中国植物源农药的研究进展

2017-05-26邵仁志刘小安孙兰胡利锋

湖北农业科学 2017年8期

邵仁志++刘小安++孙兰++胡利锋

摘要：与传统的化学农药相比，植物源农药具有低毒、低残留、环境友好等特点，因此受到越来越多人的重视。主要综述了中国几类主要的植物源农药（杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、除草剂）的研究进展，分析了存在的问题以及发展前景，以期为今后植物源农药的开发提供参考。

关键词：植物源农药；杀虫剂；杀螨剂；杀菌剂；除草剂

中图分类号：S482.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）08-1401-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.08.001

Progresses in Botanical Pesticides in China

SHAO Ren-zhi1，LIU Xiao-an1，SUN Lan1，HU Li-feng1，2

（1.Hunan Agricultural University， College of Plant Protection，Changsha 410128，China；

2.Hunan Collaborative Innovation Center for Field Weeds Control，Loudi 417000，Hunan，China）

Abstract：Compared to the traditional chemical pesticides，botanical pesticides have the characteristics of low toxicity， low residue and environmental friendly. Therefor there are growing concern about botanical pesticides. The progesses of several main types of botanical pesticides including insecticides，acaricide，fungicides and herbicides were reviewed， and the problem and development prospect were analyzed， which would provide a reference for the further research of botanical pesticides.

Key words：botanical pesticides；insecticides；acaricide；fungicides；herbicides

植物源农药是指利用植物有机体的全部或部分有机物质及其次生代谢物质加工而成的制剂，包括从植物中提取的活性成分、植物本身和按活性结构合成的化合物及衍生物。中国是农业大国，传统化学农药的大量使用对环境造成了严重的污染，同时随着食物链的传递，最终会对人体的健康造成各种各样的危害。因而安全无污染、环境友好型的植物源农药越来越受到重视。中国是植物资源大国，开发植物源农药具有得天独厚的优势，目前，中国很多科研机构和企业都在进行相关的开发研究，已经有多种植物源活性成分的农药取得登记并成功应用，如2.5%鱼藤酮乳油、0.5%楝素乳油等。本研究就中国植物源农药的主要研究进展进行总结，并对目前存在的主要问题和发展前景进行了分析。

1 植物源杀虫剂的研究进展

植物源杀虫剂在中国研究最早，也是研究最为成熟的一种植物源农药。早期《中国土农药》就有植物性农药的记载。20世纪30年代，中国对鱼藤、百部等植物进行过大量研究[1]。随后植物源杀虫剂的筛选工作便陆续开展，通过国内外学者对部分野生植物和中草药植物进行活性筛选，发现一些植物如卫矛科、姜科、大戟科、楝科、瑞香科、唇形科、茄科、豆科、柏科、百部科、菊科、芸科、藜科、天南星科等具有一定的杀虫活性。其中，研究技术比较成熟的植物见表1。近年来，国内学者对植物源杀虫剂的研究更为系统深入。韦德卫等[2]在室内测定了21种植物提取物对荔枝蒂蛀虫成虫产卵的影响，发现灵香氯仿萃取物的产卵忌避活性最好，枫杨和地黄连的乙醇提取物的产卵忌避活性也较高。宋萍萍等[3]测定了5种伞形科植物提取物对斜纹夜蛾的生物活性，结果发现独活乙酸乙酯提取物和胡萝卜子甲醇提取物对斜纹夜蛾的胃毒活性最高，对农业害虫的防治有一定的潜在价值。吴华俊等[4]通过对红背桂、马樱丹、夹竹桃、黄花夹竹桃和黄婵5种植物提取物的毒性测定比较，发现黄婵提取物对检疫性害虫红火蚁的致死中浓度LD50最高，提取物进行提纯分析后，对制备更为有效的植物源农药有一定的参考价值。曹晓莉等[5]利用苍耳子、艾蒿、紫茉莉3种植物的茎和叶对尖音库蚊进行毒杀作用，结果发现苍耳子的茎和叶对尖音库蚊的毒杀效果最好，可以研制成新型的环境友好型植物源农药。

目前中国登记的植物源农药以杀虫作用的居多，截至2014年12月中国植物源农药登记的有效成分29种，植物源农药产品共127种，占农药产品总量的16%。植物源杀虫剂按其活性成分划分共有17种（表2）[6]。其中产量较多的是苦参碱、印楝素和除虫菊素[6，7]。

中国虽然在植物源杀虫剂的研究方面取得了一定的突破，但仍有很多问题亟待解决，如目前已取得登记资格的植物源杀虫剂虽不少，但实际生产的厂家很少甚至没有厂家生产，很多登记的植物源杀虫剂仍处于空缺状态；与此同时，很多已筛选出来并具有杀虫活性植物的作用机理有待进一步探究。

2 植物源杀螨剂的研究进展

目前中国对植物源杀虫剂的研究较为成熟，而对植物源杀螨剂的研究基本处于筛选阶段，但是早期研究发现很多具有杀虫活性的植物也有一定的杀螨作用，且作用效果較好。主要有楝科、茄科、豆科、菊科、瑞香科和唇形科、伞形科、茄科等植物。近年来中国很多学者对具有丰富的植物资源的地区进行了杀螨活性研究，并取得了一定的研究成果。如任建军等[8，9]用甲醇、氯仿、石油醚等有机溶剂对华北地区31种植物进行了提取并对其杀螨活性进行活性筛选发现植物柠檬薄荷、胡椒薄荷、木本香薷有一定的研究价值，并研究了薄荷中杀螨活性成分的作用机理。黄素青等[10]对已有的51种植物的甲醇提取物进行了深入研究发现山漆树、络石、无根藤的甲醇提取物对柑橘全爪螨有很好的毒害作用。梁为等[11]用超临界萃取法研究了瑞香狼毒的化学成分和杀螨活性，结果发现瑞香狼毒中的活性成分角鲨烯对人体有益无害，有很好的发展前景，但其杀螨作用机制仍有待进一步研究。程作慧等[12]研究发现迷迭香油的杀螨活性高于花椒油，对朱砂叶螨的生物防治有很大的应用价值。中国对杀螨植物研究的报道很少，对杀螨植物的研究也还没有杀虫植物的研究深入，因此现在对于螨类的防治，大部分使用的还是化学农药，接下来的工作主要是进一步扩大对植物杀螨活性的筛选和对已知具有杀螨活性植物的作用机理进行更为深入的研究。

3 植物源杀菌剂的研究进展

植物源杀菌剂的研究历史还比较短，早期的研究主要是进行筛选，冯俊涛等[13]对西北地区200余种植物进行了初步筛选，并对其杀菌活性做出了相应的评估，最后经分析归纳认为菊科和豆科植物在植物源杀菌剂研究中的发展前景是可观的。后来，张应烙等[14]对井冈山47种植物提取物的生物活性进行了测定，结果发现山鸡椒、凹叶厚朴等植物提取物的抑菌效果很好，而且范围较广，其在植物源杀菌剂的研究中有一定的价值。随着近年来一些学者对植物杀菌抑菌研究的深入，也已经发现了多种效果优良的杀菌植物材料，部分已经形成产品。王强等[15]通过对植物杀菌剂的筛选发现蒜头原汁液对很多病菌菌丝（如胶孢炭疽菌、荔枝霜疫霉病菌、小核菌菌丝等）的生长有较高的抑制作用，而且黄连水煮液对荔枝霜疫霉菌丝的生长也有很强的抑制作用。宿飞飞等[16]研究发现从多种中草药中提取出来的植物源杀菌剂黑农一号对青霉菌的抑菌效果最好，苦参次之，这也是中国有史以来第一次对植物源杀菌剂抑制青霉菌的报道。最近，张猛[17]通过研究发现，高浓度植物源杀菌剂20%丁香酚水乳剂在高浓度下对草莓灰霉病具有较好的防治效果，低浓度下与化学农药混用能有效防治草莓灰霉病。

迄今为止，随着对植物杀菌抑菌研究的逐步深入，中国大部分杀菌抑菌植物陆续被发掘出来（表3）[18]，部分杀菌抑菌植物也被加工成了相应的植物源杀菌剂。目前中国已登记的植物源杀菌剂农药（表4）[6]按其活性成分划分共有9种，所制得的农药产品共计13种，这相对植物源杀虫剂来说还是比较单一，需要相关研究者们加快步伐，研发出更多的植物源杀菌剂。

4 植物源除草剂的研究进展

植物源除草剂的开发科学原理是依靠植物之间的异株克生作用，即异株克生植物体内产生的次生代谢产物对其他同种或异种植物的萌芽、生长发育会造成一定的危害。而目前植物源除草剂的主要研究方向是从异株克生化合物中筛选出具有高活性的先导化合物，再人工修饰优化合成新型高效的植物源除草剂[19，20]。据统计，迄今为止全球已发现30多个科的植物中具有除草活性的天然化合物近百种，根据除草活性划分主要有天然羧酸类、醌酚类、三酮类、萜烯类、生物碱类、香豆素类、噻吩类、二苯醚类。刘刚[21]对外来植物意大利苍耳的主要化感物质进行了分析，研究发现意大利苍耳中的化感物质苍耳皂素具有很好的除草活性，有望开发为植物源除草剂。胡安龙[22]以青萍为靶标植物，采用生物测定的方法对14种植物乙醇提取物的除草活性进行测定发现了11个具有高除草活性的植物，这对植物源除草剂的研发具有重大的意义。后来，曲素香等[23]研究发现马莲甲醇提取物对稗草的根和茎的抑制效果突出，但其有效成分有待进一步研究。颜桂军等[24]通过对国内外植物源除草剂的研究进行深入探索和总结，认为猪毛蒿、豚草等10种植物有望开发为植物源农药。但是，目前为止开发出来并投入市场使用的植物源除草剂基本没有报道，登记的植物源除草剂产品也处于空白状态。今后研究学者的目标不能只局限于筛选出更多的具有除草活性的植物，更应着重于已有的具有除草活性的植物，早日使其转化成商品，投入市场中使用。

5 问题与展望

中国在植物源农药的研发中已经取得了较大的成就，但是仍然存在一定的问题，主要概括为以下几点：①中国对植物源农药的筛选范围不够广泛，主要集中在楝科、豆科等植物范围，筛选地区仅涉及到全国局部地区。②目前部分研发出来的植物源农药的作用机理还没研究清楚或者是仍处于空白状态。③植物源农药的研究不够全面，主要用于杀虫、杀菌、除草，在杀螨以及植物源安全剂方面缺乏。④研发成本高而市场占有率却很低，很多使用者对其使用效果半信半疑，使得植物源农药很难推广开来。⑤很多研究已久并具有开发成植物源农药潜力的植物却未能制成产品，投入到市场中使用。随着人们健康意识和对环境保护要求的不断增强，植物源农药必将发挥越来越重要的作用。今后植物源农药的研究还应从以下几方面着力：①扩大植物源农药的筛选范围，以开发新的植物源农药；②对现有具备制成植物源农药潜力的植物的作用机制进行更加深入的研究，加快其转化成产品的速度，争取早日投入市场中广泛使用；③加强多种植物源农药的混合开发，使其对生物的效果达到相加或者增效作用；④对现有的植物源农药活性物质的结构进行修饰和优化，得到更多品种的植物源农药。

植物源农药具有低毒、低残留、环保友好、不易产生耐药性等优点使其在研发上具有良好的发展前景，而中国又是植物资源丰富的国家，这在一定程度上為植物源农药的研究开发奠定了基础。只要加大人力、物力、财力的投入，必将取得丰硕的成果。

参考文献：

[1] 史卫国，徐之明，黄清臻，等.植物源农药的进展[J].农药科学与管理，1997，18（3）：33-35.

[2] 韦德卫，黎柳锋，曾宪儒，等.21种植物提取物对荔枝蒂蛀虫产卵的影响[J].西南农业学报，2012，31（1）：153-156.

[3] 宋萍萍，耿茂林，殷茜，等.5种伞形科植物提取物对斜纹夜蛾的生物活性[J].江苏农业科学，2014，42（3）：76-77.

[4] 吴华俊，甘洁琳，黄卉扬，等.5种植物提取物对红火蚁的杀虫活性比较[J].中国森林病虫，2014，33（6）：35-37.

[5] 曹晓莉，雷桂兰，高洁，等.三种植物提取物对蚊的毒杀效果比较[J].湖北农业科学，2014，60（15）：3546-3547，3552.

[6] 唐韵.我国生物农药登记品种及其使用技术[J].农药市场信息，2013，28（6）：43-44.

[7] 杨峻，林荣华，袁善奎，等.我国生物源农药产业现状调研及分析[J].中国生物防治学报，2014，30（4）：441-445.

[8] 任建军，师光禄，谷继成，等.华北地区31种植物粗提物对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus的触杀活性[J].北京农学院学报，2009，27（2）：17-21.

[9] 任建军，师光禄，谷继成，等.薄荷提取物对朱砂叶螨体内几种酶活性的影响[J].林业科学，2011，57（12）：85-91.

[10] 黄素青，张志祥，曾东强，等.十万大山51种植物抽提物杀螨活性的测定[J].华中农业大学学报，2011，56（3）：327-330.