植物性农药

2.2.1印楝类杀虫剂
印楝(Azadirachta indicaA.Juss)系楝科楝属乔木,广泛种植于热带、亚热带地区。1980~2000年间先后在德国、肯尼亚、印度、澳大利亚和加拿大召开了6次国际印楝大会,2001年2月在中国云南昆明召开了中国印楝产业化国际研讨会,专门讨论印楝产品的开发与利用。从印楝植株中发现了以印楝素(azadirachtin)为主的80余种杀虫活性物质。印楝素制剂是当今世界公认最优秀的生物农药,其国际影响与市场空间正日趋扩大。
2.2 制约植物性农药发展的自身因素
首先,从农药的作用特点看,化学农药多为神经性毒剂和触杀剂,害虫致死速度快,作用效果明显。而植物性农药杀虫剂多为胃毒和麻醉性,害虫致死速度慢,作用效果不明显。由于在防治效果和防治速度上植物性农药不如化学农药,自然缺乏发展的竞争力。其次,植物中有效成分的含量一般都较低,在大规模的开发应用中,需要大量的原料来源,而自然界的有限资源很难满足开发应用的需要。在人口不断增加与耕地面积严重不足矛盾日趋尖锐的情况下,靠占用大量土地,通过人工种植来满足原料需要显然是不可取的。植物性农药的这些自身不足,导致每当从植物中发现有价值的化合物后,为解决原料来源问题,总是避开直接开发应用的研究,而转入合成轨道的研究,产生的是合成性植物农药。更多的则是为提高药效,而转入结构改造研究,产生的是化学农药,而制约了植物性农药的发展。
课程论文
课程名称：植物化学保护
题目：浅谈中国植物性农药的现状和进展
学院：植物保护学院
专业：植物保护
姓名：张艳荣
学号：13044010
完成日期：2012年06月29日
浅谈我国植物性农药的现状和进展
摘要：植物性农药是指利用植物所含的稳定的有效成分，按一定的方法对受体植物进行使用后，使其免遭或减轻病、虫、杂草等有害生物为害的植物源制剂。各种植物性农药通常不是单一的一种化合物，而是植物有机体的全部或一部分有机物质，成分复杂多变，但一般都包含在生物碱、糖苷、有毒蛋白质、挥发性香精油、单宁、树脂、有机酸、酯、酮、萜等各类物质中。由于植物性农药物质性质的特殊性，有害生物难以对其产生抗药性。另外，植物性农药对受体植物相对于化学农药来说更不容易造成药害，而且也容易与环境中其他生物相协调。植物性农药是非人工化学结构的天然化学物质，一般在自然界有天然的微生物类群对其进行自然分解，在保护生态平衡方面大大优于化学农药，特别是在无公害农产品的生产和保证农业的可持续发展中扮演着重要角色。本文综述了我国植物性农药的现状和研究进展，同时介绍几种应用前景比较好的植物性农药
鱼藤属植物属盛产于热带和亚热带,在我国广东、福建、云南、台湾等省区都有广泛的分布。此属约80余种。常见的有:毛鱼藤(D.Elliptica)、鱼藤、马来鱼藤(D.malacinsisBrain)锈色鱼藤(D.ferugineaBenth)、多蕊鱼藤(D.polyanthaPerkins)、中华鱼藤、菲律宾鱼藤(D.philippinsisMerr)和七叶鱼藤(D.heptaphylla(L.) Merr)。鱼藤酮主要存在于根部,某些品种中鱼藤酮的含量可达到10%以上,其中,黄文江鱼藤中鱼藤酮含量可达13.52%。
鸡血藤属植物属含有鱼藤酮的植物有厚果鸡血藤(Milletiapachycarpa)、少果鸡血藤、网络鸡血藤和台湾鸡血藤等(黄瑞纶,1941)。我国南方山区有大量野生的厚果鸡血藤,根和种子中含有鱼藤酮,不过含量相对较低,只有6%~10%。
鱼藤酮对菜粉蝶幼虫、小菜蛾和蚜虫等昆虫具有强烈的触杀作用和胃毒作用,对日本甲虫有拒食作用,对某些鳞翅目害虫有生长发育抑制作用(张双喜,1989;张业光,1990),对一些害虫还有熏杀作用。此外,鱼藤还有杀菌作用(江建跳甲(Phyllotreta vittata)、烟蚜(Myzus pericae)、二十八星瓢虫(Epilachna sp.)、茶毛虫(Euproctispseudoconspesa)、桃蚜(Myzus pericae)均有一定的防治效果,对鳞翅目害虫也有较高的防效。鱼藤酮对储粮害虫有一定的拒食活性(赵善欢, 1956)。鱼藤酮及其5种衍生物对谷象(Sitophilus granatius)和杂拟谷盗(Triboliumconfusum)成虫以及杂拟谷盗(T.confusum)和谷斑皮蠹(Trogoderma granarium)幼虫具有一定的拒食活性(Nawrot, 1989)。鱼藤酮类化合物对Toxacara canis幼虫具有强烈的毒杀活性(Kiuchi等,1989)。
除虫菊有效成分在花里,主要是白花除虫菊。其含量受品种、气候和栽培方法影响,干花含量0·8%~1·5%,一般在1%左右,主要产区在非洲肯尼亚。除虫菊对多种害虫具有高效,并且有很强的击倒作用。但是对哺乳动物无任何毒害。除虫菊素接触空气、日光以后很快分解,分解物不残留任何有毒物质。天然除虫菊是一种理想的杀虫剂,在害虫防治上广泛应用。然而近二十多年来拟除虫菊素的飞速发展,使天然除虫菊受到很大冲击。近来,随着人们的健康与环保意识的不断提高,对农药给农产品带来的污染问题十分关注,天然除虫菊市场需求也随之增长。目前,由中植生物科技开发有限责任公司开发的除虫菊产品就有:除虫菊精油(有效成分含量20%、25%、50%、60%),高纯度除虫菊酯(有效成分含量60%以上),除虫菊干花,40~80目菊杆粉,40~80目除虫菊花渣及其它终端产品。
2.2.3除虫菊及除虫菊素
除虫菊(Chrysanthemum cineriaefolium)是多年生菊科草本植物,株高40~70cm,根系发达,枝叶丛生,分蘖旺盛,花色鲜艳。其起源于中东和近东。在19世纪引入欧洲和美国,然后又引入日本、非洲和南美。我国20世纪20年代开始引进栽培。陆宗莲等(1998)进行了除虫菊的组织培养研究,为除虫菊的商业化开发奠定了基础。
3.2植物性农药发展迟缓的原因分析
2.1 制约植物性农药发展的历史因素
植物性农药虽然在古代就已开始使用,但在相当长一段时间内,由于人少地多,广种薄收,加之那时病虫草害虽有,但不足以对农业造成严重威胁,因此农药对农业来说并不是必不可少的。进入近代以后,世界人口不断增加,人类对粮食的需求日增,而制约粮食大幅度增加的主要因素,一是耕地面积不断减少,二是病虫草害对粮食生产造成的严重危害。在前者无法避免的情况下,用农药防治病虫草害就成为粮食增产的主要手段之一,这就为植物性农药的发展提供了契机。但结果是矿物源农药,因其原料来源丰富、生产简单而超过了植物性农药。特别是有机合成农药,由于其药效高、生产成本低、易实现现代化和规模化生产,满足了农业对农药的大量需求,一时成为农药中的主导,而植物性农药却受到了冷落和忽视。
4.2 植物性农药的发展途径
仿效目前化学合成农药使用中所盛行的混配方式,走混配道路,是植物性农药研究和发展的主要途径,也是提高药效,解决植物性农药原料来源困难的根本方法。
混配,首先指一种植物提取物的混合使用,即一种植物作原料时,其提取物直接或只经过简单的粗分,去掉有害成分,以天然混合物的形式加以配制使用。这样就可以充分利用天然植物本身存在的协同增效作用,达到提高药效,降低成本的目的。白志诚等在紫穗槐毒杀大皱鳃金龟的研究中曾发现,某一粗馏分具有很好的毒杀作用,而分离出的具有杀虫活性的4种单一化合物,分别配制成药,用于杀虫时,均不显示杀虫能力。同样模拟各自在原料中的含量,混合后再使用,则杀虫能力又复现出来,这显然是一种有效成分之间自然存在的协同效应。在“920”植物生长调节剂的研究中,同样出现了类似情况,即分离后的药效没有不分离的好。因此,有目的的寻找植物内部自然存在的这种协同增效作用,就有可能发现更多具有药用价值的植物资源,从而拓宽植物性农药研究和发展的领域。混配,也指不同植物之间的混配。一种植物有可能杀虫效力不足,几种植物混配,就有可能产生协同增效作用和药效相加作用,提高杀虫效力。这种混配,在提高药效的同时,又可减少单一原料植物的用量,从根本上解决原料来源的困难。因此,不同植物之间的混配,是提高药效,解决原料来源,加快植物性农药发展的有效途径之一。
2.2.2鱼藤及鱼藤酮
鱼藤酮是从鱼藤属等植物中提取出来的一种有杀染,对天敌比较安全,害虫不易产生抗药性,是综合防治上的一个比较理想的杀虫药剂。
从鱼藤类植物中先后分离并鉴定了鱼藤酮、灰叶素(tephrosin)、鱼藤素(deguelin)、灰叶酚(toxicarol)等多种有杀虫活性的化合物,这类化合物都具有一个四环结构,通常称为鱼藤酮类化合物(rotenoid)。
4植物性农药的未来展望
化学合成农药因其经济高效的优点,大大促进了农业的发展,但公害问题却是其致命的弱点,无公害则是生物源农药的优势所在。因此,在未来植物性农药的发展中,必须充分发挥其自身优势,在理论和实践上寻求突破。
4.1 未来植物性农药的研究方向
从应用入手,多方位展开,是未来植物性农药研究的基本原则。解决原料匮乏,提高药效功能,是未来植物性农药研究的着眼点。除植物性杀虫剂、杀菌剂是继续研究的重点外,植物性植物生长调节剂、除草剂将被引起足够的重视。植物性杀虫剂、杀菌剂是从消除病虫害方面来提高植物产量,而植物生长调节剂则是从提高植物的自身生长优势中夺取产量,因此这是一个非常有价值的研究课题。
3植物性农药存在的问题及原因
3.1存在的主要问题
目前,对植物性农药的研究面窄、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。
1.2植物性农药的发展现状