引言
在建設生態文明的當代,生產“無毒”果品與建設“美麗”果園是果樹科技人員的夢想。目前大面積使用的有機合成化學農藥,雖然在表面控制了有害微生物的發生和蔓延,但是化學農藥的施用同時也殺死了對植物有益的微生物,破壞了微生態平衡。產生這個問題的原因是人們把注意力過多地放在有害病原菌的研究和防控上,沒有意識到果樹病害產生的本質原因,即果樹病害發生的本質是果樹微生態系統失衡的結果。
根本的解決辦法是恢復原有的微生態平衡,這才是防控病害的關鍵。
目前,國內微生物農藥產品占整個生物源農藥產品的55%左右[1].由于其具有種類繁多、繁殖迅速和易于改造等優點,微生物農藥成為生物農藥領域中的研究熱點。微生物農藥的概念分為廣義和狹義2個層次,廣義的微生物農藥是指利用細菌、真菌、病毒和放線菌等微生物活體(包括基因修飾的微生物)或其代謝產物,防治農作物病、蟲、草等有害生物的一種農藥,包括活體微生物農藥和抗生素類農藥。狹義的概念僅包括活體微生物農藥[2].本研究的微生物農藥指的是廣義的概念。值得注意的是,微生物農藥也包括保護生物活體的保護劑、助劑和增效劑,這對于其穩定性和有效性至關重要[3].與化學農藥相比,微生物農藥具有很多優勢,如可以有效地保護生態環境,對環境相容性高,對靶標生物具有很高的專一性和選擇性,對人畜安全,可以就地取材生產和使用,生產工藝比較簡單等。但是微生物農藥也存在自身弊端,如速效性不如化學農藥,微生物農藥產品價格比化學農藥高,抗生素類農藥所占比例過高,不合理使用抗生素類農藥,活體微生物農藥施用和效用受環境條件限制,當前微生物農藥市場混亂等。
在國家倡導生態文明建設背景下,微生物農藥盡管存在一些問題,但是其研究方向符合未來可持續農業的發展趨勢。禁止或逐步停止化學農藥是大勢所趨,微生物農藥前景廣闊。筆者從微生物殺蟲劑、微生物殺菌劑、微生物除草劑3個方面綜述了微生物農藥在果樹生產中的應用,并對其存在問題和發展趨勢進行分析,旨在用辯證的觀點分析微生物農藥,用合理的方式應用微生物農藥,為果樹產業可持續發展服務。
1 微生物殺蟲劑在果樹生產中的應用
利用害蟲病原微生物進行防治,是一種有效的生物防治方法。微生物殺蟲劑主要包括細菌殺蟲劑、真菌殺蟲劑、病毒殺蟲劑和抗生素類殺蟲劑,前3類屬于活體微生物殺蟲劑。
1.1 細菌殺蟲劑
細菌因種類多、繁殖快、易于人工培養和控制,具有廣闊的開發應用前景。目前研究篩選出的殺蟲細菌約 100 多 種 ,絕 大 多 數 分 布 在 假 單 胞 菌 科(Pseudomonadaceae)、芽孢桿菌科(Bacillaceae)、鏈球菌科(Streptococcaceae)、腸桿菌科(Enterobacteriaceae)和微球菌科(Micrococcaceae)。細菌殺蟲劑約150種,主要有蘇云金桿菌、球形芽孢桿菌、緩病芽孢桿菌和日本金龜芽孢桿菌4種[4].目前,在果樹生產中應用最多的是蘇云金桿菌。
蘇云金桿菌制劑占微生物殺蟲劑總量的95%以上,是細菌殺蟲劑中應用最廣泛的微生物殺蟲劑[5].該制劑用于防治蘋果小卷葉蛾、桃小食心蟲及刺蛾等鱗翅目果樹害蟲。楊華等[6]使用蘇云金桿菌制劑防治梨小食心蟲,蟲果率僅為0.131~0.281;施藥時間最好選擇在晴天的傍晚或陰天時進行,比化學農藥應提前2~3 天。蘇俊平等[7]試驗認為,蘇云金桿菌XY-1菌株懸液對蘋果樹上美國白蛾、棉鈴蟲、斜紋夜蛾、梨小食心蟲、蘋小卷葉蛾以及蘋掌舟蛾6種鱗翅目害蟲均具有較高的殺蟲活性,對美國白蛾和梨小食心蟲最為敏感。
但是,有些地區由于不合理使用微生物農藥,致使害蟲產生抗藥性。潘飛等[8]研究指出,長期以來,由于在田間頻繁使用Bt、阿維菌素、茹蟲威、毒死蜱和高效氯氰菊酷,造成斜紋夜蛾產生了抗藥性,建議輪用、混用各種類型藥劑或應用增效劑來防治斜紋夜蛾。
1.2 真菌殺蟲劑
目前,殺蟲真菌約有100多個屬、800多個種,50%分布在半知菌亞門(Deuteromycotina),大多數屬于綠僵菌屬(Metarhizium)、白僵菌屬(Beauveria)、擬青霉屬(Paecilomyces)、蟪 霉 屬 (Nomuraea)、被 毛 孢 屬(Hirsutella)、輪枝霉屬(Verticillium) 等[9].其中,白僵菌、綠僵菌、座殼孢、蚜蟲霉、湯普森被毛孢等常用在果樹害蟲生物防治中[10].特別是白僵菌的應用范圍最廣,該菌致病力強、殺蟲譜廣、可寄生15個目149個科的700多種昆蟲及蜱螨類。章玉蘋等[11]證實球孢白僵菌B6菌株對桔小實蠅(Bactrocera dorsalis)老熟幼蟲和土壤中蛹的致死作用較弱,對成蟲死亡率可達82.89%~94.04%,致死作用顯著。朱艷婷等[12]篩選出3株對桃小食心蟲幼蟲有較強致病性的白僵菌。通常情況下,由于接種前1~3天為蟲生真菌孢子的潛伏期菌株,前 3 天致病力相對較差。Marjorie 等[13]研究發現 ,玫煙色擬青霉真菌(Paecilomycesfum osoroseus)孢子對柑橘木虱有很強的致病性。莊乾營等[14]研究表明,金龜子綠僵菌能較好地控制蘋果桃小食心蟲的危害,防效在80%以上。李芳等[15]研究表明,淡紫擬青霉能有效地防治柑桔和檸檬等多種作物根結線蟲。
1.3 病毒殺蟲劑
自然界中有15個科600多種病毒能夠感染昆蟲,大部分是桿狀病毒[16].目前,昆蟲病毒殺蟲劑種類已達1600種[17],國內已經有10多種病毒作為殺蟲劑登記注冊使用,核型多角體病毒顆粒體和質型多角體病毒應 用 比 較 廣 泛 . 其 中 核 型 多 角 體 病 毒 (nuclearpolyhedrosis viruses)是研究得較為詳細的一類病毒。目前,病毒殺蟲劑在果樹害蟲防治上的應用較少[18],但是病毒殺蟲劑是一類高度專一的寄生病毒類群,不易產生抗藥性,持效作用長,未來發展趨勢廣闊。
李紅靜等[19]單獨使用美國白蛾核型多角體病毒防治美國白蛾3齡幼蟲,藥效可達85%以上,混合施用Bt與核型多角體病毒防治具有顯著的增效作用,可使美國白蛾提前發病2~3天。黃家善等[20]發現棉鈴蟲核型多角體病毒對荔枝蒂蛀蟲的田間藥效試驗防效達到77.30%~83.43%.
1.4 抗生素類殺蟲劑
農用抗生素大部分來源于鏈霉菌屬中的放線菌發酵產生的次生代謝產物。放線菌是一類比其他微生物更具有生物活性的資源,其只是形態上的分類,屬于細菌界放線菌門[21].農用抗生素易被土壤微生物分解而不污染環境,其對人畜安全,選擇性高??股仡悮⑾x劑主要有阿維菌素(avermectins,7051殺蟲素)、瀏陽霉素(liuyangmycin,殺螨霉素)、多殺霉素(spinosad)等。
阿維菌素防治害蟲種類有梨木虱、紅蜘蛛、美洲斑潛蠅、螨類等,在柑桔和土壤中的半衰期分別為6.19和7.86 天,屬于易降解性農藥化合物[22].瀏陽霉素對螨類具特效,對蚜蟲也有較高的活性,可用于果樹等作物防治螨類及蚜蟲。多殺霉素可防治薊馬,重點在幼嫩組織如花、幼果、頂尖及嫩梢等部位。農用抗生素是近幾年來發展勢頭較為迅猛的領域,很有發展前途。
畢萬新等[23]選用果蠅誘殺劑0.1%阿維菌素RG進行櫻桃果蠅防治試驗,平均防效為89.6%.宋國春等[24]應用阿維菌素防治蘋果紅蜘蛛,阿維菌素消解速度較快,在蘋果及土壤中半衰期較短,是當前農業害蟲防治中理想的生物農藥。申圭良等[25]評估了瀏陽霉素對柑橘全爪螨的毒殺活性,結果表明瀏陽霉素對柑橘全爪螨成螨的 LC50值為 0.19 mg/L,藥后 1~7 天防效達87.1%~95.5%.汪保記等[26]研究發現,近年來由于連續多年使用阿維菌素導致梨木虱抗性增強、藥效降低。通過試驗比較不同劑型及濃度的阿維菌素的防治效果表明,以含量5%乳油劑型防效最好,且乳油劑型效果優于水乳劑型,高含量劑型優于低含量劑型,對葉、果無害。
2 微生物殺菌劑在果樹生產中的應用
微生物殺菌劑是一類控制植物病原菌的制劑,主要抑制病原菌能量產生、干擾生物合成和破壞細胞結構,內吸性強、毒性低。果樹微生物殺菌劑的種類主要包括農用抗生素類、細菌殺菌劑和真菌殺菌劑。
2.1 抗生素類殺菌劑
作為殺菌劑的有農抗120、井岡霉素、春雷霉素、多氧霉素、公主嶺霉素、農霉素、武夷霉素、中生霉素、鏈霉素等。在果樹生產中,四霉素(梧寧霉素)可以防治蘋果樹腐爛??;中生霉素防治蘋果輪紋??;春雷霉素防治西瓜細菌性角斑病,對桃樹流膠病、瘡痂病、穿孔病等病害有特效;農抗120可防治蘋果早期落葉病、輪紋病,梨黑星病、黑斑病,葡萄霜霉病、白腐病,棗銹病等;多抗霉素防治蘋果斑點落葉病、霉心病、灰斑病,梨黑星病、輪紋病,葡萄灰霉病等[27].崔琳霞等[28]應用3%多抗霉素水劑對蘋果落葉斑點病防治效果達93%以上,噴布葉片正反兩面和新梢,噴施時做到均勻周到。張毅等[29]用10.5%阿維菌素·噠瞞靈乳油2000倍液對蘋果全爪瞞,藥后3天防效高達94.8%,藥后10天防效在89.4%以上,對蘋果樹枝、葉、果無不良影響。趙金梅等[30]發現10%多抗霉素對中華獼猴桃褐斑病病原菌抑菌效果較強。張為麗[31]通過橘園田間試驗,阿維菌素和啶蟲脒防治薊馬的效果均在80%以上。時春喜等[32]研究表明,抗霉素、寧南霉素等抗生素類殺菌劑對蘋果斑點落葉病的防治效果均達80%左右。房道亮等[33]
指出,為減緩病原菌抗藥性的產生,可以交替使用作用機制不同的殺菌劑,在蘋果生產中,寧南霉素最好與甲基硫菌靈、戊唑醇、代森錳鋅等殺菌劑交替使用,既能增強對蘋果輪紋病、爛果病等病害的綜合防治效果,又能延緩病菌抗藥性的產生。鑒于近年來植物病毒病害呈逐年上升的趨勢,研究開發對植物病害有特異作用的農用抗生素和劑型有巨大的潛力。
2.2 細菌殺菌劑
生防研究的細菌主要有芽孢桿菌(Bacillus spp.)、假單胞桿菌(Pseudomonas spp.)、放射形土壤桿菌(Agrobacterium)、歐文氏菌(Erwinia)等。在國外,用放射性土壤農桿菌(Agrobacterium radiobacter)K84菌株防治果樹的冠癭?。ǜ┎。┮呀浬唐坊?。