पौधों से प्राप्त विषाक्त पदार्थों (Toxicants) का उपयोग कीट नियंत्रण में किया जाता है और उनमें से नीम (neem) उत्पाद, निकोटीन (nicotine) और पाइरेथ्रम (pyrethrum) सर्वविदित (well known) हैं।
कंपोजिटी (Compositae) और रटेसी (Rutaceae) पौधे समूहों के कई सदस्यों में कीटनाशक असंतृप्त ब्यूटाइलैमाइड्स (unsaturated butylamides) होते हैं। उदाहरण: पेलिटोरिन (Pellitorine) और फागरामाइड (Fagaramide)। इन यौगिकों का कई पाइरेथ्रिन की तरह, उड़ने वाले कीड़ों पर तेजी से नॉक डाउन (knock down - तुरंत गिराने वाला) प्रभाव होता है; हालांकि रासायनिक अस्थिरता (chemical instability) के कारण कीटनाशकों के रूप में उनका व्यावहारिक अनुप्रयोग सीमित है। हालांकि कई सिंथेटिक एनालॉग्स (synthetic analogues) की जांच की गई है और कई कीटनाशकों के रूप में वादा दिखाते हैं।
नीम (Neem) शब्द फारसी शब्द "Asad-dilakt-I-hind" से लिया गया है, जिसका अर्थ है "भारत का स्वतंत्र पेड़ (free tree of India)"। इसका वैज्ञानिक नाम अजाडिरेक्टा इंडिका (Azadirachta indica A. Juss) है। 1959 के एक सर्वेक्षण के अनुसार भारत में 14 मिलियन पेड़ थे जिनमें से 50% उत्तर प्रदेश (UP) में हैं। हालांकि यह एक जंगली पेड़ नहीं है, यह एपी (AP), तमिलनाडु और कर्नाटक के जंगलों में जंगली रूप से उगता है। एक पूर्ण विकसित नीम के पेड़ से सालाना 50 किलो फल और 350 किलो पत्तियां मिलती हैं। भारत संभवतः हर साल 0.7 मिलियन टन फलों और 5 मिलियन टन पत्तियों का उत्पादन करता है।
पेड़ का लगभग हर हिस्सा कड़वा (bitter) होता है और स्वदेशी चिकित्सा (indigenous medicine) में इसका उपयोग होता है। तेल और कॉस्मेटिक उद्योग नीम के मुख्य उपयोगकर्ता हैं। परिष्कृत और शुद्ध (refined and purified) नीम के बीज के तेल में कई चिकित्सीय गुण होते हैं। कॉस्मेटिक तैयारियों में तेल की काफी मात्रा का उपयोग किया जाता है। तेल निकालने के बाद बची हुई नीम की खली (neem cake) का उपयोग नाइट्रोजन युक्त उर्वरकों के धीमे रिलीज (slow release) के लिए किया जाता है।
नीम के तेल में लिमोनोइड्स (limonoids) होते हैं, जो ऐसे यौगिकों का एक वर्ग है जो कीड़ों में एंटीफीडेंट (antifeedants - भोजन रोधी) या ग्रोथ रेगुलेटर (growth regulators - वृद्धि नियामक) के रूप में कार्य करते हैं। वे तुरंत नहीं मारते हैं बल्कि युवाओं को परिपक्व होने से (maturing) और वयस्कों को प्रजनन (reproducing) से रोककर कीड़ों की पूरी पीढ़ी का सफाया कर देते हैं। लिमोनोइड्स में सबसे प्रभावी एक यौगिक है जिसे आजाडिराक्टिन (azadirachtin) कहा जाता है।
यह कीट हार्मोन एकडाइसोन (insect hormone ecdysone) के समान है, जो कीट के विकास के दौरान मोल्टिंग (moulting - केंचुली उतारना/त्वचा बदलना) के लिए आवश्यक है। यह एकडाइसोन की क्रिया को अवरुद्ध करके 1-10 पीपीएम (ppm) की सांद्रता (concentration) पर काम करता है, जिससे लार्वा को अपने बाहरी कंकाल (external skeletons) को बहाने (shedding) और परिपक्व (maturing) होने से रोका जा सकता है। यह 10-100 पीपीएम की सांद्रता पर लगभग 200 कीड़ों में आहार (feeding) को भी रोकता है।
भारत में नीम के बारे में ज्ञान कम से कम कुछ सदियों पहले का है। भारतीय वैज्ञानिक लगभग 70 वर्षों से नीम का अध्ययन कर रहे थे और 1960 के दशक तक कुछ सक्रिय यौगिकों को अलग कर लिया था। लघु-स्तरीय (small-scale) फॉर्म्युलेटरों द्वारा बड़ी संख्या में नीम के फॉर्मूलेशन (Neem formulations) का उत्पादन किया जा रहा है और उनका कीटनाशकों के रूप में विपणन किया जा रहा है। (जैसे- नीमगार्ड, मार्गोकोड, निम्बिसिडिन, नीमप्लस, सुकरीना, अचूक आदि - Neemguard, Margocode, Nimbicidine, Neemplus, Sukrina, Achook etc.)।
नीम के तेल में कुछ कम ज्ञात एंटीफीडेंट (antifeedants) भी होते हैं जैसे: सालानिन (salanin), निम्बिन (nimbin) और इपॉक्सीएजाडिराडिओन (epoxyazadiradione)। (सक्रिय घटक के उत्पादन, संरचना व्याख्या और अवशेष विश्लेषण पर चर्चा करते हुए 4 अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन आयोजित किए गए थे)।
रासायनिक सूत्र: $C_{10} H_{14} N_2$
इसका रासायनिक नाम I-methyl-2,3 (pyridyl) pyrrolidine है। यह तंबाकू (tobacco) में प्रमुख अल्कलॉइड (alkaloid) है (एक क्षारीय/अल्कलॉइड को सामान्य तौर पर अपेक्षाकृत उच्च आणविक भार वाले स्वाभाविक रूप से होने वाले हेटरोसायक्लिक, वैकल्पिक रूप से सक्रिय नाइट्रोजनयुक्त आधार के रूप में परिभाषित किया जा सकता है और जिसमें स्पष्ट शारीरिक गतिविधि होती है)। निकोटीन निकोटीन टैबाकम (Nicotinana tabacam) और एन. रस्टिका (N. rustica) के पत्तों में 2 से 14 प्रतिशत की सीमा में पाया जाता है। तम्बाकू में मौजूद बारह अल्कलॉइड्स में से निकोटीन सबसे महत्वपूर्ण है जो लगभग 97 प्रतिशत का योगदान देता है और कीटनाशक मूल्य (insecticidal value) के अन्य दो (i) नॉरनिकोटीन (Nornicotine - $C_9 H_{12} N_2$) [2-(3-pyridyl) pyrrolidine] और (ii) एनाबेसिन (Anabasine / Neonicotine) [3-(2-piperdyl) pyridine] हैं।
पाइरेथ्रम में कीटनाशक सिद्धांत गुलदाउदी वंश (chrysanthemum genus), परिवार कंपोजिटी (compositeae) के कुछ पौधों के फूलों के सिर (flower heads) में पाया जाता है। केवल कुछ प्रजातियों जैसे C. roseum, C. cinerariaefolium, C. marshalli और C. tamrutene को इस कीटनाशक का बहुमूल्य स्रोत पाया गया है। इसका उपयोग धूल (dusts) और स्प्रे (sprays) के रूप में किया जाता है।
फूलों को 54.4°C पर सुखाया जाता है। इन फूलों को एक महीन पाउडर में पीस लिया जाता है और सॉल्वैंट्स (solvents - विलायक) के साथ निकाला जाता है। विलायक को बार-बार जमीन के फूलों के माध्यम से घुमाया जाता है और कमजोर अर्क (extracts) को विलायक को पुनः प्राप्त करने के लिए वैक्यूम में वाष्पित किया जाता है। निष्कर्षित पाउडर (extracted powder) जिसमें पाइरेथ्रिन (pyrethrins) के निशान होते हैं, कभी-कभी धूल की तैयारी में कैरियर (carriers) के रूप में उपयोग किया जाता है। डस्ट कॉन्सन्ट्रेट्स (Dust concentrates) को एक अवाष्पशील विलायक (non-volatile solvent) और एक उपयुक्त शोषक वाहक (absorbent carrier) के साथ केंद्रित पाइरेथ्रम अर्क (concentrated pyrethrum extracts) से बनाया जाता है और फिर उपयोग करने से पहले एक अक्रिय मंदक (inert diluent) के साथ पतला किया जाता है। धूल की तैयारी में पाइरेथ्रिन को स्थिर (stabilise) करने के लिए एंटीऑक्सिडेंट (Antioxidants) जैसे टैनिक एसिड (tannic acid) या हाइड्रोक्विनोन (hydroquinone) का उपयोग किया जाता है। एसीटोन (acetone), अल्कोहल (alcohol) या हाइड्रोकार्बन सॉल्वेंट में पाइरेथ्रम के केंद्रित अर्क (Concentrated extracts) को एक इमल्सीफायर (emulsifier) के साथ बाजार में बेचा जाता है।
पिक्रोटॉक्सिनिन (Picrotoxinin - PTX): इसे एनामिर्टा कोकुलस (Anamirta cocculus) के बीजों से अलग किया गया है और यह कीड़ों (उदाहरण- तिलचट्टे / Cockroaches) के लिए मध्यम रूप से विषैला है, लेकिन चूहों (mice) के लिए अधिक विषैला है। PTX, एवरमेक्टिन (avermectins) की तरह GABA-विनियमित क्लोराइड आयन चैनलों (GABA regulated chloride ion channels) पर कार्य करता है और GABA रिसेप्टर प्रतिपक्षी (antagonist) के रूप में कार्य करता है।
कार्रवाई के एक समान तरीके वाले अन्य यौगिकों में ट्राइऑक्साबाइसाइक्लोऑक्टेन (trioxabicyclooctanes) शामिल हैं। उदाहरण: फॉस्फोरस एस्टर (phosphorus ester) और बाइसाइक्लोऑर्थोकार्बोक्सिलेट्स (bicycloorthocarboxylates): ये सभी नर्व पॉइज़न (nerve poisons) हैं, जो कोलिनस्टरेज़ इनहिबिटर (cholinesterase inhibitors) नहीं हैं। ये यौगिक आमतौर पर कीड़ों की तुलना में स्तनधारियों (mammals) के लिए अधिक विषाक्त थे; हालांकि, बाइसाइक्लोऑर्थोकार्बोक्सिलेट कभी-कभी घरेलू मक्खियों और तिलचट्टों के प्रति चयनात्मक गतिविधि (selective activity) दिखा सकते हैं और इसके परिणामस्वरूप, उपन्यास कीटनाशकों (novel insecticides) के रूप में विकास की क्षमता रखते हैं।
INPs, जिनमें आम तौर पर 5 से 10 अमीनो एसिड (amino acid residues) होते हैं, घूमते हुए (circulating) न्यूरोहार्मोन (neurohormones) और न्यूरोट्रांसमीटर (neurotransmitters) के रूप में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे कीड़े के विकास (growth), विकास और प्रजनन (reproduction) के साथ-साथ महत्वपूर्ण शारीरिक (physiological) और चयापचय प्रक्रियाओं (metabolic processes) के कई पहलुओं को नियंत्रित करते हैं। माना जाता है कि 25 ऐसी प्रक्रियाओं को इन न्यूरोपेप्टाइड्स के माध्यम से मध्यस्थता (mediated) की जाती है। 1988 तक, कुछ 27 INP की पहचान की गई और उनकी संरचनाओं को स्पष्ट किया गया। उदाहरण के लिए, टिड्डे (locust) में, एडिपोकाइनेटिक हार्मोन (adipokinetic hormones - AKH I और II) निरंतर गतिविधि (जैसे प्रवासी उड़ान - Migratory flight) की अवधि के दौरान लिपिड चयापचय (lipid metabolism) को उत्तेजित करते हैं।
INPs की संरचनाओं और शरीर विज्ञान (physiology) के बढ़ते ज्ञान को उपन्यास कीटनाशकों (novel insecticides) के डिजाइन के लिए नए संभावित लक्ष्य स्थल प्रदान करने चाहिए। पेप्टाइड संश्लेषण (Peptide synthesis) शोषण का एक संभावित क्षेत्र है - यदि कुछ शारीरिक रूप से सक्रिय पेप्टाइड्स को गलत समय पर कीट के लिए पेश किया गया था तो गंभीर विघटनकारी प्रभाव (Severe disruptive effects) परिणामित होंगे।
यदि INP के लिए कोडिंग करने वाले जीन को फसल के पौधों में पेश (introduce) किया जा सकता है, तो फसल पर हमला करने वाले कीड़ों को मारा जा सकता है। अनुसंधान की एक और आशाजनक लाइन आईएनपी रिसेप्टर्स (INP receptors) को अवरुद्ध करने के लिए नए पेप्टाइड्स और अन्य अणुओं (molecules) का डिजाइन होगा।