植物源农药的功效成分及植物简介

1.植物农药资源　杀虫植物是一类对昆虫具有生物活性作用的植物，在全世界50多万种植物中，已查明的杀虫植物有1　000多种，能引起昆虫拒食、忌避、麻痹、引诱、生长阻断及抑制种群繁殖的特异性杀虫植物700多种。我国可作为农药的植物主要集中于楝科、菊科、豆科、卫矛科和大戟科等30多科。

植物杀菌剂是植物里含有杀死或有效抑制病原菌生长发育的活性物质。目前对具有杀菌活性植物的研究少于对杀虫植物的研究，当前国内的研究热点主要集中在蒜、乌药、小檗、烟草、茶、艾蒿、苍术、藿香、山柰、香茅、苦参、莨菪、鱼藤、小藜、玉簪、厚朴、麻黄、细辛、胡敏藤、黄檗、连翘、茵陈蒿等植物上。

广泛筛选这些有除草特性的植物，并对其中活性物质进行分离鉴定，已成为天然除草剂开发的重点。目前世界上已发现30多个科的植物含有近百种具有杀草作用的天然化合物。如从万寿菊属植物中提取的α－三联噻吩，除有除草特性外，还有杀线虫作用。另外从麦根分泌物以及麦根、麦秸和颖壳的水浸液中分离到杀草活性物质，薇甘菊不同部位的提取物对黑麦草等几种受体植物的生长有明显的抑制作用。

2.植物源农药的功效成分　植物能用作农药来防治病虫害是因为其体内含有毒杀害虫或抑制病菌作用的物质，即有效成分。植物所含的化学成分比较复杂，有效成分中的一部分是植物新陈代谢过程的产物，即次生代谢物质，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。种类繁多的植物次生代谢产物是潜在的化学因素构成了各具特色的化学生态，而正是这些次生代谢产物抵御了绝大多数害虫的侵扰。富含这些高生理活性次生物质的植物可以被直接加工成农药制剂或通过活性成分的进一步修饰而获得活性更高的农药。害虫及病原微生物对这类生物农药一般难以产生抗药性，同时这类农药容易和其他生物措施相协调。防治害虫的植物活性物质通常分为生物碱、单宁、精油、树脂、毒性蛋白、酯类等化合物。具有杀虫作用的植物含有其中一种或几种毒性物质。据统计，这些化学物质总数可能超过400　000种，迄今为止只鉴定出10　000多种，其中有相当一部分被认为有作为农药的潜力。总之，植物源农药是非常庞大的生物农药类群，是目前国内外人们极为重视的第三代农药的源泉，其类型多、性质特殊，足以应付各类有害生物。

具有农药活性的植物其活性类型主要有以下几种：①植物毒素，如烟碱。②植物源昆虫激素，如在藿香蓟植物中发现的昆虫早熟素，具有抗昆虫保幼激素功能。③拒食剂，如印楝素可阻止昆虫取食。④引诱剂，如丁香油可引诱桔小实蝇。⑤驱避剂，如香茅油可驱蚊。⑥绝育剂。⑦增效剂，如芝麻油（素）。⑧植物防卫素，即感病植物自身产生的抗菌物质。⑨异株克生物质，植物产生的某些次生物质可抑制附近同种或异种植物生长。⑩植物内源激素，如赤霉素、细胞分裂素、芸薹素内酯和三十烷醇等。

植物源农药的活性成分依其分子结构，主要有以下几类：①生物碱类。对害虫的作用方式多种多样，具有毒杀、忌避、拒食和抑制生长等活性，如烟碱、雷公藤次碱、苦豆子碱、喜树碱、百部碱、苦参碱、黎芦碱、小薜碱、乌头碱等，可从苦参、烟叶、百部、雷公藤等中草药中提取。②萜烯类（包括单萜、倍半萜、双萜、三萜）。具有毒杀、忌避、麻醉、抑制生长等活性，如印楝素、川楝素、苦皮藤酯类等。③黄酮类。多以苷或苷元、双糖苷或三糖苷状态存在，具有毒杀活性，如鱼藤酮、毛鱼藤酮等。④挥发油类。具有杀虫、杀菌、拒食等活性，如薄荷油、百里香油、香茅油、丁豆油等。⑤多聚炔与噻吩类。具有毒杀活性，如主要分布于菊科的7－苯基2、4、6-庚三炔，茵陈二炔，α－三连噻吩等。⑥其他。如除虫菊脂、香豆素、毒蛋白等。

3.植物源农药种类简介

（1）楝科植物：约52属，1　400种，我国约有15属，64种。楝科植物杀虫剂应用较早，其中印楝、川楝和苦楝是该科中主要的杀虫植物。印楝是世界上公认的理想杀虫植物。

印楝科楝属。热带乔木，速生树种。该树为高15～40m的常青树，原产于缅甸和印度，在亚洲南部、非洲、南美洲的许多地方也有分布，但以印度等亚洲国家产量最大，生长在热带和亚热带海拔700m的高山上。近年经引种已在70多个国家有分布和种植，现在我国广东南部、海南、云南及四川局部地区有大面积的种植。印楝对许多植物病原真菌、细菌、病毒和线虫都有较好的抑制作用。印楝的杀虫有效成分主要存在于种子里，树皮与叶中活性成分含量甚微。从印楝的不同部位现已分离出100多种化合物，这些活性物质主要是四环三萜类化合物，还有二萜、三萜、五环三萜及非萜物质，其主要杀虫活性物质是印楝素，对400多种害虫具有防治作用。印楝油对一些土传病害、储藏病害和叶面病害也有防治作用。印楝饼及其提取物对根腐病菌、猝倒病菌、枯萎病菌等真菌有较好的抑制作用。印楝叶水提取物对花生、花生锈病等有明显的抑制作用。印楝叶、果仁、树皮、印楝油、印楝饼等的提取物对水稻白叶枯病菌、洋葱细菌叶斑病菌等植物病原细菌也有较好的抑制作用。印楝提取物对烟草花叶病毒，马铃薯普通花叶病毒，番茄斑萎病毒等多种病毒有抑制作用，其主要是通过调节病毒生理、行为、影响其种群动态、干扰病毒的复制或表达，从而减少病毒引起的损失。印楝提取物对小麦、番茄、茄子、桑树、豌豆、红辣椒、棉花、大豆、椰子、向日葵、姜、蘑菇、甘蓝、花菜、葡萄等作物上的寄生线虫具有显著的控制作用。

（2）卫矛科植物：约有30属，450种，我国有12属，200种以上。雷公藤和苦皮藤是该科中重要的杀虫植物。

苦皮藤是卫矛科南蛇藤属的一种多年生木质藤本植物，是我国具有开发潜力的杀虫植物之一。苦皮藤广泛分布于湖北、陕西、河南、四川、江西、湖南、江苏、安徽、山东、甘肃、云南、贵州、广西、广东等地，资源丰富，且在黏土、沙土及石渣土中都能正常生长。目前，我国对这一杀虫植物从化学和生物学的角度进行了多学科的交叉研究，卫矛科南蛇藤属植物富含多种二氢沉香呋喃倍半萜及生物碱类化合物，其中杀虫有效成分是以β－二氢沉香呋喃为骨架的多元醇酯化合物，其杀虫作用机制包括以苦皮藤素Ⅳ为代表的麻醉成分和以苦皮藤素Ⅴ为代表的毒杀成分。苦皮藤中杀虫活性物质主要存在于根皮，其叶、果、木质部也有一定的杀虫作用，但杀虫毒力远不如根皮。

雷公藤为卫矛科，雷公藤属植物。我国很早以前就用于医学和防治各种害虫，有“菜药”之称。雷公藤的主要用药部位是根，茎次之，去皮根心最低。秋季植物中甲素含量大于春季。自1936年首次报道从雷公藤根部提取分离得萜类色素雷公藤红以来，已从雷公藤属植物中分离出100多种成分，主要是生物碱类、二萜类、三萜类、倍半萜类及多糖，其中二萜类和生物碱类是主要的活性成分。从雷公藤根皮中已分离出5种有杀虫活性的生物碱Wilfordine（C43H49N）、W ilfo rine（C43H49O18N）、Wilfortrine（C41H47O20N）、W ilfo rgine（C47H49O19N）、Wilforzine（C41H47O17N）。雷公藤杀虫作用的研究始于20世纪30年代。雷公藤对家蚕有毒杀、拒食和触杀作用，其有效成分分布于根系。雷公藤根皮粉及其抽提物对菜白蝶、蒽麻夜蛾、蝽尺蠖等多种鳞翅目幼虫以及豆平腹蝽、黄守瓜、铁甲虫、二十八星瓢虫等害虫有拒食、胃毒、麻痹作用，对甘蔗棉蚜、棉大卷叶虫、苋菜螟有触杀作用。

（3）杜鹃花科植物：约50属，1　300余种，我国有14属，700种。该科植物黄杜鹃在我国作为杀虫植物使用的历史较早。黄杜鹃，又称羊踯躅，产于华中、华南，少见于西南，生于海拔1　000m的山坡草地或丘陵地带的灌木丛或山脊杂木林下，叶大而密被柔毛，花黄色而易识别，为著名中草药和杀虫植物。目前已从黄杜鹃中分离并鉴定出结构的活性成分有8种，分别是闹羊花素－Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ，Rhodomollein-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，Kalmanol和Grayano toxin－Ⅲ。此外，还含有浸木毒素、石楠素、杜鹃花毒素、司帕拉沙酚、马醉木毒素等。黄杜鹃活性成分中，对昆虫活性最强的是闹羊花素－Ⅲ。在黄杜鹃的花、嫩叶、根、茎不同部位含量各异，以花中含量最高。早在20世纪20年代末，研究人员就发现黄杜鹃药液喷雾防治桑蟥、灌施防治地下害虫、浸渍处理蚜虫效果良好，熏蒸家蝇的致死时间与除虫菊粉相同，苏醒时间比除虫菊粉长，苏醒百分率比除虫菊粉低。据不完全统计，黄杜鹃对豆平蝽、甘蔗棉蚜、苎麻黄蛱蝶、菜粉蝶、稻瘿蚊、稻蝗、稻苞虫、负泥虫、叶蝉、甘薯金花虫、红蜘蛛等10科，50余种重要经济害虫毒杀效果良好，因此，曾作为土农药在黄杜鹃产区广泛应用。黄杜鹃既是传统的中草药，又是高效的杀虫植物，其主要杀虫活性成分闹羊花素2E结构较简单，环境和谐性良好，有可能发展成为理想的植物源杀虫剂而应用于害虫综合防治。

（4）瑞香科植物：约有50属，500余种，我国有9属，70余种。瑞香狼毒为该科多年生草本植物，又名断肠草、馒头花等，有较高的杀虫活性。是广泛分布于我国西北、西南、东北、华北等地的有毒植物，生于海拔高度1　700～3　900m的田边、河滩、山坡。瑞香狼毒在青海省各地均有分布，主要分布在黄南藏族自治州的尖扎县，玉树藏族自治州的称多、昂欠、杂多、治多、曲麻莱，海北州的刚察、海晏、祁连，海南藏族自治州的兴海、贵南、同德及海东地区的湟中、化隆等县，多生长在海拔高度2　300～3　600m的草原类草地阳坡与滩地。瑞香狼毒作为土农药已应用于民间，将瑞香狼毒根晒干研成细粉，翻地时放入沟内，可杀死地下害虫；其水浸液喷洒可防治菜粉蝶幼虫、猿叶虫及蚊子幼虫；用其做成人工毒饵可诱杀黏虫、苍蝇，其茎叶加水煎熬后，其浸出液倒人厕所，可杀死苍蝇幼虫。近30年来对瑞香狼毒化学成分的研究工作表明，瑞香狼毒中的主要化学成分有黄酮类、香豆素类、二萜类和木脂素类化合物等类型。构效关系研究表明，活性化合物主链两端的苯环或六碳环结构是活性的核心结构之一，随着分子主链的不饱度增加，杀虫活性相应增加。杀虫机制研究表明，他们破坏了昆虫中肠的组织结构，抑制了昆虫血淋巴酯酶的大部分主酶带，加强了少部分主酶带，诱导出了个别新酶带，在一定程度上影响了昆虫中肠脂酶活力、整体昆虫的粮原、血淋巴总糖含量、血淋巴蛋白质含量等，从而干扰了昆虫体内正常的物质合成与能量转化。瑞香狼毒根乙醇提取物有多种生物活性，特别是拒食活性尤为强烈，对亚洲玉米螟幼虫、桃蚜也具有很强的生物活性，但对斜纹夜蛾幼虫、小菜蛾幼虫的生物活性弱，将乙醇提取物用于室外防治菜粉蝶幼虫，效果良好。

（5）柏科植物：约20属，145种，我国约有8属，近40种。沙地柏为柏科圆柏属植物，为常绿匍匐状灌木，是一种杀虫作用特殊、活性高而稳定的植物，具有很高的研究开发价值。目前已从中分离出了d-Sabinyi acetate、d-Sabinene、脱氧鬼臼毒素、脱氧苦鬼臼毒素、Coumarsabin、Siderin等多种萜类、木质素类、酚类及烃类物质。沙地柏粗提物可明显分为2部分，即精油和非精油，均具有显著的杀虫活性。从沙地柏叶中分离得到对菜青虫具有高拒食活性的鬼臼毒素。沙地柏种子提取物对多种试虫均表现出一定的生物活性，对菜青虫具有拒食、胃毒和触杀作用，对黏虫和小菜蛾仅表现出不同程度的拒食和胃毒作用，可抑制玉米象和赤拟谷盗的种群形成。沙地柏果实不同溶剂提取物均能明显抑制棉铃虫幼虫的生长发育，其丙酮提取物可使棉铃虫幼虫化蛹推迟7～9天，蛹重小于对照组。沙地柏精油对多种害虫均表现出很强的熏蒸毒杀作用，另外，还有触杀、拒食和抑制种群形成的作用。出沙地柏中杀虫活性成分种类多，活性较高，对害虫的作用方式多样，防治谱广，与化学合成农药相比作用机制独特。

（6）其他：除虫菊是菊科一种治虫特用菊花，多年生草本植物，在世界各地都有分布，以俄国、中国、美国、英国、巴西、南斯拉夫、波斯等地较多。已知世界除虫菊有多种，其中含杀虫有效成分较高的有4种，常用于家庭治虫的有白花除虫菊和红花除虫菊。红花除虫菊早在19世纪前于波斯栽培，供观赏和制作杀虫药剂。白花除虫菊叶形似西瓜叶，又称瓜叶除虫菊，在南斯拉夫被发现，经多年治虫应用，其杀虫效果高于红花除虫菊，广泛用于人工栽培，成为世界上三大植物源杀虫剂之一。除虫菊素是除虫菊花中的主要杀虫成分，其中包括除虫菊素Ⅰ和除虫菊素Ⅱ，瓜叶菊素Ⅰ和瓜叶菊素Ⅱ与茉酮菊素Ⅰ和茉酮菊素Ⅱ，除虫菊素是这些杀虫成分的总称，又因为除虫菊素Ⅰ和除虫菊素Ⅱ是这6种杀虫成分中的主要组分，因此除虫菊素又代表了除虫菊素Ⅰ与除虫菊素Ⅱ。含杀虫成分的除虫菊制剂，已被长期用于防治农业害虫，而且至今仍在使用。除虫菊素的杀虫谱广，有较高的胃毒作用，对咀嚼式口器害虫有特效又有强烈的触杀作用，对哺乳动物安全，易降解，不污染环境。现在又出现了一类化学合成的光稳定性拟除虫菊醋杀虫剂，具有与除虫菊素相同的作用机制，持效期长，且生产量大，价格较低，在防治农田害虫中逐步取代了天然除虫菊素。除虫菊的根、茎、叶、花都含有毒虫素物质，以花中毒虫素含量较高，在5～7月盛花期3个月可防治蚜虫、红蜘蛛、菜青虫、棉铃虫及地下害虫。有报道，蔬菜田套种除虫菊，除虫菊花期与作物害虫发生期相吻合，对发生普遍、世代多需要进行反复防治的蚜虫、菜青虫等防效达80%。此外，除虫菊还可以用于家居卫生害虫的灭治，特别是对蚊、蝇、蟑螂和甲虫等效果非常理想。除虫菊在国外被广泛用于环境公共卫生害虫的防治，防治对象包括蟑螂、白蚁、火蚁等害虫。产品可安全用于医院、宾馆、饭店、办公室、超市，还可用于外环境如公园、集贸市场、游乐场等公共场所及绿化植物、草坪的害虫防治。