植物精油(Essential Oil)是一类从植物中提取的、具有挥发性和特征香气的油状液体;植物精油在农业上的应用,主要集中在杀虫/杀螨、杀菌/抗病毒、除草/杀线虫、驱避/引诱、采后保鲜等方面。
一、杀虫与杀螨作用
- 薄荷油来源:胡椒薄荷(Mentha × piperita)、留兰香(M. spicata)有效成分:薄荷醇、薄荷酮、香芹酮作用:对蚜虫、粉虱、仓储害虫(如米象)有触杀和熏蒸活性;抑制叶螨孵化。 [1,2]
- 桉叶油来源:蓝桉(Eucalyptus globulus)、柠檬桉(E. citriodora)有效成分:1,8-桉叶素(蓝桉),香茅醛(柠檬桉)作用:熏蒸杀仓储害虫(赤拟谷盗、玉米象);驱避刺吸式口器害虫。 [1,2]
- 肉桂油来源:肉桂(Cinnamomum cassia)有效成分:肉桂醛作用:对储粮害虫高效熏蒸;对朱砂叶螨、蚜虫有触杀作用。 [1,2]
抑制稗草、反枝苋等种子萌发与幼苗生长,具植物毒性。 [10]- 丁香油来源:丁香(Syzygium aromaticum)有效成分:丁香酚、乙酸丁香酚酯作用:触杀与熏蒸杀蚜虫、红蜘蛛、蚊幼虫,亦可作昆虫麻醉剂。 [1,3]
- 大蒜油来源:大蒜(Allium sativum)有效成分:大蒜素(分解为二烯丙基二硫醚、三硫醚等)作用:触杀、熏蒸和驱避蚜虫、粉虱、红蜘蛛,干扰产卵。 [2,4]
- 印楝油来源:印楝(Azadirachta indica)种子冷榨有效成分:印楝素(属植物油而非蒸馏精油)作用:强拒食与生长发育抑制,防治蝗虫、潜叶蛾、粉虱等多种害虫,兼有杀螨活性。 [1,5]
- 柠檬草油来源:柠檬草(Cymbopogon citratus)有效成分:柠檬醛(香叶醛+橙花醛)作用:触杀小菜蛾、玉米象等,驱避粉虱、蓟马。 [2,6]
二、杀菌与抗病毒作用
- 牛至油来源:牛至(Origanum vulgare)有效成分:香芹酚、百里香酚作用:广谱抑真菌,防治灰霉病、白粉病、晚疫病;抑制青霉、曲霉等采后病原。 [3,7]
- 百里香油来源:百里香(Thymus vulgaris)有效成分:百里香酚、香芹酚作用:抑制镰刀菌、链格孢、灰葡萄孢等土传与叶部病原。 [3,7]
- 茶树油来源:互叶白千层(Melaleuca alternifolia)有效成分:萜品烯-4-醇、γ-萜品烯作用:防治白粉病、灰霉病、炭疽病,对某些细菌性病害也有抑制作用。 [8]
- 大蒜油(同前)作用:对霜霉病、早疫病、白粉病等有效,可诱导植物防御反应。 [4,7]
- 香茅油来源:亚香茅(Cymbopogon.nardus)爪哇香茅(C. winterianus)有效成分:香茅醛、香叶醇、香茅醇作用:抑制稻瘟病菌、疫霉菌等多种植物病原真菌。 [3,7]
- 辣根油/芥末油来源:辣根(Armoracia rusticana)、芥菜(Brassica juncea)有效成分:异硫氰酸烯丙酯作用:强效土壤熏蒸,广谱杀灭真菌、细菌及线虫。 [9]
三、除草与杀线虫
- 柑橘精油(橙油)来源:甜橙(Citrus sinensis)果皮有效成分:d-柠檬烯(≥90%)作用:触杀型非选择性除草,溶解蜡质层,用于有机及庭院除草。 [11,12]
- 松树油(松节油)来源:马尾松、湿地松等(Pinus spp.)有效成分:α-蒎烯、β-蒎烯作用:高浓度具除草活性,抑制幼苗生长。 [10]
- 万寿菊精油来源:万寿菊(Tagetes erecta)有效成分:罗勒烯、万寿菊酮等作用:对根结线虫具毒杀和卵孵化抑制作用。 [13]
- 牛至油、百里香油、大蒜油等亦被证实对根结线虫有熏蒸毒杀活性。 [13,14]
四、驱避、引诱与采后保鲜
- 驱避作用
- 香茅油、柠檬桉油驱避蚜虫、粉虱、蓟马。 [1,2]
- 薄荷油、迷迭香油(含1,8-桉叶素、樟脑)可减少菜粉蝶等产卵。 [1]
- 引诱作用
- 丁香油(甲基丁香酚)引诱橘小实蝇雄虫,用于监测和诱杀。 [15]
- 采后保鲜
- 牛至、百里香、丁香、肉桂精油通过熏蒸或可食涂膜,抑制灰霉、青霉、曲霉引起的果实腐烂,减少失水,延长柑橘、草莓、葡萄等货架期。 [7,16]
精油具有易挥发、易降解、对光热不稳定等特点,实际田间应用需通过微胶囊化、乳油等剂型改善持效性;同时需注意浓度不当可能对作物产生药害,以及对天敌等非靶标生物的影响。
目前,部分精油的主要成分,如d-柠檬烯(国内已登记)、丁香油、肉桂油、百里香酚等,已在多国作为生物农药登记使用。
主要参考文献:[1] Isman, M. B. (2006). Botanical insecticides, deterrents, and repellents in modern agriculture and an increasingly regulated world. Annual Review of Entomology, 51, 45-66.[2] Regnault-Roger, C., Vincent, C., & Arnason, J. T. (2012). Essential oils in insect control: low-risk products in a high-stakes world. Annual Review of Entomology, 57, 405-424.[3] Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D., & Idaomar, M. (2008). Biological effects of essential oils – a review. Food and Chemical Toxicology, 46(2), 446-475.[4] Amarawardana, L., et al. (2007). The insecticidal and repellent activity of garlic oil against selected insects. (相关研究综合)[5] Schmutterer, H. (1990). Properties and potential of natural pesticides from the neem tree, Azadirachta indica. Annual Review of Entomology, 35, 271-297.[6] Kim, S. W., et al. (2011). Insecticidal activities of aromatic plant extracts and essential oils against Sitophilus oryzae and Plodia interpunctella. Journal of Stored Products Research, 47(2), 125-130. (代表柠檬草等活性)[7] Burt, S. (2004). Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods—a review. International Journal of Food Microbiology, 94(3), 223-253.[8] Terzi, V., et al. (2007). In vitro antifungal activity of tea tree (Melaleuca alternifolia) essential oil against plant pathogenic fungi. Letters in Applied Microbiology, 44(6), 613-618.[9] Brown, P. D., & Morra, M. J. (1997). Control of soil-borne plant pests using glucosinolate-containing plants. Advances in Agronomy, 61, 167-231.[10] Tworkoski, T. (2002). Herbicide effects of essential oils. Weed Science, 50(4), 425-431.[11] Dayan, F. E., Cantrell, C. L., & Duke, S. O. (2009). Natural products in crop protection. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 17(12), 4022-4034.[12] Bhowmik, P. C., & Inderjit. (2003). Challenges and opportunities in implementing allelopathy for natural weed management. Weed Science, 51(4), 443-452. (涉及柑橘油等)[13] Oka, Y., et al. (2000). Nematicidal activity of essential oils and their components against the root-knot nematode. Phytopathology, 90(7), 710-715.[14] Ploeg, A. T. (2002). Effects of marigold (Tagetes spp.) on plant-parasitic nematodes. Nematology, 4(2), 191-203.[15] Vargas, R. I., et al. (2000). Attraction and mortality of oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis, to methyl eugenol and cue-lure. Journal of Economic Entomology, 93(5), 1491-1497.[16] Tripathi, P., & Dubey, N. K. (2004). Exploitation of natural products as an alternative strategy to control postharvest fungal rotting of fruit and vegetables. Postharvest Biology and Technology, 32(3), 235-245.[17] EPA (美国环保署) 登记的相关生物农药活性成分信息 (如d-柠檬烯、丁香油等)。