1、微生物农药的应用现状和发展前景摘 要化学农药的使用能够控制病虫害，增加作物的产量，但在土壤、空气和粮食中的残留也带来了环境污染、生态平衡破坏和食品安全等一系列问题。微生物农药是指微生物及其代谢产物，和由它加工而成的、具有杀虫、杀菌、除草、杀鼠或调节植物生长等活性的物质，包括活体微生物农药和农用抗生素两大类。前者主要包括 Bt 制剂、病毒杀虫剂、真菌杀虫剂和真菌除草剂；后者主要指微生物所产生的一些有活性的次级代谢产物及其化学修饰物。微生物农药由于其广谱、高效、安全、环境相容性好等特点，日益受到重视。本文介绍了微生物农药的种类、特点、应用现状，并在此基础上对其发展前景进行了展望。关键词微生物农药；
2、应用现状；发展前景1.传统化学农药和微生物农药的比较1.1 传统化学农药产生的危害1.1.1 对土壤的影响传统化学农药施用以后，一部分残留在农作物表面，一部分直接进入土壤，被土壤颗粒吸附。大气中的残留农药和农作物上的农药经雨水淋洗进入土壤，直接或间接与土壤接触，杀灭土壤中的微生物，影响土壤的腐熟和透气性，破坏土壤结构和土壤肥力，影响作物生长发育。1.1.2 破坏生态平衡在杀灭害虫的同时，也杀灭了害虫的天敌，破坏了生态平衡，导致害虫种群急剧上升。有些次要的害虫，由于天敌数量急剧减少，很快发展为主要害虫。1.1.3 产生抗药性针对一种害虫长期使用同种农药，往往会使其产生抗药性，从而导致农药浓度及用
3、药频率增加，使农药残留更高。1.1.4 威胁食品安全和人体健康化学农药在蔬菜水果上的残留会对食品安全造成巨大的威胁。农药通过饮食或食物链间接进入人体造成急性或慢性中毒，甚至致癌，危害人体健康。1.2 微生物农药的优点与传统化学农药相比，微生物农药具有以下优点：（1）对病虫害的防治效果良好。病原体能在环境中形成流行病，可防止害虫的再次爆发，有可能长期控制病虫害。 （2）对人畜安全无毒，无化学毒性成分残留，易分解，不污染生态环境。 （3）特异性强，选择性高。对天敌和有益生物安全无害，能保持生态平衡。病虫难以产生抗药性。 （4）微生物繁殖快，生长迅速，易变异，可用现代生物技术和基因工程的方法对微生物
4、进行改造，不断改进性能和提高品质，易于进行大规模工业化生产。 （5）培植微生物农药，生产原料来源广，许多农副产品，甚至工业废水都可以作为生产原料，有利于农业的可持续发展。2.微生物农药及其分类2.1 微生物杀虫剂2.1.1 细菌杀虫剂细菌杀虫剂是利用对某些昆虫有致病或致死作用的杀虫细菌，及其所含有的活性成分制成，用于防治和杀死目标害虫的生物杀虫制剂。其作用机制是胃毒作用。昆虫摄入病原细菌制剂后，通过肠细胞吸收，进入体腔和血液，使之得败血症导致全身中毒死亡。目前，研究应用的品种有苏云金杆菌、青虫菌、日本金龟子芽孢杆菌和球形芽孢杆菌。苏云金芽孢杆菌是一种杆状细菌，其作用机理是依靠其所含有的伴孢晶体
5、、外毒素及卵磷脂等致病物质引起昆虫肠道等病症而使昆虫致死。它是目前世界上用途最广、开发时间最长、 产量最大、应用最成功的微生物杀虫剂，各变种对 150 余种昆虫有不同程度的致病和毒杀作用，广泛用于防治农业、林业、贮藏物害虫以及医学昆虫，特别应用于防治农作物叶上那些取食量大、消化液呈碱性的害虫效果好。2.1.2 真菌杀虫剂真菌杀虫剂以分生孢子附着于昆虫的皮肤，分生孢子吸水后萌发而长出芽管或形成附着孢，侵入昆虫体内，菌丝体在虫体内不断繁殖，造成病理变化和物理损害，最后导致昆虫死亡。真菌杀虫剂具有某些化学杀虫剂的触杀性能，并具有防治范围广、残效长、扩散力强等特点；此外，真菌可在自然界中再次侵染，引起
6、害虫种群的流行病，对害虫有明显的自然控制作用。缺点在于起效缓慢，侵染过程较长，效果受环境影响较大。目前，研究利用的主要种类有白僵菌、绿僵菌、拟青霉、座壳孢菌和轮枝菌。白僵菌是用昆虫病原真菌白僵菌发酵加工而成的制剂，包括球孢白僵菌和卵孢白僵菌两种。分生孢子接触害虫虫体后生出芽管，大量繁殖，并分泌白僵毒素，从而影响血液循环，使害虫新陈代谢紊乱致死。死虫因体内水分很快被菌丝吸尽而干硬，体表长出白色的菌丝层，同时产生分生孢子再侵染其他害虫。白僵菌尤其是球孢白僵菌杀虫谱较广，对多种农林害虫具有致死作用，大面积用于防治松毛虫、玉米螟和水稻叶蝉等害虫。 2.1.3 病毒杀虫剂病毒是一类没有细胞结构的生物体，
7、主要成份是核酸和蛋白质。病毒侵人昆虫后，核酸在宿主细胞内进行病毒颗粒复制，产生大量的病毒粒子，促使宿主细胞破裂，导致昆虫死亡。病毒杀虫剂宿主特异性强，能在害虫群内传播，形成流行病。也能潜伏于虫卵，传播给后代，持效作用长；缺点是施用效果受外界环境影响较大，宿主范围窄。其中研究最多、应用最广的是核形多角体病毒(NPV)，质形多角体病毒(CPV)和颗粒体病毒(GV)。昆虫杆状病毒是一类重要的、较早应用的昆虫病原微生物。我国第一个商品化生产的病毒杀虫剂就是昆虫杆状病毒杀虫剂，其粉剂和乳悬剂都已推广应用于棉铃虫的防治。2.2 微生物杀菌剂微生物杀菌剂是一类控制植物病原菌的制剂，主要有农用抗生素、细菌杀菌
8、剂、真菌杀菌剂和病毒杀菌剂等类型。微生物杀菌剂主要抑制病原菌能量产生、干扰生物合成和破坏细胞结构。内吸性强、毒性低，有的兼有刺激植物生长的作用。2.2.1 细菌杀菌剂细菌的种类和数量众多，在植物的根际和地上各部分都大量存在。具有抗逆能力强、繁殖速度快、营养要求简单、易在植物表面定殖的特点。细菌大都可以人工培养，便于控制，在植病生防上具有无限的潜力。2.2.2 真菌杀菌剂真菌杀菌剂研究和应用最广泛的是木霉和粘帚霉。木霉菌可以产生多种抗生素抑制植物病原菌的生长。2.2.3.杀菌农用抗生素农用抗生素是由细菌、真菌和放线菌等微生物在生长代谢过程中所产生的次级代谢产物，在低浓度时可抑制或杀灭作物的病、虫
9、、草害或调节作物生长发育。杀菌农用抗生素绝大多数为放线菌所产生，一般为化学结构复杂的非单一化合物，具有良好的内吸性和选择性。井冈霉素、农抗 120、春日霉素、庆丰霉素、多抗霉素、公主岭霉素、中生菌素、武夷菌素、 科生霉素等农用抗生素品种相继研制和利用。多抗霉素是肽嘧啶核苷酸类杀菌农用抗生素，是含有有 A N 14 种不同同系物的混合物，属于广谱性抗生素类杀菌剂，但对细菌和酵母菌无效。具有较好的内吸传导性，并能刺激作物生长，对果树多种真菌病害有效，常用于防治苹果斑点落叶病、梨黑斑病、草莓灰霉病等。其作用机理主要是干扰抑制病原菌细胞壁几丁质的生物合成，并且使病原菌的芽管和菌丝接触药剂后局部膨大、破
10、裂，溢出细胞内含物，不能正常发育，最终导致死亡。还具有抑制病菌产孢和病斑扩大的作用。2.3 微生物除草剂目前微生物除草剂的研究主要集中在以下 2 个方面：( 1 )利用活体微生物直接作为除草剂，即活体微生物除草剂；( 2 )利用微生物所生产的对植物具有毒性的次级代谢产物作为除草剂使用，即农用抗生素除草剂。 2.3.1 活体微生物除草剂活体微生物除草剂是由杂草病原菌的繁殖体和适宜的助剂组成的微生物制剂。其作用方式是孢子、菌丝等直接穿透寄主表皮，进入寄主组织、产生毒素，使杂草发病并逐步蔓延，影响杂草植株正常的生理状况，导致杂草死亡，从而控制杂草的种群数量。2.3.2 农用抗生素除草剂除草农用抗生素
11、是将细菌、真菌和放线菌等微生物发酵过程中所产生的，具有抑制某些杂草的生物活性的次级代谢产物，加工成可以直接使用的形态。其作用机理完全不同于活体微生物除草剂，其主要作用于植物体内敏感的分子靶标，但这些靶标很少与化学合成除草剂存在共同的分子靶标部位。双丙氨磷能产生既抗细菌、又抗真菌的抗生素，并且有强烈的杀草活性，能防除 1 年生和多年生的农田杂草，是一种速效和持效兼而有之的除草剂。3.我国微生物农药的应用现状3.1 发展速度缓慢，科研成果转化率低虽然筛选出的农抗品种很多，但大多只停留在实验室研究或小生境范围内使用的水平，能大规模生产和广泛推广应用的很少，研究开发滞后于生产应用。3.2 产品质量不稳
12、定微生物农药多半是使用生物活体及其代谢产物制成的制剂，对环境因素敏感，制剂化较困难，贮存稳定性差，难以大批量生产，质量不稳定。3.3 防治效果缓慢微生物农药防治效果缓慢，专一性强，杀虫、杀菌范围窄，一定程度上限制了微生物农药的发展。3.4 开发力度小，价格高对微生物农药的投资少，新产品开发少，品种不齐全。产量小，价格高。4.微生物农药的发展前景长期以来，我国农作物病虫害的防治主要依赖化学农药，导致农药污染成为世界上最严重的国家之一，严重危害人体健康，影响农业发展。微 生 物 农 药 是 21 世 纪 农 药 工 业 的 新 产 业 ， 是 植 物 保 护 的 发 展 方 向 ， 可 以 为 农
13、 产 品优 质 安 全 生 产 和 降 低 农 产 品 有 毒 物 质 的 残 留 量 提 供 保 障 ， 具 有 广 阔 的 发 展 前 景 。 微 生 物农 药 研 究 与 发 展 ， 将 有 效 地 实 现 农 产 品 的 优 质 安 全 生 产 ， 提 升 农 产 品 的 经 济 附 加 值 ， 扩大 我 国 农 副 产 品 外 销 市 场 ， 推 进 绿 色 产 业 的 发 展 。 这 些 均 对 发 展 农 村 经 济 、 增 加 农 民 收入 、 促 进 农 村 繁 荣 具 有 重 要 的 推 进 作 用 。开 发 和 使 用 微 生 物 农 药 是 农 药 工 业 发 展 的
14、一 个 方 向 ， 也 是 保 护 环 境 、 维 护 生 态 和 人类 健 康 安 全 的 需 要 ， 在 未 来 的 农 作 物 病 虫 害 防 治 方 面 将 会 产 生 巨 大 的 市 场 需 求 。 虽 然 微生 物 农 药 目 前 还 存 在 一 些 问 题 ，但是随 着 研 究 的 深 入 和 应 用 方 法 的 完 善 ， 微 生 物 农 药 最终 有 望 取 代 传 统 农 药 。参考文献1袁 兵 兵 ,张 海 青 ,陈 静 .微 生 物 农 药 研 究 进 展 .山 东 轻 工 业 学 院 学 报 ,2010,24(1):45-492孙 怀 山 .微 生 物 农 药 在 我
15、 国 开 发 应 用 综 述 .安 徽 农 学 通 报 ,2009,15(19):124-1253王 忠 和 ,王 洪 强 ,于 树 增 .果 树 上 常 用 的 活 体 微 生 物 农 药 .西 北 园 艺 ,2009(12):41-424段 永 兰 ,侯 金 丽 ,邢 文 会 .我 国 微 生 物 农 药 的 研 究 与 展 望 .安 徽 农 业 科 学 ， 2010， 38(8):4135-41385张 超 ,王 玉 霞 .微 生 物 农 药 在 病 虫 害 防 治 中 的 应 用 及 发 展 前 景 .西 南 园 艺 ,2003,31(4):58-596杨 丽 荣 ,全 鑫 ,刘 玉
16、霞 ,等 .农 用 微 生 物 杀 菌 剂 研 究 进 展 .河 南 农 业 科 学 ,2009(9):131-1347王 忠 和 ,杨 鲁 光 .果 树 上 常 用 的 杀 菌 农 用 抗 生 素 .西 北 园 艺 ,2009(10):33-348许 丽 娟 ,刘 冬 华 ,刘 红 ,等 .我 国 微 生 物 农 药 的 应 用 现 状 及 发 展 前 景 .农 药 研 究 与 应 用 ， 2008,12(1):9-119魏 海 燕 ,蔡 磊 明 ,赵 玉 艳 ,等 .我 国 微 生 物 农 药 的 应 用 现 状 .干 旱 环 境 监 测 ,2008,22(4):236-24210黄 秀 梨 ,辛 明 秀 .微 生 物 学 .北 京 :高 等 教 育 出 版 社 ,2009:314-317
