浅谈植物源农药的作用机理及特点

浅谈植物源农药的作用机理及特点

赵育卉

赵育卉（南京农业大学，江苏南京210095）

摘要：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。

关键词：植物源农药；种类；特点；前景

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。

1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：

1.1生物碱类（alkaloids）

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。

1.2萜类（terpenes）

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。

1.3黄酮类（flavonoids）

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。

1.4精油类（volatileoils）

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。

1.5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。

2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。

2.1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。

2.1.1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。

2.1.2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。

2.1.3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。

2.1.4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。

2.2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。

2.3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。

2.4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。

3植物源农药的特点

3.1优点

3.1.1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。

3.1.2植物源农药在自然界有其自然的降解途径，不污染环境。

3.1.3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。

3.2缺点

3.2.1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。

3.2.2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。

结束语

目前以植物源活性物质作为先导结构合成新农药的成功例子基本上都是些有较大经费投入的国外农药大公司，而我国目前尚未真正形成一个自主创制新农药的体系，也还没有一个农药研究院所达到世界公认的GLP（GoodLaboratoryPractice，药物非临床研究质量管理规范）水平。导致这一现状的主要原因是我国缺乏相应的资金、人力投入和创新平台，因此植物源农药的研究和创制目前主要集中在活性成分的直接利用和合理配伍上。我国拥有非常丰富的植物资源，在植物源农药研究方面具有很大优势，只要加大人力和物力的投入，必将取得可喜的成果。

参考文献

[1]侯太平.植物农药研究进展[J].中国农业科技导报，2006，8（6）：12-16.

[2]魏艳敏.生物农药及其应用技术问答[M].北京：中国农业大学出版社，2007.

[3]吴文君.从天然产物到新农药创制——原理·方法[M].北京：化学工业出版社，2006.

[4]陈业高.植物化学成分[M].北京：化学工业出版社，2004.

[5]朱正方.从植物中寻找农药活性物质[J].天然产物研究与开发，1992，4（3）.

[6]徐汉虹，赵善欢.植物精油在害虫防治上的应用[J].天然产物研究与开发，1994，6（1）.

[7]郝乃斌，戈巧英.中国植物源杀虫剂的研制与应用[J].植物学通报，1999，16（5）.

[8]陈忠孝，胡国文.印楝素杀虫剂的研究及前景[J].世界农业，1992（7）.

[9]成卫宁，李修炼，李建军等.植物性杀虫剂防治小麦吸浆虫研究[J].西北农业学报，2000，9（2）.