植物源中草药防治农业病虫害的研究进展

刘燕刚，韩 莉，韩锦峰

(1.上海交通大学药学院，上海 200240；
2.上海交通大学化学化工学院，上海 200240；
3.河南农业大学农学院，河南郑州 450002)

长期以来，农业生产中大量施用化学农药防治病虫害，导致农业环境污染，农产品品质变劣，极大地危害了人们的健康。为改变这种状况，2017年中央一号文件中就提出推动化学农药零增长行动，《国家农药管理条例》提出花、菜、果、中草药及菌类生产中不得使用剧毒、高毒化学农药。

以中草药为基础的中医学是以中国古代唯物论和辩证统一为基础，认识自然，认识生命，防治疾病，保障人的健康的学科。具有悠久历史的“五大农书”(《齐民要术》《王桢农书》《农桑辑要》《农政全书》《授时通者》)中就已有中医理论和方法在农业上应用的记载[1]。近年的许多研究表明，中草药对防治农作物病虫害有很好的效果，在减施或不施化学农药方面会有重要的作用。在国外，也有不少学者在研究植物药防治农业病虫害的应用[2-3]。基于此，该研究综述了植物源中草药防治农业病虫害的研究进展，为推动减施化学农药，绿色生产提供依据。

1.1 防治蔬菜虫害苦参、川楝子和百部提取物对菜青虫和小菜蛾有较好的杀死作用[4-5]，这3种提取物以6∶5∶6配比时，对小菜蛾的杀伤率可达98.8%。莨菪油剂对菜青虫也具有较强的杀伤力，虫口减退率达90%以上[6]。鱼藤提取物对小菜蛾和多种蔬菜害虫也有较好的杀死效果[7-9]。蓖麻粗提取物对大棚番茄烟飞虱[10]、小菜蛾[11-12]、蚜虫[13]、韭菜迟眼蕈蚊[14]和蛴螬[15]都有较好的控制和杀死作用。臭椿提取物对菜青虫[16]、醉鱼草提取物[17]对萝卜蚜的杀伤力强。还有研究认为，印楝素、苦参碱、鱼藤酮、百部和茶皂素对许多蔬菜害虫都表现出很好的防治效果[18]。

1.2 防治果树虫害研究表明，泽漆的根茎叶对桃蚜和山楂叶螨有剧烈的触杀作用[19]，披针叶黄华对枸杞蚜虫触杀作用极强[20]。

1.3 防治作物虫害山海棠、苦楝、百部、泽漆等6种植物提取物喷施在烟草上，蚜虫死亡率为76%～96%，其混合物比单一提取物的杀蚜效果更好[21-22]；
大蒜素和大蒜油对烟蚜也有很强的杀灭活性，而且对蚜虫的繁殖有一定的抑制作用[23]；
除虫菊素乳油对烟蚜有较强的灭杀活性[24-25]。梁倩等[26]发现，臭椿提取物对烟蚜的杀虫活性优于商陸、节节草、三叶鬼针草等40多种植物提取液，优于化学农药氧化乐果。3.5%苦皮乳油能有效防治烟青虫[27]。1%印楝素可防治烟草码绢金龟[28]。印楝素、闹羊花对烟草斜纹夜蛾有较强的杀伤作用[29]。桉叶油和山苍子油对烟草甲老熟越冬幼虫的熏杀率可达87.7%～100%[30-31]。以上研究都说明，许多植物提取物对烟草害虫有较好的杀死作用。

泽漆茎叶提取物对麦长管蚜有较好的灭杀效果[32]。中草药复方辰奇素能使小麦蚜减退率超过95%以上[33]。臭椿提取物对米象[34]、锈赤扁谷盗[35]、大豆孢囊线虫[36]都有较好的毒杀作用。苣荬菜和土牛膝对绿豆象有一定的驱避能力[37]。

2.1 防治蔬菜病害植物源中草药有很好的防治蔬菜病害的效果。从大蒜中提取的大蒜素对黄瓜枯萎病[38]、黄瓜赤星病[39]、白菜黑斑病[40]、辣椒疫霉病[41]、番茄灰霉病[42]、番茄早疫病[43]等都有很好的防治效果，尤其对番茄叶霉病的防治效果明显优于化学农药多菌灵和甲布津，因此在防治此病时可以完全替代化学农药[44]。另外，洋葱油对番茄灰霉病也有较好的防治作用[42]，藿香精油对辣椒炭疽病和番茄早疫病的抑制率达100%[45]。朱水方等[46]还发现12种中草药提取物对黄瓜花叶病毒病都有较好的防治效果。

2.2 防治果树病害丁香提取物对芒果炭疽病抑制率达77.64%，黄岑提取物对该病的抑制率为55.59%[47]。研究结果表明，含有紫草素、黄柏碱、小蘖碱、黄岑素、绿原酸、黄酮类化合物和皂苷类化合物的中草药制剂都能很好的防治苹果轮纹病[48]、核桃烂腐病、樱桃流纹病等病害[49]。

2.3 防治农作物病害研究表明，6种中草药提取物(分别含有生物碱、黄酮类、香豆素等物质)对烟草黑胫病的防治效果均优于化学农药甲霜锰锌[50]。心叶落葵[51]、三叶鬼针草、连翘、大黄和板蓝根[52]等植物的提取物防治烟草TMV的效果在90%以上，另外，商陆、毛叶子花等10种植物的提取物对TMV的抑制率达80%～90%[53]，这些研究表明防治烟草TMV可以使用中草药提取物，大量减施甚至替代化学农药。

中草药对粮食作物的病害也有防治效果。苍术和乌药的甲醇提取物对玉米大、小斑病、水稻胡麻叶病和甘薯黑斑病有较好的防治效果，而且明显优于化学农药多菌灵[54]。野核桃茎、石榴皮和构树根等的提取物对禾谷镰刀菌菌丝生长抑制率在80%以上[54]，王树桐等[55]从126种植物中筛选出甘草和鸡冠花，它们的提取物对禾谷镰刀菌菌丝抑制率分别达86.99%和100%，由苦参、黄柏、蛇床子等的提取物配成的制剂LS-1对禾谷镰刀菌的抑制率可达100%[56]。马尾松提取物对小麦赤霉病有一定的抑制作用[57-58]。苦豆子、石榴、大花金挖耳、苍耳、孜然等植物提取物对小麦白粉病有抑制作用[59]。由狼毒、茵陈、蒿等多种中药材制成的禾奇正对稻瘟病有很好的防治作用[60]。

2.4 其他苍术、丁香、白芥子、熏倒牛等的提取物按一定比例配伍的制剂对于当归(中草药)病原菌的防治效果很好，产出的药材质量也明显优于施用化学农药的[1]。

3.1 防治虫害的途径植物源中草药防治农业虫害主要表现为3种作用：第一，触杀作用。如苦皮藤[61]、楝科植物含有的四环三萜类化合物[62]与害虫体内的激素类物质的结构非常相似，表现出很好的接触死亡作用。第二，麻醉作用。廉喜红[63]研究证明，苦皮藤根皮中含有的苦皮藤素能作用于害虫的神经-肌肉接头处，抑制兴奋性接点电位，导致害虫的呼吸减弱，行为迟滞，软瘫麻痹，最后缓慢死亡，鱼藤酮杀虫也是这种作用[64]。李为争等[65]试验表明，金龟子食用蓖麻之后，会因被蓖麻中含有的活性物质麻醉而死亡。第三，驱避作用。某些害虫对某些植物有驱避性，因此从一些植物中提取活性物质可以作为驱赶害虫的植物源农药[1]。例如，短亭山麦冬挥发油对3种烟仓库害虫有很强的驱避性[66]，曼陀蔓提取液[67]对锈赤扁谷盗、苣荬菜和土牛膝提取液对绿豆象[68]都有很好的驱避性。

一些完整植物对害虫也有驱避性，例如，果树行间种万寿菊可减少线虫发生量[69]，果树行间种马铃薯能防治二斑叶螨[70]。

3.2 防治病害的途径中草药植物可以通过多种途径防止病害：第一，抑制致病菌丝生长。从植物分离出的内生菌能降解病菌的致病因子和菌丝、产生拮抗物质，诱导植物产生或增强系统抗性，从而抑制病菌的发展。从构树、枸杞、马铃薯、辣椒、曼陀罗、茄子、夹竹桃、烟草等8种植物的茎中获得抗烟草黑胫病的内生菌6株，其中K8(烟草)、T23(马铃薯)和T11(构树)对烟草黑胫病防治效果分别达75.41%、63.93%和70.49%[71]。大蒜提取物可以强烈抑制孢炭疽菌、荔枝双疫菌，小核菌的生长[72]。第二，减少病毒侵入。中草药提取物能在靶植物体外使病毒外壳蛋白变性，或与病毒形成抑制物-病毒复合体，使病毒失去侵染性[73-74]；
有些是通过与病毒竞争结合位点，使病毒与此位点不能结合而丧失侵入力[75]；
或者诱导寄主植物体内产生抗毒素(植保素)，产生病程相关蛋白(植物防卫反应的重要成员)，提高抗病毒侵入的能力[76-78]。第三，阻止病毒蛋白质的合成和RNA复制[79]。中草药提取物可以钝化病毒，削弱病毒的侵染能力，降低病毒RNA在植物体内的复制速度，阻止病毒在体内的进一步合成。

农业生产中长期大量施用化学农药，严重影响了食品安全，对人类健康造成了极大的威胁。除化学农药外，在种植过程中防治农业病虫害的其他主要措施有农业耕作技术、物理技术(光诱杀虫等)及生物技术(微生物菌、植物源中草药)等，前面两项措施和生物菌在效果和使用条件上有一定的局限性，利用植物中草药防治病虫害是最有发展前途的“古老”的“新”领域，“中医农业”将会是我国未来农业的一大亮点[80]，利用植物中草药防治农业病虫害是我国落实减施化学农药的不二措施，主要表现为：第一，我国中草药资源丰富，还有中草药为人类治病的几千年实践和理论基础。第二，中草药防治农业病虫害既有单一的针对性，又有广谱性，防治效果好。第三，中草药防治病虫害不仅可以增产增效，而且农残大幅降低，农产品对人的健康是有益的，甚至有一定的防病治病作用。第四，植物中草药取材方便、成本低廉、控制期长、高效无污染、与环境高度相容等优点是化学农药和其他农药所不具备的。据报道[80]，西方国家早就注意到中草药有防治病虫害的作用，在某些植物性农药研究方面已领先我国，为了尽快在我国推动中医农业防治病虫害以达到减少化学农药施用的目的，需要加强和加快中草药防治病虫害的机理研究和新品种的筛选，加快防治农业病虫害的中草药制剂产品化，国内外虽已有中草药制剂商品化，但数量不够多，远不够生产需要。另外，政府的政策引领、技术指导、科学研究和示范推广的资金支持和宣传支持，提高整个社会特别是从事生产的农户对中草药防治病虫害的认知和执行力，是在生产中推动“中医农业”的顺利开展的有力保障。