微生物与农药

微生物农药讲解：班级：生物技术一农药(Pesticide)一、定义农药是一种化学物质，用于防治病、虫、草害，包括杀虫剂、杀菌剂、除草剂、灭鼠剂、以及调节植物生长的化学药品和生物药品。其中用量最大的是前三种类型农药。二、农药的分类矿物源农药有机合成农药生物农药按来源分：杀虫剂除草剂杀细菌剂杀真菌剂杀螨剂杀鼠剂杀螺剂等按作用对象分：按化学组成及结构分：有机磷、有机氯、有机砷、有机汞、拟除虫菊酯等三、使用农药的利与弊农药可减少农作物的损失，提高产量，提高农业生产的经济效益，增加食物供应。农药在人类文明史和发展史上的确功不可没。然而农药是有毒化学品，它对生态环境所造成的危害也是不争的事实。1、农药造成害虫的抗药性害虫和杂草的抗药性也是不客忽视的现象，随着农药大量长期的使用，一些害虫的耐药性越来越高，以至一些农药失去效用。2、农药造成自然农业的生态系统的平衡被破坏由于农药的杀伤力，不仅害虫被消灭了，还消灭了(甚至是灭绝了)许多有益的昆虫，这些昆虫是害虫的天敌，导致生态平衡的破坏。3、农药对人体健康的不良影响（一）农药的急性毒性包括职业性（工业生产、农业施用）、农药自杀、误服误用引起。引起急性中毒的农药最常见为有机磷杀虫剂，其次为氨基甲酸酯类、有机氯、有机汞。（二）慢性毒性主要发生在较长时间接触农药的人群。慢性毒性的测定主要观察农药的三致作用（致畸致癌致突变）。四、农药残留1、定义：指农药使用后残存于生物体、食品和环境中的微量农药原体及其有毒代谢物、降解产物和杂质的总称。2、来源：施药后的直接污染从污染环境中吸收通过食物链与生物富集作用而产生间接污染熏蒸、食品包装、运输过程食品与农药混放等造成的农药污染和误食。施用农药农作物大气土壤（农田）地下水农产品地表水水生物畜禽人体飘浮残留吸收饲料食用食用饮用食用饮用水吸入湿沉降吸收渗入农药进入人体的途径20世纪70年代起，美国及西欧等发达国家开始限制和禁止使用DDT。我国于1983年宣布停止生产和使用DDT，从此DDT这一曾经为人类健康和农业发展做出过杰出贡以的农药退出了历史舞台。DDT的危害DDT的化学性质稳定、不易降解，在自然界及生物体内可以较长时间存在，通过食物铰富集、毒性增大、导致鱼类和鸟类的死亡，甚至在南极大陆定居的企鹅体内都有DDT的存在，对人类的健康也构成了威胁。开发环境友好农药新农药开发的目标转向易降解、低残留、高活性以及对环境有益生物比较安全的方向。许多针对性强、高效甚至超高效农药不断面世（如微生物农药）。微生物农药的性质和种类微生物农药是指能够用来杀虫、抗病、除草等的微生物活体（病毒、细菌、真菌、昆虫病原线虫、原生病原线虫、原生动物等）及其代谢产物（抗生素类）的总称。它是生物防治的物质基础和重要手段。也可指利用细菌、真菌、病毒等活的生物体来预防、消灭或者控制危害农林生产的一种或几种有害生物的药剂。(2)无公害、无残留、安全环保(3)特异性强，不杀伤害虫天敌及有益生物，维持生态平衡(4)不易产生抗药性；(1)研发的选择余地大，开发利用途径多(5)环境相容性好微生物农药的优点(6)生产工艺简单根据来源，分为活体微生物农药微生物体农药，是指能使有害生物致病的病原微生物活体直接作为农药。分为细菌类、真菌类、病毒类。农用抗生素：微生物的次级代谢产物，可抑制或杀灭作物的病、虫、草害及调节作物生长发育，将其加工成可直接使用的形态。一、分类根据功效分为微生物杀虫剂：细菌杀虫剂，真菌杀虫剂，病毒杀虫剂，微生物杀菌剂：细菌杀菌剂，真菌杀菌剂，病毒杀菌剂微生物除草剂：细菌除草剂，真菌除草剂，病毒除草剂细菌杀虫剂已分离到的昆虫病原菌的菌种和变种约有100种，其中研究最多、效果最好的是芽孢杆菌属的苏云金杆菌类和日本金龟子芽孢杆菌。棉铃虫斜纹夜蛾甜菜夜蛾代表性细菌杀虫剂-----苏云金芽孢杆菌（Bt)短杆状，单生或形成短链。周生鞭毛，革兰氏染色阳性。生长到一定阶段后，在一端形成芽孢，另一端形成一近菱形的蛋白质晶体，称为伴孢晶体。用石碳酸复红染色，营养体红色，晶体深红色，芽孢透明不着色。菌体最后破裂而释放出芽孢及伴孢晶体。苏云金杆菌中存在着很多寄主不同的品系或株系。例如，从自然感染的鳞翅目不同种类幼虫上分离到了多种苏云金杆菌变种。SporeandparasporalcrystalSporeCrystal苏云金杆菌的杀虫机理苏云金杆菌可寄生130多种鳞翅目幼虫。此外，膜翅目、双翅目、直翅目和鞘翅目中的一些昆虫也可被此菌感染。控制毛虫、小蔡蛾、棉铃虫等。苏云金杆菌杀虫的作用在于它所产生的某些毒素。这些毒素主要是δ内毒素和β外毒素。δ内毒素是所有苏云金杆菌品系共有的毒素，存在于蛋白质晶体（即伴孢晶体）中，故也称为晶体毒素。在碱性肠道中被水解成毒性短肽，作用于上皮细胞，使中肠麻痹。β外毒素是苏云金杆菌中的几个变种在一定培养条件下产生的一种胞外毒素。苏云金杆菌防治害虫的特点在昆虫病原细菌中，以苏云金杆菌在害虫防治中的应用最为广泛，效果也最好。其杀虫范围有一定的广谱性，并且具有不亚于某些化学杀虫剂的速效性。在这一点上苏云金杆菌优于真菌和病毒制剂。苏云金杆菌菌剂的生产菌剂生产常采用液体发酵或半固体发酵法。液体发酵常采用豆饼粉、玉米浆、蛋白胨、酵母粉等为营养物，配制成固体物含量为3％—6％的培养液，利用发酵罐培养。其优点是生产量大，质量稳定，但需要较复杂的设备和动力。半固体发酵是利用豆饼粉、米糠、麦麸等制成半固体培养基，接种后在浅盘上培养，具有设备简单、技术易掌握的优点。缺点是产品质量不稳定，生产率低。利用真菌防治害虫已有百余年的历史，绿僵菌Metarhiziumanisopliae是首批用于生防的真菌之一，用于防治小麦小金虫。而白僵菌制剂是发展历史较早、应用最广的一种真菌杀虫剂，主要用于防治玉米螟和松毛虫。目前在真菌杀虫剂中，各国研究应用最多的是白僵菌，其次是绿僵菌，还有赤霉菌、虫生藻菌等。1.真菌杀虫剂的发展历史三、真菌杀虫剂真菌杀虫剂与细菌杀虫剂相比优点有：（1）许多真菌寄主范围广，可感染多种昆虫。（2）真菌通过侵染表皮感染寄主，除了鳞翅目幼虫、鞘翅目昆虫和其他咀嚼式口器的昆虫外，还可以感染蚜虫和叶蝉。代表性昆虫寄生真菌-----白僵菌白僵菌能利用多种碳源，包括葡萄糖、蔗糖、淀粉。培养白僵菌可使用各种富含淀粉、糖类的谷类等原料。球孢白僵菌生长温度5-35℃，22-26℃菌株生长最适宜，30℃和相对湿度20-50%有利于孢子成熟，孢子萌发要求相对湿度在95%以上。白僵菌分生孢子接触虫体后，在适宜条件下萌发成菌丝，菌丝可穿透虫体壁传入虫体内，大量繁殖，分泌草酸钙结晶和白僵菌素，影响血液循环和破坏组织，干扰新陈代谢，2~3d后害虫死亡。死后，菌丝体穿透虫壁继续生长，在虫体表面产生大量白色的分生孢子，虫尸变白色僵硬，孢子可随风扩散或接触其他虫体，继续感染其他害虫虫体。整个过程仅需7-10天。杀虫机理产品特性：有效成分为白僵菌活孢子。产品外观为白色或灰白色粉状物。害虫不易产生抗性。杀虫范围：适用于鳞翅目、同翅目、膜翅目、直翅目等害虫的防治。对松毛虫防治效果突出。产品特性与杀虫范围：白僵菌制剂的施用方法喷雾法(用0.05%洗衣粉作黏附剂)土壤处理法(菌粉加细土)人们对昆虫病毒的认识可以追溯到12世纪中叶，迄今，至少已知1600多种昆虫能被病毒感染。根据最新的国际病毒分类委员会报告，感染昆虫的病毒分别被归属于17个科，共1000余种。其中的杆状病毒科和呼肠孤病毒科是目前生产上应用最多的二类病毒。四、病毒杀虫剂1、病毒防治害虫的特点病害治虫的突出优点是具有长效性（1）成虫携带病菌，产卵时可传给后代；（2）昆虫病毒在自然条件下十分稳定，不易失活，可长期作为昆虫的感染原；（3）有些病毒可在不同寄主中交叉感染。由于这些原因，昆虫病害可以代代、年年相传。2.核型多角体病毒此类病毒在寄主昆虫细胞核内增殖，核酸为DNA，病毒粒子为杆状。病毒增殖到一定阶段后形成多角体的包涵体，内含多个病毒粒子。被感染的昆虫都是幼虫，死虫体内组织液化，皮肤脆，触之即破，流出汁液。死虫体常见倒挂于枝条上。棉铃虫核形多角体病毒的包涵体3、病毒杀虫剂的生产病毒是专性寄生物，目前尚无法在人工培养基上培养，而只能用活虫体或活细胞组织来生产病毒。用活虫体生产病毒有以下途径：（1）害虫大发生时，在林间喷洒病毒，任其自然感染增殖，待害虫感染死亡或濒死时收集害虫。2）在室内人工大量饲养昆虫，然后接种病毒。美国用该法生产棉铃虫核型多角体病毒，程序是：饲养幼虫→接种→（饲喂含病毒粒子的饲料）→26℃下增殖→收集死虫→研碎过滤→离心提纯→制成剂型。一个生产周期病毒可增殖5000倍以上。五、其他杀虫剂原生动物杀虫剂重组微生物杀虫剂线虫六、农用抗生素农用抗生素是指微生物活动中产生的对各种微生、昆虫螨类、线虫、寄生虫等其他生物在很低的浓度下显示特异药理作用的次级代谢产物。作用的机制：（1）抑制细胞壁合成（2）阻碍原生质膜的功能（3）抑制细胞蛋白质的合成（4）抑制核酸合成等1、杀虫剂：杀蚜素A、韶光霉素、南昌霉素、梅岭霉素、华光霉素、浏阳霉素、灭蚊链霉素、阿维霉素2、杀菌剂：井冈霉素、抗霉素120、公主岭霉素、波拉霉素、武夷霉素、中生霉素、科生霉素、宁南霉素、多抗霉素。植物防治用抗生素同化学农药相比，具有下列优点：1）生物活性半衰期短，不易在植物体内积累；2）用量少，一般只用10---50ug/g，对环境没有污染；3）在防治病害的同时，往往还能刺激植物生长。七、微生物除草剂我国，列入名的杂草有704种，分属87科366属，对农业生产造成为害的重要农田杂草有60多种。微生物除草剂是指利用植物的致病微生物（真菌、线虫、病毒）防治田间杂草。我国“鲁保一号”真菌防治大豆兔丝子，美国、澳大利亚和欧洲利用粉苞柄锈菌防治小麦田中的主要杂草灯心粉苞苣均取得较大面积防效。微生物除草剂目前，利用微生物源开发的微生物除草剂有二类：(1)利用放线菌生产的抗生素除草剂，例如双丙氨膦；(2)利用病原真菌生产的孢子除草剂。双丙氨膦谷氨酰胺合成酶抑制剂，导致植物体内氨的结累常用于非耕地和果园等防除一年生和某些多年生杂草在土壤中的半衰期（DT50）为20~30天。左侧是没有喷洒双丙氨膦除草剂的烟草种植物和杂草一起生长的情况；右侧是喷洒后的情况，只留下烟草种植物。必须保存于闭光、低温、通风、干燥的地方1.应看天用药2.应该对症用药3.适当提前用药4.用正确的施药方法5.微生物农药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，提升农产品的经济价值扩大我国农副产品出口市场，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、促进农村繁荣具有巨大的推进作用。我国是一个农业大国，每年需要使用的农药量较大，微生物农药具有生产原料来源广泛、毒副作用小、对环境兼容性好等特点已成为全球农药产业化发展的新趋势。技术落后1.稳定性差2.价格偏高3.科研成果转化率低4.微生物农药的普及推广存在很多的问题存在一定程度的安全隐患5.