊倒速度快,蒸氣壓大小適中,具有熏蒸和觸殺作用,由于對蚊蟲(chóng)有相當好的驅避作用,因而特別適用于蚊香和電熱蚊香。右旋丙烯菊酯,尤其是Es-生物丙烯菊酯擊倒作用顯著(zhù),故也可作氣霧劑、噴霧劑使用。但丙烯菊酯對害蟲(chóng)致死力差,故應與致死力強的殺蟲(chóng)劑復配使用。
(2)其它主要品種
到1972年,共合成約19個(gè)品種(包括異構體約33個(gè)品種)。
a.芐呋菊酯(Resmethrin)和生物芐呋菊酯(右旋反式異構體)(Bioresmethrin)
b.Resmethrin
c.Bioresmethrin
第二代擬除蟲(chóng)菊酯特點(diǎn)
UK Elliott,Michael(1976,1980兩次獲英女皇獎)。在環(huán)丙烷羧酸的>C=C<側鏈上的兩甲基以鹵素取代和以3-苯氧基芐醇作為菊醇部分而合成的酯,解決了對光不穩定問(wèn)題,完成了第一代Py(僅用于室內防治害蟲(chóng)、牲畜體外寄生蟲(chóng)及貯糧害蟲(chóng))向第二代Py轉變。
可用于農林害蟲(chóng),成為農藥發(fā)展史上的光輝篇章。
種類(lèi)
(1)氯菊酯(permethrin)
是一種高效、廣譜殺蟲(chóng)劑,對蚊蠅、蟑螂等多種害蟲(chóng)均有較強的觸殺和胃毒作用,并有殺卵和驅避活性。綜合氯菊酯的主要特點(diǎn)為:對蚊蠅、蟑螂等害蟲(chóng)殺死力強,是殺死型菊酯的主要代表;沒(méi)有刺激性,適宜空間噴霧;持效長(cháng),可作為室內滯留噴灑;擊倒作用略差,故常與擊倒型菊酯復配。
(2)氯氰菊酯(cypermethrin)
具有觸殺和胃毒作用。殺蟲(chóng)譜廣,藥效迅速,對光、熱穩定,對某些害蟲(chóng)的卵具有殺傷作用。用于防治蚊蠅和蟑螂,具有很好的殺滅效果。其主要特點(diǎn)為:對蚊蠅、蟑螂等害蟲(chóng)殺死力強,一般比氯菊酯高2-4倍;持效性好,適合滯留噴灑;也有一定的擊倒作用。
(3)溴氰菊酯(deltamethrin,敵殺死)
溴氰菊酯具有觸殺、胃毒和驅避作用。殺蟲(chóng)譜廣,擊倒速度快,其殺蟲(chóng)毒力比其他擬除蟲(chóng)菊酯大5-10倍,用藥量為目前殺蟲(chóng)劑中最少的一種。它是神經(jīng)性毒劑,能使昆蟲(chóng)過(guò)度興奮、麻痹而死亡。
綜合其主要特點(diǎn)為:對蟑螂、蚊、蠅、臭蟲(chóng)、蚤、虱、螞蟻等害蟲(chóng)殺死力強,一般比氯菊酯高2-4倍;持效性好,適合滯留噴灑、浸泡蚊帳、制作殺蟲(chóng)涂料和殺蟲(chóng)藥筆及毒餌等。
(4)胺菊酯(tetramethrin)
對蚊、蠅、蟑螂、蚤、虱、螨等害蟲(chóng)都有良好的防治作用。其擊倒速度極快,故常與殺死型菊酯及增效劑等復配,根據需要可加工成氣霧劑、油劑等不同劑型。胺菊酯的系列產(chǎn)品還有右旋胺菊酯(D-tetramethrin)。
綜合其主要特點(diǎn):對蚊蠅等飛行昆蟲(chóng)有十分卓越的快速擊倒作用;對蟑螂等爬行昆蟲(chóng)有一定的驅趕作用,可將蟑螂從潛伏處驅趕出來(lái),從而提高昆蟲(chóng)接觸藥劑的機會(huì );對昆蟲(chóng)致死力和持效性差,加熱不易蒸發(fā),故可廣泛用于氣霧劑和噴射劑等劑型中殺滅蚊蠅和蟑螂等。
(5)氰戊菊酯與來(lái)福靈
(6)三氟氯氰菊酯(功夫)
(7)氟氯氰菊酯(百樹(shù))
(8)甲氰菊酯
(9)醚菊酯 ethofenprox
(10)乙氰菊酯(cycloprothrin)殺螟菊酯
(11)硅醚菊酯
在生物等排的基礎上引入硅原子,對魚(yú)毒性明顯降低,青鳉魚(yú)TLM(48h)>1000ppm。
(12)氟硅菊酯(silafluofen)硅白靈
對魚(yú)毒性降低上萬(wàn)倍,可用于水田。
(13)七氟菊酯(tefluthrin)
第一個(gè)可用于土壤殺蟲(chóng)劑的擬除蟲(chóng)菊酯。
作用機理
作用部位神經(jīng)細胞軸突部位(與DDT類(lèi)似),作用于外周神經(jīng)系統還是中樞神經(jīng)系統沒(méi)有確定。延緩軸突膜內外Na 門(mén)開(kāi)閉,影響Na 、K 的通透性或產(chǎn)生毒素,引起組織細胞病變等,使昆蟲(chóng)致死。
機理arahashi(1980)根據昆蟲(chóng)中毒癥狀和對神經(jīng)的作用將Py分為兩類(lèi):
1.Ⅰ型:胺菊酯、丙烯菊酯、芐呋菊酯、苯醚菊酯、二氯苯醚菊酯等(不含-CN),產(chǎn)生明顯重復后放。
原因: Na 、K 離子通道(尤其是Na+ 門(mén))被延緩關(guān)閉,當動(dòng)作電位近終止時(shí), Na 仍然不斷進(jìn)入神經(jīng)膜內,膜的電位差使保持膜內對膜外為正的去極化狀態(tài),負后電位延長(cháng),當其超過(guò)膜的限閾電位時(shí),又產(chǎn)生動(dòng)作電位,連續下去就形成重復后放,表現興奮及不協(xié)調運動(dòng)。
溫度影響重復后放,低溫下(<26℃)重復后放活性增加——解釋負溫度系數。
也有人認為重復后放與毒力無(wú)關(guān),中毒昆蟲(chóng)在一定劑量下能蘇復。
2.Ⅱ型:包括deltamethrin、cypermethrin、fenvalerate及其它含-CN的Py。
不產(chǎn)生重復后放,但對軸突及運動(dòng)神經(jīng)元的端極去極化很有效中毒癥狀:不同于Ⅰ型,很快產(chǎn)生痙攣、麻痹,最后中毒死亡,而不表現高度興奮和不協(xié)調運動(dòng)。
藥效特點(diǎn)
高效其殺蟲(chóng)效力一般比常用殺蟲(chóng)劑高10~50倍,且速效性好,擊倒力強。例如,溴氰菊酯每畝用藥量?jì)H1/15克左右,是截至21世紀初藥效最高的殺蟲(chóng)劑之一。菊酯的分子含有多種立體異構體,毒力相差很大,分離或合成其中的高毒力異構體甚為重要。
廣譜對農林、園藝、倉庫、畜牧、衛生等多種害蟲(chóng),包括咀嚼式口器和刺吸式口器的害蟲(chóng)均有良好的防治效果。早期開(kāi)發(fā)的品種對螨的毒力較差,但目前已出現一些能兼治螨類(lèi)的品種,如甲氰菊酯、氟氰菊酯,并有能當殺螨劑使用的氟丙菊酯。早期的品種由于對魚(yú)、貝、甲殼類(lèi)水生生物的毒性高,不允許用于水稻田,目前已開(kāi)發(fā)出對魚(yú)蝦毒性較低的品種,如醚菊酯、乙氰菊酯可在稻田使用。
極不穩定光、熱易分解、殘效期太短、價(jià)貴,農業(yè)上不能使用。
使用注意
要求噴藥均勻這類(lèi)藥劑的常用品種對害蟲(chóng)只有觸殺和胃毒作用,且觸殺作用強于胃毒作用,如氰戊菊酯對斜紋夜蛾的觸殺毒力比胃毒毒力大8—9倍。因此,施藥時(shí)要把藥液直接噴灑到蟲(chóng)體上,或是均勻地噴灑到作物體表面,使害蟲(chóng)在作物體上爬行沾著(zhù)藥劑或是吃了帶藥的作物體,才會(huì )中毒死亡。
極易誘產(chǎn)生抗藥性國內外的實(shí)踐表明農用擬除蟲(chóng)菊酯是一類(lèi)容易誘發(fā)害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性的殺蟲(chóng)劑,其抗藥性表現有兩個(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn)。一是抗藥性發(fā)展快、水平高。例如在20世紀80年代初期,黃河中下游使用菊酯僅3~4年,棉蚜對氰戊菊酯、溴氰菊酯就產(chǎn)生了上千倍的抗性。
因此,為了合理使用菊酯類(lèi)農藥,延長(cháng)其使用壽命,建議使用時(shí)注意3點(diǎn):
1、規定使用范圍,限定對作物危害嚴重的害蟲(chóng)才使用菊酯殺蟲(chóng)劑,其他害蟲(chóng)盡可能選用其他類(lèi)型殺蟲(chóng)劑;
2、在關(guān)鍵世代用藥,對必須用菊酯殺蟲(chóng)劑防治的害蟲(chóng)也只能在害蟲(chóng)發(fā)生危害的關(guān)鍵世代使用,其他世代選用別的殺蟲(chóng)劑防治;
3、限制使用次數,一般在一個(gè)生長(cháng)季節使用1~2次,并與其他類(lèi)型殺蟲(chóng)劑輪用或混用。不可把菊酯農藥當作萬(wàn)能藥,無(wú)處不用或連年頻繁使用。
4、品種間抗藥性有差異。不論是發(fā)展速度還是水平都有較大的差異,在使用溴氰菊酯、順式氯氰菊酯高效氯氰菊酯等品種時(shí),更應注意防止害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性。
中毒治療
1、無(wú)專(zhuān)用解毒藥。
2、可用阿托品及抗痙攣藥物。
3、必須遵醫囑。
4、一般不產(chǎn)生慢性毒性。