試述植物源農(nóng)藥的作用機理與發(fā)展現(xiàn)狀

田鳳杰

[摘 要]隨著社會發(fā)展及生態(tài)環(huán)境的需要，植物源農(nóng)藥的研究與推廣受到了空前的重視，受到了社會的廣泛關(guān)注，植物源農(nóng)藥的開發(fā)成了研究熱點。概述了我國植物源農(nóng)藥的研究現(xiàn)狀，植物源農(nóng)藥的種類、作用機理、特點及目前存在的一些問題。

[關(guān)鍵詞]植物源農(nóng)藥 種類 作用 發(fā)展現(xiàn)狀

中圖分類號：S4 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）18-0397-01

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著人們健康意識的提高，大多數(shù)國家都非常重視農(nóng)產(chǎn)品的安全性，對農(nóng)藥殘留的限制十分嚴格。中國在加入WTO以后，農(nóng)產(chǎn)品出口面臨著非常嚴峻的“綠色壁壘”，其中農(nóng)藥殘留超標是經(jīng)常遇到的問題，嚴重影響了我國農(nóng)產(chǎn)品在國標市場的競爭力。為了降低農(nóng)藥殘留量，努力開發(fā)新型農(nóng)藥已經(jīng)成為當務(wù)之急。

植物源農(nóng)藥來源于自然，能在自然界降解，一般不會污染環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品。在環(huán)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(chǎn)生抗體，具有低毒、低殘留的特點，能夠保持農(nóng)產(chǎn)品的高品質(zhì)。再加上使用成本低等的優(yōu)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(huán)境污染壓力日趨嚴重的今天，更深入、更廣泛地研究和開發(fā)安全、無毒、來源廣、成本低的植物源農(nóng)藥具有重要的經(jīng)濟意義、生態(tài)意義和社會意義。

1 植物源農(nóng)藥中的活性成分

天然植物中的殺蟲活性物質(zhì)極其豐富，依其化學(xué)結(jié)構(gòu)，可大體歸納如下。

1.1 生物堿類（aldaloids）

此類物質(zhì)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(fā)育等。目前人們發(fā)現(xiàn)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、木防已堿、苦豆子堿等。

1.2 萜類（terpenes）

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(zhì)有拒食、內(nèi)吸、麻醉、忌避、抑制生長發(fā)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。

1.3 黃酮類（flavonoids）

黃酮類化合物多以甙狀態(tài)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。

1.4 精油類（volatile oils）

是一類分子量較小的植物次生代謝物質(zhì)，此類不僅具有毒殺、熏殺、忌避或引誘、拒食、抑制生長發(fā)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(jié)油、蕓香精油、蕪香精油等。

1.5 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。

2 植物源農(nóng)藥的作用機理

植物源農(nóng)藥中的殺蟲活性成分主要是次生代謝物質(zhì)，許多種次生代謝物質(zhì)對昆蟲表現(xiàn)為毒殺、行為干擾和生物發(fā)育調(diào)節(jié)作用。由于次生代謝物質(zhì)是植物自身防御與昆蟲的適應(yīng)演變、協(xié)同進化的結(jié)果，昆蟲對其不易產(chǎn)生抗藥性。研究結(jié)果表明，植物源農(nóng)藥對害蟲的作用獨特，作用方式多樣化，作用機理比較復(fù)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(fā)育作用和光活化毒殺作用等。

2.1 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。

2.1.1胃毒毒殺作用。毒理學(xué)研究表明，具有胃毒毒殺作用的物質(zhì)都可以破壞昆蟲的中腸組織，使中腸亞細胞結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，也可阻斷昆蟲的神經(jīng)傳導(dǎo)，抑制多種解毒酶，發(fā)揮神經(jīng)申報作用。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。

2.1.2觸殺作用。害蟲接觸到具有觸殺用的物質(zhì)，表現(xiàn)出興奮狀，其神經(jīng)中樞即被麻醉，并且使害蟲的蛋白質(zhì)凝固堵死蟲體的氣孔，從而使害蟲窒息死亡。

2.1.3熏殺作用。大部分精油都具有熏殺作用。精油可使割表皮蠟質(zhì)層顆粒排列發(fā)生變化，破壞中腸組織，抑制中樞此電位自發(fā)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。

2.1.4內(nèi)吸毒殺作用。內(nèi)吸作用是一種特殊的胃毒方式，與噴霧相比，這種方式對環(huán)境污染小，不易殺傷天敵。許多植物源殺蟲物質(zhì)具有典型的內(nèi)吸毒殺活性。

2.2 拒食和忌避作用。具有拒食作用和忌避作用的物質(zhì)并不直接殺死害蟲，而是允許其存在，但是迫使害蟲轉(zhuǎn)移選擇目標。任何生物的行為都是在接受體內(nèi)外信息后，由神經(jīng)和肌肉系統(tǒng)綜合反應(yīng)的結(jié)果，能夠被外來化學(xué)物質(zhì)所調(diào)節(jié)。具有拒食和忌避作用的物質(zhì)即是改變害蟲的體內(nèi)外信息，然后影響神經(jīng)，迫使害蟲做出柜食和忌避的行為。

2.3 干擾正常的生長發(fā)育作用

許多植物源農(nóng)藥能夠干擾害蟲的生長發(fā)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(xiàn)畸形，在害蟲的整個生長過程中起到主導(dǎo)調(diào)節(jié)作用。目前認為該類活性成分是干擾了昆蟲正常的內(nèi)分泌系統(tǒng)，導(dǎo)致生長發(fā)育出現(xiàn)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(fā)生。

2.4 光活化毒殺作用

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

3 植物源農(nóng)藥的特點

3.1 優(yōu)點

3.1.1植物源殺蟲劑活性成分復(fù)雜，能夠作用于昆蟲的多個器官系統(tǒng)，有利于克服抗藥性。

3.1.2植物源農(nóng)藥在自然界有其自然的降解途徑，不污染環(huán)境。

3.1.3由于自然界植物種類繁多，僅目前報道過的2400余種具有控制有害物生活性的高等植物尚未完全開發(fā)，故植物源農(nóng)藥有很大的開發(fā)潛力。

3.2 特點

3.2.1大多數(shù)植物源農(nóng)藥發(fā)揮藥效慢，有害生物大面積爆發(fā)時，不能滿足迅速救災(zāi)的需要。

3.2.2制劑成分復(fù)雜，活性成分易分解，且對光不穩(wěn)定，需要在有光條件下才有作用。

4 結(jié)束語

目前，以植物源活性物質(zhì)作為先導(dǎo)結(jié)構(gòu)合成新農(nóng)藥的成功例子基本上都是有有較大經(jīng)費投入的國外農(nóng)藥大公司，而我國目前尚未真正形成一個自主創(chuàng)新農(nóng)藥的體系，沒有達到世界公認的GLP（Good Laboratory Practice，藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范）水平。導(dǎo)致這一現(xiàn)狀的主要原因是我國缺乏相應(yīng)的資金、人力投入和創(chuàng)新平臺，在植物源農(nóng)藥的研究和合理配伍上，還非常短缺。我國擁有非常豐富的植物資源，在植物源農(nóng)藥研究方面具有很大的優(yōu)勢，只要加大人力和物力的投入，必將取得可喜的成果。