化学驱鸟剂的研究现状与应用
化学驱鸟剂的研究现状与应用
随着农业生产的发展，鸟类对农作物的危害日益严重。为了保护农作物免受鸟类危害，化学驱鸟剂应运而生。本文系统性地检索了所有科学出版物、专利和相关产品登记，为野生动物研究人员、生态学家、管理人员和保护主义者论述了关于化学驱鸟剂的最新现状。
农业中鸟类危害的主要表现
据了解，目前，危害农作物的鸟类主要有：喜鹊、野鸡、麻雀、灰鸽、白鹭、野鸭等，它们对农业的危害主要表现包括：
取食春播作物种子。由于北方春季食物欠缺，春播作物种子已经成为部分鸟类的主要取食对象，比如春播玉米，由于玉米采用精播（单穴单粒）的播种方式，鸟类取食玉米种子后导致的断垄缺苗，已经对玉米产量造成巨大的影响。另外在南方春播水稻区，驱鸟种衣剂已经成为刚需产品，国内多家头部企业已经入局。
取食成熟作物的种子。小麦、谷子等作物成熟时期在部分区域鸟类取食已经成为减产的主要因素。
啄食成熟的果实。比如葡萄、梨、西瓜等作物，啄食后不仅影响果实外观降低商品性，而且啄食部位容易造成病虫害的侵染，加剧危害。
据江苏省启东市农业农村局不完全统计（2020年），每年启海地区光玉米、花生、小麦等农作物由鸟害造成的经济损失起码达亿元。
化学驱鸟剂的研究现状
为了防止我们宝贵的新播种和已经成熟的农作物被世界各地的一些野生鸟类破坏而使用非致命化学驱鸟剂。我们系统性地检索了所有科学出版物、专利和相关产品登记，为野生动物研究人员、生态学家、管理人员和保护主义者论述了关于化学驱鸟剂的最新现状。之后我们开发了一个关于已发表和未发表相关文献驱鸟的试验程序和结果的数据库。在这个综合数据库内我们收录了每种化学驱鸟剂的试验有效指数或者相对驱鸟效果（例如：在大多数试验中有效）。
我们发现了从1948-2022年发表的345篇论文，其中包括对1478中化学驱鸟剂的2994次试验，在224篇关于驱鸟剂的出版物种，在大多数三个或三个以上的试验中有效的化学品包括杀菌剂（放线菌酮、福美双）、杀虫剂（氨基甲酸酯、吡虫啉）、杀鸟剂（惊鸟胺）、人类药物（氨基吡啶、奎宁硫酸盐）、石油馏出物（对萘）、生物碱（咖啡因、奎宁硫酸盐）、单萜（长叶薄荷酮）以及天然存在货合成的多酚化合物（蒽醌）。
在114篇关于叶面/果实使用驱鸟剂的出版物中，在大多数实验中有效的化学物质包括活性炭、蒽醌和氨基甲酸酯。据通过统计在大多数三个或三个以上的试验中对驱鸟有效的化合物有：用于水域驱鸟的有：苯甲醛、邻氨基苯乙酮和氯化钠；用作诱饵驱鸟的有：蒽醌、邻氨基苯甲酸甲酯和卡巴胆碱；在区域内驱鸟唯一有效的化学物质是邻氨基苯甲酸甲酯。目前在美国有17种登记驱鸟的化学产品，涉及五种活性成分，分别是：蒽醌、辣椒素、灭虫威、邻氨基苯甲酸甲酯和聚丁烯。化学驱鸟剂的未来研究和开发包括生物驱鸟剂（即源自天然材料的驱鸟剂）和已经登记供人类食用的食品成分。通过了解本文论述和总结的有关驱鸟剂应用的科学文献、专利和登记产品，可以促进驱鸟剂活性成分和产品的研究和开发。
化学驱鸟剂的分类和应用
化学驱鸟剂通常分为一类和二类。一类驱鸟剂主要是通过刺激鸟类的感官达到驱离的目的。二类驱鸟剂则是引起鸟类条件性厌恶反应，或以此为目标导向驱离鸟类。二类驱鸟剂的“不愉快体验”促进了习得性或条件性地避免与这些驱鸟剂搭配的食物，相对于灌胃对照组（仅用丙二醇灌胃）中欧洲椋鸟的反应，椋鸟同样也避免使用邻氨基苯甲酸甲酯（一类驱鸟剂）或灭虫威（二类驱鸟剂）处理的食物，因为其中一种驱鸟剂是通过灌胃肠溶给药的。所以，一类驱鸟剂可以通过喂食转化为二类驱鸟剂，从而有可能提高驱鸟剂应用的经济效益。
除了一类和二类驱鸟剂的分类外，我们还根据驱鸟剂的应用类型分为：种子驱鸟剂、叶面/果实驱鸟剂、池塘驱鸟剂、诱饵驱鸟剂、区域驱鸟剂。但我们通常所说的驱鸟剂一般是指用于农业的保护播种的种子或幼苗的驱鸟产品。
种子驱鸟剂通常需要在播种前进行种子处理，以保护种子和幼苗免受鸟类的取食，但这种处理不会对种子的发芽产生负面影响。许多驱鸟试验都是通过种子处理进行的，以保护新种植的作物免受野鸟的危害。通常，通过种子处理趋避测试是评估化学品是否具有驱鸟作用的第一步。通过种子测试的活性物质才有必要做其他使用场景的测试。种子处理驱鸟试验还可以确定该活性物质在叶面喷雾是否有效。一旦确定需要做进一步的试验，生物科学家和资源管理人员可以在圈养环境中进行叶面驱鸟试验，然后在需要驱鸟的田间做试验（例如有围栏的农田）或者在已知有鸟类危害的区域进行田间试验。
叶面/水果驱鸟剂通常用于趋避鸟类对成熟的水果或坚果作物以及草坪的危害。在本文中，我们将叶面/水果驱鸟剂归为种植后使用的驱鸟剂。叶面使用保护的商品（果实）主要有：水果、坚果、草坪、玉米和其他谷物等，以防止作物成熟时鸟类的危害（例如通过大豆叶面喷施防治鹅对大豆果实的取食）。
考虑到全球贸易中对耐受性和最大残留水平的不断变化和围绕动物试验的道德问题日益关注，有必要对经过时间测试的驱鸟剂及其对不同种类和作物类型的有效性进行全面审查。需要编制一个概要来确定已经实验过的化学品及其功效以备将来使用。我们的目标就是审查和综合当前以英语发表的试验、专利和登记注册的产品。
研究方法
我们使用了Google Scholar和大约20个单次搜索（例如：repellent、avain、bird、chemical、damage）和布尔组合（例如repellent AND brid,OR goose,OR blackbird）用于检索截止2022年1月发表的所有科学文献。我们还利用人工检索，从文献列表、会议、互联网站点和热门文章中确定相关研究。我们检索了当前所有以英文发表的驱鸟剂试验、美国专利和化学驱鸟剂产品的登记注册，以全面评价用于作物和资源保护的化学驱鸟剂。
每个驱鸟试验都是经过驱鸟剂处理的食物/饲料或者至少一种浓度处理的水。大多数出版物描述了一个或多个驱鸟实验。我们根据驱鸟剂的应用类型(即种子驱鸟剂、叶面/果实驱鸟剂、水域驱鸟剂、诱饵驱鸟剂、区域驱鸟剂)和所用主要成分的活性成分(例如蒽醌、灭虫威)对每个实验进行分类，由化学文摘社(CAS)编号标识，这是一串引用特定化学物质的简短文本(例如 CAS 84-65-1，蒽醌)。我们还记录了所有已发表测试中的出版年份、测试地点(国家、州)、圈养与现场评估、评估的化学浓度、测试的鸟类物种和使用的食品类型、化学驱鸟剂的当前专利和当前登记产品。
我们总结了在考虑的每种应用中用于每种驱鸟剂测试的食物类型和鸟类种类。每种食物类型都根据美国农业部经济研究局的作物类别进行分类。这些类别包括玉米和其他饲料谷物(例如高粱、大麦和燕麦)、水果和坚果、稻谷、大豆和油料作物(例如向日葵)、糖和甜味剂、蔬菜和豆类以及小麦。鸟类我们按科进行分类。
除了系统地检索科学文献外，我们还使用单个关键词(例如鸟、鸟类、驱鸟剂)和全球专利平台 PatSnap 进行了专利检索。该检索确定了所有描述专门用于鸟类的趋避的当前和过期专利。我们根据申请对每项专利进行分类，并按CAS号确定了使用的主要成分。许多专利包含多种活性成分或未指定的活性成分组合，因此难以分类。
最后，我们使用国家农药信息检索系统(NPIRS)检索了截至2021 年登记的驱鸟产品。美国 EPA 维护此数据库，美国各州和地区自愿提供其州注册数据。该检索确定了所有正在进行的联邦登记(例如已登记的驱鸟剂产品)。我们按活性成分对这些进行分类，并确定了注册用途(种子、叶面/果实、水域、饵料或区域)和确定的鸟类物种。
然后，我们为每种驱鸟剂应用类型(即种子驱鸟剂、叶面/果实驱鸟剂、水域驱鸟剂、诱饵驱鸟剂和区域驱鸟剂)确定了一个“成功指数”或相对防效水平。对于成功的指数，我们将驱鸟剂“实验”定义为对单一活性物的测试。我们将成功指数基于三个因素:(1)驱虫率(即[食用经驱鸟剂处理的食物÷食用未经处理的食物]x100);(2)报告了 R50 驱鸟指数，或导致鸟类(例如5只测试鸟类中的3-5只)食用≤50%的无选择实验中提供的驱鸟剂处理食物的化学驱鸟剂的最低浓度;在没有计算驱鸟率的情况下的定性报告(例如，“损害较小”“处理过的地块的收获更大”)。成功指数分为四个相对防效水平:（1）在大多数实验中有效(>75% 趋避率和/或 R50 ≤ 0.1)(2)在某些实验中有效(50-74%计算的趋避性和/或R50>0.1≤0.2);(3)在大多数实验中效果较差(计算的趋避率为25-49%和或R50>0.2≤1.0);(4)在大多数实验中无效(<25%的计算排斥力和/或 R50>1.0)。
研究结果
我们的文献检索确定了 1948-2022年以英文发表的 345 篇论文，其中包括 1478 种驱鸟化学品的2994 项驱鸟实验(表2)。驱鸟实验包括81% 的种子驱鸟、9% 的叶面/果实驱鸟、8% 水域驱鸟、1% 的饵料驱鸟和 1% 的区域驱鸟(图1)。我们分别讨论这些不同类别驱鸟的具体内容。
图1、按照驱鸟应用类型划分的农业资源和资源保护用驱鸟剂出版物时间表（1948-2022）。通过系统检索和特别检索检索研究。
表2.按驱鸟剂应用类型划分的出版物和试验摘要：
种子驱鸟
224 篇已发表的论文论述了驱鸟试验。其中美国占比76%，英国5%，西班牙3%，印度和巴基斯坦各2%，非洲、加拿大、以色列、南美和新西兰各1%。种子驱鸟剂主要在玉米和其他饲料谷物(28%)、水稻(22%)以及大豆和油料作物(11%)上进行测试。测试的主要是拟鹂科鸟类(44%)，主要有美洲红翼鸫、紫拟椋鸟和褐头鸟。在已发表试验中占比4-10%的鸟类有八哥科的八哥、雀科的家麻雀、雉科的野鸡、鸠鸽科的鸽子、鸦科的乌鸦。