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我國植物農藥的發展

日期:2019年6月6日

 

    我國是一個農業大國,農藥在農業生產中發揮著十分重要的作用。隨著人們健康意識的提高,大多數國家都非常重視農產品的安全性,對農藥殘留的限制十分嚴格。中國在加入WTO以后,農產品出口面臨著非常嚴峻的“綠色壁壘”,其中農藥殘留超標是經常遇到的問題,嚴重影響了我國農產品在國際市場的競爭力。為了降低農藥殘留量,努力開發新型農藥已經成為當務之急。

植物源農藥來源于自然,能在自然界降解,一般不會污染環境及農產品,在環境和人體中積累毒性的可能性不大,對人和牲畜相對安全,對害蟲天敵傷害小,且害蟲對其難以產生抗體,具有低毒、低殘留的特點,能夠保持農產品的高品質,再加上使用成本低等,優點越來越受到人們的重視與青睞。在全世界面臨人口迅速增長、環境污染壓力日趨嚴重的今天,更深入、更廣泛的研究和開發安全、無毒、來源廣、成本低的植物源農藥具有重要的經濟意義、生態意義和社會意義。

 

(一)植物源農藥中的活性成分

 

        天然植物中的殺蟲活性物質極其豐富,依其化學結構,可大體歸納如下:

    1.生物堿類

    此類物質對昆蟲的毒力最強,對昆蟲的作用方式多種多樣:如毒殺、忌避、拒食、麻醉和抑制生長發育等。目前人們發現的生物堿已有6000多種,已證明有殺死害蟲作用的主要有煙堿、喜樹堿、百部堿、藜蘆堿、苦參堿、雷公藤堿、小薛堿、木防己堿、苦豆子堿等。

    2.萜類

    這類化合物包括蒎烯、單萜類、倍半萜、二萜類、三萜類。這類物質有拒食、內吸、麻醉、忌避、抑制生長發育、破壞害蟲信息傳遞和交配,兼有觸殺和胃毒作用,主要有印楝素、川楝素、茶皂素、苦皮藤素、鬧羊花素等。

    3.黃酮類

    黃酮類化合物多以甙或甙元、雙糖甙或三糖甙狀態存在,具有防治害蟲作用的主要有魚藤酮、毛魚藤酮等。作用方式為拒食和毒殺作用。

    4.精油類

    是一類分子量較小的植物次生代謝物質,此類不僅具有毒殺、熏殺、忌避或引誘、拒食、抑制生長發育等作用,還具有昆蟲性外激素的引誘作用,多用于防倉庫害蟲,如菊蒿油、薄荷油、百里香油、肉桂精油、松節油、蕓香精油、蕪香精油等。

    5.其他

    羧酸酯類如除蟲菊酯,木脂素類如乙醚酰透骨草素,甾體類如牛膝甾酮,糖苷類如番茄苷等。

 

(二) 植物源農藥作用機理

 

    植物源農藥中的殺蟲活性成分主要是次生代謝物質,其中許多種次生代謝物質對昆蟲表現為毒殺、行為干擾和生物發育調節作用。由于次生代謝物質是植物自身防御與昆蟲的適應演變協同進化的結果,昆蟲對其不易產生抗藥性。研究結果表明,植物源農藥對害蟲的作用獨特,作用方式多樣化,作用機理比較復雜,歸納起來主要有毒殺作用、拒食和忌避作用、干擾正常的生長發育作用和光活化毒殺作用等。

 

1)毒殺作用:植物對昆蟲最直接、最有效的作用方式就是毒殺作用。

 

    1.胃毒毒殺作用。毒理學研究表明,具有胃毒毒殺作用的物質都可以破壞昆蟲的中腸組織,使中腸亞細胞結構發生變化,也可阻斷昆蟲的神經傳導,抑制多種解毒酶,發揮神經毒劑的作用。胃毒毒殺作用的癥狀為蟲體脫水縮短,拉稀糞便,甚至拉出直腸或囊泡狀物,直至死亡。

 

    2.觸殺作用。害蟲接觸到具有觸殺作用的物質,表現出興奮狀,其神經中樞即被麻醉,并且使害蟲的蛋白質凝固堵死蟲體的氣孔,從而使害蟲窒息死亡。

 

    3.熏殺作用。大部分精油都具有熏殺作用,精油可使害蟲表皮蠟質層顆粒排列發生變化,破壞中腸組織,抑制中樞神經電位自發放。鑒于熏殺的特殊方式,可將精油用于防治倉儲害蟲和大棚溫室害蟲。

 

    4.內吸毒殺作用。內吸作用是一種特殊的胃毒方式,與噴霧相比,這種方式對環境污染小,不易殺傷天敵。許多植物源殺蟲物質具有典型的內吸毒殺活性。

 

  2)拒食和忌避作用

 

    具有拒食作用和忌避作用的物質并不直接殺死害蟲,而是允許其存在,但是迫使害蟲轉移選擇目標。任何生物的行為都是在接受體內外信息后,由神經系統和肌肉系統綜合反應的結果,能夠被外來化學物質所調節。具有拒食和忌避作用的物質即是改變害蟲的體內外信息,然后影響神經,迫使害蟲做出柜食和忌避的行為。

 

   3)干擾正常的生長發育作用

 

    許多植物源農藥能夠干擾害蟲的生長發育,使卵不能正常孵化,幼蟲不能正常蛻皮化蛹,蛹不能正常羽化或出現畸形,在害蟲的整個生長過程中起到主導調節作用。目前認為該類活性成分是干擾了昆蟲正常的內分泌系統,導致生長發育出現異常。這種方式對當代或當年的害蟲影響不太明顯,但可以控制下一代害蟲的發生。

 

   4)光活化毒殺作用

 

    光活化毒殺作用是植物源農藥的活性物質借助于光敏化劑發揮作用,光敏化劑是光活化毒殺作用的關鍵。目前被普遍接受的機制是光動力作用和光誘導毒性,即光敏化劑接受一定波長的光子,產生自由基或誘發單線態氧攻擊生物大分子,如脂蛋白、酶和核酸等,從而導致害蟲的死亡或損傷。

 

(三) 植物源農藥的特點

 

       優點

 

     1.植物源殺蟲劑活性成分復雜,能夠作用于昆蟲的多個器官系統,有利于克服抗藥性。

 

     2.植物源農藥在自然界有其自然的降解途徑,不污染環境。

 

     3.由于自然界植物種類繁多,僅目前報道過的2400余種具有控制有害生物活性的高等植物尚未完全開發,故植物源農藥有很大的開發潛力。

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