我国植物性农药资源及其发展

我国植物性农药资源及其发展

据发达国家经济发展的经验和规律，人均国民收入超过800～1000美元之后．市场对农产品和食品的需求就开始由追求数量增长转向追求质量效益方向发展。在我国，随着经济和社会的发展，人们对生活质量的要求日益提高，农业正经受着由数量型向质量型、由产量型向效益型转变的深刻历史变革，我国现行的以追求数量增长为主的传统农业技术已很难满足和支撑无公害安全农产品生产和保障人民安全健康的需要.为了与我国农业可持续发展策略相适应，目前开发的新农药必须具有安全性高、残留低、无公害、生物活性高、使用费用低、选择性高的特性。

到目前为止,世界各国在对6000多种植物次生代谢物进行防治害虫的生物活性筛选中,已发现有2000多种化合物具有杀虫活性。

1 我国主要的植物性农药资源

1.1 楝科植物

楝科植物约有50属,580种以上,属常绿或落叶乔木或灌木,主要分布于热带。在我国共15属,约64种,主产于云南和海南两省,从非洲引种印楝已在海南、云南及广东种植成功。楝科树木是珍贵的木材资源,一些种类具有药用价值,其中印楝、苦楝和川楝是主要的杀虫植物。从楝科植物中分离出的种类繁多的次生代谢产物中,其中具有杀虫活性的主要为四环三萜类化合物。印楝素与川楝素是这类化合物的代表,对昆虫具有胃毒、神经毒性、拒食和生长发育抑制活性。

1.2 菊科植物

菊科植物约有1000属,25000～30000种,草本植物,广布于全世界。我国约有200余属,产于全国各地。据Grainge1985年统计,在1600种杀虫植物中,有160种是菊科的,最负盛名的是除虫菊,起源于中东近东。本世纪20年代引入中国,60年代对除虫菊的研究仿生合成了一系列高效低毒的拟除虫菊酯类杀虫剂。从熊耳草中分离早熟素Ⅰ和早熟素Ⅱ,这两种杀虫有效成分能引起半翅目昆虫的早熟变态和杀卵等活性,曾一度被誉为第四代杀虫剂。进入八十年代后,对于来源于菊科万寿菊族植物的噻吩类和多炔类化合物的研究,开辟了植物性杀虫剂研究的新领域,即植物源光活化杀虫剂的研究。

1.3 豆科植物

豆科植物约有650属,18000多种,我国有172属,1485种,豆科中的抗虫次生物质相当丰富,其中以黄酮类和生物碱类为主,豆科中具有杀虫作用的植物种主要有鱼藤属中的多个种,非洲山毛豆和苦豆子等。

鱼藤是鱼藤属的统称,藤本,在我国广东、福建、云南、台湾等省区有广泛分布,鱼藤中含有鱼藤酮、灰叶素、鱼藤素、灰叶酚等多种有杀虫活性化合物。鱼藤酮是一种代谢抑制剂和神经毒剂,可引起昆虫拒食,活动迟滞,麻痹,缓慢死亡,毒性机理是与L- 谷氨酸氧化和神经传导阻断有关。鱼藤酮对鱼类有强烈的毒性,但对人畜安全,可在环境中降解,是一种可靠的安全杀虫剂。

非洲山毛豆为多年生灌木或小乔木,原产于热带非洲,主要分布在北纬15°到南纬20°之间的广大地区,其主要杀虫活性成分大都是鱼藤酮及其类似物,苦豆子广泛分布于我国西北各省,全株含有喹诺里西定类生物碱。

1.4 杜鹃花科植物

杜鹃花科约有54属,1700余种,分布广,主要在亚热带地区,我国有20属,约800余种,分布于全国,以西南地区最多,杜鹃花科有毒种类较多,我国约有9属100种以上,而且不少种仅为我国所有。本科重要的有毒成分为四环二萜化合物,已分离60多种有毒化合物。从黄杜鹃中分离得到的闹羊花素Ⅲ,生物活性测定表明,150mg/L的闹羊花素Ⅲ能降低草地粘虫和马铃薯甲虫对植物的为害,50mg/L 浓度的闹羊花素Ⅲ能引起储粮害虫89%死亡,且完全抑制其繁殖力。黄杜鹃花提取物150mg/L对东方粘虫、稻飞虱和抗性小菜蛾具有较强的拒食活性。

1.5 卫矛科植物

卫矛科植物约有30属,450种以上,分布于温带、亚热带和热带。我国有12属,200种以上,南北均有分布。该科作为杀虫植物研究较多的有:雷公藤和苦皮藤。雷公藤中的主要杀虫成分为五种生物碱和四种内酯。生物碱为:雷公藤次碱,雷公藤特碱,雷公藤碱,雷公藤辛碱。内酯为:雷公藤羟内酯,雷公藤羰内酯,雷公藤羟酯,以及异雷公藤内酯四醇。

1.6 唇形花科植物

唇形花科植物约有220余属,3500余种,我国99属,800余种,为一年生草本、灌木或半灌木。

本科以富含芳香油著称,其中不少可供药用。该科的筋骨草属约有40～50

种。我国18种,分布于秦岭以南各地的高山和低丘森林区、山谷林下或山坡阴处。江南各省主要是金疮小草、筋骨草和紫背金盘。筋骨草属植物中所含的昆虫活性成分主要包括两类物质:一类是植物源昆虫蜕皮激素类物质,另一类是苦味的二萜类物质。

2植物性农药的发展历史与现状

2．1植物性农药的发展历史

植物性农药的发展具有悠久的历史，我国古代早就用菊科艾属的艾蒿茎、叶熏蚊蝇，一直流传至今。公元前7～5世纪的古籍中已有用嘉草、莽草、枚菊杀虫的记述。公元前100年，古罗马人已利用藜芦防治虫、鼠害。在《齐民要术》、《本草纲目》中都不乏用植物性农药杀虫、防病的记载。17世纪后，世界各地陆续发现了一些杀虫力较强的药用农药，其中最著名的是烟草、鱼藤、除虫菊。在长期的实践中．人们早已发现楝科植物中的印楝、苦楝、川楝等具有抑制昆虫取食和生长发育的活性，人们还先后发现卫茅科雷公藤．豆科槐属的苦参、大戟科的乌柏、茄科茄属的龙葵等植物均具有杀虫活性.

2．2植物性农药的发展现状

目前，对植物性农药的研究丽窄、深度不够，缺少系统的、成熟的理论指导。在研究内容方面，作为杀虫剂研究的较多，杀菌剂则较少，而植物生长调节剂和除草剂研究的更少。基本研究模式是发现有某种生理活性的植物后，先分离出活性有效成分，确定化学结构，再以活性化合物结构作为靶标，合成该化合物，开发农药品种。如以除虫菊和毒扁豆碱为先导，开发出的拟除虫菊酯类和氨基甲酸酯类系列农药，但通过仿生合成的这些农药，实际则属于化学合成农药。植物性农药的应用现状则是发现有生物活性的植物不少，但以植物为原料开发应用的却不多。现在农药的主导仍然是化学合成农药，生物农药只占整个农药的2％～3％，而植物性农药所占的比重更小。植物性农药的发展现状与其悠久的发展历史与自然界丰富的植物资源的存在显然是不相称的。