储粮害虫对粮食及其制品造成的损失以减重、品质劣变为主。近年来,国内外防治储粮害虫仍然以使用化学杀虫剂为主,包括使用磷化氢、硫酰氟等熏蒸剂,以及拟除虫菊酯类的触杀剂。长期使用化学杀虫剂已引起严重的害虫抗药性,并伴有环境污染、农药残留等负面问题。随着人们对食品安全日益关注,政府对剧毒化学药剂管控越来越严,人们迫切需求对环境友好、可持续、高效的储粮害虫防治方式。
作为一种昆虫生长调节剂(IGRs),烯虫酯对储粮害虫防治效果高效、专一、无环境污染、对非靶标生物微毒的特点引起储粮害虫防治领域的高度关注。
生物化学农药烯虫酯1968年首次合成,1975年美国联邦环保署注册为化学杀虫剂,并于1982年更改注册为生物化学杀虫剂。由于烯虫酯的高活性、靶生物相对特异性和良好的环境安全性,大量的产品被开发、评估和推广用于控制公共卫生、畜牧、宠物、城市和仓储等害虫。之前,烯虫酯产品仅在欧美发达国家有应用,相关国家对我国进行技术封锁,属于卡脖子技术产品。
产品简介
烯虫酯英文名称:Methoprene,化学名称:(E,E)-( RS)-11-甲氧基一3,7,11-三甲基十二碳-2,4--烯酸异丙酯,分子式:C19H34O3,分子量:310.47。结构式:
以香茅醛、乙酰乙酸乙酯为主要反应物,经缩合整合等系列反应,可得到烯虫酯原药。烯虫酯是第一个合成的保幼激素类似物(JHA),与天然昆虫生长调节剂结构类似(同属倍半萜烯类),且调节剂功能一致。可干扰昆虫正常的成熟过程,使其不能完成变态,从而大大减少环境中有害昆虫的数量。作为一种生物化学杀虫剂,被西方国家在农业、种植业、畜牧业、仓储、公共卫生等领域得到广泛应用与推广。
作用机理
烯虫酯对昆虫不产生直接致死作用,而通过破坏或干扰昆虫体内激素平衡,造成昆虫内分泌紊乱,使幼虫不能完成生长变态和性成熟而死亡,如幼虫不能正常蜕皮和蛹不能正常羽化等问题,同时还可使成虫产生不孕现象,进一步降低害虫种群。药剂具有靶标生物特异性和极高保幼激素活性,特别是在有限环境或区域内长期应用时,随着时间的延长,1-2 个月后害虫种群数量受到明显的抑制,3-6 个月以后种群基本灭绝。
毒性
S-烯虫酯对大鼠的经口、经皮、吸入均为LD50>5000mg/kg,LD50=34000mg/kg剂量是化合物的毒理测试剂量上限,说明S-烯虫酯基本无急性毒性,归类为最低级别,微毒。初期兔子的眼睛刺激和皮肤刺激研究表明,S-烯虫酯局部接触,不会引起眼睛刺激和皮肤刺激。同样,对豚鼠的实验数据,皮肤不会对S-烯虫酯产生致敏。
产品特点
烯虫酯作为一种昆虫生长调节剂,可作用于多种害虫的防治,包括蚊、蝇、蠓、储粮害虫、烟草甲虫、跳蚤、虱子、臭虫、牛蝇、菇蚊等,靶标害虫是在其纤弱嫩稚的幼虫阶段,少量药物就能起到作用,抗药性也不容易产生,作为脂类化合物,在昆虫体内具有化学稳定性和抗降解性。当烯虫酯与其他杀虫剂联合使用时,如与硅藻土杀虫剂、甲基毒死蜱、多杀菌素、以及除虫菊酯一起使用时,它通常会产生增效作用。
烯虫酯只由碳氢氧原子组成,碳14原子示踪研究表明烯虫酯在土壤中,特别是在紫外线的光照下,会较快地降解成自然中存在的醋源化合物,最终分解成为二氧化碳和水。因此对环境的影响微乎其微。
与传统神经毒性杀虫剂相比,烯虫酯对脊椎动物无毒是一个明显的优势,它的主要局限性表现在对成虫无杀灭作用,但可以产生降低其繁殖力、生活力、耐热性、产卵效应等亚致死效应。
登记情况
国内
烯虫酯目前国内仅有4个登记证,由胜杰生命科技(潜江)有限公司持有。登记作为卫生杀虫剂,用于室外蚊虫防治。
S-烯虫酯制剂产品登记应用
美国
目前烯虫酯(包括Methoprene和S-Methoprene)在美国共有187个登记证,与氟虫腈、醚菊酯、除虫菊酯等有复配,登记用于动物治疗、住宅(室内)(投药)、水处理、食物储存等。
澳大利亚
目前烯虫酯在澳大利亚共有63个登记证,与除虫菊酯、氟虫腈、杀螟硫磷、苏云金杆菌、甲基毒死蜱、多杀菌素、伊维菌素等有复配。
应用情况
国外
目前应用市场主要为北美、欧洲、大洋洲等区域,用于控制西尼罗疟疾、登革热、乙脑等蚊媒传播流行病,以及抑制储藏物害虫,红火蚁,菇蝇,牛蝇,跳蚤和蟑螂等。在美国,烯虫酯可直接用于谷物,作为谷物保护剂。还可用于工厂、仓库和食品加工厂储存设施等空间防虫杀虫应用。联合国世界卫生组织(WHO)认定S-烯虫酯是可以在饮用水中投放的消杀剂,以控制登革热、疟疾等媒介传播致死传染疾病的暴发。新西兰有10多年的应用经验,从而根治了外来生物南方盐沼蚊。欧盟认为S-烯虫酯是低风险生物灭杀制品,用于莱茵河流域灭蚊。
国内
2018年以来,我国先后在江苏、安徽、浙江等9个省中储粮粮库、地方储备粮粮库等开展了实仓试点研究,包括了稻谷、玉米、小麦和大豆四大储粮品种,通过对整个储藏周期害虫种群变化监测,发现结合入仓初期的害虫消杀处理,S-烯虫酯能很好控制粮堆害虫种群的作用,整个储藏期处于无虫粮的状态,长期防治效果好,持效期长。
总结与展望
生物化学农药作为生物农药的一个重要分支,目前处于起步阶段,发展潜力巨大。随着害虫抗药性增加,化学杀虫剂对环境造成污染、对人体健康造成危害等问题的出现,人们对生物型杀虫剂的关注度越来越高。
相对于化学杀虫剂,烯虫酯的应用优势在于符合环境保护和非靶向目标生物安全性高的要求,而且在较低剂量下就可达到长期防控的目的。在安全、卫生、经济、有效的原则指导下,烯虫酯在我国储藏物害虫防控方面具有巨大发展潜力,在保障食品安全、环境保护、减损保质方面具有广阔前景。若烯虫酯在我国得到广泛应用,特别是在储粮害虫防治方面的应用,将有利于达到绿色、安全、高效、可持续等储粮要求,对于保障国家粮食安全、食品安全、保护环境、促进绿色高质量发展、建设生态文明等有重要意义。
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