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分項子計畫二
合成製備與綠色製程研發 主持人：卓重光
(一)整體計畫執行內容摘要
台灣要朝向一個綠色的目標前進，其中農業也是一個相當重要的一環，降 低化學農業的使用，是政府一貫的目標；化學農藥的使用雖然可以提升農作物 單位面積的生產量，但是伴隨的卻是環境的污染還有農藥殘留的問題，不使用 化學農藥的有機農產品已經慢慢成為一個主流的市場消費，要降低化學農藥的 使用有相當多的方法，使用昆蟲費洛蒙的誘引劑是一個不傷害環境且不會使昆 蟲完全滅絕的方式，過去在台灣，由於費洛蒙的原體幾乎都是由日本等先進國 家進口，造成其成本高居不下，在成本的考量之下，農民雖然接受費洛蒙是不 錯的農藥替代品，卻不敢大量的使用；殷鑑於此，降低其原體的成本，使費洛 蒙的競爭力更強，農民容易使用變成是一個相當且必要的手段。
本子計畫之執行流程乃含括化學合成法的建立，昆蟲費洛蒙的合成，在合 成小量的化學原體後，並以本校的各種分析儀器鑑定其化學純度及結構的正確 性，再先行小量生產提交子計畫一之配方及子計畫五田間實驗使用，待田間實 驗結果回報的資料後，檢視其原始製程是否需要改進，若是實驗結果與目前使 用的日本原體相當，則以化學實驗室的田口式實驗法進行量產前最適化研究，
待找出其實驗的參數後，即可以進行量產費洛蒙原體並進行大規模的實驗。
本子計畫共規畫為三年，研究方法與進行步驟如下各項：
1.彙整有關的費洛蒙原體的合成技術並積極建立本實驗室基礎技術。
2.首年發展楊桃花姬捲葉蛾、斜紋夜盜蛾及甜菜夜蛾之昆蟲費洛蒙為主，並以 合成10公克為其目標。
3.將合成的費洛蒙送交劑型打樣並送田間詴驗比較其效果。
4.使用田口式實驗法將所要的實驗條件最適化。
5.生產所需的費洛蒙每種至少100公克。
6.次年則將導入茶姬捲葉蛾及甘藷蟻象等兩項費洛蒙，其過程同首年研究過程。
7.末年則將導入小菜蛾、亞洲玉米螟等兩項費洛蒙，其過程同首年研究過程。
8.培養化學實驗室合成、量產實驗及分析技術人才。
(二)各年度計畫執行內容摘要
本子計畫共規畫為三年，第一年執行重點將著重於化學合成的過程，建立新穎 的合成技術。其研究的過程如圖一：
實驗室研發合成10公克製程
所需研究的費洛蒙 結構與純度的鑑定 NMR, IR, Mass,HPLC
劑型配方及田間詴驗 田口式放大實驗到200公克
量產2公斤 劑型生產
田間詴驗不合格
田間詴驗合格 送樣再測詴 送樣再測詴合格
量產同時 提交新項目
送樣再測詴田間詴驗不合格
圖一
第一年的計畫，會著重所需要的楊桃花姬捲葉蛾、斜紋夜盜蛾及甜菜夜蛾 三種昆蟲性費洛蒙在實驗室的 10 公克的製程研發，由於所合成的化合物需要 以田間詴驗的數據為準，因此第一年的進度主要為合成三種費洛蒙的 10 公克，
且完成其結構與純度的鑑定，並送劑型及配方的測詴及田間詴驗。
第二年的計畫則延續第一年的計畫，除將茶姬捲葉蛾及甘藷蟻象納入計畫 的研發項目並進行如圖一的研發步驟外，視第一年田間詴驗的結果，若所送的 費洛蒙樣品合格，則以田口式實驗法將研發的合成步驟最適化以準備公斤級量 產最為準備，若是不合格，則重新回到田口式再進行一次最適化開發過程。
第三年計畫，則在將小菜蛾、亞洲玉米螟納入研發項目，並如同第二年計 畫進行第二年項目的田口式最適化，並依照田間詴驗的結果，進行所需的合成 步驟的更新與改正；並且同時進行第一年三個費洛蒙項目中的一個項目之公斤 級量產實驗，並送交劑型配方子計畫完成其量產的國產化費洛蒙產品提供農民 使用。
(三)背景及現況
農業生態系是人類為了衣食需求，將肥料、農藥、引種、育苗等因子輸入 自然生態系統中所造就的一個生產體系，就結構來看，這個系統較自然生態系 的植物群聚更為簡化，僅由一種或少數幾種植物物種所組成，其狀態有如初期 的自然生態系的結構，缺乏自我調節的能力，因此，農業生態系是一個不穩定 的生態系統。若沒有小心應用適當的技術來管理農業生態系，該農業生態系很 容易就瓦解，例如農藥長期不合理的使用。為了提高農業產值，我們必頇應用 適當的管理技術來管理我們所建立的農業生態體系，讓農業生態系統能夠永續 利用與經營。
害蟲管理技術是指為了減少害蟲族群豐量所採取的單一防治方 法，包括農業防治、化學防治、生物防治、抗蟲品種、誘引劑等。
1. 農業防治
即是運用農事上各種耕種操作技術，造成不適於害蟲猖獗發生的環
境，以減少害蟲族群數量的方法。例如：田間衛生、耕作操作、輪作、間作或 混植、施肥、除草、修枝去葉等。
2. 物理防治
物理防治是指利用對害蟲有影響的物理因子、人工及機械等防治的方法。例 如：手捕、網捕、燈光誘捕、陷阱誘集法、黏附法、保護包裝(如套袋、網室栽 培)等。
3. 化學防治
亦稱藥劑防治，顧名思義就是利用殺蟲劑來達到降低害蟲族群密度的方法。化 學。防治是所有防治技術中使用率最普遍、最能被廣為接受的方法。化學防治 在害蟲管理的應用可分為三部分：
(1)毒殺作用：殺蟲劑是利用其化學結構和生理活性來妨礙害蟲生理生化的進 行，使害蟲喪失生命。其毒殺作用大多以各種酶的作用，導致神經毒害，例如 有機磷劑、氨基甲酸鹽類等，此部分有專章介紹，不再贅述。殺蟲劑依其侵入 蟲體的方式或部位可分為燻蒸劑、胃毒劑、觸殺劑、官能殺蟲劑又稱系統性殺 蟲劑。燻蒸劑主要是利用在積穀害蟲、果樹苗木、白蟻等防治。胃食劑對咀嚼 式口器的害蟲具有明顯的毒殺效果。官能性殺蟲劑會經由植物的葉、莖、根等
部位滲入植物體之輸導組織，隨養液的輸送而運送至其他部位，害蟲取食寄主 植物任一部位都會將藥劑食入，引發中毒死亡，此類藥劑對刺吸式口器如蚜 蟲、粉蝨等特別有效。觸殺劑是現代殺蟲劑中數量最多的一類，此類藥劑噴灑 於害蟲出沒場所或棲息、取食等物體或寄主植物表面上，令害蟲在其上爬行活 動時接觸到藥劑或直接噴灑在蟲體上，藥劑由害蟲體壁滲透入體內，造成中毒 死亡。
(2)抑制作用：例如利用拒食劑、忌避劑等物質來抑制昆蟲生命活動或過程中某 一環節。
(3)調節作用：利用昆蟲激素如青春激素、脫皮激素等類化合物使害蟲的習性改 變或抑制昆蟲賀爾蒙在昆蟲體內生理生化作用的調控。
4. 生物防治
生物防治是利用生物活體或其代謝產物來控制害蟲族群的密度。廣義的生物防 治包括捕食性及寄生性天敵、病原微生物(病毒、細菌、真菌、原生動物等)、
線蟲等，狹義是指利用捕食性或寄生性天敵防治害蟲的方法。
(1)用天敵防治害蟲：此為以蟲治蟲的防治方法，是生物防治中應用最廣且最多 方法，分為捕食性與寄生性兩類。捕食性天敵的寄主範圍較寄生性天敵為廣，
需捕殺多隻食餌個體方能維持其生存與發育，而且立即致食餌死亡；寄生性天 敵的寄主並不立即死亡，其幼蟲營寄生生活，成蟲營自由生活，由於寄生性天 敵會致寄主死亡，與一般寄生者不同，為之區別，又謂之為寄生捕食者 (parasitoid)。寄生性天敵的寄主較為專一，通常一次寄生取食一隻寄主，少數 種類則多隻寄生取食一隻寄主。利用天敵的途徑可歸納為天敵保護、天敵的大 量繁殖與釋放、天敵的引進三部分。天敵保護的方法是小心使用殺蟲劑，減少 對田間已存在的天敵造成殺害，減少對天敵有天擾的農業措施，應用耕作方法 保護天敵的棲息場所等。若田間天敵數量不足以控制田間害蟲時，可利用室內 大量繁殖天敵，再釋放於田間，增補田間不足的天敵數量。若害蟲為外來種，
可至原產地尋找有效的天敵，評估其適用後，再進行引進。
(2)利用病原微生物防治害蟲：利用害蟲的病原微生物或其代謝產物防治害蟲的 方法稱為微生物防治。由於化學藥劑長期不合理使用，造成害蟲抗藥、農藥殘 留等問題，促使微生物防治快速地發展。目前應用最廣的病原有細菌類的蘇力