植物源殺蟲劑開發(fā)利用現(xiàn)狀及其前景展望
馬等多種害蟲有強(qiáng)力觸殺作用 ,美中不足的是魚藤酮易光解氧化,在作物上殘留時間短。此外,還有一些研究報道,魚藤根有效成分對植物的生長有刺激作用 。
(4)衛(wèi)矛科植物 衛(wèi)矛科植物約有30屬450種,中國有12屬200種以上。該科植物的殺蟲有效成分為二氫沉香呋喃類化合物。雷公藤和苦皮藤是該科中重要的殺蟲植物。雷公藤(Tripteryiumwilfordii)的殺蟲有效成分主要為wilfordine、wilforgine、wilfortrine、wiforzine及雷公藤堿,多存在于根皮之中。雷公藤對多種害蟲具有胃毒、拒食、抑制生長發(fā)育和忌避產(chǎn)卵等殺蟲活性,且藥效快,為其它一般植物性殺蟲劑所不及?嗥ぬ(Celastrusangulatus)的殺蟲活性物質(zhì)主要分布于根皮中,其次分布于葉中?嗥ぬ賹π〔硕、粘蟲、黃守瓜等多種害蟲具有較好的防效。
(5)杜鵑花科植物 杜鵑花科植物約50屬1300余種,中國有14屬700種。該科植物黃杜鵑(Rhodendron molle)在中國作為殺蟲植物使用的歷史較早。黃杜鵑(又稱鬧羊花)中有3種活性較高的物質(zhì):鬧羊花素-Ⅲ(簡稱R-Ⅲ)、Kalmanol和Grayanotoxin-Ⅲ,其中以R-Ⅲ為主要殺蟲有效成分。R-Ⅲ屬于四環(huán)三萜類化合物,在黃杜鵑的花、嫩葉、根、莖不同部位含量各異,以花中含量最高(0.20%)。鬧羊花毒素對昆蟲有觸殺、胃毒和熏蒸作用 。用黃杜鵑可加工制作黃杜鵑粉劑和黃杜鵑水劑兩種植物農(nóng)藥,可用于防治葉蟬、稻飛虱、薊馬、蚜蟲、黃守瓜、盲蝽象、地老虎等害蟲!
除上述植物外,近10多年來國內(nèi)工作者還對瑞香科植物、柏科植物、黃花蒿、竹、夾竹桃、豆薯(地瓜、涼薯)、百部、毒藜、大黃、藜蘆、苦參、銀杏、番茄、苦木、白頭翁、黃芩、辣椒等植物的殺蟲活性進(jìn)行了相關(guān)的研究和報道!
2.活性成分
植物源農(nóng)藥的活性成分多種多樣,從成分的化學(xué)分類角度看,幾乎涵蓋所有成分類別,主要包括:
(1)生物堿:生物堿作為植物源農(nóng)藥的有效成分最為重要,如煙堿、苦參堿、藜蘆堿、雷公藤堿等。
(2)氨基酸、蛋白質(zhì)類:如甘氨酸、天門冬氨酸、堿性蛋白、蛋白質(zhì)類似物等。
(3)萜類與揮發(fā)油(精油):除蟲菊酯,雷公藤素甲、乙,雷公藤酮,香茅醛,檸檬醛,樟腦等。
(4)三萜類與甾體類化合物:如川楝素、海蔥糖苷等。(5)其它:糖甙類有異硫氰酸酯甙、硫甙芥子甙;黃酮類,如魚藤酮等!
3.作用 機(jī)理
(1)影響昆蟲激素的代謝:如印楝素抗昆蟲蛻皮激素,干擾昆蟲蛻皮,導(dǎo)致昆蟲產(chǎn)生形態(tài)上的缺陷;另外印楝素還可影響昆蟲的交配及卵子的發(fā)育。
(2)影響昆蟲的神經(jīng)系統(tǒng):如煙堿作用 于昆蟲神經(jīng)細(xì)胞上的乙酰膽堿煙堿型受體,使神經(jīng)體持續(xù)激活,蟲體持續(xù)痙攣,麻痹死亡;植物香油通過抑制乙酰膽堿酯酶,也可產(chǎn)生同樣的效果。
(3)影響昆蟲的呼吸系統(tǒng):魚藤酮是呼吸作用 電子傳遞鏈中的Ⅰ位點抑制劑,從而影響昆蟲的呼吸系統(tǒng);奈醌類物質(zhì)作用 于線粒體復(fù)合體,抑制呼吸作用 。
(4)影響昆蟲的消化系統(tǒng):植物蛋白酶抑制劑與昆蟲腸道內(nèi)的蛋白酶結(jié)合并抑制其活力,影響昆蟲的消化功能;川楝素通過破壞菜青蟲的中腸組織而起作用 。
(5)影響離子通道:除蟲菊酯與細(xì)胞膜上的鈉離子通道結(jié)合,延長其開放時間,引起昆蟲休克死亡,相同機(jī)理的尚有西藜蘆生物堿、胡椒素、阿素寧、墻草堿等;魚尼丁能與肌質(zhì)網(wǎng)上的鈣離子通道結(jié)合,使鈣離子進(jìn)入肌細(xì)胞,很快引起細(xì)胞死亡,對特定種類昆蟲的防治確實有效。
(6)其它:油菜素內(nèi)酯可以增強(qiáng)植物的抗性;苦豆子中的金雀花堿和苦豆堿對昆蟲的同工酶有顯著的抑制作用 等!
4.作用 方式
(1)胃毒作用 具有胃毒作用 的植物源殺蟲物質(zhì)較多,但它們的作用 機(jī)理并不完全相同。如苦皮藤素V主要是破壞中腸腸壁細(xì)胞膜及細(xì)胞器膜;而川楝素則破壞中腸組織,阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)而導(dǎo)致害蟲麻痹、昏迷、死亡!
(2)觸殺作用 目前,具有觸殺作用 的植物源殺蟲植物不多,主要有除蟲菊、魚藤、煙草等。研究認(rèn)為,除蟲菊中的除蟲菊素作用 于昆蟲神經(jīng)系統(tǒng),但其具體作用 機(jī)理比較復(fù)雜,尚有許多問題不清楚;魚藤中的有效殺蟲成分魚藤酮主要作用 于呼吸鏈中電子轉(zhuǎn)移復(fù)合體Ⅰ;煙堿是煙草中的主要殺蟲成分,作用 于乙酰膽堿受體。
(3)忌避和拒食作用 忌避主要是利用某些藥劑(如茼蒿精油、菊蒿精油)散發(fā)出的特殊氣味,使昆蟲感覺器官難以忍受而離去。拒食產(chǎn)生的主要原因是某些藥劑(如印楝素、川楝素、R-m、脫氧鬼臼毒素等)抑制了昆蟲的味覺功能而表現(xiàn)出拒食效應(yīng)!
(4)麻醉作用 某些植物源殺蟲物質(zhì)對害蟲具有特殊的麻醉作用 。如雷公藤總堿對5齡菜青蟲有很強(qiáng)的麻醉作用 (麻醉中量ND50為2.29μgg-1)!
(5)其它作用 除上述幾種作用 方式外,植物源殺蟲劑還有其它生物活性。如砂地柏、黃花蒿等精油對害蟲有熏殺作用 ,從喜樹中分離出來的喜樹堿具有極強(qiáng)的不育作用 ,還有一些植物精油對具有引誘作用 。