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微生物农药的研究进展姓名:翟华星学号:13430101专业:油气储运工程班级:1班摘要:本文从生物农药的各个类别分别综述了国内外生物农药近年来的研究发展动向,并从筛选新资源、利用生物技术改造原有生物农药资源以及适宜剂型研究等方面阐述了生物农药未来发展的必然趋势和途径。对生物农药未来的发展前景进行了综合性的评述。微生物农药作为生物农药的一大类,具有对人畜和非靶标生物安全、环境兼容性好、易于保护生物多样性、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,苏云金芽孢杆菌世界农药市场发展平缓,竞争加剧,非农用农药稳定增长,杀虫剂面临较大的发展机遇。世界农药市场的特点表明,化学农药仍将是世界农药市场的主角。[2]各类杂环农药新品种。如烟碱类、恶二嗓类杀虫剂、甲氧基丙烯酸醋类杀菌剂和三吐并喀吮磺酸胺类除草剂等,成为研究开发的热点,农药品种结构的变化加快。我国农药工业的发展要顺应世界潮流,以品种结构调整为中心。强化技术创新,大力发展高效安全的农药新品种及其配套的中间体、助剂和应用技术,继续推进新农药创制研究。关注新方法和新技术的开拓应用,加速我国农药研究开发的现代化进程。我国是一个农业病虫害发生严重的国家,每年因为病虫害而导致农作物减产甚至绝收的损失高达几百亿元。为了防治农作物病虫害,农民大量使用化学农药。而传统化学农药的长期使用不仅严重污染了环境,降低了农产品的品质(农药残留问题),给人们的身体健康带来严重的威胁,而且害虫抗药性问题也越来越严重,农药的安全性和有效性已经成为制约我国农业发展的严重障碍。生物农药的出现给这一问题的解决带来了曙光,生物农药产业在近20年里,得到迅速发展,已经成为农药行业的一颗新星[1]。1.生物农药的概念生物农药是指用来防治病、虫、草等有害生物的生物活体及其代谢产物和转基因产物,并制成商品的生物源制剂,包括细菌、真菌、病毒、线虫、植物、昆虫天敌、农用抗生素、植物生长调剂剂和抗病虫草害的转基因植物等。生物农药的分类因分类依据的不同而异,笔者认为张兴等对生物农药的分类较为合理,按照来源把生物农药来源分为生物体农药和生物化学农药两类,其中生物体农药又分为动物体农药、植物体农药、微生物体农药,生物化学农药又分为植物源生物化学农药、动物源生物化学农药、微生物源生物化学农药等[3]。2.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。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,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,到未来年生物农药将取代20%以上的化学农药。而微生物农药占全世界生物农药产品近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,因此,未来我国微生物农药市场具有很大的发展潜力[5]。3.微生物农药的种类及应用根据用途和防治对象的不同,微生物农药可分为微生物杀虫剂、微生物杀菌剂、微生物除草剂、微生物杀鼠剂和微生物生长调节剂等。3.1微生物杀虫剂3.1.1细菌杀虫剂某些细菌对昆虫有致病或致死作用,利用这一特点将细菌及其所含有的活性成分制成杀虫制剂即为细菌杀虫剂。其作用机理为胃毒作用。昆虫摄入制剂后,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。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,苏云金芽孢杆菌占微生物杀虫剂总量的95%以上,已有60个国家登记了120多个品种[6],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效果很好。3.1.2真菌杀虫剂真菌杀虫剂是以昆虫病原真菌为有效成分的生物农药,与细菌和病毒通过摄入或伤口感染而引起疾病不同,昆虫病原真菌能直接穿过表皮,在血液中繁殖[7-8],其作用机理是以分生孢子附着于昆虫体表,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,在虫体内菌丝体不断生长繁殖,引起昆虫的病理变化和物理损害,最后导致昆虫死亡[9]。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(Deuteromycotina),主要分布在白僵菌属(Beauveria)、绿僵菌属(Metarhizium)、拟青霉属(Paecilomyces)、被毛孢属(Hirsutella)、蟪霉属(Nomuraea)、轮枝霉属(Verticillium)等[10]。在中国、巴西、俄罗斯和欧美国家,真菌杀虫剂已广泛用于农林害虫和城市昆虫的防治[11],目前世界上已有60多个真菌杀虫剂产品问世[12]。3.1.3昆虫病毒杀虫剂病毒杀虫剂是利用昆虫病毒的复制来控制那些直接或间接对人类和环境造成危害的昆虫。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。国际上已报道过的昆虫病毒有1600多种,60%为杆状病毒,少数是颗粒体病毒,这些昆虫病毒能引起1100种昆虫和螨类发病,可控制近30%的粮食和纤维作物上的主要害虫[13]。目前有20多个国家已注册登记30多种病毒杀虫剂[14]。我国已有20多种病毒进入大田试验,其中棉铃虫核型多角体病毒(Heliothisarmigeranuclearpolyhedrosisviruses)、小菜粉蝶颗粒病毒(Pierisrapaegranulosisvirus)、斜纹夜蛾核多角体病毒(Prodenialituranuclearpolyhedrosisviruses)、松毛虫质型多角体病毒(Dendrolimuspunctatuscytoplasmicpolyhedrosisvirus)、小菜蛾颗粒体病毒(Plutellaxylostellagranulosisvirus)等17种病毒杀虫剂已获得正式登记。3.2微生物杀菌剂微生物杀菌剂是利用微生物的寄生、拮抗、竞争、溶菌等作用来抑制、甚至灭杀植物病原微生物生长的生物制剂。微生物杀菌剂开发潜力巨大、应用前景广阔,将可能成为继微生物杀虫剂之后第2个重要的商业化生物农药。用于生物防治的细菌以芽孢杆菌为主,主要有枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)、多黏芽孢杆菌(Bacilluspolymyxa)、蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)、地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)、巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)和短小芽孢杆菌(Bacilluspumilis)等。早在1973美国就开始大规模生产放射形土壤杆菌(Agrobacteriumradiobacter)K84,用来防治由根癌病(Agrobacteriumtumefacins)土壤引起的感染,是细菌防治果树根癌病最成功的例子。枯草芽孢杆菌制剂商业化已有20多年历史,因其能稳定地在土壤和植物表面定殖、产生抗生素并分泌刺激植物生长的激素,且能诱导寄主产生抗病性,是一种理想的微生物杀菌剂,也是目前研究和应用最多的抗病菌,已在美国、澳大利亚、瑞士、日本、中国等多个国家注册登记。用于防治植物病害的真菌制剂虽然不多,但木霉菌(Trichoderma)作为一种重要的植物病害生防制剂,一直受到普遍关注。木霉菌广泛存在于土壤、根围、叶围、种子和球茎等生态环境中,可产生多种对植物病原细菌、真菌具有拮抗作用的生物活性物质如细胞壁降解酶类,且其产生的次级代谢产物能提高农作物抗逆性,促进植物生长、提高农产品质量。以“Rootshield”、“Trichodex”等为代表的几种木霉生防制剂能够防治植物灰霉病(BotrytiscinereaPers.)、霜霉病(Plasmoparaciticola)等多种叶部病害,已在欧洲和北美的20多个国家登记,具有良好的市场前景。3.3微生物除草剂利用植物病原微生物及其产生的天然活性物质开发的除草剂即为微生物除草剂。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。微生物除草剂所利用的病原微生物主要包括病原真菌和病原细菌。目前商品化的微生物除草剂种类很少,具有杂草生物防治开发潜力的微生物中,真菌类主要集中在盘孢菌属(Colletotrichum)、镰孢菌属(Fusarium)、链格孢菌属(Alternaria)、尾孢菌属(Cercospora)、疫霉属(Phytophthora)、柄锈菌属(Puccinia)、叶黑粉菌属(Entyloma)、壳单孢菌属(Ascochyta)和核盘菌属(Sclerotinia)9个类型;细菌类主要为假单孢杆菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)、黄杆菌属(Flavobacterium)、柠檬酸细菌属(Citrobacer)、无色杆菌属(Achromobacter)、产碱杆菌属(Alcalligenes)和黄单孢杆菌属(Xanthomonas)7个类型。4.苏云金杆菌杀虫增效作用研究苏云金杆菌是一种在自然界中广泛分布的好气芽孢杆菌,由于其对昆虫的特异性毒杀作用而广泛用于农业和卫生害虫的生物防治中。但由于野外应用防效不稳定、残效期短、杀虫速度慢、对某些目标害虫不敏感,影响其作为生物杀虫剂的应用。通过特异性高毒力菌株的筛选、菌株的遗传改良、剂型的改良、各种增效剂和增效因子采用等方法,以提高苏云金杆菌制剂的杀虫活性和野外应用防治效果。不同类型的增效因子可以提高苏云金杆菌的杀虫活性和杀虫持效性,这是提高生物杀虫剂质量的有效方法之一,越来越受到人们的重视。随着人们对苏云金杆菌作用方式和晶体蛋白的杀虫机理的深入了解,将会为新的增效剂的设计和筛选提供理论依据,为农业和卫生害虫的生物防治提供新的制剂和技术。5.结论我国是一个农业大国,农业生产的病虫害防治是农业生产中重要的一环,市场很大,前景广阔。而且,国家农药品种结构调整、农业产业结构调整为生物农药产业化发展提供了政策上的引导和实施上的有力支持。高毒农药的淘汰腾出了广阔的市场空间,人民生活水平的提高对生物农药的发展产生迫切要求。经过上文的分析论证,得出如下结论:化学农药制剂的使用,导致了多种作物农药残留量超标,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。微生物农药主要有以下几种:1.微生物杀虫剂、微生物杀菌剂、微生物除草剂。简要介绍了苏云金杆菌的杀虫增效作用,发现不同类型的增效因子可以提高苏云金杆菌的杀虫活性和杀虫持效性,这是提高生物杀虫剂质量的有效方法之一。参考文献[1]马俊义,李尽哲,叶兆伟.生物农药的应用现状及前景展望[J].江苏农业科学,2011,39(4):15-17.[2]徐尚成.农药研究开发的进展与展望[J].现代农药,2002(l)[3]刘清术等.生物农药的研究动态、趋势及前景展望[J].农药研究与应用,2007,11(1)[4]李荣森B我国微生物防治研究与微生物农药产业化的进展(1980-1999)[J].中国病毒学,2000,(15):(1-15)[5]杨光等.微生物农药的发展概况[J].化学工程师,2010,(2)[6
本文标题:微生物农药的研究进展
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