植物源杀虫剂的前世今生及优缺点

植物源杀虫剂有效成分来源于植物体,在农作物害虫防治中具有对环境友好、毒性普遍较低、不易使害虫产生抗药性等优点,是生产无公害农产品应优先选用的农药品种。为了让广大农民和农技推广工作者能对植物源杀虫剂品种有比较全面、深刻的了解,现把我国开发的主要植物源杀虫剂品种及其在农作物害虫防治中的应用情况总结介绍如下。

1植物源杀虫剂常用种类

1.1苦参碱单剂有0.2%、0.26%、0.3%、0.36%、0.5%水剂,0.3%水乳剂,0.36%、0.38%、1%可溶性液剂,0.3%乳油,0.38%、1.1%粉剂;混配制剂有1%苦参碱·印楝素乳油,0.2%苦参碱水剂+1.8%鱼藤酮乳油混剂,0.5%、0.6%、1.1%、1.2%苦参碱·烟碱水剂,0.6%苦参碱·小檗碱水剂。可分别用于防治蔬菜地小地老虎,十字花科蔬菜菜青虫、小菜蛾、蚜虫,韭菜韭蛆,黄瓜红蜘蛛、蚜虫,茶树茶毛虫、茶尺蠖,烟草烟青虫、烟蚜,小麦、谷子黏虫,棉花红蜘蛛,柑桔矢尖蚧,梨树黑星病,苹果树红蜘蛛、黄蚜、轮纹病。

1.2氧化苦参碱单剂是0.1%水剂;混配制剂有0.5%、0.6%氧化苦参碱·补骨内酯水剂。可分别用于防治花卉蚜虫和蔬菜菜青虫、蚜虫。

1.3烟碱单剂是10%乳油,混配制剂有0.84%、1.3%马钱子碱·烟碱水剂,2.7%莨菪碱·烟碱悬浮剂,27.5%烟碱·油酸乳油,10%除虫菊素·烟碱乳油,9%辣椒碱·烟碱微乳剂,15%蓖麻油酸·烟碱乳油。可分别用于防治十字花科蔬菜菜青虫、蚜虫,柑桔矢尖蚧,小麦蚜虫、黏虫,苹果黄蚜,黄瓜红蜘蛛、蚜虫,菜豆蚜虫,棉花棉铃虫、蚜虫,烟草烟青虫,芥菜蚜虫。

1.4鱼藤酮单剂有2.5%、4%、7.5%乳油,混配制剂有5%除虫菊素·鱼藤酮乳油。可分别用于防治蔬菜菜青虫、蚜虫、小菜蛾、斜纹夜蛾,柑桔矢尖蚧,棉花棉铃虫。

1.5闹羊花素-Ⅲ制剂为0.1%乳油,可用于防治十字花科蔬菜菜青虫。

1.6血根碱血根碱为罂粟科植物博落回的提取物博落回生物总碱中的主要有效成分之一,制剂为1%血根碱可湿性粉剂(5%博落回生物总碱可湿性粉剂)。该药对十字花科蔬菜菜青虫、菜豆蚜虫、苹果黄蚜和二斑叶螨、梨树梨木虱有一定的防效。防治菜青虫和蚜虫使用剂量为1%可湿性粉剂30~50g/m2,以菜青虫在低龄幼虫期喷药防治效果最佳;防治苹果树蚜虫和二斑叶螨、梨树梨木虱的浓度为~倍液,一般在叶螨、梨木虱低龄若虫期均匀喷雾防效最佳。该药的速效性一般,通常药后3天防效明显有所上升,持效期7天左右,对作物安全。

1.7桉叶素制剂为5%可溶性液剂,可用于防治十字花科蔬菜蚜虫。

1.8苦皮藤素苦皮藤素是从卫矛科野生灌木植物苦皮藤根皮和种子中提取得到的有效成分,制剂为1%苦皮藤素乳油。该药具有较强的胃毒、拒食、驱避、触杀作用,对十字花科蔬菜菜青虫有较好的防效。m2使用剂量为1%乳油50~70mL,一般加水60~75kg稀释,均匀喷雾。该药速效性较好,药后1天的防效可达90%以上,持效期7天以上,对作物安全。

1.9蛇床子素蛇床子素是从伞形科植物蛇床干燥成熟的果实蛇床子中提取得到的有效成分,制剂为0.4%蛇床子素乳油。它以触杀作用为主,胃毒作用为辅,对十字花科蔬菜菜青虫和茶树茶尺蠖有较好的防效。防治菜青虫m2使用剂量为0.4%乳油80~mL;防治茶树茶尺蠖使用剂量为0.4%乳油~mL,兑水50~75kg均匀喷雾,持效期7天左右,对作物安全。

1.10藜芦碱制剂为0.5%可溶性液剂,可用于防治棉花棉铃虫、棉蚜和十字花科蔬菜菜青虫。

1.11楝素制剂为0.5%乳油,可用于防治十字花科蔬菜蚜虫。

1.12印楝素制剂为0.3%、0.5%乳油,可用于防治小菜蛾。

1.13除虫菊素制剂为5%、6%乳油,可用于防治十字花科蔬菜蚜虫。

1.14茴嵩素制剂为0.65%水剂,可用于防治尺蠖、蚜虫和菜青虫、蚜虫。

1.15百部碱制剂为1.1%百部碱·楝素·烟碱乳油,可用于防治菜豆斑潜蝇、茶树小绿叶蝉和十字花科蔬菜蚜虫、菜青虫、小菜蛾。

1.16桉叶素桉叶素是桉叶油的主要成分,制剂为5%桉叶素可溶液剂,该药对十字花科蔬菜蚜虫有较好的防效。m2使用剂量为5%可溶液剂70~mL,兑水75kg均匀喷雾,持效期7天左右,对作物安全。

⑴“植物产品"(farmingproducts):此类产品不进行商业化销售。这些产品由农民或种植者根据传统配方配制而成,这些配方是人们世世代代根据生活经验所掌握的一些植物的杀虫活性而形成,因此,难以评估用于制造此类传统杀虫剂所使用的植物物种数量。

⑵商业化生产的植物源杀虫剂:通常由小微企业生产,仅在当地有重要应用。今天尽管此类产品的产量大,但其活性成分(图1)仅能从少数几种植物中提取(表1)。

如果按全球市场的占有额来评估植物源杀虫剂的重要性,那么印楝产品可能居于首位,即印楝种子油(藜科)产品。柠檬苦素化合物是印楝提取物中的活性成分,据报道其中AzadirachtinA-G、nimbin、deacetylsalannin、salannin及其衍生物是主要的生物活性代谢物,己报道它们对昆虫具有杀虫、拒食、抗氧化和驱避作用。不同印楝油中的印楝素含量不同,为0.01%~0.9%,具体取决于种子的生态类型和提取条件,故以不同乳化的印楝油为基础的商业植物源杀虫剂其防效可能有很大差异。印楝素A是柠檬苦素化合物的主要部分,且被认为是最有效的成分。为此,一些公司通过添加印楝素A,而使其产品的防效达到最高。例如,德国Trifolio-M公司的NeemAzalT/S产品在欧洲销售量最高,其产品的印楝素A含量达1%,杀虫效果很好。印楝素的作用机制是通过阻断昆虫心侧体释放PTTH,破坏激素的动态平衡。少量的印楝素A就能使昆虫体内激素活性发生不可逆的变化,导致昆虫在蜕皮期的形态异常。因此,一般来说,印楝产品主要针对昆虫幼虫阶段。印楝素A能被植物根系统很好地吸收,随后经木质部被输送到植物组织的绿色部分,并以不变的形式储存于叶中。己发现,即使植物组织中印楝素A含量非常低,也可以显著降低幼虫对植物的取食危害程度。这一现象己被应用在生产实践中,例如,人们将印楝饼撒于土壤中,或将印楝产品注射到树的维管束中,或用于水培溶液或给土壤浇水等。目前,印楝素产品是最受欢迎的植物源杀虫剂,它们能有效防治幼虫,减少害虫对植物的威胁。

其他常用的植物源杀虫剂为除虫菊(菊科)花的提取物产品。如上所述,这些产品在欧洲至少使用了年。过去主要用除虫菊花粉来防治各种肠道寄生虫,如今主要使用其提取物。在18世纪,生产此类植物源杀虫剂的指定植物大多来自达尔马提亚的种植园,这就是防治虱子和跳圣的杀虫剂被称为“达尔马提亚粉”的原因。然而目前世界上大部分除虫菊作物生长在肯尼亚、坦桑尼亚和澳大利亚。“除虫菊”是花粉粗品的名称,“除虫菊酯”是指6种相关的杀虫化合物,即3种菊酸酯和3种除虫菊酸酯。这6种酯中,除虫菊素I和Ⅱ含量最丰富,是主要的杀虫活性成分,因此,用于配制商业化杀虫剂的除虫菊,通常含有20%~25%的除虫菊酯。

除虫菊酯具有快速击倒效应,尤其是对飞虫,能引起大多数昆虫极度活跃和抽搐。这是由于除虫菊酯具有神经毒性,能阻断了神经轴突中电压门控钠离子通道。

除虫菊酯对紫外线极为敏感,这在很大程度上限制了室外的使用。最近一项研宄表明,除虫菊酯在大田番茄和甜椒上的半衰期为2h或更短。为了解决这一问题,科研人员开始研发能在阳光下稳定的合成衍生物(拟除虫菊酯),并在20世纪70年代开发成功,到目前为止拟除虫菊酯己在害虫的防治中发挥了重要作用,且成为以天然产物化学结构为基础合成化学农药的例子之一。拟除虫菊酯植物源杀虫剂主要用于防治小型植食性昆虫,例如蚜虫、粉虱、红蜘蛛、蓟马、孵化的昆虫幼虫,以及虫媒昆虫,如苍蝇、蚊子。

当今常用的另一类商业化植物源杀虫剂是植物精油产品。目前,植物精油被认为是一类适合于开发和生产植物源杀虫剂的很有发展前景的植物次生代谢物。目前己知的芳香植物有多种,其中约10%在香水和食品工业上分别用作香料和调味剂,人们近期也把它们用于芳香疗法或作为中药。己证实一些芳香族物质可以显著提高合成杀虫剂的杀虫功效,例如,将植物精油与拟除虫菊酯混配。市场上己存在几十种以各种植物精油为基础的植物源杀虫剂。广泛用于植物源杀虫剂的植物精油来自迷迭香、薄荷、蔺花香矛、银斑百里香、丁香和柑桔,一些获得成功的产品实例见表2。

植物源杀虫剂具有许多即使是合成杀虫剂的倡导者们也不能忽视的积极方面,对环境友好是其最主要的优势。虽然对此类杀虫剂持反对意见者提出植物源杀虫剂可能含有某些非选择性物质,这些物质可能会对非靶标生物产生负面影响,但许多研究表明正确的使用,植物源杀虫剂的活性物质对许多非靶标生物体非常安全。由于这些活性物质是植物的天然次生代谢产物,植物源杀虫剂残留会通过自然降解机制很容易快速降解掉,特别是对于没有使用外来载体和乳化剂的“植物产品”更是如此。植物源杀虫剂的另一个毋庸置疑优点是(除了特殊情况外)其含有的植物提取物对温血动物没有毒性。表3是一些最常用的植物源杀虫剂活性物质的毒理学数据。植物提取物产品通常是具有不同作用机制的活性物质混合物,这些物质具有增效作用(表4),能够阻止害虫种群抗药的产生。

生物农药和植物源杀虫剂越来越受到食品生产商和消费者的一致好评。许多专家都预测,在未来10年,植物制剂的销售量将大幅增长。生物农药将从目前所占全球农药市场的4%-5%增加到年的20%。而植物制剂的增长幅度可能会更大,从当前的1%-2%,可能增加到7%。

2植物源杀虫剂优缺点

2.1植物源杀虫剂有如下突出的优点对环境污染小;害虫较难产生抗药性;选择性强,对人、畜及天敌毒性低,开发和使用成本相对较低。

2.2植物源杀虫剂有如下突出的缺点①多数天然产物化合物结构复杂,不易合成或合成成本太高;②活性成分易分解,制剂成分复杂,不易标准化;③大多数植物源杀虫剂发挥药效慢,导致有些农民朋友认为所使用的杀虫剂没有效果;④喷药次数多,残效期短,不易为农民接受;⑤由于植物的分布存在地域性,在加工场地的选择上受到的限制因素多及植物的采集具有季节性等。

植物源杀虫剂一般为水剂,受阳光或微生物的作用后容易分解,半衰期短,残留降解快,被动物取食后富集机制差。因此,大量使用植物源杀虫剂一般不会产生药害,相应会减少农药对环境的污染,是真正的无公害农药。同时,植物源杀虫剂对作物还具有营养作用,可提高农产品的营养价值。

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