主题：植物精油杀虫活性的研究进展 - 科技文章

摘自《世界农业》 植物精油是植物体内的次生性物质，由分子量相对较小的简单化合物组成，可随水蒸气蒸馏，且具有一定气味的挥发性油状液体物质的总称。古代人用兰汤沐浴、焚蒿熏衣，民间端午节用香艾、菖蒲沐身的习俗和用香料植物作为古建筑的材料，都是取其消毒、杀菌、防腐和防虫的功效。 一、植物精油对害虫的作用方式 植物精油或其成分做为一种化学信息物质，对植物或动物产生化学效应。根据精油对害虫的作用方式，大致可归纳为引诱、驱避、拒食、毒杀和生长发育抑制作用等。 1．植物精油对害虫的引诱作用 在20世纪70年代开展了有关性信息素、聚集信息素等引诱剂研究之后，由于害虫综合治理的提出，引诱剂研究及使用重新得到了人们的重视。Voaden DJ认为，精油中的(E)—6—壬烯乙酸能引诱瓜大实蝇的成虫来产卵，但它又能阻止卵的孵化，甚至把卵杀死，起到“诱而歼之”的效果。该成分的19种类似物，引诱力最强的是(Z)—8—甲基－6－壬烯乙酸酯，可以把大实蝇的卵全部杀死。 关于植物精油对害虫的引诱作用，可在3个方面得以充分利用：可根据害虫的捕获数量来研究害虫的发生期、发生量，从而预测杀虫剂的合适使用时期；据害虫对精油的反应来了解昆虫的定向飞翔行为，可更好地为综合防治服务；诱杀作为综合防治的一种手段，利用精油的引诱作用，造成田间害虫数量的减少，且由于田间雌雄虫之比不平衡，而降低交尾率、减少产卵量，直接导致下一代虫口密度下降。 2．精油对昆虫的驱避作用 植物组织对害虫的驱避作用，实质是利用其排于环境中的精油来起作用的。Klocke发现，1，8—桉叶素对埃及伊蚊幼虫无毒杀作用，但却是有效的成虫产卵忌避剂和拒食剂。徐汉虹等试验了芸香、肉桂、齿叶黄皮、八角茴香和猪毛蒿5种精油在200-800ug/cm2的剂量下，对赤拟谷盗成虫的驱避作用都能达到4级以上(驱避率大于60％)，其驱避作用的持效期至少可维持8周，以芸香和猪毛蒿精油的驱避作用最强。根据植物精油的驱避作用，对其进行系统研究，并加工成制剂，可望在仓库害虫、卫生害虫等的防治上发挥作用。 3．精油对昆虫的拒食、生长发育抑制作用 有些精油对昆虫感受器受体产生刺激或抑制，从而引起拒食。拒食作用不仅引起昆虫的拒食行为，而且对于昆虫的生长、发育及变态等一般都有影响。例如，延长幼虫生长期，减少产卵数，增加死亡率，引起不正常变态等。Jilani发现，山苍子精油对玉米象成虫有一定的拒食作用，而对赤拟谷盗的卵有明显的抑制作用。Sharma等测试了7种植物精油对Spodoptera litura的拒食活性，结果发现，Angelica glauca和菖蒲的精油对试虫的拒食效果明显。将菖蒲精油拌入人工饲料中，一定剂量下阻止了疆夜蛾1龄和2龄幼虫的取食和生长。Koul通过点滴和饲喂法进行营养学试验，发现菖蒲油对地老虎等4龄幼虫有拒食和生长发育抑制作用。昆虫拒食可引起生长发育阶段上的许多不正常现象，将抑制生长发育作用的物质应用于害虫的防治，对害虫的综合管理具有指导意义。 4．精油对昆虫卵、幼虫、成虫的毒杀作用 植物精油对昆虫卵、幼虫和成虫的毒杀作用，原因可能为试虫的正常生理生化代谢受阻。张兴等用柑油和橙油等对玉米象和米象成功地进行了熏蒸试验，如用于拌种可完全抑制玉米象和米象的后代产生。Su试验了8种芸香科植物柑橘油(柠檬、葡萄油、酸橙、红橘、金钱橘等)对四纹豆象的毒效，发现柠檬油的持效期最长，每种柑橘油都含有1种或几种对四纹豆象和米象有毒的成分。芸香科柑属多数植物的果皮中含有丰富的植物油，对其进行充分的综合利用不仅可以变废为宝，而且对害虫的综合治理具有积极的促进作用，对该科植物精油很有必要进行深入研究。徐汉虹等报道了多种精油对赤拟谷盗、黄粉甲等的熏杀和触杀效果(点滴法、纸药膜法和喷雾法)，发现肉桂油、齿叶黄皮油和八角茴香油等具有优良的毒杀作用。高聪芬等发现，砂地柏精油对赤拟谷盗、玉米象、菜青虫、小菜蛾、黏虫、甘蓝夜蛾等多种昆虫具有熏杀活性。 几乎所有植物精油对害虫均表现出一定的生物活性，而目前被研究过的精油还很有限，因此可充分利用现有的研究成果，继续研究并探索新的杀虫植物资源，为开发高效、无公害的植物性杀虫剂奠定基础。 二、植物精油的杀虫作用研究展望 通过对植物精油的杀虫活性进行深入研究，若能在防治害虫、抗性育种、生物防治、生态调控等方面取得突破，则有利于害虫综合防治的正确执行，优化可持续农业中害虫治理理论的实施。 1．有利于害虫的控制 植物是一个非常异质的化学环境，对于杀虫剂所要求的多种特异性物质，在植物界几乎均可以找到。如对一些生物活性较高、结构式相对简单的精油化合物进行人工模拟合成，并在结构与活性关系上有所突破，无疑对害虫的化学防治将是一个重大进展。对于引诱、熏杀等活性较高的精油种类，可直接利用粗制品或与作用方式不同的化学农药混配，加工成熏杀剂、引诱剂或谷物保护剂，可达到经济、高效防治害虫的目的。随着可耕地面积的急剧减少，降低仓库害虫的损失更是迫在眉睫。随着大棚蔬菜栽培的普及，熏杀剂的应用前景将更加广阔。特别有意义的是，某些植物精油不但对害虫有特殊的效果，而且对病原微生物有明显的抑制作用。 2．有利于植物抗虫性育种 植物与昆虫协同进化的过程中，应以植物作为核心来考虑，昆虫对于植物的变异可以通过学习行为来适应是一种重要的生存策略。植物除通过其生态、形态等抵御昆虫侵染外，其主要的防御机制是其体内的某些次生物质。由此可以启发我们利用遗传工程将产生抗性次生物质的基因导入其他植物体内，使植物对害虫产生抗性；或将对害虫有引诱作用的活性物质导入对害虫有害的植物中，让植物具有控制害虫的功能；或将某些物质导入植物体内，增加植物对天敌的引诱力。 目前，具有Bt杀虫作用的烟草、番茄、玉米、棉花等植物品种已问世，随着遗传工程的深入发展，培育出更多的高效的化学防御植物品种成为必然。 3．有利于指导害虫生物防治和保护环境 科学发展至今，生物防治的内容从狭义的“利用天敌”向“利用各种有益生物或其代谢产生的生理活性物质”自然过渡。利用植物体内的具生物活性的挥发性次生物质进行害虫控制就可看作生物防治，因其对于害虫的控制影响深远。例如，喷洒或注入生物活性物质于植物上，通过研究天敌的行为，可以提高天敌的搜索效率。通过对植物精油和昆虫信息素的协同作用研究，可以促进昆虫信息素的研制。所以，某些植物精油作为杀虫剂，可降低化学农药使用频率和剂量，可减少农药残留，有利于保护环境。 4．充分发挥植物精油在农田生态系统中的自然调控作用 因有机合成农药带来的害虫抗药性及农药残留的提高，化学防治带来了严重的生态 环境恶化，且每年因害虫为害而造成森林、花草、作物等巨大的经济损失，足以证明害虫治理在可持续农业中的重要性。发挥自然因素的生态调控作用，就要全面考虑作物－害虫－天敌的相互关系，充分强调作物本身的抗逆作用及自然天敌在农田生态系统中的地位，结合合理的水肥管理及栽培措施，适当放宽防治指标。利用某些植物释放到环境中的精油具有特异杀虫活性及相生相克的特点，可进行合理的间作套种，以优化栽培措施和耕作制度，提高作物产量。 三、植物精油资源及应用展望 在我国发展及利用精油植物的优势较多，潜力较大。精油含量较为丰富的植物有：柏科、木兰科、樟科、芸香科、伞形花科、唇形花科、姜科、菊科、桃金娘科、龙脑香科和禾本科等。特别在云南、广西、四川、江西、吉林、江苏、山东、海南省等及西北各省区，植物资源非常丰富，更有发展前途。 目前，植物精油的研究和应用多限于香料植物的食品工业、烟酒工业和日用化学工业等。对精油的质量要求较高，所以低品位的精油如用于农药工业，将使得精油资源得到更充分利用。近年来随着保健事业的发展，出现了香疗法，市场上有出售具烟草精油气味的香烟，对人体无任何副作用，而达到吸烟者保健或戒烟的作用。随着对精油杀虫作用的研究深入展开，在不远的将来，防虫、防鼠、防霉蛋糕、防蛀丝织品、防霉除(避)虫作物等可能会成为现实。