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摘 要：目前人们已经在野生植物资源中发现了很多具有杀虫、杀菌、抗病毒和除草作用的天然活性物质，开发利用这些野生植物资源，合成植物源杀虫剂、杀菌剂、抗病毒剂和除草剂等生物农药具有较大的发展潜力和经济价值。综述了我国植物源农药的自然资源及农药产品，植物源农药的分类、作用机理等研究现状以及在生产实践中的应用开发前景。

关键词：植物源农药；研究现状；应用前景

中图分类号：S482.39 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2016）02-0115-05

植物源农药的有效成分是植物体中的次生代谢产物，如生物碱类、黄酮类、萜烯类、酚类等。植物源农药具有不破坏生态环境、靶标有害生物不易产生抗药性、对非靶标生物安全、活性成分的作用方式特异等特点，在有机农业领域得到广泛应用。我国植物资源极为丰富，也是研究和应用植物源农药较早的国家。笔者就我国植物源农药的自然资源、农药产品、产品分类、作用机理等研究进展以及在生产实践中的应用前景进行较为系统的论述，以期为植物源农药的高效研究、开发与利用提供参考。

1 植物源农药的自然资源与农药产品

1.1 植物源农药的自然资源

据不完全统计，全世界已报道有1 000余种植物具有杀虫活性，有40余种具有杀螨活性，有110余种具有杀线虫活性；有380余种对昆虫具有拒食活性，有280余种对昆虫具有忌避活性，有28种对昆虫具有引诱活性，有4种能引起昆虫不育；抗细菌的植物有11种，抗真菌的有94种，抗病毒的有17种，主要集中于楝科、菊科、豆科、卫矛科、大戟科植物[1]。我国地域辽阔、地形复杂、气候多样，其独特的地理和气候条件孕育了丰富的植物资源，现有高等植物470科，3 700余属，近3万种，其中可开发成植物源农药的自然资源见表1。

1.2 植物源农药的农药产品

植物是生物活性化合物的天然宝库，其次生代谢产物超过40万种，按照其次生代谢产物的化学分子结构，可用于植物源农药开发的大致可分为以下几种：（1）生物碱类，主要有烟碱、苦参碱、藜芦碱、喜树碱、雷公藤碱、木防己碱、苦豆子碱等；（2）萜类，包括蒎烯、单萜类、二萜类、三萜类物质，主要有印楝素、川楝素、茶皂素、苦皮藤素等；（3）黄酮类，主要有鱼藤酮、毛鱼藤酮等；（4）精油类，主要有菊蒿油、薄荷油、百里香油、肉桂精油、芸香精油等。

自2000年以来，我国植物源农药研发取得了较快发展，研究人员对多种植物次生代谢产物进行了杀虫作用评价，对印楝、鱼藤等多种植物的活性成分开展了深入研究。目前有关植物源农药的开发主要涉及楝科、豆科、卫矛科、菊科等科属植物，其中以鱼藤酮、印楝素、苦参碱、烟碱和茴蒿素等作为活性成分的植物源农药已经登记，生产厂家达50余家，截至2014年12月，已登记的植物源农药产品共有373种，有效成分31种[1]，已经登记的部分植物源农药产品、活性成分及其主要防治对象见表2。根据农业部农药检定所（ICAMA）的统计数据表明，2012年已经登记的生物源农药品种有112个，实际生产的有64个，其中正常生产的植物源农药有14个，产量最高的为苦参碱，其次为印楝素，最少的为大黄素甲醚。

2 植物源农药的分类

2.1 植物源杀虫剂

植物源杀虫剂中开发最成功的是楝科植物印楝，其活性成分是分布在种核和叶中的印楝素，印楝素的作用是可以扰乱昆虫的内分泌系统，影响昆虫促前胸腺激素的合成与释放，导致昆虫变态和发育不足。其次是豆科植物鱼藤，其活性成分是分布在根皮中的鱼藤酮，鱼藤酮是一种代谢抑制剂和神经毒剂，可引起昆虫拒食、活动迟滞或麻痹，表现为缓慢死亡，其作用机理与抑制呼吸和阻断神经传导有关，目前我国已经生产出了多种鱼藤酮制剂，用于防治小菜蛾、棉铃虫等抗性害虫。其他研究较多的杀虫植物有茄科植物烟草，其活性成分烟碱可作为烟熏剂防治吸食性害虫；瑞香科植物瑞香狼毒的乙醇提取物对菜青虫、玉米螟幼虫和桃蚜也有很强的生物活性；从紫树科植物喜树中分离到的喜树碱是一种有效的昆虫不育剂。此外，李冠华等[2]从灰毛豆（Tephrosia purpurea）种子的甲醇提取物中，采用色谱技术分离纯化活性化合物，结合核磁共振图谱和质谱方法鉴定化合物的结构为12α-羟基鱼藤酮，发现其对黑翅土白蚁（Odontotermes formosanus）工蚁成虫有一定的触杀活性，可进一步研究用于白蚁防治；田间药效试验表明：9% 12α-羟基鱼藤酮水乳剂对稻纵卷叶螟、白背飞虱和褐飞虱均有较好防效，用药量为80～100 mL/667 m2时，可有效防治田间稻纵卷叶螟低龄幼虫，具有较好的持效性，用药量为100～120 mL/667 m2时，可高效杀灭白背飞虱和褐飞虱，具有较好的速效性。

2.2 植物源杀菌剂

由于真菌引起的作物病害相对较多，关于真菌病害生物防治的研究也较多。已有研究表明，厚朴叶粗提物对10种植物病原真菌（包括棉苗立枯病、小麦白粉病和蚕豆赤斑病）有很强的抑制作用，在盆栽和大田试验中也表现出较好的防治效果；从黄连提取物中分离到的生物碱抑制5种病原真菌（小麦赤霉、玉米小斑、水稻纹枯、番茄灰霉、油菜菌核）菌丝生长和孢子萌发的抑制率分别达到93.39%、96.89%、70.92%、100%、91.22%。冯俊涛等[3]研究发现龙葵提取物对苹果炭疽病菌（Glomerella cingulate）菌丝的生长抑制率可达71.60%，对病菌孢子萌发的抑制率可达60.50%，还发现苦参、苦豆子提取物对苹果炭疽病菌孢子萌发的抑制率可达80%以上；李玉平等[4]研究了25种菊科植物的丙酮提取液对小麦赤霉病菌（Fusarium graminearum）、番茄灰霉病菌（Botrytis cinerea）、辣椒疫霉病菌（Phytophoracapsici）、苹果炭疽病菌的抑菌活性，发现有23种植物的提取液对至少1种供试真菌有抑制作用；王树桐等[5]通过研究95种植物的乙醇提取物对番茄灰霉病菌的抑菌活性，筛选出了细辛和丁香作为进一步研究的植物源农药材料；孟昭礼等[6]根据植物提取物活性成分创制出2种植物源农用杀菌剂，其中“银泰”防治番茄灰霉病的效果达到78.4%～90.9%，“绿帝”对苹果腐烂病、苹果轮纹病、番茄灰霉病、番茄叶霉病、小麦纹枯病和棉花枯萎病均表现出良好防效。

由细菌引起的作物病害相对较少，目前该方面的研究大多处于试验筛选阶段。有不少植物成分如苦参提取液、黄连生物碱粗提液对多种细菌（如荧光假单孢杆菌、蜡样芽孢杆菌等）有明显抑制作用，从黄连中提取的生物碱粗提液对水稻白叶枯病和细菌性条斑病的防效与20%叶枯唑（叶青双）相当。

2.3 植物源抗病毒剂

从高等植物组织中分离到的抗病毒有效成分，主要集中在商陆科、藜科、石竹科以及莲子草属等植物中。林中正等[7]从30种植物源提取物中筛选出银杏、栀子、商陆、赤芍的提取物对烟草花叶病毒（Tobacco Mosaic Virus，TMV）的体外钝化作用强，可以抑制TMV初侵染和病毒增殖，对该病的保护和治疗效果比较明显；朱水方等[8]从112个植物材料中发现连翘、大黄和板蓝根对黄瓜花叶病毒（Cucumber Mosaic Virus，CMV）引起的辣椒花叶病有较稳定的防效；郭兴启[9]测试了34 种中草药对番茄花叶病毒（Tomato Mosaic Virus，ToMV）的活性，研究发现大黄提取液原液对离体ToMV的钝化效果达81.80%；刘学端[10]用商陆、连翘等的抽提物配置成的复配剂，对烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒的体外钝化效果分别可达86.00%与98.00%，田间试验防效分别达88.40%、86.50%；侯玉霞等[11]从吴茱萸中筛选出了作用方式不同的抗病毒物质，发现其抽提液对烟草花叶病毒的活性抑制率达到 89.58%。虽然利用植物抽提液研制抗病毒制剂已取得一些进展，但由于植物抽提液受环境因素影响较大，且成分较复杂，在实际应用中稳定性较差，目前还没有一种理想药剂能有效防治植物病毒病。

2.4 植物源除草剂

3 植物源农药的作用机理

3.1 触杀与胃毒作用

具有触杀作用的植物源农药可干扰或抑制昆虫的神经中枢或呼吸系统，该类药剂的主要杀虫作用机制是药剂经虫体表皮或吸食进入消化系统后，造成局部刺激，引起反射性虫体兴奋，先抑制虫体感觉神经末梢，后抑制中枢神经致害虫死亡[19]。已有研究报道，鱼藤根粉的提取物对菜青虫、萝卜蚜和桃蚜等害虫表现很强的触杀作用；以苦参碱为主要活性成分的复合植物杀虫剂“苦参碱内酯”对菜蚜的毒力与化学农药“氧化乐果”相似；从狼毒中提取的瑞香素对菜蚜的毒力比氧化乐果高2.4倍；从苦皮藤根皮中分离的苦皮藤素IV可使昆虫麻醉中毒并对外界刺激反应完全消失。具有胃毒作用的植物源农药活性物质较多，但作用机理不完全相同。已有研究发现，苦楝、川楝中含有的川楝素可破坏昆虫的中肠组织，导致害虫麻痹或死亡，对菜青虫具有很强的胃毒作用[20]；苦皮藤根粉对黏虫、菜青虫等幼虫具有胃毒作用，苦参碱对主要的消化酶系的活性无影响，可破坏昆虫的中肠肠壁细胞膜及细胞器[21]。

3.2 拒食与忌避作用

植物源农药引起害虫拒食与忌避作用的机理是由于其活性物质干扰了害虫的中枢神经系统或化学感觉器官。已有研究表明，含有萜烯类、生物碱类、醌类和香豆素类化合物的植物对昆虫具有较强的拒食作用，含有L-薄荷脑、烷基胺类和异硫氰酸类化合物的植物对昆虫具有较强的忌避活性[22]。据报道，黏虫在取食喷洒了川楝素的植物叶片后，可以抑制其感觉细胞对诱食剂的反应；川楝、苦楝种子抽提物对稻瘿蚊具有显著的忌避产卵作用；用捣碎的川楝果仁水悬剂喷洒菜苗，沙漠蝗虫完全停止取食处理叶片；用茶皂素处理甘蓝叶片后，发现对菜青虫幼虫有较强的拒食作用[23]。

3.3 抑制生长和生育

许多植物中都含有蜕皮激素或保幼激素，能抑制昆虫表皮的形成，影响昆虫的生长或导致昆虫的不育。已有研究发现，川楝、雷公藤的根皮提取物对一些昆虫的表皮具有破坏作用；印楝、马缨丹植物叶片的萃取物对一种潜蝇的生长有抑制作用；闹羊花的茎叶提取物对菜地夜蛾幼虫、马铃薯叶甲幼虫表现出生长抑制；从喜树中提取的喜树碱是一种有效的植物性昆虫不育剂。

3.4 光合化毒杀作用

许多植物中含有光合化毒素，光合化毒素对害虫具有光合化毒杀作用。现已发现的光合化毒素主要有：呋喃香豆素、生物碱类、2-噻酚以及醌类。姜红军等[24]研究发现万寿菊的茎叶提取物对菜青虫、黄粉甲均具有显著的光合化毒杀效果，其光活化物质为三聚噻酚、呋喃类物质；徐汉虹等[25]发现猪毛蒿的茎叶提取物中的活性成分菌陈二炔对斜纹夜蛾具有明显的光合化毒性。

3.5 杀菌或抑菌作用

植物活性成分杀菌或抑菌作用的机理是阻止病原菌侵入植株或抑制病原菌生长。用山苍籽油配制的杀菌乳剂，对棉花枯萎病菌（Fusarium oxysporum）和棉花黄萎病菌（Verticillium dahliae）具有较强的抑制作用；连翘、大黄和板兰根提取物对黄瓜花叶病毒引起的辣椒花叶病表现出较稳定的防效。李星彩等[26]用气相色谱-质谱联用技术分离和鉴定了厚朴叶挥发油的组分，发现厚朴叶粗提液对4种细菌均具有较强的抑制活性。喻大昭等[27]用32种植物粗提物对18种植物病原真菌进行了抑菌活性测定和筛选试验，发现有27种有较明显的抑菌活性，其中欧时萝、白香、滇香、两面针、土荆芥、香茅、肉桂等植物提取物具有较强的广谱抑菌活性。

3.6 钝化作用或诱导植物抗性

刘学端等[28]利用商陆、甘草、连翘等几种植物提取物的复配剂处理烟草后，发现显著提高了烟草植株体内过氧化物酶（POD）的活性，说明其对烟草具有诱导抗病作用；番茄在接种番茄花叶病毒前喷施大黄提取物后，植株过氧化物酶活性较对照明显升高，同时对黄瓜花叶病毒也具有较强的钝化作用。王利国等[29]发现大黄提取物对番茄花叶病毒粒体具有钝化作用，病毒不能合成自身复制所需要的蛋白质，田间药效试验表现为番茄花叶病毒病的症状不明显。

4 植物源农药的应用前景

与化学合成农药相比，植物源农药的特点体现在：（1）植物源农药除了具有杀虫、杀菌、抗病和除草活性，还具有诱导免疫等作用，其生物活性与作用方式多样，且表现出特殊的作用靶标及复杂的作用机理；（2）植物源农药对害虫的作用方式一般是胃毒作用、忌避作用、拒食作用、抑制生长生育，少为触杀作用，对高等动物及害虫天敌安全；（3）植物源农药的活性成分是天然物质，环境相容性好，在长期的进化过程中已形成独特的代谢降解途径；（4）植物源农药的活性物质是植物自身防御与有害生物为害协同进化的结果，靶标生物对其不易产生抗药性；（5）由于植物源农药的原料来源、储存加工、制剂工艺等方面的一些特殊要求，生产成本相对较高[30]。

生态环境安全和食品安全备受当今社会关注，在生产实践中植物源农药可满足需求。从生产应用来看，有害生物综合治理（Integrated Pest Management，IPM）是现行植保方针，植物源农药是其中的一个重要工具；从发展策略来看，综合性农业生产与保护（Integrated Production and Protection，IPP）是目前的发展方向，植物源农药的研发和使用符合该策略的主要目标。因此，植物源农药的研究、开发、使用及其在农业生产实践中的综合利用是一项涉及生态环境友好和食品安全的系统工作。今后，植物源农药可从以下几个方面进行研究、开发和使用：（1）明确植物源农药的活性物质、作用机理、有效剂量和作用方式，为植物源农药的创制提供科学依据，开发相应植物活性物质的制剂和复配剂；（2）扩大植物源农药资源的筛选范围，为创制新的植物源农药品种奠定基础；（3）加强植物源农药活性物质的生物合成，解决植物源农药工业化生产中自然资源短缺的限制瓶颈；（4）开展植保器械装备的应用研究，提高喷洒作业效率，提高植物源农药的使用效果，避免因光降解、不稳定性等外界因素的影响；（5）开展防控有害生物的植物源农药使用技术体系研究，为绿色有机农业的病虫害综合防治“保驾护航”[31-32]。

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（责任编辑：叶雪娥）