全世界具有除蟲作用的植物至少一、二千種,且持續在從新的植 物種類別中篩選、增加。植物的除蟲機制主要在影響害蟲的感覺或中
樞神經系統、生理生化功能,前者多為毒殺作用,後者多是行為的干 擾。雖然科技日新月異,有經化學成分研究的植物種類僅佔約一成左 右,待開發的資源仍然豐富。植物所含的除蟲活性成份類別很多,如 生物鹼、毒蛋白、有機酸、單寧、樹脂、酯類、酚類、糖類、油類等。
一種植物可能含有多類活性成份,而在植物體內的分佈也因種類有 異。如除蟲菊酯主要在花中,菸鹼主要在葉片中,檳榔、巴豆、使君 子等的主要成份在種子中,百部與魚藤則主要分佈在根部。
一、菊科(Asteraceae):
全世界約有1000 屬 2500 種以上,具除蟲效果的種類繁多,約 160 種以上。其中最有名的首推以除蟲菊(Chrysanthemum spp.),從花可分 離得多種對昆蟲有毒殺活性的成份,包括除蟲菊素(pyrethrins)Ⅰ與Ⅱ、
jasmolins Ⅰ與Ⅱ、cinerins Ⅰ與Ⅱ。目前多為合成除蟲菊酯類之製品,
為求得天然的除蟲菊素,新的抽取方法(Kiriamiti et al., 2003)及生物技 術如組織培養、基因工程等方式已開始研發應用於生產(Kakko et al., 2004; Sarin, 2004)。
二、衛茅科(Celastrceae):
至少有10 種本科植物被證實有除蟲效果,其中以苦皮藤(Celastrus angulatus 及 C. paniculatus)與雷公藤(Tripterygium wilfordii)研究最多。
前 者 有 觸 殺 、 胃 毒 及 忌 避 作 用 , 主 要 效 果 在 取 自 根 皮 的 苦 皮 素 (celangulin Ⅰ~Ⅴ),後者有胃毒與忌避作用,主要效果在 5 種生物鹼。
雷公藤有『菜藥』之稱,乃因在中國很早就被用來防治菜蟲,對咀嚼 式口器的昆蟲有胃毒效果。
三、大戟科(Euphorbiaceae):
約有40 種已被測試於除蟲作用。蓖麻(Ricinus communis)是研究最 多的一種,主要除蟲成份是種子中的蓖麻鹼(ricinine) (Holfeder et al., 1998)、蓖麻蛋白(ricin) (Ferraz et al., 1999)。目前中國大陸已有合成類 似物具有殺蟲效果。巴豆(Croton tiglium)是具有強烈瀉下作用的重要藥 用植物,種子中亦含有蓖麻鹼,而巴豆甘油酯是主要除蟲成份。
四、豆科(Leguminosae):
豆科植物也是重要資源,已約有200 種被測試。其中以魚藤(Derris spp.)、苦參(Sophora flavescens)較有名。前者有觸殺與胃毒作用,主要 殺蟲活性成份取自根部,種子與其餘部位含量較少,除魚藤酮(rotenone) 外,尚有多種魚藤酮類似物(rotenoid),包括魚藤素(deguelin)、灰葉素 (tephrosin)、灰葉酚(toxicarol)等。魚藤酮可與多種植物精油相溶,如冬 青油、黃樟油等。豆科植物的許多屬都可分離得魚藤酮,其中魚藤屬 就有 80 多種植物。後者以苦參鹼(matrine)最重要,其根、莖、葉皆可 萃取得。苦參鹼具神經毒,先作用於中樞神經,進而抑制呼吸。中國 大陸已有多種含苦參鹼的殺蟲劑上市。(譚等, 2003)
五、百合科(Liliaceae):
已約有 20 餘種本科植物被測試,但仍以古時後就被應用的藜蘆 (Veratrum formosanum)效果較顯著。其根部抽出物的生物鹼為主要除蟲 成 份 , 包 括 原 藜 蘆 鹼(protoveratrine) 、 藜 蘆 鹼 (jervine) 、 偽 藜 蘆 鹼 (pseufi-jervine)等 30 種以上的生物鹼。藜蘆鹼能使昆蟲肌肉癱瘓,對哺 乳動物黏膜也有刺激性。(譚等, 2003)
六、楝科(Meliaceae):
1927 年印度發生蝗災,觀察到蝗蟲拒食印楝樹,而引發深入的研 究。楝科全世界約有52 屬 1400 種,至少有 44 種已被研究具有除蟲作 用,其中以印楝(Azadirachta india)、川楝(Melia toosendan)及苦楝(M.
azedarach)研究較多。印楝主要的除蟲物質有萜類、甾醇、類固醇及青 春激素等,其中以三萜烯類的印楝素(azadirachtin)為最具潛力(Lowery et al., 1993)。印楝素可刺激蝗蟲與鱗翅目幼蟲口器的阻礙神經(deterrent neurone)(Blaney et al., 1994),在極低濃度下(10-6 M)對蝗蟲(Locusta migratoria)與 2 種夜蛾(Spodoptera littoralis, Schistocerca gregaria)有顯 著拒食效果(Mordue and Blackwell, 1993; Simmonds et al., 1995)。此外,
亦有調節昆蟲生長及忌產卵的作用,種子之油餅可做為肥料並可同時 防治白蟻(Jacobson, 1990)。川楝素(toosendanin)取自川楝與苦楝種核或 葉片,是三萜類化合物,具胃毒育拒食作用。
七、無患子科(Sapindaceae):
無患樹(Sapindus mukorossi Gaertn.)的果皮與果肉含無患子皂素 (saponin)(邱與張, 2001)。其抽出物對福壽螺具致死效果,農試所將之研 製成粒劑,已獲核准國內專利。此科的無患子屬(Sapindus)已記錄 13 種,植物體皆含有皂素。
圖1. 無患樹(Sapindus mukorossi Gaertner)。
八、苦木科(Simaroubaceae):
已被研究的種類不多。臭椿(Ailanthus altissia)全株根、莖、葉、及 果實皆含有苦木素(quassin or nigakilactone D),具強殺蟲、菌效果,種 子油亦含有抑蟲物質,但其丙酮抽出物無忌避效果。苦木樹(Quassia amara)木材與葉片的甲醇抽出物有拒食作用(Mancebo et al., 2000)。
無患樹
種子 果肉 果肉之水抽出液
九、茄科(Solanaceae):
在Martin Jacobson (1990) 書中就提及 56 種茄科植物被測試除蟲效 果。菸草(Nicotiana tabacum)有薰蒸、觸殺或忌避作用,主要成份是菸 鹼(nicotine),能穿透昆蟲表皮達到致死效果。游離的左旋菸鹼具揮發性 有薰蒸效果,當與脂肪酸作用則生成鹽類,易溶於水且有殺蟲活性。
菸草的水浸出液與鹼性物質作用成鹼性後,即易成游離而具揮發性。
目前已有類似菸鹼的化學合成物。蕃茄(Lycopersicon esculentum)近年來 有較多之研究,具有觸殺及胃毒作用,主要成份為生物鹼(alkaloids),
其餘尚有黃酮化合物(flavonoids)、蕃茄素(tomatine)、酚類物質(Duffey and Isman, 1981; Elliger et al., 1981)。
油類
常被用於除蟲的天然油類有植物油、動物油與礦物油(mineral oil 或petroleum oil)。常見的植物油中,直接榨取自種子的一般稱為種子 油(seed oil),從植物體分離得具有香氣的油性物質稱為精油(essential oil)。動物油較少用,故以下僅就植物油與礦物油做一簡介。
一、種子油
植物的種子油也可防除害蟲。玉米油、花生油、葵花油及芝麻油 在 10 ml/kg 劑量下,能使 3 種豆象的產卵量減少(Rajapakse and van Emden, 1997)。粗製棕櫚仁油與米糠油以 1.5-3.0 g/kg 的劑量可完全控 制埃及豆與mung bean 不被豆象(Callosobruchus maculates)為害達 5 個 月,部份控制則達15 個月。粗製棉子油以 10 g/kg 的劑量可完全控制 小麥與玉米不被米象(Sitophilus oryzae)與玉米象(S. zeamais)為害達 4 至 5 個月 (Shaaya et al., 1997)。當種子油與殺蟲劑混合使用時,可增強藥 效,因為種子油可能有誘食作用,增加了藥劑與害蟲接觸的機會 (Don-Pedro, 1989) 。 花 生 油 、 油 菜 油 、 葵 花 油 在 與 亞 特 松 (pirimiphos-methyl)以 1 比 1 混合,對穀象(Sitophilus granarius)的毒殺 效果與完全亞特松相同,用 10 ml/kg 劑量在 24 小時內皆 100%致死 (Tembo and Murfitt, 1995)。
二、精油
植物精油是從植物體分離具有香氣的油性物質,植物體可以是 根、莖、葉、花、果、種子等任何部位或其分泌物。在常溫下精油通
常呈液態油狀、易揮發、具特殊香味、折光率較高、鮮少溶於水但可 (Ceratitis capitata (Wiedemann))的誘引極有效,在其防治上發揮很大的 效果。此後進而在丁香油中發現甲基丁香酚與4-(乙氧基苯)-2 丁酮,分 別 對 東 方 果 實 蠅(Batrocera dorsalis (Hendel)) 對 瓜 實 蠅 (Bactrocera cucurbitae (Coquillett))具強誘引力。精油中的(E)-6-壬烯乙酸對瓜實蠅成 蟲有誘引產卵效果,且能抑制卵的孵化(Voaden, 1984)。有的植物精油 具有忌避作用,例如薄荷油中的 1,8-桉葉素對洋蔥蚜(Neotoxoptera formosana (Takahashi)) 有 極 強 的 忌 避 效 果 (Masatashi and Hiroaki, 1997)。南茼蒿(Chrysanthemum segetum)的精油中的對紋白蝶有忌食作 用(吳照華等,1994)。將唇形花科植物的精油用丙酮稀釋 500 至 1000 倍對豆類赤葉蟎(Tetranychus cinnabarinus (Boisduval))有致死與忌避作 用,且能使成蟲產卵量減少(Mansour et al.,1986)。小茴香(Cuminum cyminum)、大茴香(Pimpinella ansium)及桉樹(Eucalyptus camaldulensis) 精油對棉蚜與豆類赤葉蟎有薰蒸防除效果(Tuni and Sahinkaya, 1998)。
倉 儲 害 蟲 方 面 也 有 相 當 多 的 研 究 , 百 里 香(Thymus serpyllum) 與 Origanum majorama 精油對豆象(Acanthoscelides obtectus Say)的毒性是 受測 22 種唇形科植物中最強的(Regnault-Roger et al,. 1993)。鬱金 (Curcuma linga (L.))油使赤擬穀盜(Rhyzopertha dominica (F.))的幼蟲無 法正常發育化蛹、或畸形蛹、或畸形成蟲甚至死亡(Jilani and Saxena, 1990)。某些植物精油可毒殺昆蟲,如蒜(Allium sativum)油能殺死斜紋 夜蛾的幼蟲(Deb-Kirtaniya et al., 1980)。
三、礦物油
礦物油是原油(crude oil)經分餾煉製而得,因煉製不同而分有煤 油、石蠟油、白油及噴霧油等。礦物油很早就被應用於植物保護上,
早期有用煤油塗刷在柑桔樹上防治介殼蟲的記錄。礦物油的殺蟲能力 與石腊(Paraffin)的含量成正比,精製後可提高石腊含量,在夏天施用不 會傷害植物,故稱為夏油(summer oil)。夏油再依其精製程度,可分成
休眠油(dormant oil)、高級夏油(superior oil)和超級夏油(supreme oil)等。
但一般礦物油因為未磺化不夠高,如夏油的未磺化值(unsulphonated residue, UR)僅在 86%左右,仍然容易產生藥害。目前因精煉技術的進 步,已有高未磺化值的礦物油出現,有人稱之為精煉窄域油(narrow range oil),UR 達 98%,可以減低藥害並提高效果。因此,農委會於 93 年公告,將植保用礦物油的未磺化值修訂須高於92% (行政院農業委員 會農授防字第0931484174 號公告)。
圖2. 提取天然物質常用的儀器。
A.榨油機;B.精油機;C.絞汁機;D.減壓濃縮機;E.減壓冷凍乾 燥機;F.高壓殺菌鍋。
礦物油可在植物體上形成一層薄膜,達到分隔病蟲害的物理防治
活性物質為天然產物(natural occurrence)是美國官方認定為生化農 藥(biochemical pesticieds)的必要條件之一,而活性物質歸類在生化農藥 比歸類在傳統農藥有利,乃在於前者對於檢驗資料的要求比較少(例如,
影響人體健康方面的測試結果)(McClintock et al., 1994)。天然物質應用於 害蟲防治的優點,與合成化學殺蟲劑相較,有(1)無殘毒問題,其有效成
行政院農業委員會農授防字第0931484174 號公告。2004。礦物油乳劑之規格。
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