摘 要：目前人們已經(jīng)在野生植物資源中發(fā)現(xiàn)了很多具有殺蟲(chóng)、殺菌、抗病毒和除草作用的天然活性物質(zhì)，開(kāi)發(fā)利用這些野生植物資源，合成植物源殺蟲(chóng)劑、殺菌劑、抗病毒劑和除草劑等生物農(nóng)藥具有較大的發(fā)展?jié)摿徒?jīng)濟(jì)價(jià)值。綜述了我國(guó)植物源農(nóng)藥的自然資源及農(nóng)藥產(chǎn)品，植物源農(nóng)藥的分類(lèi)、作用機(jī)理等研究現(xiàn)狀以及在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用開(kāi)發(fā)前景。

關(guān)鍵詞：植物源農(nóng)藥；研究現(xiàn)狀；應(yīng)用前景

中圖分類(lèi)號(hào)：S482.39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2016）02-0115-05

植物源農(nóng)藥的有效成分是植物體中的次生代謝產(chǎn)物，如生物堿類(lèi)、黃酮類(lèi)、萜烯類(lèi)、酚類(lèi)等。植物源農(nóng)藥具有不破壞生態(tài)環(huán)境、靶標(biāo)有害生物不易產(chǎn)生抗藥性、對(duì)非靶標(biāo)生物安全、活性成分的作用方式特異等特點(diǎn)，在有機(jī)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)植物資源極為豐富，也是研究和應(yīng)用植物源農(nóng)藥較早的國(guó)家。筆者就我國(guó)植物源農(nóng)藥的自然資源、農(nóng)藥產(chǎn)品、產(chǎn)品分類(lèi)、作用機(jī)理等研究進(jìn)展以及在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用前景進(jìn)行較為系統(tǒng)的論述，以期為植物源農(nóng)藥的高效研究、開(kāi)發(fā)與利用提供參考。

1 植物源農(nóng)藥的自然資源與農(nóng)藥產(chǎn)品

1.1 植物源農(nóng)藥的自然資源

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界已報(bào)道有1 000余種植物具有殺蟲(chóng)活性，有40余種具有殺螨活性，有110余種具有殺線蟲(chóng)活性；有380余種對(duì)昆蟲(chóng)具有拒食活性，有280余種對(duì)昆蟲(chóng)具有忌避活性，有28種對(duì)昆蟲(chóng)具有引誘活性，有4種能引起昆蟲(chóng)不育；抗細(xì)菌的植物有11種，抗真菌的有94種，抗病毒的有17種，主要集中于楝科、菊科、豆科、衛(wèi)矛科、大戟科植物[1]。我國(guó)地域遼闊、地形復(fù)雜、氣候多樣，其獨(dú)特的地理和氣候條件孕育了豐富的植物資源，現(xiàn)有高等植物470科，3 700余屬，近3萬(wàn)種，其中可開(kāi)發(fā)成植物源農(nóng)藥的自然資源見(jiàn)表1。

1.2 植物源農(nóng)藥的農(nóng)藥產(chǎn)品

植物是生物活性化合物的天然寶庫(kù)，其次生代謝產(chǎn)物超過(guò)40萬(wàn)種，按照其次生代謝產(chǎn)物的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)，可用于植物源農(nóng)藥開(kāi)發(fā)的大致可分為以下幾種：（1）生物堿類(lèi)，主要有煙堿、苦參堿、藜蘆堿、喜樹(shù)堿、雷公藤堿、木防己堿、苦豆子堿等；（2）萜類(lèi)，包括蒎烯、單萜類(lèi)、二萜類(lèi)、三萜類(lèi)物質(zhì)，主要有印楝素、川楝素、茶皂素、苦皮藤素等；（3）黃酮類(lèi)，主要有魚(yú)藤酮、毛魚(yú)藤酮等；（4）精油類(lèi)，主要有菊蒿油、薄荷油、百里香油、肉桂精油、蕓香精油等。

自2000年以來(lái)，我國(guó)植物源農(nóng)藥研發(fā)取得了較快發(fā)展，研究人員對(duì)多種植物次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行了殺蟲(chóng)作用評(píng)價(jià)，對(duì)印楝、魚(yú)藤等多種植物的活性成分開(kāi)展了深入研究。目前有關(guān)植物源農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)主要涉及楝科、豆科、衛(wèi)矛科、菊科等科屬植物，其中以魚(yú)藤酮、印楝素、苦參堿、煙堿和茴蒿素等作為活性成分的植物源農(nóng)藥已經(jīng)登記，生產(chǎn)廠家達(dá)50余家，截至2014年12月，已登記的植物源農(nóng)藥產(chǎn)品共有373種，有效成分31種[1]，已經(jīng)登記的部分植物源農(nóng)藥產(chǎn)品、活性成分及其主要防治對(duì)象見(jiàn)表2。根據(jù)農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所（ICAMA）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2012年已經(jīng)登記的生物源農(nóng)藥品種有112個(gè)，實(shí)際生產(chǎn)的有64個(gè)，其中正常生產(chǎn)的植物源農(nóng)藥有14個(gè)，產(chǎn)量最高的為苦參堿，其次為印楝素，最少的為大黃素甲醚。

2 植物源農(nóng)藥的分類(lèi)

2.1 植物源殺蟲(chóng)劑

植物源殺蟲(chóng)劑中開(kāi)發(fā)最成功的是楝科植物印楝，其活性成分是分布在種核和葉中的印楝素，印楝素的作用是可以擾亂昆蟲(chóng)的內(nèi)分泌系統(tǒng)，影響昆蟲(chóng)促前胸腺激素的合成與釋放，導(dǎo)致昆蟲(chóng)變態(tài)和發(fā)育不足。其次是豆科植物魚(yú)藤，其活性成分是分布在根皮中的魚(yú)藤酮，魚(yú)藤酮是一種代謝抑制劑和神經(jīng)毒劑，可引起昆蟲(chóng)拒食、活動(dòng)遲滯或麻痹，表現(xiàn)為緩慢死亡，其作用機(jī)理與抑制呼吸和阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)有關(guān)，目前我國(guó)已經(jīng)生產(chǎn)出了多種魚(yú)藤酮制劑，用于防治小菜蛾、棉鈴蟲(chóng)等抗性害蟲(chóng)。其他研究較多的殺蟲(chóng)植物有茄科植物煙草，其活性成分煙堿可作為煙熏劑防治吸食性害蟲(chóng)；瑞香科植物瑞香狼毒的乙醇提取物對(duì)菜青蟲(chóng)、玉米螟幼蟲(chóng)和桃蚜也有很強(qiáng)的生物活性；從紫樹(shù)科植物喜樹(shù)中分離到的喜樹(shù)堿是一種有效的昆蟲(chóng)不育劑。此外，李冠華等[2]從灰毛豆（Tephrosia purpurea）種子的甲醇提取物中，采用色譜技術(shù)分離純化活性化合物，結(jié)合核磁共振圖譜和質(zhì)譜方法鑒定化合物的結(jié)構(gòu)為12α-羥基魚(yú)藤酮，發(fā)現(xiàn)其對(duì)黑翅土白蟻（Odontotermes formosanus）工蟻成蟲(chóng)有一定的觸殺活性，可進(jìn)一步研究用于白蟻防治；田間藥效試驗(yàn)表明：9% 12α-羥基魚(yú)藤酮水乳劑對(duì)稻縱卷葉螟、白背飛虱和褐飛虱均有較好防效，用藥量為80～100 mL/667 m2時(shí)，可有效防治田間稻縱卷葉螟低齡幼蟲(chóng)，具有較好的持效性，用藥量為100～120 mL/667 m2時(shí)，可高效殺滅白背飛虱和褐飛虱，具有較好的速效性。

2.2 植物源殺菌劑

由于真菌引起的作物病害相對(duì)較多，關(guān)于真菌病害生物防治的研究也較多。已有研究表明，厚樸葉粗提物對(duì)10種植物病原真菌（包括棉苗立枯病、小麥白粉病和蠶豆赤斑?。┯泻軓?qiáng)的抑制作用，在盆栽和大田試驗(yàn)中也表現(xiàn)出較好的防治效果；從黃連提取物中分離到的生物堿抑制5種病原真菌（小麥赤霉、玉米小斑、水稻紋枯、番茄灰霉、油菜菌核）菌絲生長(zhǎng)和孢子萌發(fā)的抑制率分別達(dá)到93.39%、96.89%、70.92%、100%、91.22%。馮俊濤等[3]研究發(fā)現(xiàn)龍葵提取物對(duì)蘋(píng)果炭疽病菌（Glomerella cingulate）菌絲的生長(zhǎng)抑制率可達(dá)71.60%，對(duì)病菌孢子萌發(fā)的抑制率可達(dá)60.50%，還發(fā)現(xiàn)苦參、苦豆子提取物對(duì)蘋(píng)果炭疽病菌孢子萌發(fā)的抑制率可達(dá)80%以上；李玉平等[4]研究了25種菊科植物的丙酮提取液對(duì)小麥赤霉病菌（Fusarium graminearum）、番茄灰霉病菌（Botrytis cinerea）、辣椒疫霉病菌（Phytophoracapsici）、蘋(píng)果炭疽病菌的抑菌活性，發(fā)現(xiàn)有23種植物的提取液對(duì)至少1種供試真菌有抑制作用；王樹(shù)桐等[5]通過(guò)研究95種植物的乙醇提取物對(duì)番茄灰霉病菌的抑菌活性，篩選出了細(xì)辛和丁香作為進(jìn)一步研究的植物源農(nóng)藥材料；孟昭禮等[6]根據(jù)植物提取物活性成分創(chuàng)制出2種植物源農(nóng)用殺菌劑，其中“銀泰”防治番茄灰霉病的效果達(dá)到78.4%～90.9%，“綠帝”對(duì)蘋(píng)果腐爛病、蘋(píng)果輪紋病、番茄灰霉病、番茄葉霉病、小麥紋枯病和棉花枯萎病均表現(xiàn)出良好防效。

由細(xì)菌引起的作物病害相對(duì)較少，目前該方面的研究大多處于試驗(yàn)篩選階段。有不少植物成分如苦參提取液、黃連生物堿粗提液對(duì)多種細(xì)菌（如熒光假單孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌等）有明顯抑制作用，從黃連中提取的生物堿粗提液對(duì)水稻白葉枯病和細(xì)菌性條斑病的防效與20%葉枯唑（葉青雙）相當(dāng)。

2.3 植物源抗病毒劑

從高等植物組織中分離到的抗病毒有效成分，主要集中在商陸科、藜科、石竹科以及蓮子草屬等植物中。林中正等[7]從30種植物源提取物中篩選出銀杏、梔子、商陸、赤芍的提取物對(duì)煙草花葉病毒（Tobacco Mosaic Virus，TMV）的體外鈍化作用強(qiáng)，可以抑制TMV初侵染和病毒增殖，對(duì)該病的保護(hù)和治療效果比較明顯；朱水方等[8]從112個(gè)植物材料中發(fā)現(xiàn)連翹、大黃和板藍(lán)根對(duì)黃瓜花葉病毒（Cucumber Mosaic Virus，CMV）引起的辣椒花葉病有較穩(wěn)定的防效；郭興啟[9]測(cè)試了34 種中草藥對(duì)番茄花葉病毒（Tomato Mosaic Virus，ToMV）的活性，研究發(fā)現(xiàn)大黃提取液原液對(duì)離體ToMV的鈍化效果達(dá)81.80%；劉學(xué)端[10]用商陸、連翹等的抽提物配置成的復(fù)配劑，對(duì)煙草花葉病毒和黃瓜花葉病毒的體外鈍化效果分別可達(dá)86.00%與98.00%，田間試驗(yàn)防效分別達(dá)88.40%、86.50%；侯玉霞等[11]從吳茱萸中篩選出了作用方式不同的抗病毒物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其抽提液對(duì)煙草花葉病毒的活性抑制率達(dá)到 89.58%。雖然利用植物抽提液研制抗病毒制劑已取得一些進(jìn)展，但由于植物抽提液受環(huán)境因素影響較大，且成分較復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中穩(wěn)定性較差，目前還沒(méi)有一種理想藥劑能有效防治植物病毒病。

2.4 植物源除草劑

3 植物源農(nóng)藥的作用機(jī)理

3.1 觸殺與胃毒作用

具有觸殺作用的植物源農(nóng)藥可干擾或抑制昆蟲(chóng)的神經(jīng)中樞或呼吸系統(tǒng)，該類(lèi)藥劑的主要?dú)⑾x(chóng)作用機(jī)制是藥劑經(jīng)蟲(chóng)體表皮或吸食進(jìn)入消化系統(tǒng)后，造成局部刺激，引起反射性蟲(chóng)體興奮，先抑制蟲(chóng)體感覺(jué)神經(jīng)末梢，后抑制中樞神經(jīng)致害蟲(chóng)死亡[19]。已有研究報(bào)道，魚(yú)藤根粉的提取物對(duì)菜青蟲(chóng)、蘿卜蚜和桃蚜等害蟲(chóng)表現(xiàn)很強(qiáng)的觸殺作用；以苦參堿為主要活性成分的復(fù)合植物殺蟲(chóng)劑“苦參堿內(nèi)酯”對(duì)菜蚜的毒力與化學(xué)農(nóng)藥“氧化樂(lè)果”相似；從狼毒中提取的瑞香素對(duì)菜蚜的毒力比氧化樂(lè)果高2.4倍；從苦皮藤根皮中分離的苦皮藤素IV可使昆蟲(chóng)麻醉中毒并對(duì)外界刺激反應(yīng)完全消失。具有胃毒作用的植物源農(nóng)藥活性物質(zhì)較多，但作用機(jī)理不完全相同。已有研究發(fā)現(xiàn)，苦楝、川楝中含有的川楝素可破壞昆蟲(chóng)的中腸組織，導(dǎo)致害蟲(chóng)麻痹或死亡，對(duì)菜青蟲(chóng)具有很強(qiáng)的胃毒作用[20]；苦皮藤根粉對(duì)黏蟲(chóng)、菜青蟲(chóng)等幼蟲(chóng)具有胃毒作用，苦參堿對(duì)主要的消化酶系的活性無(wú)影響，可破壞昆蟲(chóng)的中腸腸壁細(xì)胞膜及細(xì)胞器[21]。

3.2 拒食與忌避作用

植物源農(nóng)藥引起害蟲(chóng)拒食與忌避作用的機(jī)理是由于其活性物質(zhì)干擾了害蟲(chóng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)或化學(xué)感覺(jué)器官。已有研究表明，含有萜烯類(lèi)、生物堿類(lèi)、醌類(lèi)和香豆素類(lèi)化合物的植物對(duì)昆蟲(chóng)具有較強(qiáng)的拒食作用，含有L-薄荷腦、烷基胺類(lèi)和異硫氰酸類(lèi)化合物的植物對(duì)昆蟲(chóng)具有較強(qiáng)的忌避活性[22]。據(jù)報(bào)道，黏蟲(chóng)在取食噴灑了川楝素的植物葉片后，可以抑制其感覺(jué)細(xì)胞對(duì)誘食劑的反應(yīng)；川楝、苦楝種子抽提物對(duì)稻癭蚊具有顯著的忌避產(chǎn)卵作用；用搗碎的川楝果仁水懸劑噴灑菜苗，沙漠蝗蟲(chóng)完全停止取食處理葉片；用茶皂素處理甘藍(lán)葉片后，發(fā)現(xiàn)對(duì)菜青蟲(chóng)幼蟲(chóng)有較強(qiáng)的拒食作用[23]。

3.3 抑制生長(zhǎng)和生育

許多植物中都含有蛻皮激素或保幼激素，能抑制昆蟲(chóng)表皮的形成，影響昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)或?qū)е吕ハx(chóng)的不育。已有研究發(fā)現(xiàn)，川楝、雷公藤的根皮提取物對(duì)一些昆蟲(chóng)的表皮具有破壞作用；印楝、馬纓丹植物葉片的萃取物對(duì)一種潛蠅的生長(zhǎng)有抑制作用；鬧羊花的莖葉提取物對(duì)菜地夜蛾幼蟲(chóng)、馬鈴薯葉甲幼蟲(chóng)表現(xiàn)出生長(zhǎng)抑制；從喜樹(shù)中提取的喜樹(shù)堿是一種有效的植物性昆蟲(chóng)不育劑。

3.4 光合化毒殺作用

許多植物中含有光合化毒素，光合化毒素對(duì)害蟲(chóng)具有光合化毒殺作用?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的光合化毒素主要有：呋喃香豆素、生物堿類(lèi)、2-噻酚以及醌類(lèi)。姜紅軍等[24]研究發(fā)現(xiàn)萬(wàn)壽菊的莖葉提取物對(duì)菜青蟲(chóng)、黃粉甲均具有顯著的光合化毒殺效果，其光活化物質(zhì)為三聚噻酚、呋喃類(lèi)物質(zhì)；徐漢虹等[25]發(fā)現(xiàn)豬毛蒿的莖葉提取物中的活性成分菌陳二炔對(duì)斜紋夜蛾具有明顯的光合化毒性。

3.5 殺菌或抑菌作用

植物活性成分殺菌或抑菌作用的機(jī)理是阻止病原菌侵入植株或抑制病原菌生長(zhǎng)。用山蒼籽油配制的殺菌乳劑，對(duì)棉花枯萎病菌（Fusarium oxysporum）和棉花黃萎病菌（Verticillium dahliae）具有較強(qiáng)的抑制作用；連翹、大黃和板蘭根提取物對(duì)黃瓜花葉病毒引起的辣椒花葉病表現(xiàn)出較穩(wěn)定的防效。李星彩等[26]用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分離和鑒定了厚樸葉揮發(fā)油的組分，發(fā)現(xiàn)厚樸葉粗提液對(duì)4種細(xì)菌均具有較強(qiáng)的抑制活性。喻大昭等[27]用32種植物粗提物對(duì)18種植物病原真菌進(jìn)行了抑菌活性測(cè)定和篩選試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有27種有較明顯的抑菌活性，其中歐時(shí)蘿、白香、滇香、兩面針、土荊芥、香茅、肉桂等植物提取物具有較強(qiáng)的廣譜抑菌活性。

3.6 鈍化作用或誘導(dǎo)植物抗性

劉學(xué)端等[28]利用商陸、甘草、連翹等幾種植物提取物的復(fù)配劑處理煙草后，發(fā)現(xiàn)顯著提高了煙草植株體內(nèi)過(guò)氧化物酶（POD）的活性，說(shuō)明其對(duì)煙草具有誘導(dǎo)抗病作用；番茄在接種番茄花葉病毒前噴施大黃提取物后，植株過(guò)氧化物酶活性較對(duì)照明顯升高，同時(shí)對(duì)黃瓜花葉病毒也具有較強(qiáng)的鈍化作用。王利國(guó)等[29]發(fā)現(xiàn)大黃提取物對(duì)番茄花葉病毒粒體具有鈍化作用，病毒不能合成自身復(fù)制所需要的蛋白質(zhì)，田間藥效試驗(yàn)表現(xiàn)為番茄花葉病毒病的癥狀不明顯。

4 植物源農(nóng)藥的應(yīng)用前景

與化學(xué)合成農(nóng)藥相比，植物源農(nóng)藥的特點(diǎn)體現(xiàn)在：（1）植物源農(nóng)藥除了具有殺蟲(chóng)、殺菌、抗病和除草活性，還具有誘導(dǎo)免疫等作用，其生物活性與作用方式多樣，且表現(xiàn)出特殊的作用靶標(biāo)及復(fù)雜的作用機(jī)理；（2）植物源農(nóng)藥對(duì)害蟲(chóng)的作用方式一般是胃毒作用、忌避作用、拒食作用、抑制生長(zhǎng)生育，少為觸殺作用，對(duì)高等動(dòng)物及害蟲(chóng)天敵安全；（3）植物源農(nóng)藥的活性成分是天然物質(zhì)，環(huán)境相容性好，在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中已形成獨(dú)特的代謝降解途徑；（4）植物源農(nóng)藥的活性物質(zhì)是植物自身防御與有害生物為害協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果，靶標(biāo)生物對(duì)其不易產(chǎn)生抗藥性；（5）由于植物源農(nóng)藥的原料來(lái)源、儲(chǔ)存加工、制劑工藝等方面的一些特殊要求，生產(chǎn)成本相對(duì)較高[30]。

生態(tài)環(huán)境安全和食品安全備受當(dāng)今社會(huì)關(guān)注，在生產(chǎn)實(shí)踐中植物源農(nóng)藥可滿足需求。從生產(chǎn)應(yīng)用來(lái)看，有害生物綜合治理（Integrated Pest Management，IPM）是現(xiàn)行植保方針，植物源農(nóng)藥是其中的一個(gè)重要工具；從發(fā)展策略來(lái)看，綜合性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與保護(hù)（Integrated Production and Protection，IPP）是目前的發(fā)展方向，植物源農(nóng)藥的研發(fā)和使用符合該策略的主要目標(biāo)。因此，植物源農(nóng)藥的研究、開(kāi)發(fā)、使用及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中的綜合利用是一項(xiàng)涉及生態(tài)環(huán)境友好和食品安全的系統(tǒng)工作。今后，植物源農(nóng)藥可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)和使用：（1）明確植物源農(nóng)藥的活性物質(zhì)、作用機(jī)理、有效劑量和作用方式，為植物源農(nóng)藥的創(chuàng)制提供科學(xué)依據(jù)，開(kāi)發(fā)相應(yīng)植物活性物質(zhì)的制劑和復(fù)配劑；（2）擴(kuò)大植物源農(nóng)藥資源的篩選范圍，為創(chuàng)制新的植物源農(nóng)藥品種奠定基礎(chǔ)；（3）加強(qiáng)植物源農(nóng)藥活性物質(zhì)的生物合成，解決植物源農(nóng)藥工業(yè)化生產(chǎn)中自然資源短缺的限制瓶頸；（4）開(kāi)展植保器械裝備的應(yīng)用研究，提高噴灑作業(yè)效率，提高植物源農(nóng)藥的使用效果，避免因光降解、不穩(wěn)定性等外界因素的影響；（5）開(kāi)展防控有害生物的植物源農(nóng)藥使用技術(shù)體系研究，為綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)的病蟲(chóng)害綜合防治“保駕護(hù)航”[31-32]。

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（責(zé)任編輯：葉雪娥）