农药在植物体内的传导方式和农药传导生物学

农药在植物体内的传导方式是影响其使用方法和使用效果的重要因素之一.依据农药传导生物学的理论提出农药进入植物体内包括内吸和传导两个性质完全不同的过程.在植物体上的内吸应该是所有化合物均有可能发生的行为,但并不是所有化合物都能进行真正意义上的传导.具有在植物体内进行传导的化合物可以称为传导性农药以区别于内吸作用.农药在植物体内的传导既决定于化合物本身分子结构特征,也受植物解剖学和生理学的影响.故农药的传导是这两者结合的具体表现.换言之,对于一个具体的化合物而言,其传导与否并不是一个绝对的概念.它们会因植物种类的不同及其所处的生理状态不同而发生改变,甚至其传导方式也会因使用方式的不同而改变.因此,化合物的传导性应该更多地属于农药的使用技术范畴,而不仅仅是一个化合物的作用方式概念的独立表述.     

人工智能在农药精准施药应用中的研究进展

传统农药施药方式大多依靠人工经验识别单位种植面积内作物的主要病虫草害并针对该症状均匀连续喷洒农药。该方法难以根据作物的不同病虫草害种类和严重程度及时调整农药种类及用量,可能会导致不足或过量用药,喷洒在非症状区域的农药还会对生态环境造成污染。精准施药技术在平衡使用农药与保护生态安全之间给出了一种有效的解决方案,值得大力推广。近年来,人工智能技术的发展推动了精准施药相关研究。为进一步总结人工智能在农药精准施药关键技术中的应用进展,探索人工智能在农药精准施药未来发展方向,本文分析了人工智能在农药精准施药关键技术领域的应用现状,并展望了人工智能在农药精准施药应用中的发展趋势。     

农药内吸性的研究现状与改善策略

合理利用和改善农药在植物中的内吸传导特性,可大幅提高农药在靶标部位的积累并减少农药对环境的污染。通过对农药内吸性的研究,已逐步揭示了植物吸收和传导农药的基本原理,对内吸性农药的研发具有重要意义。随着农药改造和纳米载体的出现及发展,利用不同方法或手段来改善农药内吸性的研究报道也逐渐增加。本综述主要从农药在植物中的内吸性研究进展、研究方法以及改善农药内吸性的策略3个方面进行了阐述,可为内吸性农药及其剂型的开发提供参考。     

五种杀菌剂在水稻上的吸收与传导性能研究

茎叶喷雾是当前化学农药最常用的施药方式,但是存在着农药蒸发飘移、弹跳碎裂、因过度铺展而脱靶流失等缺陷,导致农药利用率低。通过研究农药在植物体内的吸收及传导性能,选择合适的农药研发根部施药的剂型与技术,能够降低环境因素对农药有效成分的不利影响,并通过农药的缓慢释放与剂量调控维持更长时间的药效,从而有效提高农药利用率。本研究以室内营养土和营养液两种模式培育的水稻为模式作物,研究了三环唑、噻呋酰胺、己唑醇、氟环唑和嘧菌酯5种不同类型的杀菌剂在水稻苗期植株中的吸收与传导行为。结果表明,这5种杀菌剂均可以被水稻幼苗根系吸收并向上传导,但效率存在差异。在营养土和营养液培养条件下,水稻幼苗根部的三环唑含量在4 h~2 d内明显高于茎叶部,施药5 d后三环唑在水稻中的转运因子值均大于1,说明三环唑具有良好的向上传输性能,而其他农药向上传输的能力较差。相比其他4种农药,三环唑更适合加工成根部施用的剂型,更易于通过水稻根部吸收后向上传输与分布,以有效防控茎叶部病害。该结果可为根部施用的药剂研发提供思路,为农药根部施药技术的发展提供指导。     

浙江省农民农药施用行为调查分析与对策思考

根据对浙江省52个县(市、区)4 828户农民施药行为的调查结果,基本掌握了全省农民用药状况和用药行为的现状,从提高农药使用者的防治水平、创新植保服务方式的角度,提出了改进的对策。     

高效植保机械与精准施药技术进展

农药、植保机械（又称药械）与施药技术是影响农药喷施效果、防治效果和农药利用效率的3个同等重要的因素。药械与施药技术随着农药学科的发展而发展,整体来讲药械发展经历了人背机器、机器背人、人机分离、喷雾机器人4个典型时代。我国现有耕种面积大小不同的各类农场3.2亿个,总耕地面积1.2亿hm2,年均植保防治作业面积4亿～5亿hm2次,至今我国连续10多年的粮食连年增产,新型植保装备与高效施药技术的研发应用推广功不可没。与20世纪相比,在新千年前20年,国内外药械和施药技术与高速发展的绿色农药生产相互适应、相互促进,进入了快速发展的轨道,至2020年我国植保机械社会保有量突破2.5亿台,自走式喷杆喷雾机260多万台,各类果园喷雾机150多万台,植保无人机10多万台;新型植保装备与高效施药技术为农药减量提供了手段,助推了农药利用率的提高和农药的减量计划的实施。2020年全国水稻、玉米、小麦三大粮食作物的农药利用率达到40.6%,较2015年提高了4个百分点,新型植保装备与高效施药技术为解决诸如农药有效利用率低、操作人员中毒、农药残留超标和环境污染等问题做出了突出贡献。特别是在我国自走式喷杆喷雾机、...     

农药的科学使用问题与农药应用工艺学

农药应用工艺学是研究提高农药利用率和施药效率,减轻或消除农药对环境的污染和对人、畜及有益生物危害风险的一门综合性学科。近20年来,中国在农药的吸收传导、控制释放、剂型研发、省力化施药、雾滴运动、高效装备及智能精准施药等方面取得了长足的进步：建立了药剂吸收量与种子包衣剂量之间的关系模型;阐明了农药控制释放的动力学规律,揭示了缓释农药提高作物安全性的生物学机制;研发了超低容量制剂、烟雾剂、粉尘剂、展膜油剂、缓释颗粒剂等省力化农药剂型和与之匹配的省力化施药技术;探明了农药雾滴在作物冠层的沉积流失规律,建立了农药利用率模型;建立了农药施用定量分析计算理论,提出了农药雾滴“杀伤半径”概念,推动了农药低容量喷雾技术发展;建立了植保无人飞机低容量喷雾技术体系,开启了人工智能 (AI) 施药技术的研究和应用,初步建立人工智能精准喷雾技术。中国农药应用已逐步实现从简单、粗放向科学、安全、智能精准的转变,为农药减施增效提供理论依据和技术支撑。     

农产品农药残留检测前处理技术研究进展

由于农产品中农药残留的多样性和复杂性,样品前处理成为农药残留检测的重点和难点.文章主要介绍了近年发展起来的固相萃取小柱、固相微萃取、分子印迹固相萃取、凝胶渗透色谱等前处理技术在农产品农药残留分析中的应用,并展望了农产品前处理技术未来的发展方向.     

氟唑磺隆在野燕麦中的内吸传导特性

新型除草剂氟唑磺隆是磺酰脲类小麦田除草剂,为明确其在野燕麦植株中的内吸传导特性以及为合理使用氟唑磺隆防除杂草策略的制定提供科学依据,分别采用水培法和涂药法研究了氟唑磺隆在野燕麦Avena fatua植株中的传导特性。结果显示:采用水培法以50 mg/L的氟唑磺隆处理野燕麦根部,药后24 h野燕麦根、叶鞘和下部成熟叶中氟唑磺隆含量的占比分别为22%、74%和4%,心叶中未检测出;药后48 h野燕麦根、叶鞘、下部成熟叶和心叶中氟唑磺隆含量的占比分别为23%、58%、8%和11%。采用涂药法以50 mg/L氟唑磺隆处理野燕麦成熟叶片,药后24 h野燕麦下部成熟叶和心叶中氟唑磺隆的含量占比分别为57%和43%,根和叶鞘未检测出;药后48 h野燕麦根、叶鞘、下部成熟叶和心叶中氟唑磺隆的含量占比分别为1%、1%、68%和30%。结果表明,氟唑磺隆能被野燕麦的根吸收,具有优异的自下而上的内吸传导特性;同时氟唑磺隆能被野燕麦的叶片吸收,并可在叶间传导和向根传导。表明氟唑磺隆在野燕麦中具有双向传导的能力。     

三氟苯嘧啶在扬稻6号和南粳46水稻上的内吸与传导能力比较

三氟苯嘧啶属于新型介离子杀虫剂,主要用于防治稻飞虱、叶蝉等刺吸式口器害虫,具有较好的内吸、传导能力。为明确三氟苯嘧啶在不同类型水稻上的内吸传导能力以及为其减量控害提供科学的依据,本研究以扬稻6号和南粳46为供试水稻,分别通过水培法、浸叶法探究了三氟苯嘧啶在不同类型水稻上的内吸传导能力。水培法研究结果表明,扬稻6号根部对三氟苯嘧啶的吸收能力强于南粳46,但向顶传导能力显著不及南粳46。浸叶法研究结果表明,在两种水稻的根部都未检出三氟苯嘧啶,扬稻6号的叶和茎中三氟苯嘧啶的含量均显著低于南粳46,但药剂向下传导能力差异不明显。本研究表明,三氟苯嘧啶能被两种水稻的根和叶吸收,并具有优异的向顶传导能力,但向下传导能力较弱。三氟苯嘧啶在南粳46中向顶和向下的传导能力均优于其在扬稻6号中的传导能力。     

作物从土壤中吸收、传递和累积农药的研究进展

农药是保障粮食安全的重要农业投入品,施用后部分农药会沉积在土壤中,甚至会被作物根部吸收,进入作物体内并累积于可食部位,从而导致潜在农产品质量安全问题。研究表明,土壤中的有机质含量、农药的辛醇-水分配系数和作物脂质含量是影响作物吸收非离子型农药的关键因素,作物各部位的脂质含量是影响该类农药累积的关键因素,借助蒸腾作用向上传递是作物根部吸收传导农药的主要动力。本文重点综述了农药被作物的根部吸收、传递和累积及其主要影响因素,结合植物吸收模型的发展及运用,展望了该领域未来发展方向,为农药归趋及应用风险研究提供参考。     

Studies on the abilities of uptake and translocation from root to shoot of pesticides in soil

The uptake experiments with pesticides were performed to clarify differences among plant species, and the influence of growth stages and conditions on the uptake and translocation ability of pesticides. There were 2–10-fold differences among plant species in the root and shoot concentrations of each pesticide, and shoot concentrations of pesticides in Brassica rapa L. var. perviridis were relatively high. In addition, the changes in shoot concentrations with growth stage of B. rapa were affected by root system development. The influence of temperature on uptake and translocation ability differed for each pesticide, while uptake and translocation ability were high for short day lengths. This indicated that plant uptake and translocation of pesticides were affected by root system development and growth conditions such as temperature and day length, not only the relationships to the chemical’s properties and behavior of organic chemicals in the soil.     

Dynamics of uptake,translocation, and disappearance of thiabendazole and methyl-2-benzimidazolecarbamate in pepper and tomato plants

The dynamics of the uptake, translocation, and disappearance of thiabendazole (TBZ) and methyl-2-benzimidazolecarbamate (MBC), the fungicidal breakdown product of benomyl, were studied in tomato and pepper plants grown on nutrient solutions containing 0.5 ppm TBZ and 2.5 ppm MBC. Chemical analysis of pepper plants showed that the fungicides accumulated in the leaves only, where concentrations of 20 ppm TBZ and 60 ppm MBC were recorded. Thiabendazole was completely removed from pepper plants by acetone extraction, whereas MBC was only partially removed by acetone and the rest was weakly bound to the tissue and released by either methanolic HCl extraction or acid hydrolysis. The rate of disappearance of TBZ from pepper leaves was three to four times faster than that of MBC. Balance studies in tomatoes have shown an average disappearance rate of 13.5% per 10 days for MBC. 2-Aminobenzimidazole, the degradation product of MBC, was always detected but its concentration did not exceed 2% of that of the parent compound.     

我国小麦中农药残留及代谢研究进展

为全面了解小麦中农药残留量水平及代谢状况,合理评价小麦及其产品的质量安全和品质,综述了小麦中常用农药残留、代谢的研究现状及综合治理策略。有机磷类、有机氯类及其他一些常用农药在小麦及其产品中的残留水平较低,均未超过国家相关最大残留限量(MRL)标准;目前针对具有典型代谢产物的农药在小麦体内残留、代谢及转化规律的系统研究很少。提出了应进一步加强立法、建立高效的综合防治体系、继续实施小麦生产过程中农药残留监控、加强小麦流通领域的监督抽查力度等农药残留的综合治理策略,可为农药在小麦上的安全合理使用、提高小麦及其产品的质量安全及品质提供参考。     

Use of the scanning electron microscope and cathodoluminescence in studying the application of pesticides to plants

The efficacy of a pesticidal formulation is in part affected by the surface to which it is applied. During the drying process, spray drops can interact with the complex microenvironment of trichomes, secretory glands, stomata, epicuticular wax and cuticle of the leaf epidermis. The subsequent uptake and persistence of the deposit can be further influenced by the action of the microclimate, including humidity, temperature, rain and dew. The scanning electron microscope (SEM), which is an instrument ideally suited for the study of the surface of bulk specimens, has been used to show the spreading and distribution of pesticides applied as sprays and individual drops to leaf surfaces. Particle size, crystal growth and co-precipitation of the active ingredient with surfactants and other adjuvants have also been investigated. The SEM can also show how some pesticides and their adjuvants continue to be taken up by the leaf long after the drops have visibly dried. Phytotoxicity, sometimes associated with the penetration of active ingredient or formulation adjuvant, can also be demonstrated using the microscope, especially if either specifically emits cathodoluminescence. These images can also supply complementary information concerning the persistence of deposits, provided that interpretation of the results is carried out with care and, if possible, in conjunction with residue and biological assays.     

我国玉米外来物种入侵防控技术研究与应用

玉米Zea mays作为一种重要的粮食和饲料作物,在生产中受到多种有害生物的严重危害,尤其是外来有害生物,我国高度关注其外来物种入侵防控工作。该文在概述玉米外来有害生物及其全球扩散途径的基础上,对近10年来我国玉米外来物种入侵防控技术的主要研究与应用进展进行分析,涉及风险分析、疫情监测、检测诊断、检疫处理及田间治理技术,并提出加强植物生物安全专业教育与公众教育、科学研究与理论创新、技术研发与推广应用、法规建设与监管服务、国际合作与共同发展的措施建议。     

Uptake and translocation of ethofumesate in sugar-beet plants

The uptake and translocation of ¹⁴C-labelled ethofumesate [(±)-2-ethoxy-2,3-dihydro-3,3-dimethylbenzofuran-5-yl methanesulphonate] was studied in sugar-beet seedlings following soil and foliar applications. After soil applications, the roots absorbed and translocated to the foliage more ethofumesate or its metabolites than did the emerging hypocotyls. Ethofumesate or its metabolites did not accumulate in either roots or hypocotyls after exposure to treated soil. When sugar-beet leaves were treated with the herbicide at the two-leaf stage, acropetal translocation was rapid but there was no translocation out of the treated leaves. Furthermore, ethofumesate or its metabolites were not translocated basipetally after either soil or foliar application.     

Natural pesticides and the evolution of food plants

Cyanogenesis, a naturally occurring pesticide, played an essential role in the origin of plant agriculture. When our ancestors were domesticating plants, they chose a disproportionate number of cyanogenic species.