新煙堿類農(nóng)藥是繼有機磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類殺蟲劑之后的第四代殺蟲劑，隨著高毒農(nóng)藥在全球市場的退出，新煙堿類殺蟲劑逐漸成為防治刺吸式口器害蟲、小型鱗翅目和鞘翅目害蟲最有效的一類殺蟲劑。

據(jù)相關(guān)文獻報道，部分新煙堿類農(nóng)藥對蜜蜂的急性毒性為高毒或劇毒，會導(dǎo)致蜜蜂種群減少，存活與繁殖能力降低；甚至有報道稱，新煙堿類農(nóng)藥對土壤生態(tài)系統(tǒng)代表生物蚯蚓高毒。因此2020年來不斷有國家組織傳來取消新煙堿類產(chǎn)品登記或禁使用新煙堿類產(chǎn)品的禁令。另外，新煙堿類農(nóng)藥的抗性問題也是阻止其進一步發(fā)展的絆腳石，但作為當(dāng)今全球最大的一類植物源殺蟲劑，其優(yōu)秀的防治效果，在短時間內(nèi)還無法找到替代的產(chǎn)品。

1、發(fā)展歷史

自從1978年soloway等報道了具有殺蟲活性的硝基亞甲基雜環(huán)化合物以來，通過對該類化合物官能團的變換，20世紀80年代中期德國拜耳公司成功開發(fā)出第一個煙堿類農(nóng)藥——吡蟲啉，其新穎的作用方式、選擇毒性強、高效、廣譜和對環(huán)境相容性好等特點，立即引起了人們的注意，國外一些大的農(nóng)藥公司相繼進入了煙堿類似物研究領(lǐng)域，參與了此類化合物的合成研究，從而使其成為殺蟲劑研究開發(fā)的一大熱點。

煙堿作為殺蟲劑使用的歷史可以追溯到17世紀，最初人類用煙草浸取液作為殺蟲劑。1828年確定該浸取液有效成分為煙堿（S-nicotine），1904年成功合成出煙堿。煙堿作為殺蟲劑主要用于防治果樹、蔬菜和水稻等的害蟲，去甲煙堿（nornicotine）和毒藜堿（anabasine）也曾有一定范圍的使用。1970年殼牌發(fā)展公司先后發(fā)現(xiàn)化合物SD-031588[2-(二溴硝甲基)-3-甲基吡啶]、SD-033420、SD-035347、SD-035651（即nithiazine，SKI-71）和噻蟲醛（WL-108477）等。這些化合物雖然均存在較易水解、較差的光穩(wěn)定性、對哺乳動物毒性高等問題，但其較好的生物活性引起研究人員的重視，拜耳公司于1984年將硝蟲噻嗪結(jié)構(gòu)衍生出化合物NTN32692，在此基礎(chǔ)上，吡蟲啉（imidacloprid）在1991年被成功開發(fā)上市。1993年，為將吡蟲啉等通過天然生物堿結(jié)構(gòu)優(yōu)化得到的殺蟲劑區(qū)別以前的煙堿類殺蟲劑，提出了“新煙堿類”概念。吡蟲啉超高的殺蟲活性，立即引起全球范圍內(nèi)類似結(jié)構(gòu)化合物的研發(fā)熱潮，開發(fā)出多個高效殺蟲劑，目前在全球范圍內(nèi)開發(fā)和使用的新煙堿類農(nóng)藥主要有12種。新煙堿類和煙堿類殺蟲劑作用機理相同，區(qū)別在于兩者的選擇性差異大，前者殺蟲活性高、對哺乳動物低毒，后者殺蟲活有限、對哺乳動物毒性高。

2、作用機理

新煙堿類殺蟲劑的作用機理是其作為煙堿乙酰膽堿受體（nAChRs）激動劑與乙酰膽堿受體選擇性結(jié)合，與昆蟲乙酰膽堿（ACh）產(chǎn)生競爭，阻斷中樞神經(jīng)正常傳導(dǎo)，進而導(dǎo)致昆蟲麻痹、死亡。由于該類殺蟲劑具有獨特的作用機制，與常規(guī)殺蟲劑沒有交互抗性，其不僅具有高效、廣譜及良好的根部內(nèi)吸性、觸殺和胃毒作用，而且對哺乳動物毒性低，可有效防治同翅目、鞘翅目、雙翅目和鱗翅目等害蟲，對用傳統(tǒng)殺蟲劑防治產(chǎn)生抗藥性的害蟲也有良好的活性。新煙堿類殺蟲劑既可用于莖葉處理，也可用于土壤、種子處理。相對而言，新煙堿類殺蟲劑是一類高效、安全、高選擇性的新型殺蟲劑。

3、結(jié)構(gòu)

從新煙堿類農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)來看，目前有2種分類的方法：①根據(jù)環(huán)狀結(jié)構(gòu)將現(xiàn)有的新煙堿類農(nóng)藥分為兩種系統(tǒng)，即五元環(huán)和六元環(huán)系統(tǒng)，五元環(huán)和非環(huán)狀系統(tǒng)；②根據(jù)取代基的不同將新煙堿類農(nóng)藥分為三代，第一代為氯代煙堿型，第二代為硫代煙堿型，第三代為呋喃型，這也是新煙堿類農(nóng)藥的發(fā)展過程。

4、主要產(chǎn)品開發(fā)情況

目前，在全球范圍內(nèi)開發(fā)或已使用的新煙堿類農(nóng)藥主要有13種，詳細信息見表1。

表1新煙堿類農(nóng)藥品種信息

5、新煙堿農(nóng)藥在我國登記劑型分析

農(nóng)藥的原藥一般不能直接在生產(chǎn)上使用，通常需經(jīng)過加工配制成各種類型的制劑。新頒布的GB/T 19387—2017《農(nóng)藥劑型名稱及代碼》對農(nóng)藥劑型重新進行了科學(xué)分類，目前我國的農(nóng)藥劑型共有61種。

5.1、登記劑型品種繁多

新煙堿類農(nóng)藥目前在我國登記的劑型有38種，共登記3 209個產(chǎn)品。占到我國農(nóng)藥劑型的62.3%。其中可濕性粉劑694個，乳油463個，水分散粒劑449個，懸浮劑295個等（表2）。

表2新煙堿類農(nóng)藥目前在我國登記的劑型及數(shù)目匯總

5.2、環(huán)境友好型劑型品種較多

隨著科技的進步和國家農(nóng)藥管理的深入，農(nóng)藥劑型的研發(fā)以高效、安全、環(huán)保、方便為主要目標(biāo)，向水基化、顆粒化、低毒化、多功能化方向發(fā)展，新煙堿類農(nóng)藥環(huán)境友好農(nóng)藥占到已登記農(nóng)藥品種的59%以上，以懸浮劑、水分散粒劑、懸浮種衣劑等環(huán)保劑型作為農(nóng)藥制劑主體。

6、新煙堿類農(nóng)藥發(fā)展存在的問題

新煙堿類農(nóng)藥的發(fā)展近幾年遇到了嚴重的瓶頸，尤其是在毒性和抗性方面。據(jù)相關(guān)報道新貴氟吡呋喃酮在我國褐飛虱田間種群已產(chǎn)生中等水平抗性。

6.1、毒性

隨著高毒農(nóng)藥在全球市場的退出，新煙堿類殺蟲劑逐漸成為防治刺吸式口器害蟲、小型鱗翅目和鞘翅目害蟲最有效的一類殺蟲劑。但近年來，研究者們發(fā)現(xiàn)，部分新煙堿類殺蟲劑（如吡蟲啉、噻蟲嗪、噻蟲胺、呋蟲胺等）對蜜蜂的急性毒性為高毒或劇毒，且具有亞致死效應(yīng)；有效成分及代謝物在花粉和花蜜中殘留，導(dǎo)致蜜蜂種群減少，存活與繁殖能力降低；此外，吡蟲啉、啶蟲脒、烯啶蟲胺、噻蟲胺、噻蟲啉等還對土壤生態(tài)系統(tǒng)代表生物蚯蚓高毒。鑒于此，多個國家和組織對部分新煙堿類殺蟲劑的環(huán)境風(fēng)險進行再評價或限制使用，甚至禁用。例如：歐盟成員國于2018年5月通過投票，確定將于2018年年底前禁止戶外施用對蜜蜂有害的3種新煙堿類殺蟲劑（吡蟲啉、噻蟲胺和噻蟲嗪）；美國環(huán)境保護署取消了12種會傷害蜜蜂的新煙堿類農(nóng)藥產(chǎn)品登記，2019年5月20日起生效，包含先正達、拜耳旗下產(chǎn)品。取消的12項產(chǎn)品登記中包含7項種衣劑，含噻蟲胺、噻蟲嗪的產(chǎn)品登記。

6.2、抗性

根據(jù)相關(guān)研究報道，新煙堿類農(nóng)藥在防治某些害蟲時不同程度出現(xiàn)了抗藥性，對第1代新煙堿類藥劑吡蟲啉表現(xiàn)高水平抗性（抗性倍數(shù)＞1 000），對烯啶蟲胺表現(xiàn)低至中等水平抗性（抗性倍數(shù)5.1～12）；對第2代新煙堿類藥劑噻蟲嗪表現(xiàn)高水平抗性（抗性倍數(shù)＞200）；對第3代新煙堿類藥劑呋蟲胺表現(xiàn)中等至高水平抗性（抗性倍數(shù)24～201）。

7、結(jié)語

新煙堿類殺蟲劑由于其廣譜、高效、內(nèi)吸好、且與常規(guī)農(nóng)藥無交互抗性等特點，深受用戶喜愛，在殺蟲劑市場占據(jù)了主要地位。但是其暴露出來的風(fēng)險也應(yīng)引起足夠重視，下一步開發(fā)農(nóng)藥新產(chǎn)品時，需要解決相應(yīng)問題，盡量開發(fā)出一些可替代產(chǎn)品或交替使用的產(chǎn)品，近年來復(fù)配產(chǎn)品的陸續(xù)上市或許會給新煙堿類殺蟲劑帶來新的機會和活力。總之，新煙堿類殺蟲劑的未來何去何從，只能且行且看。