植物源农药--绿色植保卫士

植物源农药--绿色植保卫士

1.概述

农药主要用来防治农作物有害生物,具有效率高、见效快、实施简易、可大规模应用等优点。我国是个农业大国,也是生产和消费农药的大国之一。传统农药的大量使用,会对环境造成很大的污染。此外,农副产品由于农药残留,对人体健康造成一定的危害。与传统农药相比,植物源农药具有以下优点：有效成分为天然物质,施用后较易分解为无毒物质,对环境无污染;组分多元化,使害虫较难产生抗药性;对有益生物(即害虫天敌)安全;可以大量种植,而且开发费用也较低。植物源农药对靶标生物的作用机理与常规化学农药的差别也很大。常规化学农药通常仅作用于靶标生物某一生理系统的一个或几个位点，而植物源农药活性成分复杂，通常能作用于靶标生物的多个位点，有利于延缓靶标生物的抗药性。另外，有些植物源农药还能刺激植物生长，起到生长调节作用。植物源农药是新型高效、无残留、无公害的所谓的绿色农药。

在农业生产中,人类利用植物源物质杀虫防病的历史悠久。据史书记载,人类使用最早的农药是植物源农药和矿物质农药。公元前1000多年,古希腊《荷马史诗》中已有用硫磺熏蒸杀虫防病的记载。中国的《周礼》、《山海经》、《神农本草经》、《齐民要术》、《本草纲目》、《天工开物》等古籍中,均有使用植物性、动物性、矿物质药物防治农业有害生物的记载。这些农药的应用历史长达数千年。

19世纪以来,在近代科学技术和工业发展的基础上,对植物源农药的开发逐渐从经验阶段上升到科学实验阶段,如除虫菊、烟草、鱼藤发展为商品化加工制剂并广泛使用。自20世纪40年代以后,有机合成农药占据了市场,植物源农药逐渐被人类所忽略。到60年代后期,有机合成农。药的种种弊端使天然产物农药重新受到重视,特别是对印楝的研究带动了植物源农药的发展。到目前为止,研究的植物种类达数千种,开发成功的产品也很多,并已在生产实践中被广泛应用。

2.植物源农药的特点

与有机合成农药相比,植物源农药具有选择性高、低毒、易降解、害物不易产生抗性等优点。目前,对植物源杀虫剂的研究较广泛和深入,纵观各类植物源杀虫剂的特点,可以总结为以下几个方面。

2.1杀虫作用方式特异

植物源杀虫剂除具有与有机合成杀虫剂相同的作用方式(触杀、胃毒、熏蒸)外,还具有拒食、抑制生长发育、忌避、忌产卵、麻醉、抑制种群形成等特异的作用方式。如川楝素对菜青虫具有拒食、胃毒、抑制生长发育作用，对桔二叉蚜具有较好的忌避作用;万寿菊根甲醇提取物对小菜蛾成虫产卵有强烈的忌避作用；苦皮藤对粘虫等多种害虫具有麻醉活性;八角茴香精油可完全抑制赤拟谷盗和黄粉虫的繁殖,从而抑制种群形成。上述特殊的作用方式并不直接杀死害虫,而是通过阻止害虫直接为害或抑制种群形成而达到对害虫的可持续控制。

2.2 对环境安全

植物源农药的主要成分是天然存在的化合物,这些活性物质主要由C、H、O等元素组成,来源于自然,在长期的进化过程中已形成了其固定的能量和物质循环代谢途径,所以在施用时,不易产生残留,不会引起生物富集现象。另外,田间试验也证明,植物源油剂具有不影响环境的优越性。

2.3 对非靶标生物相对安全

从作用方式来看,植物源农药一般是通过胃毒作用或特异性作用来驱杀害虫的,触杀作用较少,因此对天敌等非靶标生物应是相对安全的。0.2%苦皮藤素乳油对鱼类、蝌蚪、家蚕、蜜蜂、瓢虫、蚯蚓、麦田和稻田土壤微生物等非靶标生物均表现低毒。然而,许多植物源次

生物质也是高毒物质,如烟碱对人畜高毒,鱼藤酮为中等毒性,苦参碱也为高毒。可见,植物源农药对非靶标生物的安全性是相对的。因此,在植物源农药开发中应具有一定的选择性,应尽量选择低毒种类,而且在应用中也应注意科学施用。

2.4 杀虫作用机理不同于常规农药

传统的有机合成杀虫剂大多是神经毒剂,而植物源农药的作用机理较复杂。如印楝素主要是扰乱昆虫内分泌系统,影响促前胸腺激素(PTTH)的合成与释放,减低前胸腺对PTTH的感应而造成20-羟基蜕皮酮的合成、分泌不足,致使昆虫变态、发育受阻;苦皮藤素Ⅳ的麻醉作用机理有2种可能:一是作用于中枢神经系统,包括轴突和突触;二是作用于神经-肌肉接点,导致神经-肌肉传递阻断。但是,需要指出的是,在现有农业生产技术水平下,上述植物源农药的特点也使得其在生产应用中受到一定的限制,如速效性差,一般是调节有害生物种群的形成和发展,并不直接杀死害物,不能起到“立竿见影”的效果,所以不易被农民所接受;易降解,持效期短,需多次施药,增加了生产成本。

3.植物源农药分类

科学研究发现，大约2400 多种植物为抵御外来侵害而产生对有害生物具有抑制活性的次生代谢物，其中约有 1 万种次生代谢物已完成了分子结构鉴定，这些天然化合物中许多种对昆虫表现出毒杀作用、拒食作用或产卵忌避作用。利用这些活性成分开发的植物源农药商品种类较多。

3.1杀虫生物碱

杀虫生物碱包括烟碱、苦参碱、百部碱、苦豆碱等，是植物源农药中商品化程度较高的一类。高效杀虫剂吡虫啉就是仿烟碱分子结构而合成的，害虫接触该药剂后，中枢神经正常传导受阻，麻痹死亡。苦参碱作为植物源农药的代表，几乎达到了作为理想农药所要求的全部标准：广谱、对天敌干扰小、对脊椎动物无明显毒性和药害、降解迅速、资源丰富，可再生等等

3.2 柠檬素类化合物

在楝科、芸香科、苦木科等植物中存在1 种三萜类化合物，称为柠檬素类化合物，在防治作物病虫害方面有重要作用，典型植物有印楝、苦楝。

3.3 萜烯类

包括蒎烯、单萜类、倍半萜、二萜类、三萜类。这类物质有拒食、内吸、麻醉、忌避、抑制生长发育、破坏害虫信息传递和交配, 兼有触杀和胃毒作用, 主要有印楝素、川楝素、茶皂素、苦皮藤素、闹羊花素等。

3.4 萘醌和黄酮类

多以甙或甙元、双糖甙或三糖甙状态存在, 对昆虫表现为拒食和抗生作用。主要有鱼藤酮、毛鱼藤酮、胡桃醌、类鱼藤酮等。苦皮藤素是从卫矛科多年生灌木苦皮藤中提取出的1 种植物源杀虫剂，能防治多种害虫而对人、畜、鸟类、鱼类、蜜蜂等安全，使用后无残留，不污染环境。苦皮藤素不是单一化合物，而是一系列具有二氢呋喃多元酯结构的化合物，其中活性最高的是麻醉成分苦皮藤素Ⅳ和毒杀成分苦皮藤素Ⅴ

3.5 精油类

是一类分子量较小的植物次生代谢物质, 此类不仅具有毒杀、熏杀、忌避或引诱、拒食、抑制生长发育等作用, 还具有昆虫性外激素的引诱作用, 多用于防仓库害虫, 如菊蒿油、薄荷油、百里香油、肉桂精油、松节油、芸香精油、芜香精油等。

3.6 光活化毒素类

这类物质在光照下对害虫杀伤力成几倍甚至上千倍的提高, 它们在植物中广泛存在, 如聚乙炔类的茵陈二炔等。

3.7 甾体类