减少化学品依赖！这些植物源杀虫剂，让害虫无处可逃
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植物源杀虫剂的研究和开发是近年来农业科学和技术研究的热点领域之一。随着科学技术的进步，越来越多的植物源杀虫剂被发现和开发出来，为植被病虫害防治提供了更加安全、环保的选择。
植物源杀虫剂（英语：plant-derived insecticide或botanical insecticide）是指从植物中提取或合成的化学物质，专门用于控制害虫的生长和繁殖。它们在现代农业和园艺中扮演着至关重要的角色，因其天然、安全的特性而受到广泛青睐。跟合成化学杀虫剂相比，植物源杀虫剂通常具有更低的毒性、和更好的生物降解性，是推动可持续农业和生态农业发展的重要工具。
上图：已经研发为植物源杀虫剂的植物。图片来源：《植物源杀虫剂研究进展》一文，李卓丽, 许见辉, 李启东, 梁雅洁, 张李香，中国农学通报
根据现有数据统计，全球已有超过2400种植物被发现具有防治有害生物的活性（李卓丽等，2022）。其中，1005种高等植物显示出杀虫活性，39种植物对螨虫具有杀灭作用，108种植物可以对线虫产生杀灭效果，还有109种植物对鼠类有效。与此同时，384种植物能够使昆虫产生拒食反应，279种植物具有驱避昆虫的能力，28种植物能吸引昆虫。此外，有4种植物能够抑制或阻碍昆虫的产卵，31种植物则影响昆虫的生长发育。这些基于自然的解决方案（NbS)，为人类提供了绿色、安全的杀虫剂选择。
早在古代，人们就开始使用植物源杀虫剂来防治害虫。比如在埃及，古埃及人利用大蒜的驱虫作用；在中国，古代农民则使用各种植物提取物来保护作物。随着科技的发展，植物源杀虫剂的研究逐渐深入，许多天然提取物被发现具有显著的杀虫效果，并应用于现代农业中。
更详细的情况，就拿我国来说，战国时期的《周礼》记载了植物源杀虫剂的早期应用，提到了使用“嘉草、莽草、牡菊”等植物来驱除寄生虫、白蚁以及水中的蛙类等害虫。在秦汉至魏晋南北朝时期，植物源杀虫剂的使用逐渐进入了缓慢发展阶段。这一时期出现了《神农本草经》一书，收录了350种药物，其中包括30种植物源杀虫剂。到了隋唐时期，《新修本草》中列出了具有杀虫活性的植物，如蒺藜子、蛇床子、藜芦、茜根、营实和飞廉等。
明清时期，《本草纲目》一书中记录了多种杀虫植物，包括石蒜、牡丹、薄荷、大蓟、鼠尾草和蓖麻等。1959年，中国农业部等部门出版了《中国农药志》，其中列出了522个品种，并鉴定出220种具有杀虫活性的植物。1987年，国内出版的《中国有毒植物》一书中列出了1300种有毒植物，其中部分已被用于防治害虫。这些记录表明，植物源杀虫剂的应用历史悠久且不断发展。
举几个例子。这些例子也能告诉我们“生物多样性”的巨大的潜力、可持续利用的价值。
上图：网上搜索植物源杀虫剂，跳出一大堆。图源：网络
印楝素是从印楝树（Azadirachta indica）中提取的一种植物源杀虫剂，具有广泛的杀虫活性。印楝素对蚜虫、白粉虱、鳞翅目害虫等多种害虫具有有效的控制作用。它通过干扰昆虫的生长发育和繁殖，最终达到防治害虫的目的。印楝素的优点在于对环境的安全性较高，对人类和动物的毒性也较低，因此在有机农业中得到了广泛应用。印楝素不仅能有效控制害虫，还能减少对生态环境的负面影响，是一种理想的自然杀虫剂选择。植物源杀虫剂通常可生物降解，不会在土壤和水体中残留，对环境的影响较小。例如，印楝素在土壤中的半衰期为 2-3 周，相比之下，许多化学杀虫剂的半衰期可长达数年、甚至数十年。
苦楝油是另一种植物源杀虫剂，是从苦楝树（Melia azedarach）中提取的。它对多种害虫，如蚊子、苍蝇和跳蚤，具有显著的杀虫和拒避作用。苦楝油的活性成分能够干扰害虫的生理功能，使其无法正常进食和繁殖，从而达到控制害虫的目的。与许多化学杀虫剂不同，苦楝油对环境的影响较小，对人和动物的毒性也较低，因此常被用作家庭和园艺中的自然驱虫剂。
藜芦碱是从藜芦植物（Solanum spp.）中提取的杀虫剂，对多种害虫如螨虫、线虫和蜗牛具有有效的杀虫活性。藜芦碱的作用机制主要是通过抑制害虫的神经系统和消化系统，从而导致其死亡。然而，藜芦碱对环境的毒性相对较高，因此在使用时需要特别注意安全，避免对土壤和水体造成污染。尽管如此，藜芦碱仍然在某些特定的农业应用中发挥了重要作用，尤其是在控制难以处理的害虫时。
松香油是一种从松树中提取的植物源杀虫剂，具有良好的杀虫和驱虫效果。松香油能够有效控制蚜虫、蚧壳虫和蚂蚁等多种害虫。其活性成分能够破坏害虫的外部保护层，导致其脱水和死亡。松香油不仅对环境安全，对人类和动物的毒性也较低，因此被广泛应用于家庭和园艺中。它是一种理想的绿色替代品，在许多有机农业中得到了应用。
大蒜素是从大蒜中提取的植物源杀虫剂，具有强烈的杀虫和驱虫作用。大蒜素能够有效控制细菌、真菌和病毒等害虫，并对许多常见的园艺害虫如蚜虫和螨虫具有杀虫效果。大蒜素的天然成分使其对环境和人类健康的影响较小，因此在家庭园艺和有机农业中被广泛使用。大蒜素不仅能够驱除害虫，还能够增强植物的抵抗力，提高作物的生长质量。
除虫菊素（Pyrethrins）是一类天然杀虫剂，源自菊花，特别是菊科植物中的除虫菊（Pyrethrum cinerariifolium，一种著名的杀虫植物）。几个世纪以来，人们一直将其作为一种天然方式来控制花园和家庭中的害虫。除虫菊素对多种昆虫有效，包括蚜虫、甲虫、苍蝇、蚊子和蛾子等等。它们通过破坏昆虫的神经系统起作用，导致昆虫瘫痪并最终死亡。可以加工成除虫菊粉和除虫菊乳油等，对多种常见害虫，如蚜虫、叶蝉、叶甲和椿象等，具有高效的杀灭作用。
小檗碱（Berberine）是一种生物碱，可以从多种小檗属植物中提取，具有显著的抗菌、抗病毒和抗寄生虫作用，这使得它在植物保护中具有潜在的应用价值。小檗碱对多种害虫如蚜虫、白粉虱和螨虫等具有一定的毒杀作用。例如，实验发现小檗碱能有效抑制蚜虫的生长和繁殖，对其具有较强的杀虫效果。主要原理是通过干扰害虫的神经系统、代谢过程等，影响害虫的生理功能和行为模式。此外，小檗碱还能抑制多种真菌和细菌的生长，保护植物免受病害侵染。
苦参碱主要从苦参（Sophora flavescens）植物中提取，这种生物碱也具有显著的杀虫和驱虫特性。它对多种害虫，如棉铃虫、玉米螟、粘虫、地下害虫等，具有显著的杀虫效果，被认为是化学杀虫剂的有力替代品，尤其在有机农业中受到重视。此外，苦参碱还能驱赶蚊虫，是天然的驱虫剂。
雷公藤（Tripterygium wilfordii），又称为雷公藤，是一种传统中药材，广泛用于中医药治疗各种疾病。近年来，雷公藤及其生物碱在植物源杀虫剂方面的应用引起了科学家的兴趣。雷公藤中的主要生物碱，如雷公藤内酯（Tripterine）和雷公藤碱（Triptonide），被发现具有显著的杀虫活性。它的杀虫机制，主要体现在其对昆虫的神经系统和生理过程的干扰——雷公藤生物碱通过抑制昆虫的神经传导系统，影响其正常的行为和生理功能，从而达到杀虫的效果。例如，它们可以阻断昆虫的神经冲动传递，干扰昆虫的运动协调性和取食行为。
©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）（图文无关）
较之过去几十年来发展出来的化学杀虫剂，植物源杀虫剂的优势，不仅在于其有效性和安全性，还在于其环境兼容性。许多植物源杀虫剂能够快速降解，不会在土壤和水体中长时间残留，从而减少了对环境的长期影响。与传统的合成杀虫剂相比，植物源杀虫剂通常对非目标生物的毒性较低，有助于保护生态系统的生物多样性。
当然了，植物源杀虫剂也并非没有缺点。由于这些杀虫剂的活性成分多为天然提取物，其效果可能受到季节、植物生长状态以及提取方法的影响。此外，一些植物源杀虫剂的杀虫效果可能较为温和，需要与其他防治措施结合使用，例如物理防治、生物防治等，来提高整体防治效果。在实际应用中，合理选择和使用植物源杀虫剂，确保其效果的同时最大程度减少对环境和健康的影响，是非常重要的。
植物源杀虫剂的应用不光是在农业领域，也在家庭园艺、园林绿化以及公共卫生等方面发挥着重要作用。例如，辣椒素和薄荷油可以应用于家庭防治蚊虫和其他害虫，提供了一种安全、环保的解决方案。印楝素和苦楝油可以在有机农业和绿色农业中大展身手，帮助农民减少对合成化学杀虫剂的依赖。
值得一提的是，随着科学技术的发展，植物源杀虫剂还有一种特殊类型——植物源保护剂（PIPs）。PIPs是指通过基因工程技术将某些杀虫基因引入植物基因组中，从而使植物自身生产具有杀虫活性的物质。这些物质包括例如Bt蛋白（来自于一种土壤细菌的毒素），它们在植物体内产生，从而控制害虫。PIPs的特点是其保护作用来源于植物内部的自我生产，而不是外部施用的化学物质。
可见，植物源杀虫剂在现代农业和园艺中扮演着越来越重要的角色。它们以其天然、安全的特性，为害虫控制提供了另外一种基于自然的解决方案（NbS) ，并促进了可持续农业的发展。随着科学研究的不断进步和技术的不断发展，植物源杀虫剂的种类和应用范围将继续扩展，为农业生产提供更多绿色、环保的选择。这不仅有助于提高作物产量和质量，也有助于保护生态环境，推动农业向更加可持续和环保的方向发展。
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（注：本文根据多方资料汇聚整理，仅代表资讯，供读者参考。不代表平台观点。如有错误，欢迎读者指正！）
整理 | 王芊佳
编辑 | Daisy
排版 | 绿叶
【参考资料】
https://www.epa.gov/pesticides/biopesticides
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3641805/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8400533/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7469165/
李卓丽 , 许见辉 , 李启东 , 梁雅洁 , 张李香. 植物源杀虫剂研究进展. 中国农学通报. 2022, 38(21): 97-104 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0810
http://www.nyxxb.cn/cn/article/pdf/preview/10.16801/j.issn.1008-7303.2023.0052.pdf
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