粮食生产是国民经济的基石。确保粮食安全对经济社会的可持续发展至关重要。据联合国粮农组织统计，全球每年约有 14% 的粮食在收获后出现损失。在粮食储存环节，环境条件、微生物活动以及害虫侵害等不利因素都会对粮食质量产生影响，其中害虫所造成的损害最为严重。全球每年因害虫侵害损失的粮食高达 4.2 亿 t。目前，我国已鉴定发现的储粮害虫达 110 余种，其中米象、玉米象、谷蠹、赤拟谷盗、杂拟谷盗、嗜卷书虱和印度谷螟等的危害最为突出，对粮食安全构成严重威胁。

近 60 年来，熏蒸剂磷化氢被广泛用于储藏物害虫的防治。然而，长期、单一、不合理地使用磷化氢，导致储藏物害虫普遍产生抗药性 。随着社会进步和生活水平的提高，人们对粮食及其产品等储藏物中杀虫剂残留问题的关注日益增加。因此，寻找可持续的绿色储藏物害虫防控措施成为研究的热点。植物源杀虫剂因其独特的优势而备受关注，具有良好的杀虫效果，同时毒性低甚至无毒，且害虫不易对其产生抗药性，在国内外均受到广泛关注。本文围绕植物源杀虫剂的活性成分、作用机理以及国内外研究现状展开探讨，旨在为储粮害虫绿色防治技术的研究与开发提供理论依据和实践指导，助力绿色储粮技术的发展与创新。

生物杀虫剂是一类利用生物活体、生物提取物或其代谢产物来防控农业、林业、畜牧业及卫生领域有害昆虫的生物防治制剂。根据来源不同，生物杀虫剂主要分为植物源、动物源和微生物源 3 大类。植物源杀虫剂是以具有杀虫活性物质的植物组织或其提取的有效成分为原料制备而成的一类生物农药。这类杀虫剂具有显著的环境友好特性，其活性成分源于自然界，易于降解且残留量低。同时，这类杀虫剂对非靶标生物安全，施用于作物不易产生药害，符合粮食安全的要求。相比之下，动物源杀虫剂因产量有限且提取成本高，难以满足大规模储粮害虫防治的需求；微生物源杀虫剂因受作用机理的制约，无法杀灭虫卵，对印度谷螟等飞行类害虫的防治效果相对不佳。因此，植物源杀虫剂在防治储粮害虫领域受到广泛关注，相关研究已取得显著进展，在技术应用方面也实现了重要突破。

植物源杀虫剂的主要活性成分包括植物次生代谢物质和蛋白质类化合物，是植物与害虫长期协同进化的产物，其成分主要有生物碱、萜烯、黄酮、精油和光活化毒素等次生代谢物，具有独特的理化特性和作用机制，这些成分能够通过驱避、拒食、抑制生长发育和引诱等多种作用方式影响害虫。

—— 生物碱类。生物碱是一类含有环状结构的含氮天然有机化合物，是目前应用最广泛的植物源杀虫成分之一。苦参碱、烟碱、黄连碱、辣椒碱和雷公藤碱等生物碱已被证实具有显著的杀虫活性。这类化合物对害虫的作用方式多样，主要表现为毒杀、驱避、拒食、麻醉和抑制生长发育等。研究表明，苦参碱能有效干扰玉米象的生理功能和行为，表现出显著的驱避、拒食和生长发育抑制作用 。此外，生物碱还能抑制植物病原微生物的侵染或生长。在提取生物碱工艺方面，由于生物碱的溶解特性受溶剂性质的影响较大，需要综合考虑溶剂的极性和 pH 值等参数。值得注意的是，不同溶剂提取物对害虫的毒杀能力存在显著差异。

—— 萜烯类。萜烯类化合物是植物源杀虫剂中含量丰富且备受关注的一类重要活性物质，主要包括单萜类、倍半萜酯类、二萜类和三萜类等化合物 。印楝素、茶皂素、川楝素和苦皮藤素等是常见的萜烯类杀虫剂，其作用方式主要表现为忌避、拒食、胃毒、触杀、麻醉和抑制生长。在众多萜烯类化合物中，楝科植物提取物被认为是最成功的天然杀虫剂，特别是印楝素在昆虫拒食方面表现卓越 。樟科植物中的肉桂醛在特定浓度下对玉米象和赤拟谷盗表现出显著的拒食活性，且活性随浓度的增加而增强。此外，我国研发了多种剂型和含量的植物源药剂并投入实际应用，如 0.15% 苦皮藤素微乳剂在防治小菜蛾方面表现出良好的杀虫效果。

—— 黄酮类。黄酮类化合物是一类关键的植物次生代谢物，在植物细胞中主要以糖基化形式储存于液泡中，经酶解后可产生多种具有杀虫活性的物质。黄酮类物质的杀虫机理主要是通过抑制昆虫取食和发挥毒性作用，导致昆虫活动迟滞或麻痹，最终缓慢死亡。研究表明，黄酮类化合物的广谱杀虫作用与其能够改变细胞膜通透性和抑制特定酶活性密切相关。例如，鱼藤酮通过干扰小菜蛾的代谢调控和脂质代谢途径而发挥杀虫作用，当其与烟碱类杀虫剂复配使用时，对烟粉虱和烟蚜的防治效果显著增强。

—— 精油类。植物精油是一类存在于芳香植物中的挥发性次生代谢物质，其特点为分子量较低且易于挥发。根据化学成分可分为萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物以及含氮硫化合物 4 大类 。植物精油对昆虫具有毒杀、触杀、胃毒、忌避和拒食等直接作用，以及抑制种群生长发育和繁殖等间接效应。研究表明，植物精油对储粮害虫具有触杀和熏蒸活性。例如，从黄荆叶片中提取的精油对赤拟谷盗、玉米象和绿豆象等储粮害虫表现出良好的触杀、驱避和种群抑制效果。八角茴香精油对赤拟谷盗表现出明显的熏蒸杀虫效果。

—— 光活化毒素类。光活化毒素是一类在光照条件下产生毒性的化合物，广泛存在于植物中。其作用机制主要分为两种类型：

①通过分子氧吸收光能产生活性氧，进而破坏细胞内重要生物分子。

②通过光遗传毒性作用，在阳光激活下直接导致脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic Acid，DNA）损伤，这一过程不需要氧气参与。这种独特的作用机制使其与传统化学农药的作用方式截然不同，从而大大降低了交叉抗性产生的风险。光活化毒素主要分布于芸香科、菊科、茄科、金丝桃科和豆科等植物中。研究表明，这类化合物对储粮害虫具有显著的杀虫活性。例如，呋喃香豆素和补骨脂素等光活化毒素类化合物对玉米象、谷蠹等储粮害虫表现出显著的毒杀效果。

——神经系统毒剂。神经作用类杀虫剂通过干扰昆虫神经系统功能发挥杀虫效果，主要作用于轴突传导和突触传导。在轴突传导方面，杀虫剂通过影响钠离子通道和配体门控氯离子通道发挥作用，如除虫菊素作用于钠离子通道导致昆虫麻痹死亡 。在突触传导方面，杀虫剂主要通过影响乙酰胆碱酯酶活性和乙酰胆碱受体活性发挥作用，如烟碱通过阻断神经递质与突触后膜受体结合发挥作用，新烟碱类杀虫剂作为烟碱型乙酰胆碱受体激动剂，能够干扰昆虫神经递质的正常传递，最终导致其中枢神经系统功能紊乱而死亡。此外，香薷挥发油、香芹酮、马缨丹中的香豆素以及柳叶亚菊精油等植物提取物也通过抑制乙酰胆碱酯酶活性或直接作用于神经系统，对赤拟谷盗和烟草甲等害虫表现出显著的毒杀、熏蒸和触杀活性。

—— 呼吸系统毒剂。植物源呼吸抑制剂通过干扰昆虫线粒体复合体功能，破坏电子传递和氧化磷酸化过程，最终导致害虫死亡。鱼藤酮作为典型的呼吸抑制剂，作用于电子传递链 I 位点，抑制细胞呼吸代谢，使昆虫呼吸减弱、麻痹而缓慢死亡。研究表明，S- 烯虫酯通过抑制赤拟谷盗和杂拟谷盗的谷胱甘肽 -S- 转移酶、羧酸酯酶和昆虫细胞色素 P450 酶活性，对两种害虫具有显著的防治效果。八角茴香提取物则通过抑制长角扁谷盗成虫体内乙酰胆碱酯酶和谷胱甘肽 -S- 转移酶活性，破坏其生理平衡，最终导致死亡。特纳草植物挥发油也被证实能抑制埃及伊蚊线粒体链电子传递体还原型辅酶 I（Nicotinamide Adenine Dinucleotide，NADH）氧化酶和琥珀酸脱氢酶，导致害虫呼吸代谢异常而中毒死亡。

—— 消化系统毒剂。昆虫消化系统是其消化吸收食物的关键部位。植物源杀虫剂通过破坏昆虫消化系统，可导致水盐失衡、消化功能异常，进而使昆虫营养不良、生长缓慢甚至死亡。其杀虫机制主要分为以下 3 种：

①抑制消化酶活性，干扰胃神经系统的反馈信号，抑制昆虫进食。

②抑制蛋白质合成并加速分解，造成负氮平衡，引发营养不良和代谢功能衰退。

③改变消化道物理结构，破坏膜系统，引发细胞肿胀、失水或瓦解 。

植物源杀虫剂通过抑制蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性，有效控制害虫种群。研究表明，多种药用植物提取物能显著抑制四纹豆象、谷蠹和谷斑皮蠹的 α- 淀粉酶活性，干扰其消化功能并抑制生长繁殖。某些植物提取物能显著降低赤拟谷盗中肠蛋白酶和淀粉酶活性，抑制其消化功能。

—— 生长调节剂。昆虫生长调节剂是一类通过干扰昆虫内分泌系统来调控其生长发育的植物源杀虫剂。这类杀虫剂通过直接干扰昆虫体内激素的合成，或抑制相关内分泌器官的功能，破坏昆虫的正常发育过程，从而导致其无法完成正常的生长发育和繁殖。研究表明，艾蒿精油对绿豆象表现出显著的产卵威慑效果，在3.30 mg·L^-1 的质量浓度下，艾蒿精油能使绿豆象的产卵数量减少到对照组的一半 。留兰香和薄荷精油在12 μL·mL^-1 时对绿豆象和四纹豆象的产卵抑制率可达100%。此外，研究发现，某些植物精油可通过干扰赤拟谷盗蜕皮激素的合成，延缓其从幼虫到蛹或成虫的发育进程。经 3 种植物精油熏蒸处理后，赤拟谷盗幼虫死亡率随精油浓度增加而显著升高。同时，这些精油还能够抑制赤拟谷盗卵的孵化率，从而有效控制幼虫数量。

据报道，全球植物种类高达 50 万种，其中中国约有 1 000 种植物含有杀虫活性成分，资源十分丰富。目前已有 200 余种植物活性成分被用于防治 30 多种重要储粮害虫的试验研究。小茴香籽精油对玉米象表现出显著的熏蒸和触杀活性，且随着精油浓度的增加，杀虫效果显著增强。柑橘精油对赤拟谷盗和米象表现出显著的触杀和驱避作用，其驱避效果达到III级及以上，杀虫效果良好。在剂型改良方面，采用微囊化技术制备的艾叶精油驱避剂，通过粮食表层拌和使用，可高效驱避玉米象和杂拟谷盗。

相较于国内，国外在植物源农药领域的研究起步较早，且已建立了较为系统的研究体系。例如，百里香属植物中的香芹酚对烟草甲的熏蒸效果显著优于赤拟谷盗。从肿柄菊叶片中分离并鉴定出的二氢对香豆酸分子，对米象、谷蠹和锈赤扁谷盗表现出显著的熏蒸活性。除了提取物外，植物本身对储粮害虫同样具有明显的杀虫效果。例如，大蒜、柠檬草、印楝、生姜、烟草和蓝桉等 6 种植物对赤拟谷盗均有杀虫作用。黑胡椒叶片粉末处理 96 h 后，米象死亡率达82.2%，其精油对玉米象的致死率可达 93.3%。此外，茴香、乳香黄连木和罗勒精油对谷象也表现出显著的熏蒸活性。国内外众多研究聚焦于植物挥发性成分，探索其对害虫种群的引诱和驱避效果，为开发新型引诱剂和驱避剂奠定了重要的理论基础。

植物源杀虫剂因活性成分多样和作用机制独特，在害虫防治领域具有广阔的应用前景。这些活性成分通过毒杀、驱避、拒食和抑制生长发育等作用方式，干扰昆虫的神经系统、内分泌系统或阻断生物代谢途径发挥杀虫活性。尽管我国拥有丰富的植物资源，但植物源杀虫剂的开发和应用仍面临有效成分含量较低、稳定性差、作用机理单一等诸多挑战。随着可持续发展理念的深入，绿色储粮和无公害防治技术需求增长，开发低毒、低残留、高效且经济的生物农药已成为储粮害虫防控的重要趋势。未来研究应聚焦植物源杀虫剂的综合应用，如与熏蒸技术相结合克服其持效期短、用量大的局限性，提升仓储适用性；与气调储藏、物理防治结合，提高防治效果，减少对环境的影响。此外，在具备成本优势的基础上，开发经济可行的信息素提取或合成工艺结合诱捕装置，提升防控效率与安全性。加快研发低毒、低残留、稳定性强的植物源杀虫剂并推动其产业化，不仅能减少化学农药使用、降低污染，还能为保障粮食安全、推动农业绿色化发展提供有力支撑。

来源：《现代食品》2025年第15期