農藥藥理與應用─殺蟲劑
編者序

殺蟲劑篇為編纂中「農藥藥理與應用」系列著作之第二部,本書計分為三章,第一章緒言主要概述殺蟲劑產業發展概況與重要性以及重要害蟲/害?/線蟲種類與危害特性,並概略回顧傳統以至近代重要殺蟲劑應用性之發展,以及由藥劑作用標靶部位(target sites)概念的介紹,進而引述植物醫學害蟲防治管理專業處方應用所必須嫻熟的以作用機制為依歸之殺蟲劑分類應用體系。第二章為既知的重要殺蟲劑各論,第三章則討論生物合理性殺蟲劑的發展與殺蟲劑抗藥性管理。佔最大篇幅的第二章各論部分主要依據殺蟲劑抗藥性行動委員會(IRAC) 2015年12月所公告8.0版殺蟲劑作用機制分類系統,按乙醯膽鹼酯擫抑制劑、胺基丁酸門控氯離子通道拮抗劑、鈉離子通道調節劑、菸鹼型乙醯膽鹼受體競爭性調節劑、菸鹼型乙醯膽鹼受體立體異位調節劑、麩胺酸門控氯離子通道異位調節劑、仿保幼激素製劑、雜項非專一性多點機制抑制劑、弦音感覺器官香草醛亞型瞬時受體電位通道(TRPV channel)調節劑、?類生長抑制劑、微生物中腸膜破壞劑、粒線體ATP生合成擫抑制劑、氧化磷酸化作用解偶聯劑、菸鹼型乙醯膽鹼受體通道阻塞劑、第零型幾丁質生合成抑制劑、第一型幾丁質生合成抑制劑、蛻皮阻斷劑、蛻皮激素受體致效劑、鱆胺受體激化劑、粒線體複合體III電子傳遞抑制劑、粒線體複合體I電子傳遞抑制劑、電壓依賴性鈉離子通道阻塞劑、乙醯輔擫A羧化擫抑制劑、粒線體複合體IV電子傳遞抑制劑、粒線體複合體II電子傳遞抑制劑、魚尼丁受體調節劑、弦音感覺器官調節劑及作用機制未知或尚未確定種類藥劑等類別,除了逐一闡述各主要類別殺蟲劑在生理、生化與分子生物學上已知對標靶害蟲致死有關的藥理學作用基礎,更就神經肌肉毒、新類尼古丁與天然尼古丁作用性之差別、昆蟲生長調節劑、燻蒸劑、香草醛亞型瞬時受體電位通道調節劑、微生物中腸膜破壞劑、影響能量代謝之呼吸毒或代謝毒、以及粒線體電子傳遞抑制劑等之相關藥理,酌增篇幅個別加以統合性論述,使讀者對不同類群藥劑之作用性能有較為全面性的瞭解。此外並進而精要論述各類別藥劑對重要害蟲之作用機制與抗藥性、適用作物對象、適用時機與應用方法、環境與毒理方面該有的考量,以及抗藥性發生原因與因應對策等,以提供植物醫護相關從業人員在臨床(clinic)上藥劑處方(prescription)應用之參考。
本殺蟲劑篇著作所涵蓋殺蟲劑總計約200餘種,討論內容編排大體上按照IRAC所更新公告8.0版之IRAC Mode of Action Classification Scheme(包括主要群組代碼與作用機制Main Group and Primary Site of Action)條列順序,各藥劑重要特性則主要取材自2012 年BCPC (British Crops Production Council) 所出版、C. MacBean 所編著A World Compendium- The Pesticide Manual-第16版(總計1439頁)之登載內容。有關作用機制部分之討論則主要參考2013年BASF 公司作物保護部門 (Crop Protection Division) 所出版「殺蟲劑作用機制技術訓練手冊 (Insecticide Mode of Action, Technical Training Manual)」以及1998年英國皇家化學學會 (The Royal Society of Chemistry) 出版、由Copping, L. G. 與Hewitt, H. G.所編著之「作物保護劑化學與作用機制 Chemistry and mode of action of crop protection agents」。
就醫師臨床處方應用而言,安全、確效、經濟最好能面面俱到,就所涵蓋各藥劑,本書中除討論其個別理化特性與發揮活性有關的作用機制學理基礎,更逐一闡述已知的適用作物對象以及可茲防治的害蟲種類與單位面積用量範圍等。其中各藥劑的毒性部分僅載入LD50數據供參考,除非另外標示(例如雄鼠male rats或兔子rabbits),所顯示概為以大鼠做測試所獲得之口服急毒性劑量,單位為mg/kg。至於已知的適用作物對象以及可茲防治的害蟲種類與單位面積用量範圍等資訊則為The Pesticide Manual書中所登載,主要為歐、美與日本等先進農藥科技大國的應用情況,其中單位面積用量範圍主要以每公頃用量表示。必須特別提醒的是,這些討論內容主要係供植物醫師的專業養成教育訓練所需,及產學研界植物保護相關同仁害蟲綜合管理業務執行上之參考,國內農業栽培上害蟲管理防治田間用藥仍務必按植物保護手冊所登載經政府核可之藥劑與應用方法施作,以免衍生農藥殘留與違規用藥等問題。
食安問題為邁入新世紀以來全球性受到高度重視之議題,農藥殘留影響食安甚劇,台灣農業栽培上殺蟲劑的應用向為各類農藥之冠,其所涉及對人畜之毒性問題對食安的影響也最受關注。然農藥的應用畢竟是確保農業經濟產值必要之手段,如何兼顧農業生產與食的安全確為害蟲管理上之嚴峻挑戰。有鑑於傳統有機磷與氨基甲酸鹽類殺蟲劑等應用以來備受爭議之問題,新型符合時代降低風險(reduced risks)要求及環境保育概念的綠色農藥(green pesticides)與相關應用生物科技的發展近年來逐漸成為主流,此些降低風險新型農藥主要優點在於低毒、低用量、高選擇性、且對環境衝擊小,然而相對的缺點則是涵蓋害蟲譜域窄,藥劑應用所需專業層次較高,抗藥性問題也較為嚴重。時下農業栽培上的害蟲防治管理,植物醫護人員除了須掌握害蟲之危害習性,並得具備害蟲綜合管理專業訓練,此外用藥上更需對藥劑作用之藥理能有透徹的了解,方能精準處方用藥,確保藥效之最大發揮。基於此,本著作主要嘗試由農藥藥理學(pharmacology)專業角度切入整合殺蟲劑在農業上之應用性,除了討論各不同作用機制歸類藥劑個別對不同分類群害蟲/害?標靶以及不同作物群之實際應用性,更進而闡述如何經由藥劑之交替或混合搭配以及施用方法與時機的最佳化,以達到專業處方應用、確保農產品品質與產量,並使農藥殘留與生態衝擊風險最低、以及確保食品安全與國民健康福祉等終極理想目標。
作物病蟲害之處方用藥,醫護人員除了需要懂藥理,更需要熟捻諸多病蟲害物危害特性、作物品種特質以及栽培管理要領。個人非害蟲防治管理專業,相關藥理之涉獵也僅略懂皮毛,斗膽編撰本書旨在拋磚引玉,一則就教方家,讓個人在此一方面的內涵得以持續成長;另則至盼其對國內植物醫師專門職業養成教育,以及農企業栽培管理業務執行上病蟲害綜合管理專業養成訓練有所裨益。一旦可以熟習各種藥劑之藥理與適用範圍,配合植物保護手冊官方核可用藥資料的應用,相信栽培業者在用藥選擇上可以有明確的學理依據,植物保護相關研究、推廣從業人員與農政官員在業務執行上甚至政策研擬推動上,也有助於切中並深入問題、並與國際接軌。一旦植物醫護業務得以制度化步上正軌,則農業生產與食安兼顧、全體國民健康福祉之確保均得以水到渠成。

誌謝

本書得以編寫完成,特別要感謝甫由農科院院長卸任的昔日同窗好友葉瑩博士長年以來共事過程在專業領域業務執行上的鼎力協助以及本書編撰過程一路走來不斷的催促與鼓舞;2014年暑假期間接受農委會補助與農科院合辦「農藥藥理與應用」相關種子師資培育工作,當中的密集課程需求為臨門一腳催生本書之最大動力。另外必須特別感謝的則是跟著我熬夜協助本書完成相當關鍵的兩位幕後大功臣尚書與郁璇,本書中所有討論藥劑個別化學結構之電腦繪製皆得力於農科院研究員兼本校農藥殘留檢測中心技術主管楊尚書博士之大力幫忙,而各類別藥劑相關作用機制解說圖之電腦彩繪則悉由博士生陳郁璇專業協助完成。感恩!感謝大家!

曾德賜 謹識

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