植物源农药

植物源农药随着社会发展及生态环境需要，生物农药的研究与推广受到了空前的重视，特别是植物源农药受到了社会的广泛关注，植物源农药的开发成了研究热点。

概述了我国植物源农药的研究现状，植物源农药的种类、作用机理、特点及目前存在的一些问题。

我国是一个农业大国，农药在农业生产中发挥着十分重要的作用。

随着人们健康意识的提高，大多数国家都非常重视农产品的安全性，对农药残留的限制十分严格。

中国在加入WTO以后，农产品出口面临着非常严峻的“绿色壁垒”，其中农药残留超标是经常遇到的问题，严重影响了我国农产品在国际市场的竞争力。

为了降低农药残留量，努力开发新型农药已经成为当务之急。

植物源农药来源于自然，能在自然界降解，一般不会污染环境及农产品，在环境和人体中积累毒性的可能性不大，对人和牲畜相对安全，对害虫天敌伤害小，且害虫对其难以产生抗体，具有低毒、低残留的特点，能够保持农产品的高品质，再加上使用成本低等，优点越来越受到人们的重视与青睐。

在全世界面临人口迅速增长、环境污染压力日趋严重的今天，更深入、更广泛的研究和开发安全、无毒、来源广、成本低的植物源农药具有重要的经济意义、生态意义和社会意义。

（一）植物源农药中的活性成分天然植物中的杀虫活性物质极其丰富，依其化学结构，可大体归纳如下：1.生物碱类此类物质对昆虫的毒力最强，对昆虫的作用方式多种多样：如毒杀、忌避、拒食、麻醉和抑制生长发育等。

目前人们发现的生物碱已有6000多种，已证明有杀死害虫作用的主要有烟碱、喜树碱、百部碱、藜芦碱、苦参碱、雷公藤碱、小薛碱、木防己碱、苦豆子碱等。

2.萜类这类化合物包括蒎烯、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.黄酮类黄酮类化合物多以甙或甙元、双糖甙或三糖甙状态存在，具有防治害虫作用的主要有鱼藤酮、毛鱼藤酮等。

作用方式为拒食和毒杀作用。

4.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。

5.其他羧酸酯类如除虫菊酯，木脂素类如乙醚酰透骨草素，甾体类如牛膝甾酮，糖苷类如番茄苷等。

（二）植物源农药作用机理植物源农药中的杀虫活性成分主要是次生代谢物质，其中许多种次生代谢物质对昆虫表现为毒杀、行为干扰和生物发育调节作用。

由于次生代谢物质是植物自身防御与昆虫的适应演变协同进化的结果，昆虫对其不易产生抗药性。

研究结果表明，植物源农药对害虫的作用独特，作用方式多样化，作用机理比较复杂，归纳起来主要有毒杀作用、拒食和忌避作用、干扰正常的生长发育作用和光活化毒杀作用等。

（1）毒杀作用：植物对昆虫最直接、最有效的作用方式就是毒杀作用。

1.胃毒毒杀作用。

毒理学研究表明，具有胃毒毒杀作用的物质都可以破坏昆虫的中肠组织，使中肠亚细胞结构发生变化，也可阻断昆虫的神经传导，抑制多种解毒酶，发挥神经毒剂的作用。

胃毒毒杀作用的症状为虫体脱水缩短，拉稀粪便，甚至拉出直肠或囊泡状物，直至死亡。

2.触杀作用。

害虫接触到具有触杀作用的物质，表现出兴奋状，其神经中枢即被麻醉，并且使害虫的蛋白质凝固堵死虫体的气孔，从而使害虫窒息死亡。

3.熏杀作用。

大部分精油都具有熏杀作用，精油可使害虫表皮蜡质层颗粒排列发生变化，破坏中肠组织，抑制中枢神经电位自发放。

鉴于熏杀的特殊方式，可将精油用于防治仓储害虫和大棚温室害虫。

4.内吸毒杀作用。

内吸作用是一种特殊的胃毒方式，与喷雾相比，这种方式对环境污染小，不易杀伤天敌。

许多植物源杀虫物质具有典型的内吸毒杀活性。

（2）拒食和忌避作用具有拒食作用和忌避作用的物质并不直接杀死害虫，而是允许其存在，但是迫使害虫转移选择目标。

任何生物的行为都是在接受体内外信息后，由神经系统和肌肉系统综合反应的结果，能够被外来化学物质所调节。

具有拒食和忌避作用的物质即是改变害虫的体内外信息，然后影响神经，迫使害虫做出柜食和忌避的行为。

（3）干扰正常的生长发育作用许多植物源农药能够干扰害虫的生长发育，使卵不能正常孵化，幼虫不能正常蜕皮化蛹，蛹不能正常羽化或出现畸形，在害虫的整个生长过程中起到主导调节作用。

目前认为该类活性成分是干扰了昆虫正常的内分泌系统，导致生长发育出现异常。

这种方式对当代或当年的害虫影响不太明显，但可以控制下一代害虫的发生。

（4）光活化毒杀作用光活化毒杀作用是植物源农药的活性物质借助于光敏化剂发挥作用，光敏化剂是光活化毒杀作用的关键。

目前被普遍接受的机制是光动力作用和光诱导毒性，即光敏化剂接受一定波长的光子，产生自由基或诱发单线态氧攻击生物大分子，如脂蛋白、酶和核酸等，从而导致害虫的死亡或损伤。

（三）植物源农药的特点优点1.植物源杀虫剂活性成分复杂，能够作用于昆虫的多个器官系统，有利于克服抗药性。

2.植物源农药在自然界有其自然的降解途径，不污染环境。

3.由于自然界植物种类繁多，仅目前报道过的2400余种具有控制有害生物活性的高等植物尚未完全开发，故植物源农药有很大的开发潜力。

缺点1.大多数植物源农药发挥药效慢，有害生物大面积爆发时，不能满足迅速救灾需要。

2.制剂成分复杂，活性成分易分解，且对光不稳定，需要在有光条件下才有作用。

中国植物源农药潜力巨大以生产蔬菜为主的农场，多采用保护设施栽培。

在大型的设施栽培中，对人畜安全、没有特殊刺激性气味的植物源农药成了农场主们的首选。

植物源农药具有的高效、低毒、广谱性特点，也是植物源农药具有竞争力的原因之一。

中国近些年开始大力研究、开发生物农药。

从植物资源中筛选生物农药，中国具有资源优势和技术优势，如能充分利用，在传统药用植物中开发出高效、低毒、安全的生物农药并加以推广应用，能够提高中国生物农药的国际竞争力。

生物农药未包括农用抗生素类只占全球农药市场的2.5％份额。

根据国内外专家较为一致的看法，生物农药发展潜力巨大，今后几年内，将取代20％以上的化学农药。

生物农药中的植物源农药占全球农药市场的1％，并以每年10％～15％的速度增长。

从生物农药市场分布上看，目前欧美等发达国家和地区的使用量占全球的64％，亚洲仅占13％。

中国生物农药现状目前为止，国内生物农药登记品种已经有150多个，占总有效成分品种的14％；各种复配剂型达到了700多种，占注册登记农药产品的9％，并且以每年4％的速度递增；制剂年产量近13万吨，约占农药总产量的11％；年产值约27亿元，占整个农药总产值的9％左右；应用面积约4亿～5亿亩次，约占总农药应用面积的10％。

植物源农药是利用药用植物具有杀虫、杀菌、除草及生长调节等特性的功能部位，或提取其活性成分，加工而成的药剂。

由于植物源农药来源于自然，具有对人、畜安全，不污染环境，不易引起抗药性，在自然环境中易于降解等优点，因此，植物源农药的研究与开发是当今农药研究与开发的一个重要方面。

中国生物农药优势明显中国有数千年应用药用植物的经验，有独一无二的中医药理论，有传统的中草药配伍理论，植物源农药品种丰富。

公元前7世纪～公元前5世纪，中国就用莽草等植物杀灭害虫，用艾蒿茎叶熏驱蚊蝇；公元6世纪就有利用藜芦作杀虫剂的记载；10世纪中叶有用百部作杀虫剂的记载；到17世纪，烟草、除虫菊和鱼藤等植物提取物已作为杀虫剂使用。

漫长的过程逐步积累了很多极其有益的毒理、药效资料，这为开发新型生物农药提供了雄厚的物质、理论及技术基础。

Grainge和Ahemed曾报道，约有2400种植物具有控制有害生物的活性。

在实验室乃至大田试验中，许多植物都表现出潜在的害虫控制特性。

中国植物源农药来源极为广泛，已查明近1300多种植物含有杀虫、杀菌活性物质。

从目前的研究结果来看，农药用植物主要集中于楝科、菊科、豆科、卫矛科、大戟科、唇形科、木兰科、马兜铃科、蓼科、木犀科、百合科、葫芦科、莎草科、十字花科等科植物中。

当前国内的植物除草剂研究热点集中在薇甘菊、万寿菊、小麦等植物，分离提取到的天然杀草化合物有醌酚类、生物碱类、苯嗪酮类、肉桂酸类、香豆素类、噻吩类、腈类、类黄酮类、噻嗯聚乙炔类及萜烯类等十余种天然杀草化合物，其中有些已被开发成天然除草剂，并得到专利保护和推广应用。

有名副其实除草效应最好的实例是从万寿菊属植物中提取的α-三联噻吩，除有除草特性外，还有杀线虫作用。

目前国内生产加工生物农药，一般主要利用天然可再生资源，如农副产品的玉米、豆饼、鱼粉、麦麸或某些植物体等，原材料来源十分广泛，生产成本比较低廉。

种植药用植物可以大量利用荒山土坡闲地，投资少，收益大，同时起到保持水土、涵养水源的作用。

生产生物农药一般不会与化工合成产品争夺原材料，并且生产过程对环境的污染相对较小，是国家提倡和鼓励的发展方向。

这都是生物农药在国际农药市场上竞争力的源泉，尤其是植物源农药保持市场占有率的根本原因。

国内企业如何提高竞争力只有坚持新产品、新剂型研究开发，做好国外农药登记，及时进行技术创新，中国生物农药企业才能在复杂的国际市场竞争中得到应有的回报。

首先，以新产品、新剂型作为突破口。

加大植物源农药有效化学成分的分离提纯、分子结构鉴定和理化性质的研究，研究活性物质的结构作用机制、结构与活性间的关系，不断寻找新的植物农药品种。

加大有效成分复配的研究。

为了扩大植物源农药的使用效果，将作用效果相近或互补的植物源农药进行合理复配。

如果两种植物提取物的主要杀虫活性物质在作用机理上不矛盾，混合后的确能扩大防治对象，且有明显增效作用，则可进行混剂开发，并进行深入的室内生测及大田试验，还要考虑两种植物提取物各组分之间在贮存期间的相互作用等。

如苦参碱、除虫菊酯、青蒿素、蒜精等与印楝素复配，与除虫菊酯或与合成除虫菊酯的复配。

除虫菊酯有较宽的杀虫谱，与印楝素结合不仅可以提高药效，而且对除虫菊酯有抗性的害虫特别有效，同时，二者的结合不仅可以杀死植物害虫，还可用来防治动物体外寄生虫。

提高植物源农药的稳定性。

由于天然产物不稳定，在紫外光、阳光和高温下极易分解。

因此，除了避免强光、高温、强酸碱和酶外，在配制制剂过程中，可加入一种或多种环氧化植物油稳定剂和对氨基苯甲酸抗光剂，来抑制天然物的热分解与光降解。

还可以通过选择适宜乳化剂来提高乳化稳定性。

在植物中寻找具有农药生物活性的化合物作为先导化合物，通过结构上的修饰，或者人工模拟合成筛选，获得新型农药。

菊酯类杀虫剂由来源于菊科植物中的除虫菊素修饰发展而来，源于豆科植物毒扁豆种子中毒扁豆碱的氨基甲酸苯酯，源于大蒜中大蒜素的抗菌素402等，这是国外植物源农药研究开发的重点，也是中国植物源农药研究发展的方向。