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微生物杀虫剂

微生物杀虫剂是利用微生物的活体制成的。在自然界,存在着许多对害虫有致病作用的微生物,利用这种致病性来防治害虫是一种有效的生物防治方法。从这些病原微生物中筛选出施用方便、药效稳定、对人畜和环境安全的菌种,进行工业规模的生产开发,从而制成微生物杀虫剂。

微生物杀虫剂与化学合成杀虫剂相比,具有以下特点:①防治对象专一,选择性高;②药效作用较缓慢;③药效易受外界因素(温度、湿度、光照等)的影响;④对生态环境的影响小。这些特点使微生物杀虫剂成为适用于害虫综合防治的一类农药

利用微生物防治害虫的研究始自19世纪,到20世纪上半期逐渐进入开发实用阶段。发展较快的是真菌和细菌杀虫剂,到50年代,以苏云金杆菌为代表的细菌杀虫剂已实现工业生产。70年代以来,病毒杀虫剂开始商品化。微生物杀虫剂是生物科学与工程技术结合发展的产物,随着现代生物工程的迅速发展,微生物杀虫剂将有很大的开发前景。

主要可分为真菌细菌病毒三类。在其他微生物中,放线菌一般利用其代谢产物抗生素,而不直接利用其活体作杀虫剂。原生动物、线虫和立克次氏体等微生物的利用研究得很少,尚未实用化。

真菌杀虫剂 已发现的昆虫病原真菌约750种,寄生范围很广,但开发成杀虫剂的不多,已试验成功并有一定规模应用的有:利用白僵菌防治马铃薯甲虫、大豆食心虫、松毛虫和玉米螟;利用绿僵菌防治金龟子、孑孓;利用汤普森多毛菌防治柑橘锈螨;利用轮枝孢防治温室蚜虫;利用座壳孢防治粉虱和介壳虫等。

细菌杀虫剂 微生物杀虫剂中研究开发最成功的是利用芽孢杆菌作杀虫剂,主要品种为苏云金杆菌,已广泛应用于农作物、森林、粮仓和蚊蝇等的防治。苏云金杆菌发现于20世纪初,30年代开始实用化,50年代即有工业生产,70年代以来发展较快,80年代全世界年销售额超过2000万美元。中国在70年代已大量生产,有青虫菌、杀螟杆菌等许多商品名称。苏云金杆菌有很多变种,其芽孢内含毒蛋白晶体,通称δ-内毒素,是杀虫的主要成分。当孢子进入害虫消化道后,毒素被活化,使害虫麻痹瘫痪而死。由于各变种所含蛋白晶体的结构不同,其毒力和适用的害虫对象也不同。例如应用较广的寇氏变种,用于防治鳞翅目幼虫;以色列变种用于防治孑孓。其他已开发利用的细菌杀虫剂还有日本甲虫芽孢杆菌,用于防治金龟子幼虫颇有效。

病毒杀虫剂 寄生于农业害虫的病毒已发现约 200种,有些已被开发作为病毒杀虫剂。其中大多数属于杆状病毒的核多角体病毒,少数是颗粒体病毒。昆虫病毒有高度的专一寄生性,通常一种病毒只侵染一种昆虫,而对他种昆虫和人无害,因此不干扰生态环境。但由于病毒只能用害虫活体培养增殖,使大规模工业生产受到限制。已经小规模商品化的病毒杀虫剂多数用于防治鳞翅目害虫,例如棉铃虫、舞毒蛾、斜纹夜蛾、天幕毛虫、菜粉蝶等。中国在80年代已广泛试验推广病毒杀虫剂。

微生物杀虫剂有离体和活体培养两种生产方法。离体法是将菌种在发酵罐中用液体深层通空气发酵,工艺过程类似的生产。通常发酵液中产生大量孢子,经沉淀、浓缩、干燥等后处理,再加入、配制成含一定浓度孢子的各种剂型,如液剂、粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂等,即可作产品销售使用。由于这种制剂含有活体孢子,对包装和贮存条件要求比较严格。离体法易于大规模工业生产,对细菌、真菌都适用。活体法要用活体害虫寄主来繁殖微生物,实现大规模生产困难较大,利用生物工程的细胞培养技术繁殖病毒的研究工作已在进行,并取得一定的进展。

微生物杀虫的优点

(1)对脊椎动物和人类无害,特异性强

害虫病原体对宿主有很强的选择性。因此,微生物杀虫剂具有对人畜等防治目标以外生物(非目标生物)安全无害的特点,如已有大量事实证明,苏云金杆菌制剂对于鱼类、禽类、哺乳动物和人类是完全安全的。

(2)有自然传播感染的能力

昆虫是各类昆虫病原体最适合的培养基,尤其对一些传染性病原体来说,甚至是不可代替的培养基,昆虫病原体使用后可在虫体内增值,产生芽孢、病毒多角体等具有感染力的繁殖体,这些繁殖体可在昆虫群落中自然传播去感染其它健康昆虫而造成流行病,尤其在虫口密度较高时蔓延传播更快,从而可以起到长期防治的作用,有些病原微生物虽然短期防治效果不佳,但一旦在某一生态环境中定居后,在适宜的环境条件下就可引起昆虫的疾病和死亡,成为经常性抑制虫口的自然因素。这是任何化学杀虫剂所不具备的特点。

(3)害虫不易产生抗药性

化学杀虫剂自开始使用以来,一直在不断地更新换代,而害虫的抗药性却直线上升。到目前为止还没有确切的证据来证明昆虫对微生物杀虫剂能够产生抗性。人们综合了大量有关害虫对各种病原微生物的抗性的研究材料后,认为杀虫微生物与害虫在长期共同的生活过程中,适应了害虫的防卫体系,虽然害虫对微生物长期反复的侵染会产生一定的抗性,但是这种抗性的增长是极其缓慢的,也就是说害虫对一些病原微生物的免疫力多年来始终保持在一个很低的水平。

(4)能保护害虫天敌

微生物杀虫剂的选择性强,能有区别地作用于害虫和害虫的天敌,它们可杀死害虫而对天敌无害。保持了天敌对害虫的制约作用,使得生态平衡向着有利于天敌的方面发展。

(5)容易进行生产

许多昆虫病原微生物已能进行工业化的生产,不少种类还可以采用简易的固体发酵法进行生产,无需特别的设备条件。

(6)不污染环境

常用的微生物杀虫剂中所含的有效成分对植物、脊椎动物和人类没有毒性或致病性,所以微生物杀虫剂不会污染环境,可以说是一种环保生物农药。

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