随着人们生活水平的提高以及环境保护意识的增强，人们越来越关注农药使用过程中的负面影响。针对化学农用物资投入过大，环境质量恶化以及农药加工落后、使用后残留过高等现状，基于我国拥有丰富的植物源农药生物资源优势和农药加工开发研制的成功经验，从农业的可持续发展，资源高效利用及环境、食品安全角度出发，发展生物活性高、毒性低和环境相容性好的绿色农药——植物源农药，提高现有农药品种的利用效率，减轻环境负面压力，促进农药工艺技术及产业的发展具有重要意义。
植物源农药的研究与开发受到重视
随着环境保护呼声的日益高涨,高毒农药的大量使用对农业生产及生态环境造成的负面影响已引起世界范围的广泛关注。因此,许多国家和一些国际组织纷纷制定法规禁止或限制高毒农药的使用,如联合国粮农组织及环境规划署制定了《PIC公约》,对22种农药(其中包括4个高毒有机磷杀虫剂)作出进出口限制。美国颁布了《联邦食品安全法》,要求重新对每种农药进行全面的危险性评估。国内有关部门已出台了一系列限用或禁用高毒农药的政策和措施。中国农药工业“十五”发展规划要求在“十五”期间,彻底削减高毒有机磷杀虫剂,同时要大力开发新型高效替代品种。作为高毒化学农药使用量居世界前列的国家,我国对高毒化学农药的控制已经到了非常紧迫的时候。按照国家“十五”规划,5个高毒品种(甲胺磷、久效磷、对硫磷、甲基对硫磷、氧乐果)的总产量从1999年的11.77万吨消减到2005年的2.33万吨,消减80%以上,这将为对环境友善的农药提供了新的机会和市场。随着环保因素在国际贸易中日趋重要,我国农产品出口因农药残留受到严重影响,仅1998年因此被退货即达74亿美元。现在我国每年茶叶出口近20万吨,出口增加1万吨就可创汇2000万美元,如果使用植物源农药,可使我国蔬菜、水果、烟草等农产品出口增强竞争力。近年来,随着有害生物综合防治(IPM)理论的实施、可持续发展战略的发展和人类对自身健康要求的提高,环境兼容性好、安全、低残留、经济的植物源农药的研究与开发日益受到人们的重视。
植物源农药产业化进展
我国地域辽阔,植物资源极其丰富, 有毒植物就达上千种，利用植物防治病虫害的历史悠久,荒山、荒地均可种植,从国外引种的农药植物已形成产业。因而在我国进行植物源农药的研制存在着巨大的潜力和优势。特别是近年来我国在生物技术的开发和创新方面,不断取得突破性进展,为进一步发展植物源农药创造了良好的条件。
据调查统计,我国作为农药的植物主要集中于楝科、菊科、豆科、卫矛科和大戟科等30多科,其中以楝科、豆科和卫矛科的植物被认为最具有开发利用价值。华南农业大学、西北农业大学和有关单位协作,在主要研究楝科植物的基础上,先后曾对分属于30余科的500多种植物,以20多种农业害虫为试虫进行了忌避、拒食、内吸、触杀及抑制生长发育等方面的一系列室内及田间试验,发现了一批有希望的品种,取得了可喜的成果。
植物源农药的开发利用可分为两方面:一是直接利用,即对植物中的活性物质进行粗提取后,直接加工成可利用的制剂。这种利用方式的主要优点是能够发挥粗提物中各种成分的协同作用,而且投资少,开发周期短。目前,我国在这方面做的工作较多,已开发出楝素乳油、苦皮藤乳油、鱼藤酮乳油、双素碱水剂、油酸烟碱等多种商品化制剂。二是间接利用,即研究活性物质的结构作用机制、结构与活性间的关系,进而人工模拟合成筛选,从中开发新型植物源农药制剂。间接利用是当前国外植物源农药研究开发的重点,也是我国植物源农药研究发展的方向。
近年来,我国植物源农药的研究与开发虽已取得了较大进展：一是30多年来,我国研究人员对烟草、鱼藤、厚果鸡、巴豆、川楝、苦楝、苦皮藤等10余种杀虫植物的活性成分进行了研究,并开发出苦参碱、皂素烟碱、鱼藤酮、印楝素、双素碱、茴香素、黎芦碱、除虫菊素等16种植物源农药注册登记,并批量生产。
二是在植物源农药的作用机制研究方面取得新进展,明确了一些植物源农药的作用特点。如发现α-蒎烯、樟脑、L-薄荷脑等作用于昆虫感觉神经系统,对昆虫具有忌避拒食和引诱作用。发现烟碱、除虫菊素和DL-阿拉伯茶酮,可使昆虫神经系统过量释放去甲肾上腺素,从而对动物心血管和食欲产生抑制作用。同时发现许多植物源农药还具有干扰昆虫内分泌系统分泌蜕皮激素及保幼激素,引起不育,阻断呼吸等生理功能。
三是发现一些植物具有杀菌和治疗病毒病的作用。烟草、茶饼、鱼藤、雷公藤等植物的提取物能抑制某些病菌孢子的发芽和生长,或阻止病菌侵入植株。用山苍籽油配制的乳剂,对茶树主要病害茶红锈病、茶黄萎病、茶云纹叶枯病和棉花枯萎病、黄萎病等有较好的防治效果。
但是从整体上看,还存在许多问题。植物源农药品种和类型不多,其中主要是植物源杀虫剂类。为了最大限度地发挥植物源农药的优点,开发出在实践中具有推广价值的植物源农药制剂,尚需在以下几个方面开展研究工作:(1)植物中活性成分结构、作用机制及构效关系的研究;(2)发现先导化合物进而人工合成;(3)植物源农药剂型加工工艺与合理使用技术的研究。
发展中的问题及建议
目前，植物源农药在我国已成为一类重要农药，但与化学农药比较起来市场占有率很低，概括起来有以下几点原因：
其一，药效反应慢。植物源农药根本上不具备化学农药用量少、见效快的优点，遇到突发性和毁灭性病虫害时，更是难当重任。另外，农民认为，用高毒农药和植物源农药等生物农药生产的农产品在市场上并没有明显的价格差，这也是部分农民不愿使用的重要原因。因此，农产品市场还要切实建立起品质检测和质量价格差的运行机制，用质量和价格的双重杠杆来调节和激发农民放弃使用高毒农药。
其二，农民缺乏科学使用植物源农药等生物农药的环保意识和技能。新产品走向市场，最主要的工作就在于推广。因此，各涉农部门应加大对生物农药的宣传及推广使用力度，使广大农民提高环保意识，掌握其使用技能，以提高农民使用的积极性和主观能动性。
其三，植物源农药企业小而分散，品种单一，发展困难，企业易受市场冲击，在农药市场供大于求的形势下销售困难。同时，科研和生产脱节又使产品的生产销售利润不能按比例用于产品研究开发，使植物源农药的发展无法进入正常的快速发展轨道。因此，植物源农药企业走联合之路是当务之急。
尽管植物源农药在发展中存在一些问题，但由于其高效、广谱、对人畜安全及生态环境相容等特点，其发展前景十分广阔，也必将成为21世纪农药的主导产品之一。