植物源农药

植物源农药简介一、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。

二、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。

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。

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。

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。

三、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。

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。

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Ⅴ5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。

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。

7甾体类此类具有拒食、毒杀和抗生作用,主要有Nic-1、Nic-2及植物质蜕皮酮、牛藤甾酮等。

此外,还有羟酸酯类,如除虫菊酯:木脂素类,如乙醚酰透骨草素;糖苷类,如番茄苷等。

四、植物源农药的不足与推广应用中的问题1活性成分含量和活性强度的不稳定性植物中的次生物质是植物为抵御有害生物和不利环境因子等而产生的,因此同一种植物中具农药活性物质的含量可因植物的生长发育阶段、组织器官、地域分布、生长环境等因素的不同而不同。

加之植物源活性成分的复杂性,因而在直接开发利用植物源农药中,应注意建立严格的化学和生物学相结合的检测技术,以保证产品中有效成分的含量和活性强度。

2活性成分的复杂性植物中次生代谢产物种类多,含量差异大,这不仅使分离、纯化工作困难,而且难以明确各成分之间的关系是协同、增效还是拮抗,给毒理学研究也造成了许多困难。

因此,在研究中应明确植物的次生代谢物中各主要成分之间的关系(协同、增效或拮抗),才能更好地开发应用植物源农药。

3制剂加工的特殊性植物源农药在作用方式和作用机理上,与有机合成农药有一定差异,特别是植物源杀虫剂对害虫作用的靶标有所不同。

因此,在剂型和药剂分散体系的设计上也要有所不同。

对这些相关领域进行深入研究,将能更有效地发挥植物源农药在田间的使用效果,这在印楝的开发中已得到充分的体现。

4植物源农药的使用特点由于植物源杀虫剂的作用方式特殊,作用速度相对较慢,在田间使用时除应掌握与常规杀虫剂相同的施用技术(如适时、适量、喷洒均匀周到)外,还应根据其特点灵活运用,以保证这类药剂防治效果的正常发挥。

如在虫口密度过大时,应先使用速效型药剂压低虫口,然后适当使用植物源杀虫剂进行扫残;或以低毒、速效的化学杀虫剂和植物源杀虫剂混用,如印楝素和阿维菌素混配具有明显的增效作用;拒产卵剂应在成虫产卵初期用药;引诱剂应结合速效性有机合成农药使用;拒食剂应考虑和内吸性药剂或持效性触杀剂结合使用。

总之,在有害生物综合治理中应把植物源农药当作一种“协调”的手段,而不应像使用化学农药一样,将其作为一种“应急”的主要措施。

5推广应用中的问题农民的环保意识和农业可持续发展意识淡薄，无公害农产品生产基地规模尚未形成，对生产过程中操作的规范性还没有严格的约束监督机制，绿色农产品的市场潜力还未得到充分体现，这些都给植物源农药的推广增加了难度。

由于生物技术的兴起和过分渲染，植物源农药生产中出现鱼目混珠的现象，许多非生物农药产品被冠以植物源农药、绿色农药、环保农药的名称。

许多企业在其申报的植物源农药获得登记后，在植物源农药产品中又加入化学农药成分，甚至纯粹以化学农药来冒充植物源农药，欺骗消费者。

值得注意的是，近年来，大量的化学农药与生物农药混配制剂的出现，其增效作用和增效机理不甚明了，也对植物源农药的健康发展带来影响。

近年来，虽然农产品价格有所提高，但种子、农药、化肥、农膜等农业生产资料的投入也相应增大，多数农民对土地投入的积极性不高，影响了高品质生物农药的推广。

而有些接受了植物源农药的农民，在实际使用中得不到正确指导，往往在发生病虫害以后才施药防治，而植物源农药起效慢的特点使其在这种情况下发挥不出良好的防效。

6商品化程度目前在无公害农作物生产中使用的植物源农药品种偏少，供应量不足，价格较高。

同时，大多数植物源农药生产厂家的规模较小，生产工艺与技术力量比较落后，与无公害农产品生产的发展要求相差较远。

在农药市场上，植物源农药仅占农药销售总量的1%左右，这其中品种、货源及价格是影响的主要因素。

在科技日新月异的今天,开发出来的新农药品种必须具有特殊优点,具有非常高的内在活性,用量少,与环境相容。

植物源农药在大多数情况下对人畜低毒,而且在环境中易降解,残留量小。

目前国际上杀虫剂的三大支柱是从植物源杀虫活性物质中找到先导化合物,并以此为模板,经化学模拟创新的。

在有害生物的可持续控制中、生物防治将成为控制农业生物灾害、保护农田生态环境的重要手段。

作为生物防治重要组成部分的植物源农药、加快发展、加速产业化是顺应人类生活质量的提高和社会进步的必然选择,是保证农业可持续发展的重要手段,是今后农药工业发展的方向。

我国可利用的具有农药活性成分的植物资源丰富,加之各地荒山、荒地均可种植,生产植物源农药投资少,见效快,原材料广泛,投资利润率和收益率均很高。