微生物杀菌剂在果树生产中的应用问题研究

时间：2015-12-21 00:08:13 所属分类：植物保护 浏览量:

引言 在建设生态文明的当代，生产无毒果品与建设美丽果园是果树科技人员的梦想。目前大面积使用的有机合成化学农药，虽然在表面控制了有害微生物的发生和蔓延，但是化学农药的施用同时也杀死了对植物有益的微生物，破坏了微生态平衡。产生这个问题的原因是人

　　引言

　　在建设生态文明的当代，生产“无毒”果品与建设“美丽”果园是果树科技人员的梦想。目前大面积使用的有机合成化学农药，虽然在表面控制了有害微生物的发生和蔓延，但是化学农药的施用同时也杀死了对植物有益的微生物，破坏了微生态平衡。产生这个问题的原因是人们把注意力过多地放在有害病原菌的研究和防控上，没有意识到果树病害产生的本质原因，即果树病害发生的本质是果树微生态系统失衡的结果。

　　根本的解决办法是恢复原有的微生态平衡，这才是防控病害的关键。

　　目前，国内微生物农药产品占整个生物源农药产品的55%左右[1].由于其具有种类繁多、繁殖迅速和易于改造等优点，微生物农药成为生物农药领域中的研究热点。微生物农药的概念分为广义和狭义2个层次，广义的微生物农药是指利用细菌、真菌、病毒和放线菌等微生物活体（包括基因修饰的微生物）或其代谢产物，防治农作物病、虫、草等有害生物的一种农药，包括活体微生物农药和抗生素类农药。狭义的概念仅包括活体微生物农药[2].本研究的微生物农药指的是广义的概念。值得注意的是，微生物农药也包括保护生物活体的保护剂、助剂和增效剂，这对于其稳定性和有效性至关重要[3].与化学农药相比，微生物农药具有很多优势，如可以有效地保护生态环境，对环境相容性高，对靶标生物具有很高的专一性和选择性，对人畜安全，可以就地取材生产和使用，生产工艺比较简单等。但是微生物农药也存在自身弊端，如速效性不如化学农药，微生物农药产品价格比化学农药高，抗生素类农药所占比例过高，不合理使用抗生素类农药，活体微生物农药施用和效用受环境条件限制，当前微生物农药市场混乱等。

　　在国家倡导生态文明建设背景下，微生物农药尽管存在一些问题，但是其研究方向符合未来可持续农业的发展趋势。禁止或逐步停止化学农药是大势所趋，微生物农药前景广阔。笔者从微生物杀虫剂、微生物杀菌剂、微生物除草剂3个方面综述了微生物农药在果树生产中的应用，并对其存在问题和发展趋势进行分析，旨在用辩证的观点分析微生物农药，用合理的方式应用微生物农药，为果树产业可持续发展服务。

　　1 微生物杀虫剂在果树生产中的应用

　　利用害虫病原微生物进行防治，是一种有效的生物防治方法。微生物杀虫剂主要包括细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、病毒杀虫剂和抗生素类杀虫剂，前3类属于活体微生物杀虫剂。

　　1.1 细菌杀虫剂

　　细菌因种类多、繁殖快、易于人工培养和控制，具有广阔的开发应用前景。目前研究筛选出的杀虫细菌约 100 多 种 ,绝 大 多 数 分 布 在 假 单 胞 菌 科（Pseudomonadaceae）、芽孢杆菌科（Bacillaceae）、链球菌科（Streptococcaceae）、肠杆菌科（Enterobacteriaceae）和微球菌科（Micrococcaceae）。细菌杀虫剂约150种，主要有苏云金杆菌、球形芽孢杆菌、缓病芽孢杆菌和日本金龟芽孢杆菌4种[4].目前，在果树生产中应用最多的是苏云金杆菌。

　　苏云金杆菌制剂占微生物杀虫剂总量的95%以上，是细菌杀虫剂中应用最广泛的微生物杀虫剂[5].该制剂用于防治苹果小卷叶蛾、桃小食心虫及刺蛾等鳞翅目果树害虫。杨华等[6]使用苏云金杆菌制剂防治梨小食心虫，虫果率仅为0.131~0.281;施药时间最好选择在晴天的傍晚或阴天时进行，比化学农药应提前2~3 天。苏俊平等[7]试验认为，苏云金杆菌XY-1菌株悬液对苹果树上美国白蛾、棉铃虫、斜纹夜蛾、梨小食心虫、苹小卷叶蛾以及苹掌舟蛾6种鳞翅目害虫均具有较高的杀虫活性，对美国白蛾和梨小食心虫最为敏感。

　　但是，有些地区由于不合理使用微生物农药，致使害虫产生抗药性。潘飞等[8]研究指出，长期以来，由于在田间频繁使用Bt、阿维菌素、茹虫威、毒死蜱和高效氯氰菊酷，造成斜纹夜蛾产生了抗药性，建议轮用、混用各种类型药剂或应用增效剂来防治斜纹夜蛾。

　　1.2 真菌杀虫剂

　　目前，杀虫真菌约有100多个属、800多个种，50%分布在半知菌亚门（Deuteromycotina），大多数属于绿僵菌属（Metarhizium）、白僵菌属（Beauveria）、拟青霉属（Paecilomyces）、蟪 霉 属 （Nomuraea）、被 毛 孢 属（Hirsutella）、轮枝霉属（Verticillium） 等[9].其中，白僵菌、绿僵菌、座壳孢、蚜虫霉、汤普森被毛孢等常用在果树害虫生物防治中[10].特别是白僵菌的应用范围最广，该菌致病力强、杀虫谱广、可寄生15个目149个科的700多种昆虫及蜱螨类。章玉苹等[11]证实球孢白僵菌B6菌株对桔小实蝇（Bactrocera dorsalis）老熟幼虫和土壤中蛹的致死作用较弱，对成虫死亡率可达82.89%~94.04%,致死作用显着。朱艳婷等[12]筛选出3株对桃小食心虫幼虫有较强致病性的白僵菌。通常情况下，由于接种前1~3天为虫生真菌孢子的潜伏期菌株，前 3 天致病力相对较差。Marjorie 等[13]研究发现 ,玫烟色拟青霉真菌（Paecilomycesfum osoroseus）孢子对柑橘木虱有很强的致病性。庄乾营等[14]研究表明，金龟子绿僵菌能较好地控制苹果桃小食心虫的危害，防效在80%以上。李芳等[15]研究表明，淡紫拟青霉能有效地防治柑桔和柠檬等多种作物根结线虫。

　　1.3 病毒杀虫剂

　　自然界中有15个科600多种病毒能够感染昆虫，大部分是杆状病毒[16].目前，昆虫病毒杀虫剂种类已达1600种[17],国内已经有10多种病毒作为杀虫剂登记注册使用，核型多角体病毒颗粒体和质型多角体病毒应 用 比 较 广 泛 . 其 中 核 型 多 角 体 病 毒 （nuclearpolyhedrosis viruses）是研究得较为详细的一类病毒。目前，病毒杀虫剂在果树害虫防治上的应用较少[18],但是病毒杀虫剂是一类高度专一的寄生病毒类群，不易产生抗药性，持效作用长，未来发展趋势广阔。

　　李红静等[19]单独使用美国白蛾核型多角体病毒防治美国白蛾3龄幼虫，药效可达85%以上，混合施用Bt与核型多角体病毒防治具有显着的增效作用，可使美国白蛾提前发病2~3天。黄家善等[20]发现棉铃虫核型多角体病毒对荔枝蒂蛀虫的田间药效试验防效达到77.30%~83.43%.

　　1.4 抗生素类杀虫剂

　　农用抗生素大部分来源于链霉菌属中的放线菌发酵产生的次生代谢产物。放线菌是一类比其他微生物更具有生物活性的资源，其只是形态上的分类，属于细菌界放线菌门[21].农用抗生素易被土壤微生物分解而不污染环境，其对人畜安全，选择性高。抗生素类杀虫剂主要有阿维菌素（avermectins,7051杀虫素）、浏阳霉素（liuyangmycin,杀螨霉素）、多杀霉素（spinosad）等。

　　阿维菌素防治害虫种类有梨木虱、红蜘蛛、美洲斑潜蝇、螨类等，在柑桔和土壤中的半衰期分别为6.19和7.86 天，属于易降解性农药化合物[22].浏阳霉素对螨类具特效，对蚜虫也有较高的活性，可用于果树等作物防治螨类及蚜虫。多杀霉素可防治蓟马，重点在幼嫩组织如花、幼果、顶尖及嫩梢等部位。农用抗生素是近几年来发展势头较为迅猛的领域，很有发展前途。

　　毕万新等[23]选用果蝇诱杀剂0.1%阿维菌素RG进行樱桃果蝇防治试验，平均防效为89.6%.宋国春等[24]应用阿维菌素防治苹果红蜘蛛，阿维菌素消解速度较快，在苹果及土壤中半衰期较短，是当前农业害虫防治中理想的生物农药。申圭良等[25]评估了浏阳霉素对柑橘全爪螨的毒杀活性，结果表明浏阳霉素对柑橘全爪螨成螨的 LC50值为 0.19 mg/L,药后 1~7 天防效达87.1%~95.5%.汪保记等[26]研究发现，近年来由于连续多年使用阿维菌素导致梨木虱抗性增强、药效降低。通过试验比较不同剂型及浓度的阿维菌素的防治效果表明，以含量5%乳油剂型防效最好，且乳油剂型效果优于水乳剂型，高含量剂型优于低含量剂型，对叶、果无害。

　　2 微生物杀菌剂在果树生产中的应用

　　微生物杀菌剂是一类控制植物病原菌的制剂，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。果树微生物杀菌剂的种类主要包括农用抗生素类、细菌杀菌剂和真菌杀菌剂。

　　2.1 抗生素类杀菌剂

　　作为杀菌剂的有农抗120、井冈霉素、春雷霉素、多氧霉素、公主岭霉素、农霉素、武夷霉素、中生霉素、链霉素等。在果树生产中，四霉素（梧宁霉素）可以防治苹果树腐烂病；中生霉素防治苹果轮纹病；春雷霉素防治西瓜细菌性角斑病，对桃树流胶病、疮痂病、穿孔病等病害有特效；农抗120可防治苹果早期落叶病、轮纹病，梨黑星病、黑斑病，葡萄霜霉病、白腐病，枣锈病等；多抗霉素防治苹果斑点落叶病、霉心病、灰斑病，梨黑星病、轮纹病，葡萄灰霉病等[27].崔琳霞等[28]应用3%多抗霉素水剂对苹果落叶斑点病防治效果达93%以上，喷布叶片正反两面和新梢，喷施时做到均匀周到。张毅等[29]用10.5%阿维菌素·哒瞒灵乳油2000倍液对苹果全爪瞒，药后3天防效高达94.8%,药后10天防效在89.4%以上，对苹果树枝、叶、果无不良影响。赵金梅等[30]发现10%多抗霉素对中华猕猴桃褐斑病病原菌抑菌效果较强。张为丽[31]通过橘园田间试验，阿维菌素和啶虫脒防治蓟马的效果均在80%以上。时春喜等[32]研究表明，抗霉素、宁南霉素等抗生素类杀菌剂对苹果斑点落叶病的防治效果均达80%左右。房道亮等[33]

　　指出，为减缓病原菌抗药性的产生，可以交替使用作用机制不同的杀菌剂，在苹果生产中，宁南霉素最好与甲基硫菌灵、戊唑醇、代森锰锌等杀菌剂交替使用，既能增强对苹果轮纹病、烂果病等病害的综合防治效果，又能延缓病菌抗药性的产生。鉴于近年来植物病毒病害呈逐年上升的趋势，研究开发对植物病害有特异作用的农用抗生素和剂型有巨大的潜力。

　　2.2 细菌杀菌剂

　　生防研究的细菌主要有芽孢杆菌（Bacillus spp.）、假单胞杆菌（Pseudomonas spp.）、放射形土壤杆菌（Agrobacterium）、欧文氏菌（Erwinia）等。在国外，用放射性土壤农杆菌（Agrobacterium radiobacter）K84菌株防治果树的冠瘿病（根癌病）已经商品化。

　　陈功友等[34]研究表明，萤光假单胞杆菌P420-4和芽孢杆菌B526-7及其混合制剂对苹果轮纹病菌、炭疽病菌和斑点落叶病菌都具一定拮抗作用。范青等[35]用从土壤中分离到的枯草芽孢杆菌B-912活菌液对柑桔青、绿霉病有抑制效果，这可能与活菌争夺营养或不断繁殖产生抗菌素有关。张丽丽等[36]发现2株枯草芽抱杆菌生防菌对梨轮纹病菌菌丝生长、孢子萌发和果实上梨轮纹病菌有一定的抑制作用。枯草芽孢杆菌9A的培养滤液对杧果炭疽菌菌丝生长有抑制作用并能抑制分生孢子萌发，在防病中具有良好的保护作用[37].

　　2.3 真菌杀菌剂

　　目前已有20多个属的真菌杀菌剂被用于植物病害 的 防 治 ,研 究 和 应 用 最 广 泛 的 是 木 霉 菌（Trichoderma） 和 链 孢 粘 帚 霉 （Gliocladiumcatenulatum）。木霉菌能对植物病原菌如立枯病、菌核病、腐霉病、灰霉病、霜霉病等至少18个属20余种病原真菌和多种病原细菌有较好的拮抗作用，国际上商业化的100余种生物杀菌剂中，70%的品种以木霉菌成分为主，如SoilGard、Bule Circle、Epic,市场前景广阔[38-40].杜安楠等[41]研究表明，木霉菌剂处理显着提高草莓微繁殖苗白粉病抗性。岳宪化[42]应用哈茨木霉菌可湿性粉剂对葡萄霜霉病的防效较好，经济使用浓度为300 倍液，生产上连续喷施 3 次为宜，并配以其他杀菌剂交替使用。汪军等[43]施用淡紫拟青霉结合套作可促进香蕉生长，提高根际微生物数量，增加对香蕉枯萎病的防治效果。刘淑宇等[44]应用绿色木霉菌发酵液处理可增强杜果果实采后活性氧代谢，显着抑制炭疽病的发生。王国平等[45]指出，由于嘧啶类杀菌剂嘧霉胺作用位点单一，加上连年使用和不合理的提高用药量，许多地区产生了严重的抗药性；为了延长嘧霉胺的使用寿命，降低抗药性和使用成本，木霉菌素与嘧霉胺混剂对番茄灰霉病菌的毒力有增效作用，具有很好的应用推广价值。

　　3 微生物除草剂在果树生产中的应用

　　大概有30万种杂草广泛的分布在世界各地，其中1800多种杂草对作物造成的经济损失每年可达9.7%[46].因此，杂草控制一直是植物保护方面的一个重要内容。不少植物病原微生物或其代谢产物具有能够选择性地杀灭某些杂草的特性，不污染环境，且对人、畜毒性极低。应用微生物除草剂进行杂草的生物防治工作进展非常迅速，研究主要集中在2个方面，一方面寻找新的除草素，另一方面通过对其化学结构进行修饰。

　　有许多微生物除草剂研究成果已进入应用。

　　双丙氨膦是第1个商品化成功的除草剂，具有非选择性，对哺乳动物低毒，作用速度比草甘膦快而比百草枯慢，可被土壤微生物很快分解，常用于果园防除1年生和多年生禾本科及阔叶杂草，同时具有很高的杀螨活性。Devine是美国第1个微生物除草剂，它是棕搁疫霉的厚壁孢子制成的液态药剂，用于防治柑橘园莫伦藤和其他多年生作物田中的藤本植物[47].鲁保一号是中国应用微生物除草剂的先例，是一种对人畜无毒害的寄生性真菌生物除草剂，防治菟丝子有良效，经济效益显着[48].

　　4 微生物农药在果树生产应用中的问题

　　4.1 微生物农药市场良莠不齐

　　开发出的微生物农药剂型主要为可湿性粉剂，剂型单一；产品的有效成分含量不稳定；生产工艺落后；甚至有些不法商家为了争取国家扶持，提高微生物农药的速效性，在生物农药中掺杂隐形化学农药成分。

　　4.2 微生物农药的药效不稳定

　　首先，活体微生物农药的贮藏和施用易受环境条件的影响，药效较慢。另外，农用抗生素在应用主要有2 个问题，一是因为在果树病害防治生产中滥用抗生素，致使病原菌产生抗性，二是由于抗生素在应用时受环境影响而效力下降，具有不稳定的弊端，某些抗生素还存在毒性的副作用。

　　4.3 缺乏有效的微生物农药评价体系

　　农业部农药检定所制定的《农药登记资料规定》主要参考FAO、美国等国际组织和国家的标准。虽然列出了微生物农药登记所需提供的技术资料要求，但是缺乏专门的微生物农药安全评价试验准则。在微生物农药药效评价和管理上视同化学农药，这是微生物农药评价的“误区”.

　　4.4 微生物农药科研成果转化率低

　　国内虽然筛选出的菌种不少，微生物农药小试的产品和品种也很多，但很多都停留在小规模试验水平，科研成果转化率低。究其原因，主要是生产应用严重滞后于研究开发，大规模的室外生物防治试验不仅费用大，而且各种外界干扰因素（天气、土壤等）较多。

　　4.5 微生物农药推广力度不够

　　目前，药效快是农民选用化学农药的首要因素，环境污染和农产品残留等问题容易被忽视，造成微生物农药在防治面积和市场份额等方面无法与化学农药相提并论；其次是微生物农药药效相对慢，不能及时防治大规模的病害发生；还有一些不法厂商为了追求销售利润，生产假冒产品，使农民对微生物农药的持怀疑或不满态度。

　　5 微生物农药在果树生产应用中的建议

　　5.1 深入开展微生物高效菌株的筛选

　　从自然界中分离、筛选和改良有益微生物，使之成为对人类有益的功能菌，这是生态有机果业研究的热点领域。同时，通过基因工程手段增进有效菌株毒力等多种有效手段提高微生物农药效果，开发成本低的微生物农药，为其大规模田间应用奠定基础。　　　　5.2 稳定功效微生物农药制剂的商品化开发

　　筛选和开发可以提高微生物农药的防治和贮存效果的微生物农药的新助剂和新剂型。从长远的角度考虑，果树病虫害的防治策略应该是以农业防治为基础，优先使用生物防治，化学防治为补充。

　　5.3 建立健全微生物农药研究、开发、生产和推广体系

　　政府部门应对微生物农药的研制及其产业开发给予经费上的支持，鼓励科研人员进行成果转化，支持微生物农药企业做大做强。同时，建立产学研一体化的科研联合攻关机制，科研院所按照微生物农药登记试验准则，开展承担微生物肥料机理、新功能菌种选育、新工艺和新产品等上游源头创新任务；企业主要承担技术工艺的集成、产品规模化生产技术形成、推广应用技术等中下游技术组合（集成）创新工作；政府通过政策、资金等扮演行业支持和引导的角色，强化实施微生物农药补贴政策。

　　5.4 完善微生物农药登记管理政策

　　微生物农药的登记管理政策倍受生产者、经营者、使用者及社会普遍关注。依据微生物农药的特点，从微生物农药的作用机理、环境保护、农产品的安全等方面建立微生物农药的评价体系，有利于微生物农药产业的健康发展。

　　5.5 提升农民主动意识，变“让我用”为“我要用”

　　要加大宣传力度，开展果树科技下乡活动，使农民认识到微生物农药的优点。同时应加强果品安全检测和抗药性监测，严格执行农产品的责任追溯系统，减少化学农药残留。指导农民正确使用微生物农药，避免单独使用某种农药产生抗药性。同时要抓住当前建设环境友好型社会的契机，大力推广有机果品和建设无公害果品生产基地，减少化学农药的施用，促进微生物农药的快速发展。

　　6 结语

　　微生物农药代表了未来农药产业的发展趋势，是生产有机果品的首选农药，其最大的优势在于降低果品农药残留和环境的污染，实现重大病虫害可持续控制。同时，微生物农药的大面积应用促进了果品品质和价格大幅上升，对增加农民收入、提高中国农副产品的国际竞争力具有重要的推进作用。

　　农业部2006年提出“绿色植保”的理念，2007年以后陆续出台推进绿色防控指导意见和行动计划，计划到2020年绿色防控总体覆盖率达到60%以上[49].目前，尽管微生物农药在果树生产中的开发和推广应用存在诸多问题，但是微生物农药的研究方向符合未来有机农业的发展趋势。可以预见，未来微生物农药市场前景广阔、潜力无限，社会、经济和生态效益不可估量。同时，增强产学研的联动科研攻关机制，推进科研成果产业化，让科研、企业和市场一体化同步发展，形成大面积推广应用的微生物农药制剂，实现农药产业的结构调整和果业可持续循环发展，实现生态文明的美丽果园梦。

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