植物源农药苦参生物杀虫剂的研究进展

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植物源农药苦参生物杀虫剂的研究进展

2015-03-25

　　摘　要：本文主要对近年来苦参在生物杀虫剂方面的研究进展做一综述，以促进此类研究的深入开展。

　　关键词：植物源农药；苦参；生物杀虫剂；研究进展

　　中图分类号：S482.1　　　　　　　文献标识码：A　　文章编号：1003-6997（2012）19-0051-03

　　在农业污染源中，农药污染是最严重的一个方面。大量使用剧毒、高残留的广谱性化学农药，不仅造成农田和农产品中农药含量严重超标，而且还经常造成人、畜中毒事件，威胁着人们的生命和健康。为了从根本上改变这种状况，必须使用高效、低毒或无毒、低残留或无残留的生物农药。我国生物农药的划分一般包括微生物源农药、植物源农药、动物源农药、生物化学农药、基因工程生物五个部分。

　　植物中的许多种类含有杀灭病虫害的成分，进过工业化萃取后，即可作为农药，即植物源农药[1]。中国是最早应用植物源农药的国家[2]，《周礼》记载早在3000年前人们就用襄荷、毒八角来防除人体和仓库害虫，其他史料记载了中国在1401年用百部防治果树蛀虫，1578年，用楝治蚤虱，1821年用烟茎防治螟虫等。植物农药在自然生态环境中广泛存在，资源丰富，《中国土农药志》一书中记载着分布于86个科中的220种植物性农药，《中国有毒植物》一书中则列有有毒植物1 300余种，其中许多种类被作为植物性农药利用。绝大多数植物农药低毒，不破坏生态环境，残留少，选择性强，不杀伤害虫天敌、害虫和病菌对植物农药难以产生抗药性，可使用寿命长，用量少，使用成本低。使用植物农药，对于促进农业可持续发展，具有极其重要的现实意义。

　　苦参为豆科植物苦参（Sophora flavescens Ait.）的根，具清热燥湿，杀虫，利尿等功效[3]。苦参在医药、兽药、农药、环境卫生用药等方面应用范围很广，是很有发展前途的一种植物源农药资源。

　　1　苦参的生物杀虫活性

　　从苦参中分离鉴定的化学成分较多，主要为生物碱、黄酮类化合物。其中，苦参碱、氧化苦参碱、羟基苦参碱、槐果碱、氧化槐果碱等为含量较多的生物碱，除在医药上的抗炎抑菌等活性外，在农业生产上，苦参也具有较强的生物活性，可杀灭多种农业害虫。

　　1.1　苦参农药的单剂使用

　　李锡宏等[4]试验表明，0.3 %苦参碱水剂与5 %吡虫啉防治烟蚜对比，药后1 d，苦参碱即表现出良好的防治效果，平均虫口减退率介于75 %～99.03 %之间，药后5 d，使用苦参碱的虫口减退率均达90 %以上，优于或相当于对照吡虫啉。

　　石健泉、黎明盛等[5]试验表明，0.3 %苦参碱对防治柑橘红蜘蛛具有良好的速效性和较长的持效性，总体效果优于螨虫特杀和快斩。生产上使用浓度以2 000～2 500倍液为宜。喷药后进行不定期观察，各浓度处理均未发现对叶片产生药害症状，试验表明苦参生物农药对作物是安全的。

　　田本志等[6]试验研究表明，2 %苦参碱水剂是一种用于防治十字花科蔬菜(白菜)害虫菜青虫的良好药剂。该药剂具有杀虫效果好、不伤害天敌、不污染环境等特点，对白菜生长安全，且持效期亦较长。

　　蔡国祥、孙永军等[7]研究表明，2 %苦参碱1 500倍稀释药液对桑尺蠖、棉大造桥虫、桑毛虫、红腹灯蛾、桑蓟马、白毛虫、朱砂叶螨有明显的室内杀虫效果，24 h害虫死亡率在92.18 %～98.07 %之间，但对桑螟和野桑蚕的室内杀虫效果仅为3.13 %、3.83 %，对这2种害虫的LC50远高于其他供试害虫，说明苦参碱对桑树害虫有较高的选择性药效。

　　1.2　苦参生物农药的增效研究

　　苦参虽然在杀灭害虫方面具有很好的生物学活性，但也表现出持效性差等问题，可以与其他药剂复配。通过复配后各组分间的协同作用，弥补其持效性差的弱点，起到明显的增效作用，可大大降低化学农药的用量，从而减少化学合成农药对环境的污染。

　　葛红、顾国华等[8]研究表明，阿维菌素与苦参碱复配防治菜青虫具有明显的增效作用。在阿维菌素与苦参碱以1∶24复配的情况下，其共毒系数达168.2 044，毒力指数为苦参碱的210倍。使用5 %·苦EW 1 000～3 000倍液防治菜青虫，药后5 d内的防效可达98 %以上，与1.8 %阿维菌素EC 2 000倍液的防效相当，比0.5 %苦参碱AS 800倍液的防效高出1倍。利用阿维菌素与苦参碱复配的增效作用，不仅可以大幅提高苦参碱对菜青虫的毒力和田间药效，而且可以达到减少阿维菌素的用量、降低用药成本、减轻菜青虫对不同药剂的选择压力和延缓抗药性产生的目的。

　　刘源等[9]研究表明，植物源农药1 %苦参碱·印楝素EC(托盾)和0.36 %苦参碱水剂进行防治茶树害虫试验示范，1 %苦参碱·印楝素EC(托盾)防治茶树害虫茶小绿叶蝉、茶毛虫、茶尺蠖均有较好的防治效果，尤其对茶小绿叶蝉的防治，防治效果还高于天龙宝。

　　邢建安等[10]研究表明，1 %除虫菊素·苦参碱微囊悬浮剂对梨木虱有良好的防治效果，持效期较长，可达10 d以上，而且低毒、不污染环境，对梨树安全，无药害产生，是生产无公害果品的理想药剂之一。

　　2　苦参生物农药新剂型研究

　　农药微乳剂(micro emul sion，ME)是农药制剂中的一种新剂型。它借助表面活性剂的增溶作用，将液体或固体农药的有机溶剂溶液均匀分散在水中形成光学透明或半透明的分散体系，具有稳定性好、药效高、使用安全、环境污染小等特点。

　　按照工艺流程[11]，制备得到苦参碱微乳剂产品，进行试验，筛选出0.5 %苦参碱微乳剂的配方为苦参碱原粉0.5 %、乙酸乙酯20 %、乳化剂C 20 %、丙三醇0.5 %、甲醛0.1 %和去离子水58.9 %。按此配方制备出微乳剂样品，检测样品，结果显示该微乳剂的各项技术指标均合格。如果在此基础上对该配方做更进一步的修饰和完善，将可以得到一种优良的生物农药制剂。

　　陶晶、马景毅等[12]对苦参碱纳米制剂的制备及其对九里香蚜虫防治功效进行了研究。取5 mL苦参碱乳油依次加水45 mL、400 mL，混匀为100倍液，再取该液250 mL加水750 mL，即为400倍液，混匀，用超声波处理1.5 h，得到苦参纳米制剂，进行杀虫效果试验。　　制备的苦参碱纳米制剂以扫描电子显微镜观察，经FEI程序测定分析，平均粒径为128.5±54.3 nm，明显小于苦参碱原剂。苦参碱纳米杀虫剂对蚜虫有很好的防治作用，其击倒速率快，施药后1d防效就可达到90 %左右，7 d后苦参碱纳米制剂800倍液和1 200倍液防效分别可达到95.9 %和89.8 %，比同倍数的苦参碱和印楝素原剂分别提高了13.8 %、10 %、84 %和44.4 %，明显优于印楝素原剂和苦参碱原剂的作用效果。

　　3　苦参生物农药提取工艺与质量控制研究

　　苦参生物农药的研究历史还较短，其提取工艺和质量控制手段研究还比较薄弱。考虑到苦参在医药使用中十分广泛，相关研究也比较丰富。因此，可以充分借鉴医药行业相关研究，结合生物农药特点，探索苦参生物农药的提取工艺和质量控制方法。

　　在借鉴有关资料的基础上，张琦[13]建立了反相高效液相色谱法测定植物源杀菌剂（0.3 %苦参碱·小檗碱·黄酮水剂）中苦参碱含量的方法，以0.05 mol/L磷酸二氢钠溶液/乙腈/甲醇/高氯酸钠(30/50/20/20=V/V/V/W)为流动相，检测波长205 nm，在所拟条件下，苦参碱的线性范围为0.376～2.256 μg（r=0.99 997)，平均加样回收率为98.25 %，变异系数1.01 %。该方法简便可靠，具有良好的分离效果，其准确度和精密度能满足质量控制定量分析的要求。

　　魏福祥、强利民[14]研究了GC法测定苦参中苦参碱含量的方法，该方法采用气相色谱法，用30 m×0.32 mm×0.25μmHP-5石英毛细管柱，以邻苯二甲酸二戊酯为内标物测定苦参碱的含量。结果表明线性相关系数为0.9 999，回收率在98.5 %～102.6 %之间，加标回收RSD为1.7 %，该方法简单、快速、重复性好，适用于苦参碱定量分析。

　　白靖文[17]进行了苦参总碱提取及分离、纯化研究。结果表明，乙醇回流法的提取最佳的工艺条件为乙醇浓度为60 %，料液比(乙醇体积mL/苦参粉质量g)为11，回流提取时间为3 h，提取次数为3次，苦参总碱的提取率为93.55 %，出膏率为43.56 %，该方法出膏率适中，是苦参碱、氧化苦参碱提取的首选方法。

　　试验同时又优化了超声乙醇提取、超声酸水提取苦参总碱的最佳提取条件。通过正交试验及相应最佳工艺条件的综合比较发现，当乙醇做提取溶剂时，乙醇浓度为70 %，超声40 min，料液比为7，超声频率为600 kHz时，总碱的提取率最高93.44 %；当HCI做提取溶剂时，HCI的pH=3，超声30 min，料液比为11，超声频率为500 kHz时，总碱提取率最高。

　　4　结语

　　植物源杀虫剂在自然生态环境中广泛存在，资源丰富，绝大多数无毒副作用，不破坏生态环境，残留少，选择性强，不杀伤害虫天敌。因此，大力研究开发及推广使用植物源杀虫剂，对于现代农业和绿色食品生产的发展，具有极其重要的意义。

　　植物源杀虫剂经过混配增效后，具有杀虫广、高效低毒、无残留、不污染环境等特点而引起广泛关注。它的应用，是农药低毒化及农药科学合理使用的一个进步，有利于维护生态平衡，因而具有广阔的市场和发展前景。

　　从植物中提取分离的活性成分，与化学合成农药的差别在于其稳定性较差，在自然界可以被其他生物利用分解，这一方面是它的优点，但在应用中将面临稳定性较差的难题。同时，由于植物提取的成分复杂和种类繁多，要求在制剂加工过程中，必须创造性地研究出新的剂型，在解决植物农药稳定性的同时，使其效果最大限度地得以发挥。

　　植物分布广泛，有效成分含量随植物的生长期、组织器官、地域分布、生长环境等因素的不同而不同，这就给生物农药产品的质量造成较大影响。因此，有必要建立成熟的提取工艺和严格的检测手段，保护农药产品质量稳定。

　　参考文献：

　　[1]王运兵，崔朴周.生物农药及其使用技术[M].北京:化学工业出版社，2010.

　　[2]李丽娜.苦参等植物提取物对植物病原菌抑菌活性研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2006.

　　[3]国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京：中国医药科技出版社，2010.

　　[4]李锡宏，陈明，郭利，等.0.3%苦参碱水剂对烟青虫和烟蚜的防治效果试验[J].湖北植保，2007，（6）：22-24.

　　[5]石健泉，黎明盛，马承文，等.0.3%苦参碱防治柑橘红蜘蛛的田间药效试验[J].广西园艺，2006，（3）：36.

　　[6]田本志，赵奇，胡兰，等.生物农药2%苦参碱水剂对菜青虫的防治效果[J].世界农药，2009，（6）：34-35.

　　[7]蔡国祥，孙永军.植物源农药苦参碱对部分桑园害虫的毒力及田间防治效果[J].蚕业科学，2011，（3）：538-543.

　　[8]葛红，顾国华，韩娟，等.阿维菌素·苦参碱复配剂对菜青虫的室内毒力测定及田间防效研究木[J].天津农学院学报，2006，（4）：10-12.

　　[9]刘源，刘贵芳.1%苦参碱·印楝素EC(托盾)0.36%苦参碱AS防治茶树害虫试验报告[J].茶叶通讯，2011，（4）：19-21.

　　[10]赵敦田，高学弘，左常莉，等.1.8%除虫菊素加苦参碱水乳剂防治苹果黄蚜和山楂叶螨的田间药效试验[J].落叶果树，2005，（6）：35-36.