我國微生物農(nóng)藥的研發(fā)與應用研究進展_第1頁
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文檔簡介

我國農(nóng)作物種植面積廣闊,種植作物種類多樣,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)作物常常受到多種病蟲草害的危害?;瘜W農(nóng)藥因其適用范圍廣、作用效果迅速、使用方便等被廣泛用于防治各類病蟲草害,但使用化學農(nóng)藥也容易造成人畜中毒、殺害有益生物等,同時由于化學農(nóng)藥的濫用使得部分害蟲、致病菌和雜草的抗藥性增強,導致防治難度加大。相比于化學農(nóng)藥,以真菌、細菌和病毒等生物活體或其代謝產(chǎn)物為主要成分的生物農(nóng)藥對生物和環(huán)境更加友好,自20世紀80年代以來,生物農(nóng)藥迅速發(fā)展,行業(yè)市場規(guī)模逐步擴大。生物農(nóng)藥可分為微生物農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥和生物化學農(nóng)藥等,經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所查詢,截至2022年12月31日,我國在有效登記狀態(tài)的農(nóng)藥登記產(chǎn)品為45172個,其中生物農(nóng)藥產(chǎn)品2159個(未包括農(nóng)用抗生素和天敵),占全部農(nóng)藥總數(shù)的4.78%,占比非常低。在生物農(nóng)藥中,微生物農(nóng)藥是研究熱點之一。在《農(nóng)藥登記資料要求》中規(guī)定,微生物農(nóng)藥是指以天然的或經(jīng)基因修飾的細菌、真菌和病毒等微生物活體為有效成分的農(nóng)藥,按用途可分為微生物殺蟲劑、微生物殺菌劑和微生物除草劑等。該類農(nóng)藥具有有效成分來源廣泛、選擇性強、對人畜毒性低等優(yōu)點。經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所查詢,截至2016年12月31日,我國已登記微生物農(nóng)藥有效成分42個,到2022年12月31日,已達56種,可見微生物農(nóng)藥呈逐年增長趨勢。我國的微生物農(nóng)藥發(fā)展已經(jīng)進入了一個相對快速發(fā)展的階段,生防微生物不斷增多,各種新型微生物農(nóng)藥也不斷涌現(xiàn)。

已有研究對微生物農(nóng)藥常見劑型種類及特點、產(chǎn)品質(zhì)量、安全性評價和使用技術(shù)相關(guān)標準、助劑研發(fā)、管理現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面進行了詳盡的闡述,但尚缺乏典型微生物農(nóng)藥在防治重大病蟲害方面應用情況的綜述報道。鑒于此,本文梳理了我國近幾年一些原創(chuàng)的、新型的微生物殺蟲劑、殺菌劑和除草劑在生防菌株篩選、產(chǎn)品創(chuàng)制與應用等方面的研究進展,并對微生物農(nóng)藥發(fā)展提出建議和展望,旨在為行業(yè)相關(guān)單位和人員提供參考。

一、微生物殺蟲劑

1.細菌殺蟲劑細菌殺蟲劑主要是指利用某些殺蟲細菌對各類害蟲達到致病或致死效果的微生物農(nóng)藥,其主要有效成分有蘇云金桿菌Bacillusthuringiensis(Bt)、短穩(wěn)桿菌Empedobacterbrevis和球形芽孢桿菌Bacillussphaericus等,這些細菌可分泌毒素蛋白,影響害蟲生長發(fā)育。其中蘇云金桿菌是目前應用最廣泛的細菌殺蟲劑有效成分,我國登記的含有蘇云金桿菌的殺蟲劑達246種。

作為應用最多的細菌殺蟲劑,蘇云金桿菌對草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda、根結(jié)線蟲Meloidogyne和二化螟Chilosuppressalis等嚴重危害農(nóng)作物發(fā)育和生產(chǎn)的害蟲具有良好的防治效果。草地貪夜蛾是近年來新發(fā)現(xiàn)的入侵物種,繁殖力強、寄主廣泛、遷飛能力強、食量大,嚴重危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn),2019年首次傳入我國。截至2022年12月31日,已有6種Bt殺蟲劑可用于防治草地貪夜蛾。作為國內(nèi)首個獲得批準登記用于防治草地貪夜蛾的Bt產(chǎn)品,KN11商業(yè)化制劑產(chǎn)品“無敵小子”(32000IU/mg蘇云金桿菌)

在防治草地貪夜蛾方面效果顯著。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2019年科諾生物生產(chǎn)的KN11產(chǎn)品,國內(nèi)銷售額約為1900萬元,其中僅在用于防治草地貪夜蛾上的銷售額就已超過500萬元。另外,該Bt制劑在防治二化螟、稻縱卷葉螟CnaphalocrocismedinalisGuenee和菜青蟲Pierisrapae等害蟲上也具有顯著效果,并已在華中、華東和珠三角地區(qū)等區(qū)域進行推廣應用。在防治草地貪夜蛾的菌株篩選方面,發(fā)現(xiàn)了多株對其具有高毒力的菌株,這些菌株均含有4種殺蟲基因vip3Aa、cry2Ab、cry1Ac和cry1Ia,其中菌株KN50對草地貪夜蛾的防效與化學農(nóng)藥相當,藥后7d,在3kg/hm2和6kg/hm2下對1~3齡幼蟲的防效分別可達86.1%和95.2%。

Bt菌株不僅在防控草地貪夜蛾方面具有良好的應用效果,其在防治其他危害性較為嚴重的農(nóng)業(yè)害蟲上也有很大潛力。試驗證明,Bt菌株對于斜紋夜蛾Spodopteralitura(Fab.)、甜菜夜蛾Spodopteraexigua和棉鈴蟲Helicoverpaarmigera(Hübner)

等主要農(nóng)作物害蟲具有毒殺活性,未來可利用Bt菌株進一步研發(fā),創(chuàng)制新的農(nóng)藥產(chǎn)品。

2.真菌殺蟲劑真菌殺蟲劑是除細菌殺蟲劑以外應用最多的一類微生物殺蟲劑。目前,真菌殺蟲劑的有效成分主要有球孢白僵菌Beauveriabassiana、金龜子綠僵菌Metarhiziumanisopliae和淡紫擬青霉Paecilomyceslilacinus(Thom.)Samson等,這些真菌具有很強的侵染性,能夠通過菌絲對蟲體的入侵和酶類水解作用、抑制昆蟲免疫等途徑達到殺蟲效果。

近年來,我國真菌殺蟲劑注冊的產(chǎn)品類型越來越多樣,防治對象也越來越廣,但在劑型的研發(fā)和有效成分的創(chuàng)制上進展仍然比較緩慢。目前,應用較廣的有效成分主要有球孢白僵菌和金龜子綠僵菌。截至2022年12月31日,以上述2種真菌為有效成分獲批登記的農(nóng)藥品種共46個,這些產(chǎn)品可用于防治小菜蛾P(guān)lutellaxylostella、草地貪夜蛾、松毛蟲Dendrolimus、玉米螟和茶小綠葉蟬EmpoascapirisugaMatumura等多種害蟲,其中部分產(chǎn)品可防治多種害蟲,如金龜子綠僵菌CQMa421高毒力菌株對多種害蟲均有致病性,可以高效侵染鱗翅目、鞘翅目、直翅目、雙翅目、膜翅目、半翅目和纓翅目的30多種重要農(nóng)業(yè)害蟲,但不侵染蜻蜓、寄生蜂、螳螂和瓢蟲等天敵。

截至2022年12月31日,已利用該菌株研制出金龜子綠僵菌CQMa421殺蟲劑產(chǎn)品5個,這些產(chǎn)品能用于防控21種

(類)

作物的23種(類)害蟲,包括木虱Psyllidae、葉蟬Cicadellidae、綿蚜Eriosoma、盲蝽蟓、稻飛虱、天牛Cerambycidae和茶小綠葉蟬等,解決了許多重要害蟲無“生物農(nóng)藥”可用的難題。其中,2017年獲批登記的金龜子綠僵菌CQMa421可分散油懸浮劑在生物防治方面表現(xiàn)出色,在900~1350mL/hm2劑量下,對褐飛虱Nilaparvatalugens、稻縱卷葉螟和二化螟防效達60%~85%;在600~1200mL/hm2劑量下,對草地貪夜蛾防效達65.7%;在1200~1800mL/hm2劑量下,對茶小綠葉蟬的防效達72.2%~87.7%,對茶薊馬ScirtothripsdorsallisHood、茶毛蟲EuproctispseudoconspersaStrand和茶尺蠖Ectropisoblique、茄子薊馬也具有良好的控制效果;該制劑與其他生物農(nóng)藥、化學農(nóng)藥也具有良好的兼容性,聯(lián)用時對害蟲的防效更高;2018-2020年,金龜子綠僵菌CQMa421可分散油懸浮劑被多個省市列為推薦農(nóng)藥,在重慶、廣東、海南、貴州等14的個省

(市)

的水稻上大面積推廣示范與應用,應用面積達13.3萬hm2。金龜子綠僵菌CQMa421系列產(chǎn)品的研制極大地拓寬了真菌殺蟲劑的殺蟲譜,為其他國家廣譜型真菌殺蟲劑的研發(fā)提供了參考。

球孢白僵菌作為另一種廣泛應用的真菌殺蟲劑有效成分,可以侵染多種昆蟲,其孢子附著昆蟲蟲體后,可通過孢子生長、機械入侵、酶類水解等作用殺滅害蟲。近幾年,球孢白僵菌殺蟲劑數(shù)量逐漸增多,防治范圍也越來越廣,截至2022年12月31日,共有29種以球孢白僵菌為有效成分的農(nóng)藥獲批登記,可防治小菜蛾、松毛蟲、玉米螟、美國白蛾Hyphantriacunea、蠐螬Trypoxylusdichotomus、草地貪夜蛾、二化螟和蚜蟲等農(nóng)作物害蟲。研究發(fā)現(xiàn),球孢白僵菌在防治薊馬、灰茶尺蠖Ectropisgrisescens、蝗蟲、稻縱卷葉螟和褐飛虱等害蟲上具有良好的效果。

2018年獲批的150億孢子/g球孢白僵菌可濕性粉劑在防治薊馬方面效果顯著。薊馬作為一種世代周期短、繁殖能力強、食性雜、對觀賞植物和蔬菜危害嚴重的害蟲,2018年以前還沒有可用于防控薊馬的真菌殺蟲劑,而當施用3000g/hm2的球孢白僵菌可濕性粉劑時,藥后7d其對西花薊馬Frankliniellaoccidentalis的防效達到了98.13%;噴施2400g/hm2,藥后7d對蔥薊馬Thripsalliorum防效為96.16%,藥后14d對花薊馬Frankliniellaintonsa的防效為82.62%,該球孢白僵菌可濕性粉劑與其他生防產(chǎn)品聯(lián)合應用時,明顯提高了對薊馬的防治效果,目前,該產(chǎn)品的害蟲防治種類和試驗作物還在不斷增加,示范面積累計已達100hm2。

3.病毒殺蟲劑病毒殺蟲劑主要通過病毒的生命活動對昆蟲造成致病或致死效果,我國研究歷史較長的病毒殺蟲劑有效成分有桿狀病毒科的核型多角體病毒nuclearpolyhedrosisvirus,NPV、顆粒體病毒Granulosisvirus以及呼腸孤病毒科的質(zhì)型多角體病毒Cytoplasmicpolyhedrosisvirus,CPV。截至2022年12月31日,我國已登記有效成分中含有核型多角體病毒的殺蟲劑共65種,包括棉鈴蟲核型多角體病毒HelicoverpaarmigeraNPV、甜菜夜蛾核型多角體病毒SpodopteraexiguaNPV、斜紋夜蛾核型多角體病毒SpodopteralituraNPV、苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒AutographacalifornicaNPV、甘藍夜蛾核型多角體病毒MamestrabrassicaeNPV等,是種類最多的病毒殺蟲劑類型,可防治甜菜夜蛾、棉鈴蟲、煙青蟲HeliothisassultaGuenee、稻縱卷葉螟、玉米螟和地老虎Agrotissp.等多種農(nóng)業(yè)害蟲;而以顆粒體病毒和質(zhì)型多角體病毒為有效成分的殺蟲劑分別有6種和3種,主要防治對象為小菜蛾、菜青蟲Pierisrapae、稻縱卷葉螟及松毛蟲等。

在利用病毒殺蟲劑進行生物防治上,研究表明,核型多角體病毒對防治草地貪夜蛾具有顯著效果。截至2022年12月31日,我國共有2種核型多角體病毒殺蟲劑獲批登記,用于防控草地貪夜蛾。其中,江西新龍生物登記的20億PIB/mL甘藍夜蛾核型多角體病毒懸浮劑,當按有效成分750mL/hm2和900mL/hm2施用時,藥后7d,其對草地貪夜蛾的防治效果均達到了85%以上。

類承鳳等分離了一株亞洲玉米螟核型多角體病毒OstriniafurnacalisNPV,其對草地貪夜蛾3齡幼蟲的半數(shù)致死劑量是甘藍夜蛾核型多角體病毒的3.86倍,該項研究為開發(fā)防治草地貪夜蛾的高效病毒殺蟲劑提供了依據(jù)。張海波等也發(fā)現(xiàn)了多種核型多角體病毒對草地貪夜蛾有毒害作用。未來可利用核型多角體病毒開發(fā)更多針對草地貪夜蛾的病毒殺蟲劑。

由于桿狀病毒感染宿主一般具有專一性,我國現(xiàn)登記的棉鈴蟲核型多角體病毒、甜菜夜蛾核型多角體病毒、斜紋夜蛾核型多角體病毒和苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒的防治對象也較為單一,主要用于防治甜菜夜蛾、斜紋夜蛾、棉鈴蟲和煙青蟲,但甘藍夜蛾核型多角體病毒具有相對的廣譜性,可感染30多種鱗翅目昆蟲,可利用甘藍夜蛾核型多角體病毒開發(fā)廣譜性病毒殺蟲劑。

截至2022年12月31日,我國已有6種有效成分為甘藍夜蛾核型多角體病毒的產(chǎn)品獲批登記,可防控草地貪夜蛾、小菜蛾、棉鈴蟲、玉米螟、稻縱卷葉螟、茶尺蠖、煙青蟲和地老虎等害蟲。當施用20億PIB/mL甘藍夜蛾核型多角體病毒懸浮劑750mL/hm2時,藥后7d對稻縱卷葉螟的防治效果達90.08%,且不影響蜘蛛、隱翅蟲Staphylinidaelatreille、黑肩綠盲蝽Cyrtorhinuslividipennis等天敵種群數(shù)量。甘藍夜蛾核型多角體病毒系列產(chǎn)品已廣泛應用于湖南、遼寧、新疆、上海和廣西等21個省

(市、區(qū))

蔬菜、水稻和棉花等作物的病蟲害防治,我國也已實現(xiàn)甘藍夜蛾核型多角體病毒殺蟲劑產(chǎn)業(yè)化,建成了年產(chǎn)2000t昆蟲病毒制劑生產(chǎn)線。

4.微孢子蟲微孢子蟲Microsporidia是一類專性寄生的單細胞原生動物,能夠在組織細胞中發(fā)育并分裂,可反復無限增殖,具有傳染性。微孢子蟲會在寄主細胞中大量增殖,逐步取代寄主細胞質(zhì),使寄主細胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體和細胞核等細胞器受到嚴重破壞,使得細胞的代謝功能嚴重受損,最后導致細胞破碎死亡。

我國用于農(nóng)林害蟲防治的微孢子殺蟲劑主要有蝗蟲微孢子蟲、云杉卷葉蛾微孢子蟲和行軍蟲微孢子蟲3種類型,其中研究和應用較多的是蝗蟲微孢子蟲。在蝗蟲個體內(nèi),蝗蟲微孢子蟲主要是通過侵染蝗蟲脂肪體,破壞蝗蟲腦神經(jīng),影響蝗蟲的生長發(fā)育和代謝,而在種群內(nèi),微孢子蟲能夠通過被感染蝗蟲產(chǎn)下的卵和被感染蝗蟲的尸體及糞便以及殘草碎屑等途徑傳播,從而造成蝗蟲種群疾病長期流行,達到防控蝗蟲的目的。

截至2022年12月31日,我國僅有2種有效成分為蝗蟲微孢子蟲的微孢子蟲殺蟲劑獲批登記,應用于草地和灘涂的蝗蟲防控。曹國兵等發(fā)現(xiàn),蝗蟲微孢子蟲能夠持續(xù)控制蝗蟲種群密度,在草原蝗蟲災害爆發(fā)不嚴重時,可采用600mL/hm2微孢子蟲懸浮劑進行蝗蟲防治,第14天時,防治效果即可達到70%以上。目前,我國已制定了適合我國不同草原蝗蟲蝗區(qū)和不同農(nóng)區(qū)飛蝗蝗區(qū)的蝗災持續(xù)治理對策和技術(shù)體系,達到國際先進水平。

5.基因工程細菌殺蟲劑除利用自然存在的菌株研發(fā)微生物農(nóng)藥外,現(xiàn)代分子技術(shù)手段的應用也加快了新型農(nóng)藥的研究進度,豐富了農(nóng)藥產(chǎn)品的類型。如基因工程技術(shù),基因工程能夠按照科研生產(chǎn)實際需要,對生物進行定向改造,生產(chǎn)出符合人類需要的產(chǎn)品,由于基因工程技術(shù)在基因編輯上具有可控性和定向性,越來越多的研究希望利用這種技術(shù)生產(chǎn)出藥效穩(wěn)定、防蟲譜廣的農(nóng)藥。

利用基因工程技術(shù)已獲得了多種工程菌種,如米曲霉Aspergillusoryzae、黑曲霉Aspergillusniger和蘇云金桿菌等,其中蘇云金桿菌是國內(nèi)外使用最廣的工程菌之一。

通過電擊轉(zhuǎn)化的方法,將對鞘翅目葉甲科害蟲高毒力的cry3Aa7基因,導入Bt野生菌株G03中,采用不同時空表達的啟動子,實現(xiàn)雙基因的共表達,構(gòu)建了對鞘翅目葉甲科馬鈴薯甲蟲和鱗翅目小菜蛾等重要農(nóng)業(yè)害蟲具有高毒力的雙價基因工程菌,并利用該工程菌開發(fā)出了我國首例基因工程微生物殺蟲劑——蘇云金桿菌G033A,該產(chǎn)品也是我國首個對鞘翅目害蟲有效的Bt產(chǎn)品,可防治8種

(類)

作物的7種

(類)

害蟲,包括小菜蛾、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、黃條跳甲Phyllotretaspp.、草地貪夜蛾、甲蟲Coleoptera、棉鈴蟲等。2017年8月該產(chǎn)品獲得農(nóng)藥登記證,目前已應用于十字花科蔬菜、玉米和花生等作物的害蟲防治,并在安徽、廣州、湖北、吉林和山東等地推廣使用。

二、微生物殺菌劑

1.細菌殺菌劑細菌殺菌劑是主要的微生物殺菌劑類型之一,也是應用最多的微生物殺菌劑。目前,我國登記的細菌殺菌劑中有效成分主要包括熒光假單胞桿菌Pseudomonasfluorescens、枯草芽孢桿菌Bacillussubtilis、解淀粉芽孢桿菌Bacillusamyloliquefaciens和蠟質(zhì)芽孢桿菌Bacilluscereus等,其中大多數(shù)是以枯草芽孢桿菌為有效成分的殺菌劑。

截至2022年12月31日,共有96種含枯草芽孢桿菌的殺菌劑獲批登記,這些產(chǎn)品可用于防治番茄灰霉病、水稻稻瘟病、小麥白粉病、柑橘綠霉病、煙草黑脛病和白菜軟腐病等病害。研究發(fā)現(xiàn),枯草芽孢桿菌可分泌抗生素、細胞壁降解酶類、幾丁質(zhì)酶等物質(zhì),抑制病原菌孢子萌發(fā)和菌絲生長,當其吸附在病原真菌菌絲上時,會與病原菌共同生長并產(chǎn)生溶菌物質(zhì)消解菌絲體,溶解孢子細胞壁等。目前發(fā)現(xiàn)了多株芽孢桿菌菌株資源,這些菌株可有效防治油菜根腫病、馬鈴薯黑脛病、小麥赤霉病、黃瓜棒孢葉斑病、黃瓜炭疽病、甘薯莖腐病、番茄匍柄霉葉斑病和番茄白粉病等。

除了從陸地土壤和植物中篩選芽孢桿菌外,細菌殺菌劑生防菌株的選擇范圍和類型也正逐漸變廣。張致軍等以海洋生境芽孢桿菌Txc2-1為研究對象,制備了30億CFU/gTxc2-1可濕性粉劑

(Txc2-1WP),稀釋300倍施用,藥后60d對白菜根腫病的田間防效可達66.8%,該研究結(jié)果為將Txc2-1開發(fā)成首個防治根腫病的海洋微生物殺菌劑奠定了基礎(chǔ)。此外,2019年還有2種以光合細菌為有效成分的殺菌劑獲批登記,分別為2.0億CFU/mL嗜硫小紅卵菌HNI-1懸浮劑和2億CFU/mL沼澤紅假單胞菌PSB-S懸浮劑。其中,嗜硫小紅卵菌HNI-1懸浮劑是全球首個獲得登記證的光合細菌類農(nóng)藥,可用于防治水稻細菌性條斑病、水稻稻曲病、番茄根結(jié)線蟲和番茄花葉病,田間防效表明,在2700~3600mL/hm2劑量下對番茄花葉病防治效果為55%~70%,在6000~9000mL/hm2劑量下對番茄根結(jié)線蟲防治效果為60%~75%;而沼澤紅假單胞菌Rhodopseudanonaspalustris的胞外蛋白能有效抑制稻瘟病菌的生長、附著胞形成以及在寄主上的致病力,施用沼澤紅假單胞菌PSB-S懸浮劑可有效防治水稻稻瘟病、辣椒花葉病等。植物線蟲作為另一種危害范圍極廣的蟲害,可侵害100多種植物,給農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)發(fā)展造成的損害僅次于真菌病害,每年造成的經(jīng)濟損失高達數(shù)億元。

針對線蟲病,我國目前已研發(fā)出商業(yè)化防線蟲Bt制劑HAN055(注冊商標“壁壘”),該制劑對南方根結(jié)線蟲Meloidogyneincongnita(Kofold&White)Chitwood和大豆孢囊線蟲Heteroderaglycines均有良好的防治效果,田間試驗證明,該產(chǎn)品對南方根結(jié)線蟲和大豆孢囊線蟲的最高防效達到80%以上,為我國植物線蟲的綠色防控提供了新的防治途徑。

近年來,我國針對小麥全蝕病、水稻細菌性條斑病和水稻白葉枯病等以往缺乏生物防控制劑的多種農(nóng)業(yè)病害,研制了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的以生防微生物菌株為有效成分的微生物殺菌劑產(chǎn)品,如防治水稻細菌性條斑病、水稻白葉枯病的解淀粉芽孢桿菌LX-11懸浮劑,防治設施番茄枯萎病的解淀粉芽孢桿菌B1619水分散粒劑,防治小麥全蝕病的井岡

?

枯芽菌可濕性粉劑,防治煙草赤星病的多粘菌

?

枯草菌可濕性粉劑,防治草莓白粉病的枯草芽孢桿菌可濕性粉劑等。

其中,2019年獲批登記的60億芽孢/mL解淀粉芽孢桿菌LX-11懸浮劑,是國內(nèi)外率先將解淀粉芽孢桿菌應用于防治水稻細菌性病害的殺菌劑,也是我國第一個以解淀粉芽孢桿菌為有效成分登記的防治水稻細菌性條斑病和白葉枯病的微生物殺菌劑。此外,該懸浮劑還能夠防治白菜軟腐病、番茄青枯病,目前已在江蘇、安徽、福建和云南等省大面積推廣應用。這些殺菌劑產(chǎn)品將小麥全蝕病、水稻細菌性條斑病、水稻白葉枯病、番茄枯萎病等病害列入靶標防治對象,擴大了我國微生物殺菌劑的防治范圍。

2.真菌殺菌劑目前,我國獲批登記的真菌殺菌劑數(shù)量少、類型少、有效成分少。真菌殺菌劑的有效成分主要有木霉菌Trichodermaspp.、厚孢輪枝菌Verticiuiumchlamydmydosporium和哈茨木霉菌Trichodermaharzianum等。其中,木霉菌因抗菌范圍廣,抑菌效果強,生長速度快,產(chǎn)孢能力強受到較多研究,是目前利用較多的真菌殺菌劑。木霉菌可通過競爭作用、溶菌作用、重寄生和抗生作用等對病原菌進行抑制或殺滅。研究發(fā)現(xiàn),木霉菌可有效防治馬鈴薯黑痣病、小麥白粉病、辣椒根腐病、番茄枯萎病和豇豆枯萎病等病害,且效果顯著。截至2022年12月31日,有22種木霉菌殺菌劑獲批登記。除了木霉菌殺菌劑這類廣譜殺菌劑外,還有一些專用型真菌殺菌劑,用于防治菌核病等危害性極強的病害。菌核病是由核盤菌Sclerotiniasclerotiorum(Lib.)deBary等真菌引起的世界性病害,其病原菌核盤菌寄主廣泛,危害性大,能侵染400多種植物,如油菜、大豆和煙草等。目前我國僅有2種獲批登記用以防治菌核病的真菌殺菌劑,有效成為分別為小盾殼霉CGMCC8325和盾殼霉ZS1SB。其中,盾殼霉ZS-1SB可濕性粉劑對油菜菌核病有較好的防治作用,可以減少病原菌對油菜花、葉片和莖部的感染,抑制病斑擴展,目前已在湖北、安徽、四川、江西、江蘇、重慶、陜西和青海等油菜主產(chǎn)區(qū)進行了示范推廣。

三、微生物除草劑

目前,在微生物除草劑的研發(fā)應用方面利用最廣的微生物是真菌,我國最早將真菌應用到雜草防治上的微生物制劑是于1963年研制的“魯保一號”,其能有效防控菟絲子CuscutachinensisLam.,是我國第一個大規(guī)模應用的微生物除草劑。

近年來,已篩選出多株對牛筋草Eleusineindica(L.)Gaertn.、稗草Echinochloacrus-galli(L.)Beauv.、千金子Leptochloachinensis(L.)Nees和馬唐Digitariasanguinalis(L.)Scop.等雜草有致病性的菌種資源,其對雜草致病的同時,對棉花、小麥和水稻等作物安全,但利用這些菌株研發(fā)的除草劑產(chǎn)品較少,近3年無微生物除草劑獲批登記。稗草作為我國水稻生產(chǎn)中主要的農(nóng)田雜草之一,仍然缺乏可廣泛使用的微生物除草劑。張亞鑫等采用組織分離法獲得10株對稗草致病性較強的優(yōu)勢菌株,其中有5株為國內(nèi)首次從稗草中分離得到;陳勇等從水稻田稗草葉片上分離并通過紫外誘變得到1株誘變尖角突臍孢菌Exserohilummonoceras,該菌株對稗草也具有防治作用。

這些菌株豐富了我國防治稗草病原菌的生物資源,未來有望進一步研發(fā)為防除稻田稗草的除草劑。此外,還有能有效防控禾本科雜草、一年生莎草、闊葉雜草的雙色平臍蠕孢菌BipolarisbicolorSYNJC-2-2、嘴突凸臍孢菌Exserohilumrostratum、山田平臍蠕孢菌Bipolarisyamadae(Y.Nisik.)ShoemakerHXDC-1-2、派倫霉屬真菌Peyronellaeaglomerata等。其中,山田平臍蠕孢菌菌株防控范圍和使用范圍極廣,能用于控制馬唐、狗尾草Setariaviridis(L.)Beauv.、牛筋草、蟣子草Leptochloapanicea(Retz.)Ohwi、野燕麥AvenafatuaL.、假高粱Pseudosorghumzollingeri(Steud.)A.Camus和柔枝莠竹Microstegiumvimineum(Trin.)A.Camus等禾本科雜草、一年生莎草以及部分闊葉雜草,可以在糧食、蔬菜、花卉和果樹等作物田安全使用,控制效果可達80%以上;派倫霉屬真菌致病力較為迅速,接種3d后,即能形成明顯葉部病斑,對禾本科雜草具有良好的防效。這些菌株類型豐富、防控范圍廣、生物安全性高、作用效果明顯,具有進一步開發(fā)成各種經(jīng)濟作物、油料作物等農(nóng)作物除草劑的潛力。

在已有微生物除草劑產(chǎn)品應用方面,有研究表明,從加拿大一枝黃花SolidagocanadensisL.白絹病病株上分離得到的齊整小核菌Sclerotiumrolfsii可用于禾本科作物田、草坪的闊葉雜草以及加拿大一枝黃花的生物防治。齊整小核菌菌株SC64與生物除草劑克稗霉聯(lián)合使用擴大了殺草譜,提高了除草效果;在劑型改進方面,利用以秸稈粉與齊整小核菌菌絲混合制成固體顆粒劑型,用于防治一枝黃花,處理劑量為600kg/hm2時,7d的株防效最高能達到100%。粘質(zhì)沙雷氏菌顆粒劑、克稗霉和草莖點霉水分散粒劑等微生物除草劑產(chǎn)品的研發(fā),也為防除馬唐、稗草和鴨跖草CommelinacommunisL.等雜草提供了新的手段。四、對微生物農(nóng)藥發(fā)展的建議

近年來,各項政策的頒布與實施給予了生物農(nóng)藥登記、生產(chǎn)許可、應用推廣更為寬松和有利的發(fā)展條件,極大地推動了我國生物農(nóng)藥的發(fā)展,而現(xiàn)代技術(shù)的應用更加快了在生防微生物選育與創(chuàng)制、微生物與病蟲草害互作機制、微生物農(nóng)藥產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)等方面的腳步。

2017年,我國成立了全國農(nóng)藥標準化技術(shù)委員會生物農(nóng)藥分技術(shù)委員會,通過了《農(nóng)藥管理條例》?!掇r(nóng)藥管理條例》調(diào)整了農(nóng)藥生產(chǎn)管理職責,簡化、明確了生產(chǎn)方面的手續(xù);在2020年2月6日農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《2020年種植業(yè)工作要點》中,提出了要完善農(nóng)藥登記審批“綠色通道”政策,為生物農(nóng)藥、高毒農(nóng)藥替代產(chǎn)品等用藥登記創(chuàng)造良好環(huán)境;2021年8月,在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等6部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”全國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》中指出,要推行綠色防控,推廣應用高效低毒低殘留新型農(nóng)藥,這些政策為我國微生物農(nóng)藥的發(fā)展提供了良好的機遇。針對微生物農(nóng)藥的發(fā)展,未來可從以下3方面進一步加強。

1.加強創(chuàng)新,搶占研發(fā)高地目前,大多數(shù)微生物制劑防治對象較為單一,往往一種微生物農(nóng)藥只能防治一種病蟲草害,這樣的產(chǎn)品防治面窄、適用范圍小,對農(nóng)戶來說性價比低,而且無形中也增加了企業(yè)的研發(fā)成本,同時也造成了有些微生物制劑難以大規(guī)模

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