微生物农药的发展概况
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)[ 23 ]。核形多 角体病毒主要用于农业和林业等害虫的防治,颗粒 体 病 毒 主 要 用 于 防 治 菜 青 虫 、小 菜 蛾 及 黄 地 老 虎 等。 2.1.4 微孢子杀虫剂 微孢子虫为原生动物,它是 经宿主口或卵、皮肤感染,并在其中增殖,使宿主死 亡。微孢子虫宿主范围广,包括鳞翅目、直翅目、双 翅目、鞘翅目、半翅目、膜翅目和蜉蝣目的多种昆虫[ 24]。当前用于农林防治的微孢子杀虫剂主要有 3 种, 即行军虫微孢子、云杉卷叶蛾微孢子虫和蝗虫微孢 子虫。1986 年北京农业大学从美国引进的蝗虫微孢 子虫(Nosema locstae)在防治草原蝗虫方面取得了 显著效果,它既能在短时间内迅速降低虫口密度, 又能引起流行病,达到长期防治的目的[ 2 ]。 2.1.5 线虫杀虫剂 线虫杀虫剂是国际上新兴的 生物杀虫剂。虽然从严格意义上讲,线虫是多细胞 真核生物,并不属于微生物范畴。但线虫作用于昆 虫的机制和微生物杀虫剂相似。因此,也就归为一 类微生物杀虫剂[ 25 ]。食虫的线虫通过自然伤口穿透 虫体,然后和致病杆菌属(Xenorhabdus)或光杆状菌 属(Photorhabdus)的细菌共生。这些细菌能很快得以 释放毒素的方式杀死寄主[26,27 ]。在腐烂的寄主组织 中再产生线虫。但线虫对干燥特别敏感,所以它们 仅限在潮湿生活环境中对害虫进行有效的控制。
收稿日期:2009-11-04 作者简介:杨 光(1982-),男,黑龙江省巴彦人,理学硕士,主要从
事微生物检测技术与方法研究。
产品近 90%。在国际市场上,由于欧盟 2003 年 1 月 31 日的农药禁令给生物农药让出了巨大的市场空 间[ 5 ],因此,未来我国微生物农药市场具有很大的发 展潜力。
表 1 真菌杀虫剂种类及其应用范围[ 16-21 ] Tab.1 Fungal insecticide and its application
杀虫剂名称
杀虫剂作用范围
白僵菌杀虫剂 大豆食心虫、松毛、玉米螟、蛴螬、水稻叶蝉、
桃蛀果蛾、茶小象鼻虫,马铃薯甲虫、森林害虫
绿僵菌杀虫剂 金龟子类、天牛、蚊幼虫、苹果食心虫、东亚飞蝗
YANG Guang,SUN Chang-hua,LI Dong-gang
(The Academy of Quality Inspection and Research in Heilongjiang Province, Harbin 150050,China)
Abstract:As a kind of bio -agrochemicals, microbial pesticide have many advantages over the traditional
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几十年的研究探索,我国对新农用抗生素的筛选方 法有较大程度的改进和提高,已筛选出不少农用抗 生素新品种,如多效霉素、769、891、5702、86- 1、26 号等[31 ]。 2.2.2 细菌杀菌剂 近年来细菌杀菌剂的应用也 较为普遍。在国外用放射土壤杆菌 k84 菌系来防治 果树的根癌病是最成功的例子,并且已商品化。美 国报道用草生欧氏杆菌防治梨火疫病效果与链霉 素相当[ 29 ]。沈阳农业大学生物农药工程中心利用拮 抗木霉和拮抗细菌混合发酵制成粉剂,成功地防治 了保护地蔬菜和甜瓜的苗期病害,该项产品正处于 中试阶段[ 32 ]。其他报道的细菌杀菌剂还有:用来防治 黄瓜及烟草炭疽病菌的地衣芽孢杆菌,防治甘蓝黑 腐病的枯草芽孢杆菌,以及防治水稻纹枯病的假单 孢菌等。由于细菌的种类多、数量大、繁殖速度快, 且易于人工培养和控制,因此,细菌杀菌剂的研究 和开发具有较大的前景[ 29 ]。 2.2.3 真菌杀菌剂 真菌杀菌剂研究和应用最广 泛的是木霉菌,其次是粘帚霉类。我国开发研制的 灭菌灵,主要用于防治各种作物的霜霉病。此外,一 些食线虫真菌可用来防治大豆孢囊线虫、根结线虫 病害,如淡紫拟青霉用于防治香蕉穿孔线虫病、马 铃薯金线虫病,并提高其产量。以色列开发出一种 名为 Trichode 的哈茨木霉制剂,能够防治灰霉病、 霜霉病等多种叶部病害。日本山阳公司则开发了用 于防治烟草白绢病的木霉属菌。WRGrace 公司开发 了用于园艺的绿粘帝霉。Ecologicallabs 的木隔孢伏 革霉被用于森林病害的防治。目前,此类制剂商品 化市场尚未形成[33 ]。
物多样性、不易产生抗性、来源广泛等优点,因此,应用前景十分广阔。本文重点介绍对微生物农药的分类,并
分析了微生物农药发展中的问题。
关键词:微生物农药;微生物杀虫剂;微生物除草剂
中图分类号:TQ458
文献标识码:A
Overview of the development of microbial pesticides
苏云金芽孢杆菌杀虫剂是目前世界上用途最 广、产量最大、应用最成功的微生物杀虫剂[8,9 ],苏云 金芽孢杆菌占微生物杀虫剂总量的 95%以上,已有 60 多个国家登记了 120 多个品种[10 ],广泛应用于防 治农业、林业和贮藏的害虫,主要应用于鳞翅目枯 草杆菌、放射性土壤杆菌、洋葱球茎病假单胞菌、荧 光假单胞菌、丁香假单胞菌、灰绿链霉菌,对防治土 传性秧苗病和水果及蔬菜病原菌效果很好[ 11 ]。此外
我国是以种植业为基础的农业大国,农作物病 虫害的常年发生给我国造成巨大的经济损失,而每 年近百万吨化学农药制剂的使用,导致了多种作物 农药残留量超标[3 ],严重威胁着人们的健康和生态 环境。而微生物农药污染小、针对性强的特点恰恰 迎合了绿色农业的需求。因此,微生物农药产业化 进程较快,早在二十世纪 50 年代初至 70 年代末就 奠定了较好的基础,80 年代中期发展尤为迅速[ 4 ]。 2005 年我国各类生物农药的总需求量占全国农药 市场的 11%左右。据 2008 年统计,目前全球生物农 药年产值约 20 亿美元,并以每年 10%~20%的速度 递增,专家预测,到 2010 年生物农药将取代 20%以 上的化学农药[3 ]。而微生物农药占全世界生物农药
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还有青虫菌、杀螟杆菌、松毛虫杆菌、7216 杆菌、球 形芽孢杆菌等。 2.1.2 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[ 10 ]。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。但也存在见效 慢,侵染过程较长,受环境影响较大等缺点[ 12 ]。
真菌杀虫剂种类繁多,包括:白僵菌杀虫剂、绿 僵菌杀虫剂、拟青霉杀虫剂及座壳孢菌杀虫剂。应 用真菌杀虫剂防治害虫一直受到国内外的广泛关 注,我国开展真菌制剂的研究开发已有 30 多年的 历史,目前世界上已记载的杀虫真菌大约有 100 个 属,800 多个种,其中约 50%集中于半知菌亚门,如: 白僵菌属、绿僵菌属、被毛孢属、蟪霉属、轮枝拟青 霉属、棒孢霉属等[13 ]。研究最多的是该亚门中的白 僵菌[ 14 ],其次是绿僵菌。此外还有拟青霉属、赤僵 菌、虫生藻菌等;英国、美国等国家还有蚧生轮枝菌、 汤普生多毛菌的商品制剂[ 15 ]。各种真菌杀虫剂及其 应用范围见表 1。
2.3 微生物除草剂
微生物除草剂主要是利用活体生物或其代谢 产物来杀灭杂草。活体微生物除草剂,目前成为国 外的研究和开发的热点,其中以真菌除草剂的研究 和开发最为活跃,活体微生物除草剂的作用方式是 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[34 ]。
拟青霉杀虫剂
淡紫拟青霉 大豆孢囊线虫和烟草结线虫
粉制拟青霉 松毛虫
玫烟拟青霉 温室白粉虱
肉色拟青霉 褐飞虱
座壳孢菌杀虫剂
双座壳孢菌 刺棉蚧
柑桔粉虱座壳孢 粉虱和寡刺长粉虱
乳突座壳孢 温室白粉虱
国际生防组织使用黄绿绿僵菌防治沙漠蝗虫, 美国引进舞毒蛾噬虫霉防治舞毒蛾,巴西使用金龟 子绿僵菌防治甘薯沫蝉等,均取得了显著效果[ 22 ]。 2.1.3 昆虫病毒杀虫剂 昆虫病毒是以昆虫作为 宿主并在宿主种群中流行传播的一类病毒,没有细 胞结构,主要成分是核酸和蛋白质。病毒侵入昆虫 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。 致病力强、药效持久、作用专一、对人畜安全。其中
chemical pesticides, being safe to human, livestock and nontarget organisms, having wonderful environmental com -
patibility, benefit to protect the biodiversity,stable controlling effects and having widely resources etc, so microbe-
Key words: microbial pesticides;microbial insecticides;microbial herbicide
1 微生物农药的产业状况
微生物农药是生物农药的一种,是指微生物及 其微生物的代谢产物,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 。 [ 1,2 ]
produced pesticides have immense application foreground. In this paper,microbial pesticide classification has been
focused on and problems in the development of microbial pesticides are described .