12 农药植物资源新
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1.保护生物学:是一门综合性学科,目标是评估人类对生物多样性的影响,提出防止物种灭绝的具体措施。
它具有理论科学和应用科学的双重特征,由基础生物学、应用生物学和社会科学交叉融会而成。
2.农药植物资源:指植物体内含有驱拒、干扰或毒杀害虫、抑制病菌和除草等物质的一类植物;其有效成分多为生物碱、皂素、挥发油、鞣质、苷类树脂、鱼藤酮等;植物性农药具有成本低、残毒少、无污染、无药害等特点。
3.自然资源:凡是经过人类发现而被输入生产过程或直接进入消耗过程 变成有用途、有价值东西的自然物质 统称为自然资源。
例大气、水、气候、土地、矿物、生物、太阳能、风能等。
4.自然保护区:具有法定边界,被指定用来承担具有特殊价值或利益及特定自然特性等区域的保护任务的地区。
5.动物驯化:引种动物对引种区内一些环境因子的耐受范围发生适当调整,在生理习性、形态结构上存在一定程度的变化,以适应新的环境条件的过程。
6.生物资源的有限性:生物资源虽属于可更新资源,但其更新能力有一定限度,并不能无限制的增长下去。
7.植物资源:指在一定时间,空间,人文背景和经济技术条件下,对人类直接或间接有用的植物总和。
8.甜味剂植物:具有甜味的物质称为甜味剂,植物体内富含甜味剂称为甜味剂植物资源。
依产生甜味的物质成分甜味剂植物资源可分为两类即糖类植物和非糖甜味剂植物。
9.生物资源可持续利用:指在人类利用生物资源的过程中,尊重自然规律,充分研究和利用生物的再生能力,在不影响生物自身繁衍生息的条件下,既能当今满足人类对植物资源的需求,又不影响后代的需要,以实现生物资源的保护性开发。
10.生物资源野生抚育:根据资源生物生长特性及对生态环境的要求,在其生态或相类似的生境中,人为或自然增加种群数量,使其资源量达到能为人们采集利用,并能继续保持群落生态的平衡的一种资源生物仿生态的生产方式。
11.生物资源的系统性:指任何生物物种在自然界中并非单独存在,而是形成一种系统关系,因此在利用生物资源时,一定从整体出发,进行综合利用。
农药使用的新技术与新趋势随着全球农业的发展,农药的使用已经成为农民们保护作物免受病虫害侵害的重要手段。
然而,传统的农药使用方式不仅带来了环境污染和健康风险,还对生态系统造成了不可逆的损害。
为了解决这些问题,新技术和新趋势应运而生。
本文将介绍农药使用的新技术和新趋势,并探讨其在农业可持续发展中的作用。
一、智能农药喷洒技术传统的农药喷洒方式往往浪费农药、造成环境污染和对人体健康的威胁。
而智能农药喷洒技术则能够根据农作物实际情况进行喷洒,减少了农药的使用量和损失。
这种技术基于传感器和无人机等先进设备,可以精确感知作物状态和病虫害情况,将农药喷洒量控制在最佳范围内,提高农药利用率,降低了农药对环境的影响。
二、生物农药的广泛应用为了减少化学农药的使用,生物农药已逐渐得到广泛应用。
生物农药是利用生物体或其代谢产物对害虫进行防治的一种手段。
与化学农药相比,生物农药对环境和生态系统的影响更小,且不易产生农残。
近年来,许多新型生物农药如拮抗菌、病毒农药和昆虫杀虫剂等被开发出来,为农民提供了更多环境友好型的防治选择。
三、绿色防治方法的推广为了促进农业的可持续发展,绿色防治方法开始得到广泛推广。
绿色防治方法是以生态学原理为基础,通过调节农田生态系统内的结构和功能,从而保护农作物免受病虫害的危害。
常见的绿色防治方法包括合理轮作、生物多样性增加和物种多样性管理等措施。
这些方法既可以减少对化学农药的依赖,又可以提高农作物的自然抵抗力,实现农业的可持续发展。
四、农药残留检测技术的提升为了保护人民的身体健康,对农产品中的农药残留进行监测已经成为一项重要任务。
传统的农药残留检测方法通常需要耗费大量时间和资源,并且容易出现误判。
然而,近年来,新型农药残留检测技术的不断发展为解决这个问题提供了新途径。
如基于质谱仪的检测方法、基于表面增强拉曼光谱技术的检测方法等,都大大提高了检测效率和准确性,保障了人们的食品安全。
综上所述,随着农药使用的新技术和新趋势的出现,农业生产逐渐向可持续发展的方向迈进。
植物源农药筛选和开发成果引言农药是保障农作物健康生长的重要手段之一。
然而,传统农药中往往含有化学合成物,可能对环境和人体健康造成负面影响。
因此,为了保护生态环境和食品安全,研发植物源农药成为了一个热门的研究领域。
植物源农药是以植物中的天然化合物作为活性成分,具有良好的生物降解性能,对环境友好,不会对人体健康产生危害。
植物源农药筛选过程植物源农药筛选的过程通常包括以下几个步骤:1. 植物成分提取首先,研究人员需要从植物中提取出天然化合物。
这通常需要使用溶剂提取的方法,如乙醇、甲醇等。
提取后的物质需要经过纯化步骤,以获取纯度较高的化合物。
2. 活性成分鉴定提取得到的植物成分需要经过活性成分鉴定,确定其中的活性分子。
这可以通过多种分析技术来实现,如质谱分析、核磁共振等。
3. 活性评价鉴定出的活性成分需要进行活性评价,确定其对目标害虫或病菌的毒杀活性。
活性评价可以采用体外试验或体内试验,评估活性成分的杀虫、杀菌或抗病性能。
4. 安全性评估在考虑开发成为农药之前,活性成分的安全性需要进行评估。
这包括对其对人体和非目标生物的毒性评估、药代动力学研究等。
5. 优化和开发经过以上步骤,如果某一活性成分具有良好的活性和安全性,研究人员将进一步对其进行优化和开发。
这可能包括对其结构进行修饰,增强其活性或改善其稳定性。
优化后的植物源农药将进行大规模合成,并进行田间试验和市场验证。
植物源农药开发成果植物源农药的筛选和开发已经取得了一些重要成果。
以下是一些相关的例子:1. 咖啡因咖啡因是植物中广泛存在的成分,除了作为人类饮料的来源外,咖啡因还具有抗真菌和杀虫的活性。
研究人员发现咖啡因可以被用作一种植物源农药,有效地控制农作物病虫害,而不会对环境产生负面影响。
2. 核酸提取物一些植物中含有具有杀菌活性的核酸提取物。
研究人员从这些植物中提取核酸,并将其应用于杀菌剂的开发。
核酸提取物不仅具有较高的杀菌活性,而且具有低毒性和良好的环境容忍性,因此被认为是一种理想的农药候选物。
植物资源学一、植物资源的概念广义的植物资源:是地球上或生物圈内一切植物的统称。
植物是自然界的第一生产力,是人类维持和延续生命的基本物质条件,又是人类赖以生存的环境和生产建设的重要原料来源。
狭义的植物资源:经过人类生活或生产实践活动,筛选出来的某些植物种类,可为人类提供各种原料,并在国民经济中占有一定地位,具有生产价值的再生资源。
综上所述,植物资源就是指那些可以被人类直接或间接利用(或是有潜在利用价值的)一切植物种的总称。
二、植物资源学的概念植物资源学是研究植物资源的分类、分布、贮量、引种、栽培和开发利用途径的学科,也是进行植物资源特性及资源评价的学科。
研究的对象:为各种被人类直接或间接利用的植物资源。
包括不少已有学科的全部或一部分,有基础、应用和社会科学的内容。
三、植物资源的功能1.经济的基础:一种植物可以振兴一个国家的经济。
2.生态功能:植物资源不仅是人们赖以生存的粮食来源,而且能产生巨大的生态效益。
3.人类生活生存的基础:现人类衣、食、住、行离不开植物资源。
4.植物资源的很多价值仍在发现中:由于现代化学分析技术的发展,将先进的分析手段应用到植物资源成分分析上,从而促使植物资源的利用进一步深化。
四、植物资源的特殊性植物资源的特性与分类:1资源再生性;2分布地域性;3化学成份相似性;4开发利用时间性;5用途多样性。
植物资源的再生性是指植物自身具有的繁衍能力,由老的个体产生新的个体,而且若需要,新的个体数量多于老的个体,使种群得以延续、扩展,这就为种群持续利用奠定了基础。
(一)再生方式是指植物的繁殖方式1. 孢子繁殖2. 营养繁殖:2.1 天然营养繁殖2.2 人工营养繁殖2.3 有性繁殖(二)生长规律植物资源的再生能力有一定限度。
五、中国植物资源的特点一、地貌特点决定植物资源丰富1.地理位置:我国地处欧亚大陆东部,地质历史悠久,幅员辽阔,面积约为960万km2。
东半部自北到南可分为寒温带、温带、亚热带和热带,从东到西,分三个阶地。
植物源农药研究进展摘要:植物源农药中含有多种杀虫活性物质,在世界环境日益恶化的今天,植物源农药以其对有害生物高效、对非靶标生物安全、低毒低残留、来源广、成本低等多种优点,成为近年来农药研究的热点。
本文综述了植物源农药的活性成分、作用特点、研究现状和开发前景.关键词:植物源农药、活性成分、作用特点、研究进展植物源农药,就是直接利用或提取植物的根、茎、叶、花、果、种子等或利用其次生代谢物质制成具有杀虫或杀菌作用的活性物质.植物源农药作为生物农药的重要组成部分,因其具有高效、低毒或无毒、低残留、选择性高、有害物质一般很难对其产生抗性、又易和其他农药相混配等优点, 倍受全世界农药研究及应用部门的广泛重视,已成为其研究热点之一.1.植物源农药的活性成分植物源农药的活性成分可分为生物碱类、萜烯类、酮类和番茄枝内酯类,此外还有木脂类,如乙醚酰透骨草素;甾体类,如牛膝甾酮;羟酸酯类,如除虫菊酯等。
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1 生物碱类目前人们发现的生物碱已有6000 多种,已证明有杀死害虫作用的主要有烟碱、喜树碱、百部碱、藜芦碱、苦参碱、雷公藤碱、小薜碱、木防己碱、苦豆子碱等.该类化合物对昆虫的作用方式多种多样,如毒杀、拒食和忌避及抑制生长发育等。
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2 萜烯类萜烯类化合物是植物源农药中含量较多、研究比较广泛的一类化合物,其中精油的大部分组成为萜烯类化合物.目前从植物源农药中发现的萜烯类主要有单萜类、倍半萜类、二萜类和三萜类化合物.单萜类主要有柏科植物砂地柏叶精油中的有效杀虫成分松油烯— 4 —醇,它对害虫的主要作用方式为熏杀作用。
倍半萜类有马桑科植物马桑中所含的羟基马桑毒素 B;卫矛科植物中含有较多的倍半萜类化合物 ,主要有各种β- 二氢沉香呋喃倍半萜型多醇酯;苦皮藤根皮中具有杀虫活性的有近 20 个α—二氢沉香呋喃化合物.该类化合物主要通过拒食、胃毒、内吸作用和影响试虫的产卵、孵化等生殖行为消灭害虫。
二萜类化合物主要有大戟科大戟属、巴豆属及瑞香科植物中的瑞香烷型二萜类化合物 ,另外还有闹羊花中主要杀虫有效成分闹羊花素—Ⅲ。
第十二章农药植物资源农药植物资源是指植物体内含有驱拒、干扰或毒杀害虫、抑制病菌和除草等物质的一类植物。
农药植物即指具有杀虫、杀菌作用的植物。
植物农药是指用于防治病虫草害的植物体及植物体的提取物,有时也包括提取物的人工合成物。
第一节概述一、农药植物资源的有效成分及特点1、有效成分其有效成分多为生物碱、皂素、挥发油、鞣质、甙类树脂、鱼藤酮等。
2、特点植物性农药具有成本低、残毒少、无污染、无药害等特点。
为了保证人们的身体健康,目前世界各国都非常重视农副产品的污染问题,提倡生产和使用低毒农药,因此,对植物性农药的发掘也越来越受到人们的重视。
化学农药的三大问题1、毒性问题化学合成农药特别是杀虫剂大多缺乏选择性,对生物毒性广谱,除了对有害生物的控制作用,对非靶标生物如:人、畜、鱼贝、鸟、天敌等生物也有毒性。
2、残留问题农药施用于农田,其“归宿”主要有二个方面:一是分解为无毒无害化合物;二是残存于人类赖以生存的环境之中。
残存于土壤、水源、大气、以及农作物及农副产品中的农药还会对人类及环境产生深远影响,特别是一些性质稳定的药剂,可能给人类和后茬作物带来慢性毒性问题,3、抗性问题大量不合理的使用农药,有害生物特别是害虫、病原菌很快就会对农药产生抗性,若要达到防效,势必要成倍加大用药量,反复使用农药,结果是抗药性更强,环境污染加重、对非靶标生物,即害虫的天敌杀伤,人为打破自然界生态平衡,使有害生物再猖獗,抗性发展到一定程度,则造成防治无效。
二、农药植物资源的分类(一)按使用目标分类可分为杀虫剂类、杀菌剂类和除草剂类。
1.杀虫剂类植物农药指含用对害虫有毒杀作用物质的种类。
如除虫菊含有对许多害虫有毒的除虫菊酯类化合物,苦参含对多种害虫具有毒性的苦参碱。
2.杀菌剂类植物农药指对植物病菌有杀灭作用物质的种类。
如藜芦提取物对马铃薯晚疫病杀菌效果可达67%。
3.除草剂类植物农药指对杂草有抑制或杀灭作用物质的种类。
如有人研究发现燕麦和拉拉藤(Galium mallugo)根中含莨菪亭(scopletin)对很多植物的种子发芽有抑制作用,炭疽菌对大豆菟丝子有很好的防治效果等。
(二)按杀虫、杀菌方式分类可分为寄生性、毒杀性、驱拒性和激素性等。
1.寄生性植物农药指利用寄生植物(主要是细菌、真菌等)的寄生作用杀灭病虫害和病菌。
如苏云金杆菌产生的多种毒素制剂(Bt)对150余种害虫(主要是鳞翅目)有非常好的杀灭作用;白僵菌制剂对大豆食心虫、松毛虫和玉米螟等也有很好的效果。
2.毒杀性植物农药指利用植物的次生代谢产物杀灭虫害和植物病菌。
如除虫菊酯、烟碱;苦参碱等。
3.激素性生物农药指利用植物中含有的昆虫激素及其类似物干扰害虫的发育过程或引诱害虫而用其他农药毒杀,进而达到杀虫目的。
4.驱拒性植物农药指利用植物中含有害虫所不喜欢或讨厌的某些物质,以防御害虫取食,进而使害虫饥饿而死亡。
(三)按杀虫活性化合物分类1.光活化毒素:这类植物次生代谢天然产物,只有在光这种生态因子参与下,才能发挥毒杀效应,已发现植物源光活化毒素有呋喃香豆素、多炔类等,菊科和芸香科植物的光敏化合物种类最多,现在科学家已经研究利用光敏物质作杀虫剂、除草剂。
2.杀虫生物碱:天然有机化合物,如烟碱、苦参碱、百部碱等。
以毒扁豆碱为模板合成的氨基甲酸酯杀虫剂,是世界公认的三大类成熟杀虫剂之一。
新型高效杀虫剂吡虫啉就是仿烟碱分子结构而合成的,成为农药发展史上的一个新的里程碑。
3.植物精油:植物中提取的具有特征香气的一类物质。
含量较丰富的植物有松科、樟科、木兰科等,精油对昆虫的作用方式主要是熏蒸、忌避、杀卵和抑制生长发育等,有的可作为杀虫增效剂。
4.倍半萜和二萜:典型的倍半萜杀虫植物------苦皮藤,从80年代初起,西北农大吴文君教授等对苦皮藤进行多学科交叉研究,发现其有4种农用生物活性,即对昆虫的拒食活性、麻醉活性、毒杀活性、对真菌的杀菌活性。
并有二种制剂问世。
5.柠檬素:在楝科(Meliaceae)、芸香科、苦木科等植物中存在着一些带苦味的三萜类化合物,称为柠檬素类化合物(Limonoids)。
柠檬素在防治作物病虫害方面占有重要地位,早在千年以前,中国和印度劳动人民就知道用富含柠檬素的楝科植物来防虫,但直到20世纪70年达初,提取和加工方式还非常原始。
1985年以印楝素为主要成份的第一个商品药剂Margosan---0在美国获准登记,这是继除虫菊酯后第二个被批准使用的植物性农药。
印楝素的杀虫作用主要有:拒食和忌避、生长发育抑制、毒杀作用,是目前世界公认的活性最强的拒食剂,印楝是植物源农药的代表,它几乎达到了作为理想农药所要求的全部标准:广谱、对天敌干扰少、无明显的脊椎动物毒性和药害,环境中降解迅速,资源丰富可再生。
6.植物源昆虫激素:蜕皮激素,含有这类物质的植物达1000多种。
对昆虫具有抑制生长发育、抑制取食和蜕皮、对昆虫生殖抑制影响,产品有抑食肼、米满,该药剂在1996年英国布莱顿会议上被推荐为lPM理想用药,被上海、杭州市选为“蔬菜上提倡使用的农药”。
保幼激素、典型的昆虫生长调节剂,商品有:灭幼宝、哒幼酮。
7.黄酮类化合物:鱼藤酮,是从鱼藤属植物中提取物,三大传统杀虫植物之一,可防治800多种害虫,国内已有几家生产。
8.另有番荔技内酯、杀线虫剂、植物源抗虫转基因,作为新的生物科技成果,有的己经在无公害农业生产中发挥重要作用三、农药植物资源研究现状与展望我国使用植物性农药已有两千多年的历史。
《周礼》中有用莽草驱虫的记载;《本草纲目》中对鱼藤根的使用作了较详细的记载。
欧美各国从17世纪起,也开始了这方面的研究工作。
我国从20世纪50年代起,对植物性农药进行广泛的调查和研究工作,发掘出闹羊花、巴豆、百部、雷公藤、厚果鸡血藤等农药植物资源,仅《中国土农药》一书就记载了220种植物性农药分布在86个科中,其中以毛茛科、蓼科、蝶形花科、芸香科、大戟科、菊科、百部科、天南星科等种类较多。
目前,具不完全统计,我国植物性农药有297种。
20世纪60年代以来,从植物界中发现了昆虫蜕皮激素,它是昆虫体内一种极微量但对昆虫有生理活性的甾体化合物。
在昆虫体内与保幼激素共同作用,以调节、控制昆虫的变态发育。
使用蜕皮激素,能使昆虫幼虫至成虫的变态发生异常,从而使害虫死亡。
所以在国际上称为害虫防治的“第三代农药”。
近20年来,对蜕皮激素的研究进展较快,发现有些植物种类含蜕皮激素较高,有些种类其含量可达干重的1%以上。
较最初从昆虫或其他动物体中提取的含量高出百倍以上。
据报道,国外试验过的植物已超过1 200种,其中高等植物近200多科,800多属,已提取、分离、鉴定出的蜕皮素及类似物达40余种,最常见的有β-蜕皮素、百日青甾酮A、水龙素B、蕨类甾酮、蜕皮素和牛膝甾酮等。
70年代以来,我国在这方面的研究也有了较大进展。
中国科学院昆明植物研究所发现露水草提取蜕皮激素得率达干重的1.2%,其根部可达2.9%;80年代以来又先后从陆均松、水竹叶等植物中提取β-蜕皮激素。
从植物中提取蜕皮激素,对植物性农药的研究和使用起了积极的促进作用。
同时对益虫繁育和组织培养也有较好的作用。
未来植物保护的趋势是将害虫和病菌等造成的损失控制在一定的阈值内,调节有害生物种群的密度币口数量,确保生态平衡,而绝不是将有害生物斩尽杀绝。
未来的农药应该是绿色农药或环境友好农药。
农药的主要作用是影响、控制和调节各种有害生物的生长、繁殖过程,使有害生物得到抑制,又不对人类健康产生危害,不破坏生态平衡。
生物源农药对人畜相对安全,较少环境污染,抗性发展较缓慢,受到农药和植物资源研究者的重视。
在现代先进的植物保护理念影响下,包括植物性农药在内的生物农药开发利用是未来农药的发展方向和研究热点之一。
一些生物源物质曾作为先导化合物,经过结构优化后开发成优秀的农药品种,不少从矿物、植物、动物和细菌中获得的生物源农药已经成为广泛应用的农药品种。
目前全世界应用的生物源农药品种约30种,仅Bt制剂一个品种的年销售额就达9.84亿美元。
我国开发的井冈霉素至今仍然是防治水稻纹枯病的优秀农药品种。
四、农药植物的寻找及分析1.有毒植物的特点及识别⑴鼻闻:凡鼻闻有闷、臭气、香气或有特殊刺激气味的植物,大都可以毒杀害虫和病菌。
⑵解剖:将植株折断或切断,有汁液流出,如有乳白色或淡茶褐色汁液流出,或对皮肤有刺激作用的植物,大多含有毒杀害虫和病菌的有效成分。
⑶观察:一般人畜拒食,不被害虫危害的植物,多具有杀虫、杀菌作用。
2.农药植物有效成分的性质和鉴别简单介绍几种主要成分的鉴别方法:⑴挥发油<芳香油):其化学性质为易溶于酒精、乙醚,难溶于水,易挥发。
可采用蒸馏法提取,对害虫有熏蒸、触杀作用。
鉴别方法:①用手揉搓植物体各部,有特殊、强烈的气味;②将植物体捣烂,置于水中振荡,表面有油滴呈现,若将油滴于纸上,1小时后即不见痕迹。
通常植物的叶、果皮、花及种子含量较多,如樟树、柑桔等。
⑵甙类:其理化性质为一般呈中性、微酸性或碱性。
味苦、无臭或有特殊香味,多能溶于水或酒精中,遇无机酸、碱和酶易分解。
值得注意的是有些甙类若与稀酸~起加热,或在水中煮沸过久,可导致被破坏而失效,甙类对害虫有胃毒作用。
鉴别方法:①采用化学方法②用石蕊试纸测定,试纸不变色或由蓝变红。
通常植物的根、树皮、果含量较多。
⑶皂甙:理化性质为呈中性或碱性,味涩,易与水成胶体溶液,遇酸易水解,具吸湿性,能产生较多的泡沫,具湿润性及微弱乳化性,掺人其它药剂中,可提高药效,因此是一种良好的辅助剂。
鉴别方法:①用手揉搓捻细粉有滑润感;②取少量植物粉末加水煮沸2min,摇荡后呈现出持久性泡沫。
通常植物茎、叶、果中含量较多。
⑷植物碱:是一类含氮有机化合物,通常呈碱性,个别呈中性,味苦;并带有辛辣味,游离的植物碱难溶于水,易溶于酒精,乙醚,遇稀酸成盐类。
植物体内多以植物碱盐的形式存在,能溶于水。
一般具胃毒,触杀作用,亦有忌避、熏蒸作用。
鉴别方法:①化学方法,称植物细粉1g,加2%的盐酸1ml,振荡,在水浴锅内加热3min,滴加3-5滴氯化汞-碘化钾(氯化汞:磷化钾:蒸馏水:=1.355:4.9:100)试剂,如有沉淀生成,则有植物碱存在。
②用石蕊试纸测定,试纸由红变兰,个别呈中性反应。
⑸鞣质:又叫单宁。
它是一群结构复杂,具有收敛性的非结晶物质,其化学成分属于多元酚的衍生物和含醣物质。
其水溶液收敛性强,遇蛋白质、酯酸铝、石灰、生物碱等生成溶性沉淀,遇氯化铁由黑色变绿色。
鞣质能对害虫体内蛋白质起破坏作用,引起害虫萎缩,中毒死亡。
鉴别方法:①称取植物细粉1-2g,加蒸馏水10ml,置于水浴锅中加热20—30min,过滤,取滤液2ml,滴加几滴10%的三氯化铁溶液,如有蓝黑色或蓝绿色或沉淀产生,即有鞣质存在;②加入高铁盐产生蓝黑色或蓝绿色沉淀。