（农药学专业论文）大黄素甲醚的残留及其环境安全性研究.pdf

硕士学位论文 中文摘要 植物是生物活性化合物的天然宝库，其产生的次生代谢产物超过4 0 万种，其 中大多数化学物质如烯萜类、生物碱、类黄酮、甾体、酚类、独特的氨基酸和多 糖等均具有杀虫或抗菌活性。国内自主开发的植物源杀菌剂大黄素甲醚目前正逐 步推广应用于农作物病害的防治。 本文建立了用反相高效液相色谱的方法，分析黄瓜和土壤中大黄素甲醚的残 留量。样品以乙酸乙酯或乙酸乙酯：甲醇= l ：1 混合液提取，三氯甲烷萃取净化， 液相色谱f l d 检测器测定。该方法条件下检测器对大黄素甲醚的最小检出量为 8 6 x 1 0 1 1 9 ，黄瓜和土壤中最低检出浓度均为0 0 0 1 m g k g ，平均回收率为8 4 1 9 2 2 ，变异系数小于2 7 2 。 根据大黄素甲醚在黄瓜和土壤中的残留动态试验结果，发现该药在土壤上 的半衰期为22 5 d ，在黄瓜上的降解更是迅速，半衰期仅为o8 8 d ，属易降解性 农药化合物；最后一次施药后无论5 天还是7 天采摘黄瓜，黄瓜上的残留量均 低于o 0 1 m g k g 。 对环境非靶标生物毒性试验的研究结果表明，o5 大黄素甲醚a s 对蜜蜂的 l c 5 0 ( 4 8 h ) 为4 19 m g l ，属中毒；对鸟的l d 5 0 ( 7 d ) 为4 5 6 m g k g ，属高毒； 对鱼的l cs o ( 9 6 h ) 为o 4 5 m g l ，属高毒；对家蚕l c s o ( - - 龄，9 6 h ) 为1 0 m g l ， 属高毒。但结合田问实际使用情况，发现o 5 大黄素甲醚a s 对鸟类和鱼类没 有影响，对蜜蜂和家蚕可能存在一定的潜在风险，因此施药时原则上建议尽量避 开蜜蜂采蜜期和桑蚕区。 本文通过研究，基本上明确了大黄素甲醚在实际使用过程中环境的残留情 况；结合毒性试验对大黄素甲醚的安全性进行了一定程度的评价，并对大黄素甲 醚在黄瓜上的m r l 给出了建议。同时也为农产品安全标准的制定提供了参考依 据。 关键词：大黄素甲醚，黄瓜，残留，环境生物毒性，安全性评价 硕士学位论文 a b s t r a c t p l a n t sa l et h en a t u r a lr e s o u r c e so fb i o l o g i c a l l ya c t i v ec o m p o u n d s ，w h i c hc o n s i s to fo v e rf o u r t h o u s a n dk i n d so f t h es e c o n d a r ym e t a b o l a t e s m o s to f t h e m ，s u c ha st e r p e n e 、a l k a l o i d 、s i m i l a r i t ya s h y d r o x y b e n z e n e 、u n i q u ea m i n oa c i d ，p o l y s a e c h a r i d e ，a n dg oo n ，h a v ep e s t i c i d a lo ra n t i b a c t e x i a l a c t i v i t i e sp h y s c i o n , as e l f - i a n o v a t e db o t a n i c a lb a c t e r i c i d e ，i sw i d e l yu s e di nc h i n at op r e v e n ta n d c u r ed i s e a s e si nc r o p s ar e s i d u ea n a l y s i s m e t h o do f p h y s c i o n i n c u c u m b e r a n ds o i l b y h p l c w a sd e v e l o p e d i n p r e s e n ts t u d y , t h er e s i d u eo f p h y s c i o n w e r ee x t r a c t e d w i t h e t h y la c e t a t e o r t h e m i x t u r eo f e t h y l a c e t a t ea n dm e t h y la l c o h o l ( e t h y la c e t a t e ：m e t h y la l c o h o l = 1 ：1 ) f r o mt h es a m p l e s ，a n dt h ee x t r a c t w a sp a r t i t i o n e dw i t hc h l o r o f o r m ，a n dt h e nd e t e c t e db yh p l ct h ed e t e c t a b l el i m i to ff l df o r p h y s c i o n w a s8 6 x 1 0 1 1 ，w h i l e t h e l i m i t o f d e t e c t i o nc o n c e n t r a t i o n s i ns o i la n dc u c u m b e r w e r e b o t h0 0 0 1m g k gt h er e c o v e r i e so f s p i k e dp h y s c i o n w e r e i nr a n g eo f 8 41 9 2 2 、a n d t h e i r v 撕a b l e c o e f f i c i e n t s w e r e l e s s t h a n2 7 2 a c c o r d i n g t o t h er e s u l to f r e s i d u e 砸a l s i n f i e l d t h e h a l f l i f e o f p h y s c i o n w a s22 5d a y s i ns o i l p h y s c i o nd e g r a d a t e df a s t i nc u c u m b e l a n di t sh a l fl i f ew a sj u s to 8 8d a y i tw a st h e r e f o r ea d e g r a d a b l ep e s t i c i d en om a t t e r5d a y so r7d a y so ft h el a t e s ts p r a y i n gf r o mt h eh a r v e s t ，t h e r e s i d u eo f p h y s c i o ni nc u c u m b e rw a sl e s st h a noo l m g k g t h er e s u l to ft o x i c i t yt e s to f0 5 p h y s c i o na sf o rn o n - t a r g e to r g a n i s ms h o w e dt h a t p h y s c i o nw a sm e d i u mt o x i cf o rh o n e y b e e ，a n dh i g h l yt o x i cf o rb i r d 、f i s ha n ds i l k w o r m b u ti t s f o u n dt h a t05 p h y s c i o na si sn oh a r mt ob i r da n df i s h a n dh a v et h el a t e n tr i s kt oh o n e y b e ea n d s i l k w o r m f o rt h i sc o n c e r n ，m e a s u r e ss h o u l db et a k e nt ok e e ph o n e y b e e sa w a yw h e np h y s c i o n w a sa p p l i e do nf a r m s a m e l y , i t sn e c e s s a r yt ok e e pp h y s c i o na w a yf r o mm u l b e r r i e st r e e s t os a mu p ，r e s i d u eo fp h y s c i o ni ne n v i r o u m e n t ，w h e np r a c t i c a l l yu s e d ，w a sb a s i c a l l yk n o w n t h r o u g ht h er e s e a r c h i na d d i t i o nt ot h a tt h ea u t h o re v a l u a t e de n v i r o n m e n t a ls a f e t yo fp h y s c i o n c o m b i n i n gt h er e s u l to fn o n - t a r g 时t o x i c i t yt e s t s ，a n dg a v et h es u g g e s t i o nf o rm r l i nc u c u m b e r s a m e l y , i t sp r o v i d i n gt h er e f e r e n c et og o v e r n m e n tf o rc o n s t i t u t i n gt h es a f es t a n d a r do ff a r m p r o d u c e k e yw o r d s ：p h y s c i o n c u c u m b e r tr e s i d u e ，e n v i r o n m e n t a lo r g a n i s m st o x i c i t y ，s a f e t ye v a l u a t i o n i v 硕士学位论文 术语和缩略语表 缩写英文名称中文名称 a i a c t i v ei n g r e d i e n t 有效成分 a d i a c c e p t a b l ed a i l yi n t a k e 每日最大允许摄入量 a s a g u e o u ss o l u t i o n 水剂 c vc o e f f i c i e n to f v a r i a t i o n变异系数 d d a y 天 e ce m u l s i f i a b l ec o n c e n t r a t e乳油 e p ae n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n a g e n c y美国环境保护局 f l d f h o r o p h o t o m e r i ed e t e c t o r 荧光检测器 h h o u r 小时 h m 2 h e c t a r e公顷 h p l c h i g l lp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y 高效液相色谱( 法) i c 5 0 m e d i u mi n h i b i t o r yc o n e e n t r a t i o n 抑制中浓度 l c s 0 m e d i u ml e t h a lc o n c c n t r a t i o n 致死中量 l d 5 0 m e d i u ml e t h a ld o s a g e致死中浓度 m r lm a x i m u mr e s i d u el i m i t s最高残留限量 n dn o td e t e c t e d未检出 n d 5 0 m e d i u mn a r c o t i cd o s a g e麻醉中量 1 1 1 1 1 1 0 4 9 纳米 n o a e ln oo b s e r v a b l ea d v e r s ee f f e c tl e v e l最大无作用剂量 t l c t h i n l a y e r c h r o m a t o g r a p h i c 薄层色谱( 法) ss e c o n d秒 tt o n吨 w h ow o r l dh e a l t ho r g a n i z a t i o n世界卫生组织 w p w e t t a b l ep o w d e r可湿性粉剂 硕士学位论文 致谢 在秀丽的杭州，美丽的华家池畔我度过了两年的研究生生活，汲取知识， 陶冶性情，受恩师教导栽培之恩，得同窗相互扶持之谊，这将是我人生中最美 好的一段时光。 感谢导师朱国念教授两年来在生活和工作上给予了我无微不至的关怀和热 心的指导。本论文从选题、实验研究到撰写和修改都离不开导师的悉心指导和 支持，我学到的不仅仅是如何做学问，更多的是如何做人，这必将一直激励我 在以后的人生道路上积极进取，努力创新。 感谢吴慧明老师、朱金文老师、李少南老师、魏方林老师、程敬丽老师等在 学习工作和生活上给予的帮助和指导；感谢桂文军、施晨辉、金仁耀、陈则利、 寿林飞、朱烈、金茂俊、王春梅、郭逸蓉、王姝婷、金铨、李贤斌、周胜利等 实验室的兄弟姐妹给予的协助和温馨友谊；感谢方志贞、张小琴等工作人员在 生活上提供了便利和帮助；感谢本课题组和浙大新农的全体成员创造了宽松、 和谐、友爱的工作环境和生活氛围。 感谢我的父母和亲戚，正是他们对我的理解、支持和宽容以及在生活上给 予的关怀和鼓励，使我不断克服困难、战胜自我，最终顺利完成学业。 最后，谨向所有关心和支持我的领导、老师、朋友和同学表示衷心的感谢。 同时向参加本论文评阅、审议和答辩的专家、教授及参与论文答辩的工作人员 致以诚挚的谢意! 张j 顷瑜 于华家池 2 0 0 6 年5 月 硕士学位论文 第一章文献综述 1 9 6 2 年美国作家r c a r s o n 采用夸张的描写在寂静的春天一书中将化学 农药使用所导致的副作用和存在的问题推向了舆论前沿，随着农药所导致的社会 和生态问题受到人们的日益关注，化学农药的使用和作用遭受到普遍的质疑【1 。 2 0 世2 8 8 0 - - 9 0 年代，国内外许多专家认为，化学农药的使用将走到尽头，逐步取 而代之的将是生物防治、物理防治和综合防治等9 1 。但事实表明，在可预见的 历史时期内，农药和化学防治法仍将无法完全被取代，但研制对环境友好的生物 农药和减少化学农药的使用量将是一个必然的发展趋势1 5 l 。 昆虫、病原菌与植物经过几亿年的共同进化，植物体形成了多种能有效抗御 有害生物侵袭的机制，包括植物的形态、行为以及体内产生的次生物质。从植物 体内的次生物质中寻找能抑制有害生物的有效成分，人工直接提取应用或在明确 有效成分结构式后人工合成制作农药，成为开发热点之一。欧洲和北美的许多国 家通过近十年的努力，使生物农药的替代率达3 0 以上；而我国到2 0 0 0 年为止， 生物农药的市场占有率仅为3 4 6 - 8 1 。 l 植物源农药的研究现状 ll 植物源农药概况及其分类 植物是一座绿色工厂，也是合成技术高超的有机化学家。它不仅合成了蛋白 质、碳水化合物、核酸、脂肪等维持生命的基本物质，还合成了化学结构简繁不 一、种类繁多的次生代谢物质。在已知次生代谢物质中，有些仍是难以用化学方 法合成的。植物体内的某些次生代谢物质是在长期生存竞争中为抵御逆境伤害所 形成的，往往具有某些特异的生物活性。 植物源农药( b o t a n i cp e s t i c i d e ) 就是利用植物的某些部位，提取其有效成 份制成具有杀虫、杀菌或杀草作用的农药。植物源农药应用源远流长。植物产生 的次生代谢物种类繁多，成份复杂，已超过4 0 0 种，当中大多数化学物质如烯萜 类、生物碱、类黄酮、甾体、酚类、独特氨基酸和多糖等都具有杀虫或抑菌活性 【9 l 。不同植物的主要作用成份不同，作用机理也不同。按性能划分，植物源农药 可分为九大类。 ( 1 ) 植物毒素：植物产生对有害生物具有毒杀作用的次生代谢物。例如具有杀虫 作用的除虫菊素、烟碱、鱼藤酮、假木贼碱、藜芦碱、茴蒿素；具有杀鼠作用的 硕士学位论文 马钱子碱、海葱糖苷；具有杀菌作用的大蒜素：具有抗烟草花叶病毒病作用的海 藻酸钠等。 ( 2 ) 植物源昆虫激素：多种植物体内存在昆虫蜕皮激素类似物，含量较昆虫体内 多，且较易提取利用。从霍香蓟属植物中发现提取的早熟素具有抗昆虫保幼激素 的功能，现已人工会成活性更高的类似物，如红铃虫性诱剂。 ( 3 ) 拒食剂：植物产生的能抑制某些昆虫味觉感受器而阻止其取食的活性物质。 己发现的此类物质化学类型较多，其中拒食作用最强的几种属于烯萜和香豆素 类，例如从印楝种子中提取的印楝素和从柑桔种子提取的类柠檬苦素都是烯萜类 高效拒食剂。 ( 4 ) 引诱剂和驱避剂：植物产生的对某些昆虫具有引诱或驱避作用的活性物质。 例如丁香油可引诱东方果蝇和日本丽金龟，香茅油可驱避蚊虫。 ( 5 ) 绝育剂：植物产生的对昆虫具有绝育作用的活性物质。例如从巴拿马硬木天 然活性物质衍生合成的绝育剂对棉红铃虫有绝育作用，从印度菖蒲根提取的1 3 一 细辛脑能阻止雌虫卵巢发育。 ( 6 ) 增效剂：植物产生的对杀虫剂有增效作用的活性物质。例如芝麻油中含有的 芝麻素和由其衍生合成的胡椒基丁醚，对菊酯类杀虫剂有较强的增效作用。 ( 7 ) 植物防卫素：由感病植物自身诱导产生的抗菌活性物质。已研究阐明的化学 结构类型较多，但至今尚未达到实用化。 ( 8 ) 异株克生物质：植物产生的某些次生代谢物质，释放到环境中能刺激或抑制 附近异种或同种植物( 株) 的生长。己发现的化学结构类型较多，但尚未实用化。 它们具有不同的作用机制，是开发除草剂或植物生长调节剂的潜在资源。 ( 9 ) 植物内源激素：植物产生的能调节自身生长发育过程的非营养性的微量活性 物质。它在植物界普遍存在，主要类型有：生长素( 吲哚乙酸) 、乙烯、赤霉素、 细胞分裂素、脱落酸和芸苔素内酯( 油菜素内酯) ，它们都有特定的生理功能。它 们在植物体内含量极微，不可能人工提取利用，因此根据其化学结构进行衍生合 成或半合成，开发出植物生长调节剂，例如乙烯利、2 ，4 一d 、萘乙酸、玉米素等。 1 2 植物源农药的研究意义 12 1 植物源农药的优势 虽然在目前来说，化学农药的作用和地位依然不可取代，但与传统化学农药 2 硕士学位论文 相比，植物源农药仍有其自身独特之处和优势所在。 12 1 1 独特而且多功能的防效 鱼藤中获得的鱼藤酮，对飞虱、叶蝉、棉蚜 等有效，是一种呼吸抑制剂。从黄花烟草中提取的烟草尼古丁可杀多种害虫。从 印楝中提取的印楝素可杀8 目2 0 0 多种农、林、仓库和家庭中的害虫，包括某些全 世界令人棘手的害虫一蝗虫、舞毒蛾和蜚蠊等等。据( o u t l o o k o i la g r i c u t u r e 报道，美国国家公布了一个名为楝树一一个解决全球性虫害问题的报告宣 称“这种树木可能是目前世界上杀虫效果最佳的生物杀虫剂的来源”。最近，有 人用0 3 印楝乳油5 0 0 倍作防治菜青虫( 4 龄期) 的对照药，3 d 死亡率达1 0 0 。 12 12 低残留，污染少 能保持农产品优良品质，满足人民提高生活质量和 出口创汇需要。由于植物源农药的有效成份是自然存在的，易于降解，在环境中 积累毒性的可能性小，与环境的相容性好。进入w t o 后，对国际上日益增长的有 机食品( a a 级) ，无公害产品( a ) ，具有保证作用，避免了因施用高毒化学农药而 带来的负面影响。 l _ 2 l3 害虫难以产生抗性 长期单一使用高毒化学农药的负面影响是害虫产 生抗药性。植物源农药中的杀虫杀菌活性成分主要是次生代谢物质，其中许多种 次生代谢物质对昆虫表现为毒杀、行为干扰和生物发育调节作用。由于次生代谢 物质是植物自身防御与昆虫的适应演变协同进化的结果，所以昆虫对其不易产生 抗药性。 l2 1 4 研制生产较化学农药简单 发展一个植物源农药，国际上约需5 1 0 年，需资金5 0 万美元左右。而发展一个化学农药，需时往往要1 0 2 0 年，需要资 金约5 0 0 0 万至1 5 亿美元左右，如使用国内现有设备，数十万元即可成功。 121 5 植物资源异常丰富，可再生利用 我国应该是植物源农药的生产大国 和使用大国。据统计，我国有毒植物上万余种，其中有毒植物大多具杀虫杀菌效 果。据中国有毒植物一书中列入的经鉴定的有毒植物有1 3 0 0 余种。地处我国 西南部地区的云南植物所经4 0 年研究，己查明有毒植物1 0 1 个科，9 4 3 个种，做过 成份测定的近1 0 0 种，其中以卫矛科、豆科、苦木科、百部科、山茶科为多，现 仅用了极少部分，如除虫菊、烟碱、鱼藤、巴豆、苦木、苦参、大蒜等。近年， 己开始应用川楝、苦楝、印楝。 关于植物源杀菌剂，在中国土农药志中所记载的2 2 0 种主要植物中大约 硕士学位论文 有1 2 植物的水提取物或醇提取物对农作物病害表现出抑制能力；bj 托金所著 的植物杀菌素一书中列举了7 l 科、3 2 4 种植物具有杀菌活性。w i l i k i n sb o a r d 则于1 9 8 9 年报道有1 3 8 9 种植物有可能作为杀菌剂。另还有不少植物源除草剂，亟 待去研究开发。 由上可见，植物源农药具特异性、高效性、持久性、投资少、风险小、原料 丰富便宜、易见效、低残留的优势。 l22 国家发展和国际贸易的需要 自2 0 0 0 年以来，我国农业部和各级地方政府相继出台有关法规，禁止了许多 高毒、高残留化学农药的使用，浙江省省政府办公厅2 0 0 1 年5 月2 3 日颁布了关 于禁止销售和使用部分高毒高残留农药的意见，全面禁止甲胺磷、呋喃丹、氧 化乐果、甲基对硫磷等1 1 种高毒、高残留农药和混配制剂在蔬菜、水果、茶叶和 中草药生产过程中的应用【”j ：欧盟近期正式颁布y 2 0 7 6 2 0 0 2 号法规，通告在 2 0 0 3 年7 月2 5 日( 不得迟于2 0 0 3 年12 月31 日) 后禁止3 2 0 种农药( 或化学物) 的使用， 其中涉及我国正在生产、使用及销售的农药有6 2 个品种【”i 。由于这些农药目前 已广泛应用于我国的水果、茶叶、蔬菜、谷物等生产，因此使用这些农药的农产 品在出口欧盟时，有可能被退货或销毁。 目前我国小麦、水稻、玉米和棉花的种植面积约9 3 3 3 万h m 2 ，蔬菜、烟叶种 植面积约1 5 2 3 万h m 2 ；粮棉田年用杀虫剂3 0 万t 以上，蔬菜田年用杀虫剂8 万t 以上， 因此，农业生产对农药的需求量很大 1 2 , 1 3 1 。然而，农产品出口屡遭“绿色壁垒” 的冲击，致使国家不得不限制许多化学农药的使用，这无形之中为包括植物源农 药在内的生物农药的发展提供了更广阔的空间，如2 0 0 2 年3 月浙江省6 6 7 h m 2 的西 兰花因农药残留超标全部被日本退货，菜农损失巨大”i 。因此，在作物上使用 更加安全的生物农药来替代化学农药已经成为当务之急。按照5 年内1 3 替代率估 计，5 年内我国各类生物农药的年需求量可望达到1 4 5 万t ，总销售量额将达1 3 1 5 亿元。 正是考虑到以上这些方面，研究包括植物源农药再内的生物农药显得及其重 要。 13 国内外植物源农药的研究进展 l31 植物源杀虫剂 4 硕士学位论文 半个世纪以来，大量使用有机杀虫剂，导致了严重的“3 r ”问题，人们越来 越重视与环境有较高和谐度的植物源杀虫剂的研究1 4 】。目前，植物源杀虫剂是植 物源农药中研究最多的一类，已取得了很大的进展，开发研制出了一系列新型无 公害杀虫剂。 1 3 1 1 杀虫植物资源及其有效成分植物产生的次生代谢物质种类繁多，已 超过4 0 0 0 0 0 种【”】。我国约有高等植物3 0 0 0 0 余种，其中很多具有杀虫或抑菌活性 1 6 l 。目前我国杀虫植物中研究较多的主要有楝科、卫矛科、杜鹃花科、瑞香科、 柏科等植物。 1 ) 楝科植物楝科植物约2 属1 4 0 0 种，我国约有1 5 属6 4 种。楝科植物杀虫剂应 用较早，其中印楝( a z a d i r a c h 妇i n d i c a ) 、川楝( m e l i at o o s e n d a n ) 和苦楝( g e l i a a z a d a c a c h ) 是该科中主要的杀虫植物。印楝是世界上公认的理想杀虫植物，其活 性成分主要分布在种核和叶中。从其种子中己分离、鉴定出数十种柠檬素类化合 物，其中最主要的活性成分是一种四环三萜类化合物印楝素。印楝素具有多 种生物活性，其中最重要的是对害虫的拒食作用和生长调节作用7 l 。自美国 v i k w o o d 公司最早开发出以印楝种核为原料的杀虫剂马格杀后，至今全世界已有 近2 0 个国家建立了印楝农药生产厂，并已有十几个产品投放市场，用于防治8 目 4 0 0 余种害虫【1 8 1 。 苦楝t nj f l 楝是我国主要的楝科植物，两者的有效杀虫成分均为四环三萜类化 合物川楝素。研究发现，川楝素对昆虫活性主要有拒食、胃毒及一定的生长 发育抑制作用，可有效防治菜青虫、小菜蛾、柑桔螨类等多种害虫【”】。以川楝 素为主要活性成分研制成的楝素杀虫乳油( 蔬果净) ，对多种农业害虫、仓库害虫 和蔬菜害虫有较好的防治效果”j 。 2 ) 卫矛科植物卫矛科植物约有3 0 属4 5 0 种，我国有1 2 属2 0 0 种以上。该科植 物的杀虫有效成分为二氢沉香呋晡类化台物，雷公藤和苦皮藤是该科中重要的杀 虫植物。 雷公藤( t r i p t e r y g j u m i l f o r d i i ) 的杀虫有效成分主要为w “f o r d i n e ， w i l f o r g i n e ，w i l f o r t r i n e ，w i f o r z i n e 及雷公藤碱，多存在于根皮之中。雷公藤 对多种害虫具有胃毒、拒食、抑制生长发育和忌避产卵等杀虫活性，且药效快， 为其他一般植物性杀虫剂所不及。因而，雷公藤作为一种良好的杀虫植物，有着 硕士学位论文 很大的研究与开发潜力1 2 0 1 。苦皮藤( c e l a s t r u sa n g u l a t u s ) 的杀虫活性物质主要 分布于根皮中，其次分布于叶中。苦皮藤对小菜蛾、粘虫、黄守瓜等多种害虫具 有较好的防效1 2 ”。目前，已从苦皮藤根皮中分离、鉴定出5 种活性物质( 苦皮藤 素i v ) 2 2 , 2 3 。从苦皮藤种油中得到4 种结晶物质( 苦皮藤酯i 一) 2 4 1 ，经结构 鉴定，认为上述物质均属二氢沉香呋喃倍半萜酯类化合物。 3 ) 杜鹃花科植物杜鹃花科植物约5 0 属1 3 0 0 余种，我国有1 4 属7 0 0 种。该科植 物黄杜鹃( r h o d o d e n d r o nm o l l e ) 在我国作为杀虫植物使用的历史较早。黄杜鹃中 有3 种活性较高的物质：闹羊花素一i i i ( 简称r i ) 、k a l m a n o l 和g r a y a n o t o x i n ，其中以r i i i 为主要杀虫有效成分【2 5 】。r i i i 属于四环三萜类化合物，在 黄杜鹃的花、嫩叶、根、茎不同部位含量各异，以花中含量最高( 0 2 ) 【2 “。r i i i 对粘虫、马铃薯象甲、斜纹夜蛾、美洲斑潜蝇、甜菜夜蛾等多种害虫有强烈 的拒食、毒杀及生长发育抑制作用【2 ”9 i 。此外，r 一对小菜蛾还具有显著的产 卵忌避作用和较明显的杀卯作用【3 0 1 。研究表明，r i i i 能明显降低昆虫血淋巴和 肌肉中的海藻糖含量，从而破坏昆虫的正常生理功能【3 1 j ”。 4 ) 瑞香科植物瑞香科植物约有5 0 属5 0 0 余种，我国有9 属7 0 余种。瑞香狼毒 ( s t d l e r a c h a m a e j a s m e ) 为该科多年生草本植物，有较高的杀虫活性。张国洲等【3 3 j 发现，瑞香狼毒根乙醇提取物( 简称s c e e ) 对菜粉蝶幼虫、亚洲玉米螟幼虫和桃蚜 有很强的生物活性。采用活性跟踪方法，从s c e e 中已分离鉴定出4 种活性成分( 伞 形花内酯、瑞香亭、狼毒色原酮和b 一谷甾醇) 1 3 4 1o 研究表明，瑞香亭、狼毒色 原酮和6 一谷甾醇能破坏昆虫体内环境，干扰昆虫正常代谢【”i 。 唐古特瑞香( d a p h n et a n g u t i c a ) 为该科常绿灌木，其毒性成分主要是二萜内酯 类和香豆素类化合物。生物活性测定表明，唐古特瑞香除对害虫有较高的拒食作 用外，还有一定的触杀、胃毒和抑制生长发育等作用 3 6 , 3 7 1 。 5 ) 柏科植物柏科植物约2 0 属t 4 5 种，我国约有8 属近4 0 种。该科植物砂地柏 ( s a b i n av u l g a r i s ) 是一种杀虫作用特殊、活性高而稳定的植物，具有很高的研 究开发价值” 。砂地柏对多种害虫具有胃毒、拒食、熏杀等作用。据研究，砂 地柏提取物对棉铃虫的生长发育也有一定程度的影响，其中以其果实提取物对棉 铃虫的影响最大1 3 9 , 4 0 】。张兴等1 4 1 1 在对其杀虫活性成分的研究中，分离出的一种活 性成分脱氧鬼臼毒素对害虫具有很高的拒食和毒杀活性。研究表明，砂地柏 6 硕士学位论文 提取物对羧酸酯酶、蛋白酶及酯酶的活性有不同程度的激活作用，而对主要解毒 酶系多功能氧化酶的环氧化作用具有强烈的抑制作用h ”。 除上述植物外，近1 0 年来国内工作者还对紫背金盘 4 3 , 4 4 1 、辣蓼、骆驼蓬、 苦参【“、紫穗槐、苦豆子1 4 9 1 、红果米仔兰、大火草、羊角扭1 5 2 1 、非洲山 毛豆1 5 3 1 等植物的杀虫活性进行了相关的研究和报道。 l _ 3l2 植物源光活化毒素 光活化毒素在自然界中普遍存在，至少存在f 3 0 个科的植物中。现今已发现的植物源光活化毒素主要有：呋喃香豆素类、a 一噻 吩和聚乙炔类、醌类以及由色氨酸和酪氨酸衍生出来的生物碱( 呋喃喹啉碱) 和异 喹啉碱。目前，关于光活化毒素的作用机理有光动力作用( p h y t o d y n a m i c a t i o n ) 和光诱发毒性( p h o t o h e n o t o x i c ) 2 种“1 。徐汉虹等p 5 认为猪毛蒿精油中的活性 成分菌陈二炔对斜纹夜蛾具有明显的光活化活性；乐海洋等【5 6 1 研究发现，万寿 菊提取物对白蚊伊蚊和致倦库蚊4 龄幼虫具有非常明显的光活化毒杀作用。与传 统的化学杀虫剂相比，光活化杀虫剂具有对害虫高教、对非靶标生物安全、在环 境中易分解、选择性强等优点，因而将其作为新型的无公害杀虫剂有着很大的开 发潜力。 l3 i3 植物精油 植物精油具有良好的驱虫、杀虫作用，对昆虫有一定的引 诱、拒食、驱避、抑制生长发育等作用5 ”。吴照华等5 8 1 报道，茴蒿精油对小菜 粉蝶幼虫有拒食作用，拒食有效成分主要为丁香酚。高聪芬等5 9 1 发现，砂地柏 精油对玉米象、赤拟谷盗、粘虫等具有较强的熏蒸毒杀作用。李云寿等【6 0 1 指出， 黄花蒿精油对米象、玉米象、绿豆象和蚕豆象等4 种重要仓库害虫有很强烈的熏 杀活性。此外，研究发现，猪毛蒿精油、芸香精油、肉桂油、齿叶黄皮精油、沉 水樟精油及八角茴香对仓库害虫均有较好的防治效果6 “。植物精油除对害虫 有较高的活性外，还具有对人畜无毒、不污染环境、害虫不易产生抗药性等优点， 因此是一种具有广阔应用前景的植物源杀虫剂。 1 3 14 作用方式与机理 1 ) 胃毒作用具有胃毒作用的植物源杀虫物质较多，但它们的作用机理并不 完全相同。如苦皮藤素v 主要是破坏中脑肠壁细胞膜及细胞器膜，对主要消化酶 系的活性无影响”i ；川楝素则破坏中肠组织，阻断神经传导而导致害虫麻痹、 昏迷、死亡。 硕士学位论文 2 ) 触杀作用目前，具有触杀作用的植物源杀虫植物不多，主要有除虫菊、 鱼藤、烟草等。研究认为，除虫菊中的除虫菊素作用于昆虫神经系统，但其具体 作用机理比较复杂，尚有许多问题不清楚“i ；鱼藤中的有效杀虫成分鱼藤酮主 要作用于呼吸链中电子转移复合体”i ；烟碱是烟草中的主要杀虫成分，作用于 乙酰胆碱受体。 3 ) 驱避和拒食作用驱避主要是利用某些药剂( 如茼蒿精油、菊蒿精油) 在使 用后散发出的特殊气味，使昆虫感觉器官难以忍受而离去。拒食产生的主要原因 是某些药剂( 如印楝素、川楝素、r i i i 、脱氧鬼臼毒素睁9 1 等) 抑n t 昆虫的味觉 功能而表现出拒食效应。 4 ) 麻醉作用某些植物源杀虫物质对害虫具有特殊的麻醉作用。如雷公藤总 碱对5 龄菜青虫有很强的麻醉作用( 麻醉中量n d 5 。为2 2 9 u g g ) v o ；苦皮藤素是 苦皮藤根皮中的麻醉有效成分，对多种害虫有麻醉作用，研究证明，该成分除了 作用于神经一肌肉接头处以抑制兴奋性接头电位( e i p ) 外，还使昆虫体内解毒酶 系受到抑制，导致外源毒物在昆虫体内不能及时被清除1 7 ”。 5 ) 其他作用除上述几种作用方式外，植物源杀虫剂还有其他生物活性，如 砂地柏、黄花蒿等精油对害虫的熏杀作用 5 9 , 6 0 1 ；从喜树中分离出来的喜树碱具有 极强的不育作用；还有一些植物精油对害虫具有引诱作用。 132 植物源杀菌剂 由于很多植物具有天然而且优异的杀菌效果，因而植物源杀菌剂是植物源 农药开发和研究的一个及其重要的方面。目前国内外主要围绕植物真菌性病害、 细菌性病害和病毒性病害等3 个方面对植物源杀菌剂进行研究和开发。 l3 21 对真菌病害防治的研究 国内外对植物提取物抗菌活性的研究很多， 如1 9 8 3 年s i n g h 报道日本薄荷精油在2 0 0 m g k g 的浓度下对稻长蠕孢等1 5 种真菌的 抑制作用达1 0 0 ，他还发现亚香茅精油对链格孢菌、香茅精油对弯孢霉菌有一 定抑菌活性【”i 。1 9 9 1 年s i n g h 在田间用姜提取液防治豌豆白粉病取得较好的防治 效果，接着在1 9 9 3 年秆1 1 9 9 5 年w a g n e r 又用大蒜提取液a j o e n e 防治此病，在田间和 温室都取得了明显的防治效果7 ”。j i r a t k o ( 1 9 9 2 ) 测试2 1 种植物的水和丙酮抽 提液对番茄灰霉菌( b o t r y t i sc 血盯e 8 ) 、茄根腐病菌( f u s a r i u r os o l a n i ) 、立枯 丝核菌( r h i z o c t o n i as o l a n i ) 和小麦颖枯壳针孢菌( s a p t o r i an o d o r u m ) 的抑菌活 硕士学位论文 性，实验表明西红柿尖和皱叶欧芹种子的提取液可以完全抑制立枯丝核菌 ( 兄s o l a n o 菌丝的生长，并对其它测试菌也有强烈抑制作用口“。s h i m o n i ( 1 9 9 3 ) 测试了o r i g a n u ms i r i a c u m c 荨4 种植物精油对棉枯萎病菌( fo x y s p o r u m ) 、大茎点 霉菌( m a c r o p k o m i n ap h s e o l i n a ) 、番茄灰霉病菌( b o t r y t i sc i n e r e a ) 和玉米大斑 病菌( e x s e r o h i l u mt u r c i c u m ) 的抑菌活性，发现o r i g a n u ms y r i a c u a 精n 油的抑菌 活性最强，对棉枯萎病菌o x y s p o r u m ) 抑菌率为4 4 ，而对其他3 种则完全抑制 7 7 1 。m o h a m e d ( 1 9 9 5 ) 用2 4 个科的5 8 种植物的乙醇提取液测试了对辣椒炭疽病菌 ( c o l l e t o t r i c h u mc a p s i c i ) 等7 种病原物的抑菌活性，其中两种胡椒对所有供试 菌具有强烈抑制作用，它们的最低抑制浓度在0 o i m g m 1 和1 o o m g m l 之间，其它 的3 4 种植物表现出选择性抗菌活性，而2 1 种植物无抗菌活性【”i 。w i l s o n ( 1 9 9 7 ) 测试了3 4 5 种植物提取液和4 9 种精油对番茄灰霉( 丑c i n e r e a ) 的抗菌活性，结果表 明，1 3 种葱属和辣椒属的植物提取液和p a l m o r o s a 等4 种精油具有高水平的抗菌活 性。在国内，莱阳农学院孟昭礼等( 1 9 8 7 ) 测试了白果果实的乙醇提取液对苹 果腐烂病菌( v a l s am a l i ) 有明显的抑制作用，稀释8 3 倍的提取液抑菌率达1 0 0 ，稀释2 5 倍的提取液抑菌率达5 0 l g o 。华中农业大学赵纯森等( 1 9 9 4 ) 用厚朴 叶提取液测试对禾谷镰刀菌( f u s a r i u mg r a m i n e a r u m ) 、棉花炭疽刺盘孢菌 ( c o l l e t o t r i c h u mg o s s y p i d 等1 0 种植物病原真菌都有很强的抑制作用，同时在 盆栽和大田条件下用粗提液对棉苗立枯病、小麦白粉病和蚕豆赤斑病进行防治， 显示出较好的防治效果【“1 。中国医学科学院药用植物研究所张国珍、樊瑛等 ( 9 9 5 ) 从药用植物中筛选出一批对植物病原真菌有较强抑制作用的挥发油，并对 麻黄油和细辛油的抑菌活性作了较细致的研究，结果表明，麻黄油和细辛油对立 枯丝核菌( r h i z o c t o n i as o l a n i ) 等病原菌具有强烈抑制作用【“l 。南京农业大学 蒋继志等( 1 9 9 6 ) 采用改进的纤维素膜技术研究发现马铃薯和洋葱水溶性成分对 致病瘦霉菌( 肋r t o p h t h o r ai n f e s t a n s ) 游动孢子萌发和附着胞形成具有很强的 抑制作用i “i 。邢台学院唐蕊等( 2 0 0 3 ) 用t s 一8 6 提取液防治黄瓜白粉病在室内取得 了良好的防治效果，其2 0 0 倍液防效达9 3 3 5 ，优于1 5 粉锈宁可湿性粉剂1 0 0 0 倍液的防效( 7 8 3 9 ) 【8 4 】。 在植物源杀菌剂开发和应用方面也取得了一定的成果。e b e r h a r d 等( 1 9 8 5 ) 用黄连小蘖碱防治马铃薯晚疫病取得成功并获得专利”1 。h e r c - e r ( 1 9 8 9 ) 报道了 硕士学位论文 r e y n o u t r i as a c h a j i n e n s i s 叶子的提取液不仅对葡萄白粉病菌( e n c i n u a n e c a t o ，) 显示出很好的抑菌活性，而且有助于提高葡萄的抗病性；德国巴斯夫公 司将其水溶性提取液干燥后以商品名y i l l s a n a 出售，用于防治黄瓜白粉病效果不 错【”，8 7 】。h o f f m a n n ( 1 9 9 2 ) 报道c a s t e l ae m o r y i 甲醇提取液对葡萄霜霉病有防治 作用，并且鉴定出其有效成分，有望以其为先导化合物合成新型农药【8 ”。在国 内，莱阳农学院辛玉成等( 1 9 9 5 ) 将8 种中草药配制成n x 0 8 复合剂，经室内p d a 培养基上药效测定，该复合剂对苹果腐烂病菌( v a l s am a l d 、苹果枝干轮纹病菌 ( p h y a a c l o s p o r ap i r o c o l a ) 和苹果干腐病菌( b o t r o y o s p h o e r i ar i b i 曲的菌丝体 有明显的抑制和杀伤作用。田间测定显示，该药剂对以上3 种苹果主要枝干病害 的治疗防病效果显著【8 9 i 。浙江大学赵培洁等研制的以大黄为主要原料的中药农 药“必效散”，对防治世界三大病害之一的霜霉病效果显著，该药在1 9 9 7 年1 1 月在比利时布鲁塞尔获尤里卡金奖凹i 。莱阳农学院孟昭礼等从1 9 8 3 年进行拟银 杏杀菌剂的研究，经过1 5 年的努力，采用人工模拟技术，获得了高效、安全、经 济的拟银杏杀菌剂系列一绿帝和银泰，用来防治苹果干腐病、番茄灰霉病等多种 病害，并通过鉴定，申报了国家发明专利1 9 ”3 1 。 1 3 22 对细菌病害防治的研究 相对而言，抗细菌的植物比抗真菌的植物要 多l ”i ，但由于细菌引起的病害相对较少，因此在该方面的研究也较少，多数停 留在试验筛选阶段。k a w a g u c h i 等( 1 9 8 1 ) 从草莓分离出抗青枯菌的成分，经鉴定 为b d 一葡萄糖没食子素f 9 ”。z h o r i ( 1 9 9 5 ) 测试了大蒜油对4 种革兰氏阳性细菌 和4 种革兰氏阴性细菌的抑菌实验，结果表明大蒜油对一种革兰氏阴性细菌有抑 菌活性，对所有革兰氏阳性细菌具高度抑菌活性1 9 “。在国内，华南农业大学郭 权等( 1 9 8 5 ) 研究发现木麻黄的乙醇抽提液对青枯病菌( ps o l a n a c e a r u m ) 、水稻白 叶枯病菌( x a n t h o m o n a sc a t h p e s t r i sp c o r y z a 曲有显著的抑制作用【9 7 1 。华中农 业大学的朱振东等( 1 9 9 1 ) 发现黄连生物碱粗提液对水稻白叶枯病有较好的防治 效果，1 0 0 0 倍稀释药液的防