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天然精油应用于农药的研究进展

花匠小妙招
2024-10-30 05:38

1、天然精油应用于农药的研究进展汪秋安(湖南大学化学化工学院长沙 410082)摘要其进展。关键词本文综述了天然精油在杀虫、抗菌和防腐等方面的应用及精油农药1 前言天然精油是以自然界中植物的花朵、叶、枝、根、皮、树胶、全草和果实等为原料, 经水蒸气蒸馏法、压榨法、吸收法或溶剂萃取 ( 包括超临界 CO 2 萃取) 制取的一类能被嗅感嗅出气味或味感品出香味的天然化合物。我国是个盛产天然香料的大国, 每年我国精油的总产量约 15000 20000 t。我国已知的香料植物资源有 500 多种, 被誉为“潜在的原料大国”。天然香料赋予食品、化妆品等产品感官上特殊的风味, 以及抗氧矫臭等

2、用途, 提高产品的档次和吸引力, 已成为现代文明生活不可缺少的部分。随着生活质量的提高和环境意识的加强, 天然香料的应用也逐渐扩大。天然精油的杀虫、抗菌和防腐等功能, 也日益受到人们的关注与重视。近年来, 随着人们对化学合成农药恐惧心理作用的蔓延, 使得科技工作者越来越热衷于开发天然植物源农药。2 天然精油用于杀虫剂天然精油对害虫具有较高的生物活性, 又不易产生抗药性, 且对人畜毒性很小, 不污染环境等优点, 因而引起了人们的广泛关注, 并对植物精油杀虫剂进行了开发利用。S in gh 等1用 33 种植物精油对根瘤线虫 (M e loid ogy n e in cog n i

3、ta ) 幼虫的杀线虫活性进行筛选。在这些精油中, 白菖蒲 (A coru s ca lam u s ) 地下根茎、小茴香 (F oen icu lum v u l2 g a re) 草、灰罗勒 (O c im um ca n um ) 草、零陵香(O c im um sa n c tum 草、菸草 ( N icot ia n a)ta ba cum ) 叶和蒺藜 ( T ribu lu s te rres t ris ) 种子等的精油是很有效的。San gw an 等3测定了唇形科甜罗勒 (O c im um ba s il icum )、零陵香( O. sa n c tum 和椒

4、样薄荷 ( M en th a)p ip e rita ) 、桃金娘科披针叶红千层 (C a l l is2和丁香la n ceola tu s )( E u g en iatem onca ry op hy l lu s) 。禾本科青香茅(Cym bop og onca es iu s) 等植物的精油及主要的单萜类成分(芳樟醇、丁香酚、薄荷脑、桉叶油素、香叶醇)对小麦线虫 (A n g u in a t rit ic i )、桔垫刃线虫 (T y len ch u lu s sem ip en e t ra n s )、爪哇根结线虫 (M e loid ogy n e j a v a

5、 n ica ) 和木豆根线虫 (H e t2e rod e ra caj a n i) 幼虫的杀线虫活性。结果表明, 最大杀线虫活性是丁香油及其主成分丁香酚、芳樟醇、香叶醇, 它对所有供试线虫均有毒杀作用。这种毒杀作用是不可逆转的。M w an g i 等3对八种过江藤属 (L ip p ia ) 植物精油对玉米象 (S itop h ilu s z eam a is) 的驱避作用与 N , N 2二乙基间甲苯酰甲胺 (D E E T ) 进行比较, 并测定了这些精油的杀收稿日期: 1998204240·29·林产化工通讯1998 年第 5

6、期幼虫活性。作为驱避剂, L ipp ia U k am b en sis(含樟脑的化学类型) 精油最有效。其它有希望的驱避剂是: 爪哇过江藤 ( L ip p iaj a v a n ica ) , L . d a u es is, L . S em a len s is 和大叶过江藤 (L . g a n d isol ia ) 的精油。作为杀幼虫剂, L . W ilm s is 是最有效的。精油中的个别碳氢单萜烯一般比含氧成分更有效。S in g h 等4对 31 种不同植物精油 ( 溶于 2 丙酮中) 作为控制昆虫生物活性剂筛选方案, 研究对实验室繁

7、殖的家蝇的驱避性和直接毒性。从丁香罗勒、野百里香 (T hym u s se rp y l lum )、大茴香、肉豆蔻、阿马达姜黄 (C u rcum a am a 2酯和 100 k g 95% 酒精在 150 L 的搪瓷衬里的反应锅中, 于 25 30搅拌 1 h 可得芳香灭害灵, 这是一种由国际红十字会推荐的一种高效、低毒、多功能的卫生消毒杀虫剂。从樟树 (C in n am om um cam p h ora ) 中, 海南岛产的卵叶桂 (C. r ig id iss im um ) 等树木中提取的黄樟油素, 通过化学反应转化为胡椒基丁醚 ( PBO ) , 它是以天然除虫菊

8、为基础配制的杀虫剂的增效剂, 并起关键作用, 如果没有它, 这种杀虫剂将没有任何药效。天然除虫菊与胡椒基丁醚混合物是一种被允许用于食品的储藏和加工的方剂8。现在胡椒基丁醚尚需大量进口。因此, 利用我国丰富的黄樟油素, 半合成胡椒基丁醚势在必行。另外, 用 2蒎烯半合成杀虫增效剂也有许多研究报道。植物体散发出的某些挥发性物质 ( 如青叶醇、青叶醛、萜烯等) , 对昆虫摄食、产卵具有引诱作用, 其好处是引诱昆虫帮助植物授粉, 利用这种性质, 有可能用于防治害虫。如甲基丁子香醇对桃实蝇和芒果大实蝇的雄成虫具有很强的引诱活性, 用 10- 2 g 剂量的甲基丁子香醇即可

9、有效地引诱芒果大实蝇。许多精油中存在着甲基丁子香醇、甲基异丁子香醇及其类似物, 可用于摄食、产卵引诱剂。其它如甜没药烯、( + ) 2雪松醇、2非兰烯等都对昆虫具有很强的引诱作用。3 天然精油用于抗菌的防腐剂自古以来人们就在民间药方及食品防腐中使用芳香植物, 由百里香所得的百里酚, 由肉桂所得的肉桂醛以及由丁子香所得的丁香酚, 紫苏中的紫苏醇、紫苏醛等具有广谱的抗菌效果。世界一些公司正在从事具有广谱杀菌活性的植物精油的开发和实际应用, 使之取代某些大量使用的合成农药。d a ) 所得的精油显示 100驱避活性, 而葛蒲(A coru sca l am u s) 和野百里香

10、约有 40 杀虫活性。并与 N , N 2二乙胺间甲苯酰甲胺(D E E T )、马拉硫磷、除虫菊提取物、百里香酚相比较。探讨这些精油的驱虫生物化学途径。Sh aaya 等5对 23 种不同辛香料和药用植物的精油及其某些成分对甲虫类成虫谷蠹(R h iz op e rth a d om in ica ) , 锯谷盗 ( T ribol ium ca s ta n eum )、赤拟谷盗 ( T . S u r in am en s is ) 和米象 (S itop h ilu s ory z a e ) 的熏蒸毒性作了评价。活性物质松油烯醇, 1, 82桉叶油素和三

11、叶鼠尾草、鼠尾草、月桂、迷迭香、熏衣草精油对毒杀谷蠹最有效; 芳樟醇、2松油醇和香荆芥酚以及牛至、罗勒、叙利亚甘牛至、百里香精油对锯谷盗最有效; 1, 82桉叶油素和茴芹、椒样薄荷油对赤拟谷盗是有效的。路纯明等6 研究了花椒香精油的化学成分及其对杂拟谷盗成虫有较强的毒杀作用, 其杀虫活性较强的成分为 2水芹烯 (2P h e llan d ren e) , L D 50 =010595m l/头, 而冷榨或蒸馏红桔油对杂拟谷盗和玉米象的熏杀率达 100% 。美国专利7通过大量事例介绍了柑桔属精油的萜烯部分 ( 主要含 2柠檬烯) 可用于制取各类杀虫剂, 其配方是由 4 7% 的

12、 2柠檬烯和 315 415% 的表面活性剂和乳化剂, 其余加水,可杀灭各种小害虫如蚊子、臭虫、飞虱等。将150 g 精油加入 350 g 苄氯菊酯、150 g 胺菊V irm a la 等9研究表明 1000 ppm欧刺柏 ( J u n ip e ru s com m u n is ) 油对瓜果腐霉( Py th ium ap h a n id e rm a tum ) 有抑菌作用而对蕃茄的发芽和幼苗的生长没有毒性; 2000 3000 ppm 时抗真菌谱更广。这种精油可用·30·林产化工通讯1998 年第 5 期影响上市的郁金香鳞茎的质量14。4 结束语

13、近年来, 许多合成农药有被限制使用, 甚至禁用的趋势。因此出于对人类健康和环境保护方面的考虑, 开发天然物资源更加迫切。一般来说, 药草和香料以及它们的活性成分都确认为安全的, 因为它们在传统用法中并无有损安全的记载, 并且有些已经作了科学的毒理研究。利用精油作为农药来源, 可以达到无公害产生, 又具有可观的经济效益, 如无公害蔬菜、水果、粮食不仅价格高, 而且市场需求量大。权衡农药应用中各种综合因素的利弊, 植物源农药显示其独特的优势, 它在低毒、高效, 维护生态平衡和保护环境等各方面都是合成农药所无法比拟的。于防止植物倒伏病。 K um a r 等研究表明:2000

14、 ppm 白叶过江藤油 (L ip p ia a lba ) 对菜豆壳球孢 (M a c rop h om n a p h a seol in a ) 菌丝体生长有很好的抑菌作用, 而对黄豆的发芽、幼苗生长没有任何负作用。Hm am o u ch i 等10 对 12 种桉属精油的化学成分和抗细菌、抗真菌活性进行研究之后, 发现柠檬桉精油由于主要含有香茅醛及其衍生物, 所以效果最好。K isho re 等11发现浓度为 2000 ppm的万寿菊(T a g e tes e rec ta ) 叶油能完全抑制猝倒病病原体瓜果腐霉 ( Py th ium 2ap h a n id e rm

15、a 2 tum ) 的生长, 这种精油具有广谱杀菌活性, 对植物无毒性, 优于克菌丹、赛力散和代森锌三种合成杀菌剂。盆栽试验结果表明, 此精油可控制番茄幼苗猝倒病达 50% 。P an day12用香精油 (包括柠檬醛及其前体香叶醇) 处理柑桔之后进行贮藏试验, 发现 011% 的香叶醇就足以杀死青、绿霉菌, 柑桔果实在贮藏 60 天后无腐烂现象, 品质也很好。柠檬醛 (从山苍子油中提取) 可有效地延长小麦、大麦及稻的贮存期。蒋立科等13将山苍子油和广藿香( P og os tem on ca bl in (B lan co )B en th 分别采用水蒸气蒸馏法提取的芳香油按

16、65 35 混合, 所得复合芳香油对仓贮霉菌颇具抑菌效果, 特别是对粮油中能致癌的黄曲霉菌有明显抑制作用。单萜类和醛类能抑制马铃薯块茎萌芽。艹页蒿种子的精油中主要的草萜艹页蒿酮有很强参考文献1 S ingh R. P. , et a l, Ind ian P e rfum e r, 1991, 35( 1) : 35 372 Sangw an N. K. , et a l, P e st ic ide Sc ience, 1990,28 ( 3) : 331 3353 M w ang i J. W . , et a l, P h a rm aco gn , 1992, 30 ( 1) :

17、9 164 S igh D. , et a l, In sec t Sc i. A pp l. , 1991, 12 ( 4) :487 4925 Sh aaya E li, et a l, J. C h em. E co l. , 1991, 17 ( 3) :499 5046 路纯明等, 中国粮油学报, 1995, 10 ( 2) : 15 167 U. S. P a ten t, 4, 379, 1688 M a ia J. G. , et a l, P e rfum e r & F lavo r ist, 1993,18 ( 2) : 19 229 V irm a la K.

18、, et a l, Ind ian P e rfum e r, 1988, 33 ( 1) : 25 29的杀菌作用, 1994 年荷兰L U XA N公司已商品化, 商品名为 T a len t。页艹蒿酮还具有抑制真菌作用, 例如对引起马铃薯块茎干腐病的马铃薯块茎病原 F u sa rium S n lp h u reum 有抑制作用。页艹蒿酮存在时, 琼脂介质或作物组织上的真菌菌丝产生的赘疣完全受抑制。使用精油保护花卉鳞茎, 如郁金香鳞茎置于枯茗醛、紫苏醛、水杨醛或艹页蒿酮的气氛中贮存, 其毒霉菌浸染的程度明显减轻。将鳞茎暴露于各种精油气氛中 1 3 周, 并未明显改变鳞茎花茎的柄长及花蕾数, 从而无明显的药害, 不会10 Hm am o uch