植物提取物用于蔬菜生产的研究现状及前景展望

焦健，许念芳，舒锐，姚甜甜，岳林旭

（山东省轻工农副原料研究所，山东高密261500）

植物提取物用于蔬菜生产的研究现状及前景展望

焦健，许念芳，舒锐，姚甜甜，岳林旭*

（山东省轻工农副原料研究所，山东高密261500）

蔬菜病虫害及杂草的发生呈逐年递增的趋势，目前的防治措施主要依靠化学防治，不仅带来了大量的农药残留，致使蔬菜产量下降、质量不高，威胁人体健康，影响菜农的经济效益；而且导致土壤条件严重恶化，破坏生态环境；另外大大提高了病原菌、害虫及杂草的抗药性，加剧了防治难度，而部分农户单纯靠加大农药用量来防治，造成恶性循环。本文通过分析植物提取物防治蔬菜病虫害及杂草的意义和研究现状，对其发展前景进行展望，并提出相应的对策建议，为防控蔬菜病虫害、杂草的植物源药剂的开发提供参考。

植物提取物；蔬菜病虫害；应用现状；前景

随着人们对“绿色食品”和“无公害食品”的青睐，蔬菜产品越来越注重质量，因此对蔬菜病虫害的防控方法提出了更高的要求。随着蔬菜种植面积的增大、栽培年限的延长及复种指数的增大，病虫害的发生呈现逐年递增趋势[1]。目前，蔬菜病虫害防治的主要方法依然是化学防治，虽然可以有效地防治病虫害，但化学药剂的过度使用、滥用等现象带来了一系列的问题，农药残留、病原菌的抗药性、土壤条件严重恶化、生态环境破坏等，导致蔬菜产量下降、品质变劣，影响菜农的经济效益[2]，是制约蔬菜生产可持续发展的重要因子[3]。找出新的、有效的、经济无害的药剂和方法，是目前蔬菜生产中亟待解决的难题之一，也是当今蔬菜生产和科研工作中的研究热点[4]。

从植物中可以提取具有生物活性的化合物，如生物碱、类黄酮、萜烯类、酚类、甾体和多糖等天然化学物质，具有杀虫、抗菌等活性。以植物提取物为基础材料进行植物源农药的研发已成为农药开发的热点方向。随着“绿色食品”“无公害食品”在大众心目中的地位越来越高，发展植物源杀菌剂、杀虫剂是社会、市场、公众的需要，农药市场对植物源农药的需求量也逐渐增多，发展前景广阔。

1 植物提取物用于蔬菜生产的研究现状

1.1 植物源杀菌剂

自1970年以来，国外科研人员在植物药源杀菌剂方面进行了大胆的尝试，利用植物提取物对植物病原菌进行了抑菌性测定[5]，且已经获得了许多成果。研究发现，白藓皮、胡椒，抑菌作用强，抑菌谱较广[6]；甘草对番茄早疫病菌有显著抑制作用，且田间防效较好[7]；Eberhard等[8]用黄连小蘖碱防治马铃薯晚疫病取得成功并获得专利；白芨、甘草等7种植物提取物对枯草杆菌的抑菌作用明显，白芷、白术等8种植物提取液对金黄色葡萄球菌也有较强抑制作用[9-11]；黄连小蘖碱可以显著抑制许多植物病原真菌和细菌的生长；蒲公英中的倍半萜可以在一定程度上抑制细菌生长；一种分离自南欧丹参的硬尾醇、存在于苜蓿根部的苜蓿酸均在实验条件下对细菌显示出很强的抑制作用[12]。孟昭礼等[13,14]自1983～1998年进行银杏杀菌剂研究，成功研制出绿帝和银泰杀菌剂，并获得国家发明专利。赵纯森等[15]研究厚扑叶提取液对棉苗立枯病、小麦白粉病等10种植物病原真菌具有显著的抑菌作用并达到理想的防治结果。赵培洁等[16]研制出对霜霉病防治效果显著的农药“必效散”（主要原料为大黄）。国外捷利康公司的azoxys-trobin、巴斯夫公司的kresoximmethyl、印楝制剂Trilogy和Triac 90%EC、荷兰的TalentTM、BASF公司的MilsanTM等商品化的植物源杀菌剂品种已经投入市场[17]。

从利于社会可持续发展方面来看，植物病虫害的化学杀菌剂防治被具有抗菌活性的植物提取物所取代，能带来显著的经济效益、生态效益和社会效益的提升。植物提取物制成的植物源杀菌剂具有广谱抑制性，对微生物的抑制方式机理不明性。病害很难产生抗药性。另外，植物提取物主要来自于植物材料，天然无污染，因此生产的果蔬产品安全，不会对人及动物造成伤害，在自然条件下易分解且低残留，对环境的影响也极小，可以避免化学杀菌剂所带来的食品安全问题和环境污染问题[18]。

1.2 植物源杀虫剂

目前，印楝（印楝种子油）产品是植物源杀虫剂最主要的组成部分，在全球植物源杀虫剂方面占有重要地位，它们对昆虫具有祛杀、抗氧化作用。印楝素A，效果最为显著，经常被一些公司添加到杀虫剂中，达到很好的防效，例如德国Trifolio-M公司生产的NeemAtalT/S产品添加印楝A，其含量达到1%，杀虫效果很好。

其他常用的杀虫剂为除虫菊（菊科）花的提取物产品，除虫菊是指3种除虫菊酸酯和3种菊酸酯的杀虫化合物，除虫菊酯具有神经毒性，能达到快速击倒效用，尤其是对飞虫。当今，植物精油产品也是常用的一类商业化植物源杀虫剂，其作用迅速，采用触杀或熏蒸进行防治[19]。目前，“0.5%楝素杀虫乳油”“5%鱼藤酮乳油”和“10%尼古丁AS”等我国开发的植物源杀虫剂农药均已产业化生产[20]。

1.3 植物源除草剂

现在已发现30余个科的植物含有近百种具有除草活性的天然化合物，有些已产业化生产为绿色除草剂，并取得专利，进行推广应用。郝双红等[21]初步测定了菊科35种植株的除草作用，其中5种样品对供试对象均表现出70%左右的抑制作用。Singh等[22]发现猪毛嵩精油对香附子、野燕麦等具有较强的除草活性。张维库等[23]2004年从多年生植物牛心朴子中提取生物碱，对杂草反枝苋主茎及主根生长抑制率均在80%以上。徐路明等[24]研究表明，荆条花乙醇提取物对反枝苋、稗草幼苗幼根的抑制率均为95%左右，对幼茎的抑制率分别为85.21%、46.60%；荆条花石油醚和乙酸乙酯萃取物在质量浓度为10g/L时，对反枝苋幼茎幼苗生长的抑制率为100%[21]。

2 前景展望及发展建议

我国是一个农业大国，农业是我国国民经济的根本，农产品安全和环境保护已成为人们关注的焦点，因此，高效、低毒、绿色、无公害的植物源农药已成为农药家族中的宠儿，将成为本世纪农药的生力军。由于植物源农药的取材天然，具有无代谢物、无残留、无公害、无衍生物、不易产生抗药性等特点，被国家发改委和科技部列为本世纪优先重点发展的产业，是世界各国公认的绿色农药，可作为生物防治方法，广泛应用于农作物的病虫害防治，特别是在直接食用的农作物品种上，如水果、蔬菜等使用更显其优势[18]，利于进一步促进蔬菜产业的“绿色”发展，将为进一步完善无公害蔬菜栽培技术体系、丰富蔬菜抗病增产理论提供新的思路和途径。现在大力提倡“绿色农业”，注重环境保护和发展可持续农业，植物源农药的积极研究和开发，对保证我国的蔬菜乃至农作物安全生产有着重要且深远的意义。

2.1 建立植物源农药的资源数据库

我国植物资源丰富，对我国现有植物源杀菌剂、杀虫剂、除草剂资源进行全面、系统、深入调查研究，以有害生物为对象进行普筛，明确我国植物源农药的产地、分布、主要作用对象和范围，组建可提供咨询的数据库；重视珍惜植物，加速其人工培育；建立抗性植物种子库，以保证资源的可持续利用，为今后植物源农药的开发提供物质保障和科学依据[25]。

2.2 改进和优化研究方法

（1）利用树脂法、膜分离、超临界流体提取、超声波提取和微波提取等先进提取技术取代水浴蒸煮、有机溶剂提取等传统的植物活性物质提取方法。（2）利用转基因技术和发酵工艺理念，将基因转移到微生物上，再通过发酵来产生植物源次级产品。（3）利用转基因技术，将产生抗性成分的DNA片段转嫁到新物种中以防止病虫害及杂草的侵染。（4）参考复方中草药方，将单一的提取物成分尽可能的混合，以达到良好的防治效果，筛选出适于防治植物病虫害及杂草的配方药剂。（5）设法采用植物源助剂和化学反应的催化剂来增加植物源药剂的渗透能和延展能力，充分发挥药效。（6）植物源药剂的研发，最为关键是药物的活性物质，可以借鉴美国、德国等以活性先导分离技术获得具有显著生物活性的新颖骨架结构化合物的方法，进行结构修饰与改造，再进行半合成或全合成，将其开发成为新药物[26]。

2.3 做大做强产业化

现今登记的植物源农药多数为杀虫剂，仅有极少数的杀菌剂、除草剂，因此要加快活性物质提取分离技术的规模化、工厂化，以满足大批量生产的需求；要加强标准制订，目前我国绝大多数植物源农药没有国家标准或行业标准，且植物源药剂产品质量的检测方法较为混乱，给药剂的推广带来障碍。植物源农药的产业化需要标准做基础，针对我国农药市场较混杂的局面，我们应依靠质量求生存，提高产品技术含量，打造属于我们自己的品牌，增强国际竞争力[26]。

[1]李宝聚.我国蔬菜病害研究现状与展望[J].中国蔬菜,2006,(1):1-5.

[2]鲁福成,张静芳,张仲国,等.蔬菜病害综合防治现状及所面临的问题[J].天津农业科学,2003,9(2):51-54.

[3]李运凯,邱桂华.蔬菜病虫害治理中存在的问题与对策[J].中国农业信息,2014,(9):120.

[4]王文桥,张小风,韩秀英,等.我国北方蔬菜病害抗药性问题及治理对策[J].中国蔬菜,2010,23:20-23.

[5]吴新安,花日茂,朱有才,等.植物源源抗菌杀菌活性物质研究进展[J].安徽农业大学学报,2002,29(3):245-249.

[6]EBERHARD U.Control of phytophthora infestans with berberine[J].CA,1985,107:72-74.

[7]胡仁火,蔡春年,马万霞,等.10种中草药提取液抑菌杀菌作用研究[J].安徽农业科学,2009,37(25):11990-11991,12000.

[8]李樱梅,租英治,李永刚,等.中草药杀菌剂LS-1对番茄叶霉病的防治效果[J].东北农业大学学报.2010,41(6):49-54.

[9]张从宇,朱向阳,王泽河.中草药提取物对植物病菌抑制和病害防治作用[J].安徽科技学院学报,2007,21(6):16-18.

[10]李仲兴,王秀华,张明明,等.五倍子乙醇提取物对140株肠球菌体外抗菌活性观察[J].中国中医药信息杂志,2004,11(3):201.

[11]周峰,籍保平,李博,等.十二种中药挥发油及其滤液体外抗菌活性研究[J].食品科学,2005,3:50.

[12]杨顺义.苍耳、狼毒等植物提取物抑菌活性的初步研究[D].兰州:甘肃农业大学,2003.

[13]孟昭礼,罗兰,尚坚,等.人工模拟杀菌剂——绿帝对8种植物病原菌的室内删定[J].莱阳农学院学报,1998,15(3):159-162.

[14]孟昭礼,罗兰,尚坚,等.人工模拟杀菌的中草药源杀菌剂银泰防冶番茄3种病害效果研究[J].中国农业科学,2002,35(7):863-866.

[15]赵纯森,黄俊斌,周茂繁.厚扑叶中抑菌活性成分鉴别及其防病效果[J].华中农业大学学报,1994,13(4):373-377.

[16]赵培洁,王慧中,陈卫辉,等.中药农药“必效散”对柑橘青霉病菌和绿霉病菌的抑制作用[J].科技通报,1999,15(6):449-452.

[17]柏亚罗.Strobilurin类杀菌剂——又一例对天然化合物的成功模拟[J].农药,1999,38(12):4-6．

[18]李永夫,罗安程.植物源农药的研究和应用进展[J].科技通报,2003,19(5):434-438.

[19]杨义钧,董慧,徐兴.植物源杀菌剂的研究现状与展望[J].河北农业科学,2008,12(1):53-57

[20]李永夫,罗安成.植物源农药的研究应用和进展[J].科技通报,2003,19(5):434-438.

[21]郝双红,祝木金,冯俊涛,等.35种菊科植物除草活性初步测定[J].西北农林科技大学学报,2004,32(5):22-26.

[22]SINGH H P,KAUR S,MITTAL S,et al.Essential Oil ofArtemisia scopariaInhibits Plant Growth by Generating Reactive Oxygen Species and Causing Oxidative Damage[J].J Chem Ecol,2009,35:154-162.

[23]张维库,白红进,田小卫,等.牛心朴子生物活性的初步研究[J].农药,2004,43(5):214-216.

[24]徐路明,郝明亮,范鹏,等.荆条等8种植物提取物除草活性初探[J].农药,2011,50(8):614-616.

[25]李永刚,文景芝,郝中娜.植物源杀菌剂的研究现状与展望[J].东北农业大学学报,2002,33(2):198-202.

[26]翟凤艳,郭东峰,刘英杰.我国植物源杀菌剂研究现状及展望[J].广东农业科学,2010,21(80):120-123.

Research Status and Prospect of Plant Extracts in Vegetable Production

JIAO Jian,XU Nian-fang,SHU Rui,YAO Tian-tian,YUE Lin-xu*
(Shandong Institute of Light Industrial,Agriculture and By-products,Gaomi 261500,China)

The occurrence of vegetable diseases and insect pests and weeds is increasing year by year,and the current prevention and control measures mainly depend on chemical control.Chemical control bring a lot of pesticide residues,resulting in vegetable production decline,poor quality,and it could threaten human health and influence the economic benefits for farmers.In addition,it leads to serious deterioration of soil conditions and destruction of the ecological environment.the resistance to pathogens,pests and weeds has been greatly increased,and the difficulty of prevention and control has been aggravated.Some farmers simply rely on increasing the amount of pesticides to prevent and control,resulting in a vicious cycle.By analyzing the significance and research status of plant extracts in preventing and controlling vegetable diseases and insect pests and weeds,this paper look forward to the future development of plant extracts and put forward some countermeasures,,in order to provide reference for the prevention and control of plant diseases and insect pests and weeds.

Plant extracts;vegetable diseases and insect pests;research status;prospect

S436.3

A

1008-1038(2017)09-0012-04

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.09.004

2017-05-24

焦健（1985—），男，农艺师，主要从事农作物高产栽培技术研究工作

觹通讯作者：岳林旭（1965—），男，高级农艺师，主要从事农作物栽培技术的推广与应用工作