植物病害生物防治

植物病害生物防治福建省农业科学院作物所邱思鑫病、虫、草对粮食生产的影响虫害14%65%病害10%草害11%植物源农药微生物源农药动物源农药农药控制化学农药仿生农药生物源农药转因基植物菜喜(Spinosad)、苏云金杆菌(B.t)、阿维菌素、井冈霉素、春雷霉素、农抗120、中生菌素烟碱、苦参碱、印楝素、茶皂素、鱼藤酮、除虫菊酷曼德拉毒素、斑蝥素、沙蚕毒素、性诱剂农药的对农业生产的影响保障农业生产上起到重要的作用农药的泛滥农药对人类健康及环境的影响1.农药残毒的问题2.破坏生态的平衡3.污染土地与水域4.造成害虫及病原的抗药性问题5.土壤的劣化蔬菜出口现状2007年我国累计出口蔬菜（含鲜冷冻蔬菜、加工保藏蔬菜和干蔬菜，下同）736.66万吨，同比增长10.23%，出口额55.78亿美元，同比增长13.49%。福建8.85亿美元。加入WTO，农产品国际贸易自由化的进一步发展，蔬菜业迅猛发展，但受国际贸易绿色技术壁垒的限制和制约，农药残留标准是贸易技术壁垒的主要内容。据统计，2004年，由于国外的绿色壁垒造成我国农产品的直接和间接损失估计就在100多亿美元，而安全问题引起的隐性损失难以估计。近年来，欧、日和东南亚等国家不但制定了更为严格的出口果品农药最低残留限量(MRLs)标准。一、生物农药研究概况虫害生物防治是利用对植物无害或有益的微生物或其代谢产物影响或抑制病原物的生存和活动，压低病原物的数量，或诱导或增强植物抗病性，通过改变植物与病原物的相互关系，抑制病害发生从而控制植物病害发生与发展的控病措施。病害生物防治病害微生物防治科学记载从Sanfoid(1926)报道土壤中某些拮抗性微生物对于土传病原菌的抑制性开始的。Millard于1921年曾报道施用绿肥可以减轻美国马铃薯上发生一种放线菌(Streptomycesscabier)引起的疮痴病。Sanford证明是由于绿肥促使土中拮抗性放线菌增长所致，但未引起关注，不久青霉素问世（1928年，弗莱明），人们掀起寻找拮抗微生物的高潮，尤其是土镶腐生拮抗性放线菌发展较快，植病生防方面也开展了拮抗性放线菌的分离和应用研究，主要作为一种活菌剂用于土壤和种子处理以防治苗期病害，收到显著效果。PGPR、Endophyticmicroorganism2007年Bacillusamyloliquenfaciens全基因组测序我国研究情况我国植物生防的研究工作开始于上世纪50年代初期，曾经选出一批有效菌种用于生产实践。上世纪60年代开始，由拮抗性放线菌发展为利用一些快速生长繁殖的真菌、细菌以及病毒等;从腐生的土壤微生物到植物体微生态系中微生物的利用;病害种类从种传和土传病害到地上部的气传和虫传病害。上世纪70年代以来，病害生物防治的研究和实践十分活跃，而且发展迅速。上世纪80年代，浙江、山西、四川等地应用拮抗性木霉菌防治丝核菌和小菌核菌所致根病已有报道。上世纪90年代至今。生物农药产口国内外已经有数十个相关产品登记,已开发成功的细菌生防制剂主要为：芽孢杆菌(Bacillus)假单孢杆菌(Pseudomonas)放射性土壤农杆菌(Agrobacteriumradiobacter)EPARegisteringproducts(December16,2005)Agrobacteriumradiobacter2Bacillus32(B.subtilis20;B.cereus6)Pseudomonas13Streptomyces4Harpin3Bacillusthuringiensis123（Israelensis29Kurstaki70）我国登记至今2006年8月在农业部登记的有效产品(不包括过期登记):枯草芽孢杆菌5地衣芽孢杆菌1蜡质芽孢杆菌4单胞杆菌3多粘类芽孢杆菌1井·蜡质4井·枯草2枯草·假单胞1ProductsAgrobacteriumradiobacter:Galltrol,Nogall（K84）Bacillusspp.:BioYield,Companion,EcoGuard,HiStickN/T,Kodiak,RhizoPlus,Serenade,Subtilex,YieldShieldPseudomonasspp.:BioJectSpot-Less,Bio-save,BlightBan,CedomonBurkholderiacepacia:Deny,Intercept,BlueCircleStreptomycesspp.:Actinovate*,MycostopSerenadeSerenadecontainsaunique,patentedstrainofBacillussubtilis(QST713Strain)whichprovidesover30differentlipopeptidesthatworksynergisticallytodestroydiseasepathogensandprovidesuperiorantimicrobialactivity.TargetCrop/Pathogen:powderymildew,downymildew,Cercosporaleafspot,earlyblight,lateblight,brownrot,fireblight,andothersCrop:cucurbits,grapes,hops,vegetables,peanuts,pomefruits,stonefruits,andothers国内产品我国商品制剂有亚宝、百抗、麦丰宁、纹曲宁青萎散、叶扶力、康地蕾得等。中国农业大学和云南农业大学共同研制的微生物农药“百抗”获得农药部登记注册,已在多个省推广用,百抗是枯草芽孢杆菌B908,大田应用中对水稻纹枯病防效70%以上。南京农业大学生防菌B3(商品名麦丰宁)是由枯草芽孢杆菌B3菌株制成的活体生物杀菌剂,对小麦纹枯病田间防效达50%～80%。华东理工的多粘类芽孢杆菌(康地蕾得)防治青枯。选择性强，对人、畜安全，对环境影响极小活体生物防治对有害生物可以达到长期控制的目的，而且不易产生抗性问题生物防治的自然资源丰富，易于开发，生物防治成本相对较低生产设备通用性较好产品改良的技术潜力大开发一种生物农药约需投入200万～400万美金，而开发一种新的化学农药，需要投资4000万～8000万美元，两者经费投入比约为1/20，两者的产品开发周期比约为1/2～1/3。生物防治的优点生物防治的作用效果较慢，在有害生物大发生后常无法控制生物防治受气候和地域生态环境的限制，防治效果不稳定目前可用于大批量生产使用的有益生物种类还太少，通过生物防治达到有效控制的有害生物数量有限生物防治通常只能将有害生物控制在一定的危害水平，对于要求高的有害生物，较难实施种群综合治理产品有效期短、质量稳定性较差生物防治的局限性二、生物农药研究对象的种类与应用1微生物制剂2农用抗生素3植物源杀菌剂4抗病基因工程植物5蛋白农药细菌真菌放线菌病原菌无致病力菌株的开发利用病毒的弱毒株系利用1微生物制剂----细菌具有防病或诱导抗病作用。PGPR主要是促进植物生长的根围细菌,分布于多个属内,主要有节杆菌属、固氮菌属、芽孢杆菌属、欧氏菌属、假单胞菌属和沙雷氏菌属等,研究较多的是芽孢杆菌和假单胞杆菌。内生细菌芽孢杆菌(Bacillusspp)芽孢杆菌的许多菌株可有效抑制植物病害,又是自然界中广泛存在的非致病细菌,对人畜无害,不污染环境而备受各国研究工作者的青睐。很多优良的枯草芽孢杆菌菌株已经应用于生产实。防治Fusarium、Aspergillus、Alternaria和Rhizoctonia引起的番茄、豆类、麦类、棉花和花生根部病害防治蔬菜、樱桃、葡萄、葫芦和胡桃的叶面细菌和真菌的病害细菌假单胞菌(Pseudomonasspp)常能在植物根围土壤中大量增殖,许多菌株对植物有抑制病害、促进生长的作用。可防治由腐霉(Pythiumspp)和茄丝核菌(Rhizoctoniasolania)引起的黄瓜和番茄的苗期猝倒病，以及小麦全蚀病(Gaeumanomycesgraminis)、棉花幼苗猝倒病(Pythiumultimum)、马铃薯软腐病(Erwiniacarotovora)等。细菌放射性土壤杆菌(Agrobactriumradiobacter)20世纪70年代澳大利亚首先应用K84菌株来防治由Agrobacteriumtumefaciens引起的许多植物的根癌病。K84的改良菌株K1026于1991年和1992年先后在澳大利亚和美国获准登记。细菌1微生物制剂----真菌目前已有20多个属的真菌被用于植物病害的生防实践｡木霉菌(Trichoderma)是植物病害生防制剂中开发产品最多的｡粘帚霉(Gliocladium)､青霉菌(Penicillium)､毛壳菌(Chaetomium)､镰刀菌(Fusarium)、淡紫拟青霉(Paecilomyces)､厚垣孢轮枝菌(Verticillum)｡木霉菌(Trichoderma)木霉菌(Trichodermaspp.)属于半知菌类的丝孢纲，丛梗孢目，丛梗孢科，广泛存在于土壤、根围、叶围、种子和球茎等生态环境中。木霉菌是植物病害生防制剂中开发产品最多的｡早在1981年木霉制剂已在西欧一些国家商品化生产，包括哈茨木霉(T.harzinum)､绿色木霉(T.viride)､钩状木霉(T.hamatum)､长枝木霉(T.longibrachiatum)､康氏木霉(T.koningii)等种｡真菌多数用于植物土壤传播病害的防治，如Sclerotinia.Phytophthora，Rhizoctonia，Pythium，Fusarium，Verticillium，酵母菌酵母菌主要用于果蔬产后贮藏期病害的防治。灰霉病、青霉病、毛霉病真菌毛壳菌毛壳菌存在于土壤和有机肥中，如植物残体、草食和杂食动物及鸟类的粪便中，能有效地降解纤维素和有机质。毛壳菌有300多个种，可预防立枯丝核菌、甘蓝格链孢属、拟茎点霉属、毛盘孢属、葡萄孢属淡紫拟青霉菌、厚壁孢子轮枝菌及节从菌属真菌真菌番茄根结线虫刘杏忠等用淡紫拟青霉的培养料施入土壤对大豆孢囊线虫可持续2～3年的防效，造成大量的空孢囊。林茂松等用厚壁孢子轮枝菌防治南方根结线虫卵寄生率达90.8%。1微生物制剂----放线菌放线菌中应用最多的是链霉菌及其变种，已有许多的成型制剂应用于生产上，如井岗霉素、内疗素、768、S-921、农抗120等，可用于防治黄瓜黑星病菌、辣椒疫病菌、棉花黄萎病菌、立枯丝核菌及番茄早疫病菌、灰霉病菌、甘蓝黑腐病菌和白菜软腐病菌。放线菌是农用抗生素的主要来源之一。1微生物制剂----病原菌无致病力菌株的开发利用不论真菌、细菌还是放线菌的病原菌通过自然突变或诱发突变都会产生一些无致病力的菌株，可用于生物防治。2农用抗生素抗生素是生物包括微生物､植物､动物在其生命活动过程中所产生的次级代谢物，能在低微浓度下有选择的抑制或影响其他生物机能｡防治植物白粉病的武夷霉素，防治多种真菌病害的农抗120､多抗霉素，防治细菌病害的农霉素､叶枯散､中生霉素､制黄杆菌素､新植霉素｡利用抗生素基因组合合成创造已知抗生素糖苷的类似物或新的抗生素已成为产生新农抗的又一途径3植物源杀菌剂植物是生物活性化合物的天然宝库，其中的大多数化学物质如萜烯类､生物碱､类黄酮､甾体､酚类､独特的氨基酸和多糖等均具有抗菌活性｡目前已经开始应用于生产防治植物病害的植物活性成分有大蒜素､麻黄油､细辛油､银泰(银杏提取物的仿生制剂)、印楝等微生物蛋白农药是对多种农作物具有很强生物活性的一类蛋白质药物。传统微生物蛋白农药：可以直接以胃毒方式杀死害虫。Bt杀虫晶体蛋白(ICP)，新型微生物蛋白农药：不直接杀灭害虫和病原物，而是激发植物自身的抗病防虫基因表达，促进植物生长。过敏蛋白(Harpin)、隐地蛋白(Cryptogei