除虫菊素如何起作用？
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除虫菊素是天然存在于某些菊花中的六种杀虫化合物1。它们作用于昆虫神经细胞中的电压门控钠通道，使神经系统过度兴奋，接触或取食它们的昆虫会很快麻痹并死亡1,2。日光可在数小时至数天内将其分解，因此它们能迅速击倒害虫，但几乎不留持久残留1。
什么是除虫菊素？它们来自哪里？
除虫菊素是天然存在于某些菊花中的农药，是六种对昆虫有毒的化学物质的混合物1。商业除虫菊提取物来自除虫菊（Tanacetum cinerariaefolium）的花，这种植物种植于塔斯马尼亚、东非（坦桑尼亚、卢旺达和肯尼亚）和中国南方；2016年的干花产量约为10,000公吨3。这种提取物因对哺乳动物毒性低、击倒迅速以及对多种昆虫有效而受到重视3。
除虫菊素通常是从花中分离出来的，但仍含有一些花的杂质，而完整花朵粉碎后称为除虫菊粉1。自1950年代以来，它们已获登记用于农药，并存在于2,000多种已登记产品中，用于建筑物内部和周围、作物和观赏植物，以及某些宠物和家畜1。常见形式包括烟雾剂、喷雾剂、粉剂和宠物香波，其中一些产品可用于有机农业，除虫菊素也见于一些受美国食品药品监督管理局监管的头虱产品1。
在北美，人们对除虫菊素的关注在六月达到高峰，正值庭园害虫的主要发生季，二月最低。在南半球，相应的时段大约在十二月和一月。
除虫菊素如何杀死昆虫？
除虫菊素使接触或取食它们的昆虫神经系统兴奋，很快导致麻痹和死亡1。其靶标是电压门控钠通道，这是昆虫神经细胞膜中的一种蛋白质，必须正常工作，神经冲动才能传导2。除虫菊素与 DDT 和合成拟除虫菊酯具有相同的靶标，它们的结合会扰乱神经信号传递，导致麻痹并最终死亡2。
许多产品将除虫菊素与增效剂搭配，增效剂是一种能增强其作用的第二种化学物质1。除虫菊素常与增效醚（PBO）复配，这是一种人造增效剂，其本身并非为杀虫而设计4。昆虫体内带有能分解某些杀虫剂的酶；PBO 可阻断其中一些酶，使杀虫剂有更多时间起作用，从而使昆虫不易恢复4。早期研究发现，PBO 大大提高了除虫菊素对家蝇的杀灭效果，使得用较少的除虫菊素即可实现防治4。
除虫菊素不易在植物体内扩散，因此只在药液落到的部位起作用1。
除虫菊素和拟除虫菊酯有什么区别？
除虫菊素是拟除虫菊酯的原型，后者是人造的、持效更长的化学物质1。拟除虫菊酯的结构与除虫菊素非常相似，但往往对昆虫和哺乳动物的毒性更强，在环境中的存留时间也更长5。已开发出的合成拟除虫菊酯超过1,000种，在美国使用的不到十二种，其中氯菊酯使用最为频繁5。早期的合成产品（如苄呋菊酯）在空气和光照下不稳定，氯菊酯成为首个用于农业的光稳定拟除虫菊酯3。
这种持效性差异在庭园中很重要。加州大学的指南指出，由于除虫菊素分解很快，杀虫皂与除虫菊素复配的配方对天敌的负面影响小于马拉硫磷、氯菊酯和乙酰甲胺磷6。但在野生动物风险方面，监管机构仍将两者一并看待：EPA 将拟除虫菊酯和除虫菊素作为一个类别进行评估，并认定整个类别都需要采取措施，减少喷雾漂移和径流并促进土壤保护7。
| 特性 | 除虫菊素 | 拟除虫菊酯 |
|---|---|---|
| 来源 | 天然存在于某些菊花中1 | 人造，以除虫菊素为原型1 |
| 在昆虫体内的靶标 | 电压门控钠通道2 | 电压门控钠通道2 |
| 持效性 | 在日光下迅速分解1 | 在环境中存留时间更长5 |
| 毒性 | 对人和其他哺乳动物毒性低1 | 往往对昆虫和哺乳动物的毒性更强5 |
| 示例 | 除虫菊素1，六种天然除虫菊素之一1 | 氯菊酯，美国使用最广泛的一种5 |
除虫菊素喷剂可防治植物上的哪些害虫？
除虫菊素常用于防治蚊虫、跳蚤、苍蝇、蛾类、蚂蚁及许多其他害虫1。在园艺植物上，其优势在于快速击倒，而非持久控制3,1。对于蚜虫，杀虫皂与除虫菊素复配的配方，击倒效果可能略优于单用杀虫皂6。对于蓟马，园艺油、杀虫皂和除虫菊素可提供暂时的控制，尤其是对温室蓟马，而多杀菌素可能更有效8。
由于除虫菊素只对接触到的昆虫起作用，且不会在植物体内移动，喷施只对施药时存在的害虫有效1。仅靠农药很少能有效控制蓟马，因此喷施最好与其他方法结合8。请严格按照产品标签的说明配制和施用任何除虫菊素喷剂，包括所列作物、喷施间隔以及采收前的等待期。
除虫菊素对蜜蜂、鱼类、宠物或人有害吗？
总体而言，除虫菊素对人类及其他哺乳动物的毒性较低1。接触皮肤可能引起刺激并导致刺痛或麻木，吸入后曾引起呼吸道刺激、咳嗽和呼吸困难1。它们经皮肤吸收较差，在体内迅速分解；在一项小鼠研究中，超过百分之85在两天内排出体外1。EPA 将除虫菊素归类为：在低于大鼠研究所见阈值的剂量下不太可能致癌1。接触极高水平的除虫菊素或拟除虫菊酯可引起头晕、头痛、恶心、肌肉抽搐，极端情况下可引起惊厥5。
蜜蜂和水生生物是更大的隐忧。除虫菊素对鸟类实际上无毒，但对蜜蜂高毒，不过其轻微的驱避作用和快速降解在一定程度上限制了对传粉昆虫的风险1。它们对鱼类高毒至极高毒，对龙虾、虾、牡蛎和水生昆虫极高毒1。PBO 还带来自身的水生风险：它对鱼类中等毒性，对蝌蚪高毒4。对于整个除虫菊素和拟除虫菊酯类别，EPA 要求采取措施减少喷雾漂移和径流7，因此请勿将药液喷到蜜蜂采访的开花植物上，并使其远离池塘和溪流。
| 病原生物 | 报告的毒性 |
|---|---|
| 人类及其他哺乳动物 | 低；可能引起皮肤刺激、刺痛或麻木1 |
| 狗 | 仅在喂食极大剂量时出现流涎、震颤和呼吸困难1 |
| 鸟类 | 实际上无毒1 |
| 蜜蜂 | 高毒；驱避作用和快速降解可限制风险1 |
| 鱼类 | 高毒至极高毒1 |
| 虾、龙虾、牡蛎、水生昆虫 | 极高毒1 |
除虫菊素喷施后能持续多久？
在阳光下持续时间不长。主要成分除虫菊素1在有阳光的条件下，在水中的半衰期为11.8小时，在土壤表面的半衰期为12.9小时，5天后马铃薯和番茄叶片上的残留不足3%1。在空气中，全部六种除虫菊素会在1至2天内被阳光和其他化合物分解5。在土壤中，微生物分解除虫菊素的半衰期为2.2至9.5天，除虫菊素与土壤结合，进入地下水的可能性很低1。
在无光条件下它们持续时间更长。无光时，除虫菊素1在水中分解较慢，半衰期为14至17天，在沉积物中的半衰期为10.5至86天1。除虫菊素可通过土壤侵蚀或漂移进入水体1。
昆虫也可能产生抗性。部分昆虫种群已演化出钠通道蛋白的变化，使杀虫剂无法与之结合，从而产生抗性2。
要点总结
- 除虫菊素是来自除虫菊花的六种天然杀虫化合物，自1950年代起用于农药。
- 它们作用于昆虫的电压门控钠通道，引起快速麻痹，并常与增效剂 PBO 配合使用。
- 阳光可在数小时至数天内将其分解，因此它们击倒迅速且残留很少。
- 它们对哺乳动物毒性较低，但对蜜蜂高毒，对鱼类高毒至极高毒。
- 拟除虫菊酯（如氯菊酯）是人工合成的近缘物质，持续时间更长，且往往毒性更强。
参考文献
- Pyrethrins General Fact Sheet
- DDT, pyrethrins, pyrethroids and insect sodium channels
- Discovery and development of pyrethroid insecticides
- Piperonyl Butoxide (PBO) General Fact Sheet
- ToxFAQs for Pyrethrins and Pyrethroids
- Pest Notes: Aphids (UC ANR Publication 7404)
- Pyrethrins and Pyrethroids (Registration Review)
- Pest Notes: Thrips (UC ANR Publication 7429)
常见问题
除虫菊素可以与杀虫皂混用吗？
市面上有二者复配的产品。加利福尼亚大学的指南指出，杀虫皂与除虫菊素配方对蚜虫的击倒效果可能略优于单用杀虫皂，且对天敌的负面影响小于马拉硫磷、氯菊酯或乙酰甲胺磷6。