生物农药

生物农药（共12篇）

生物农药 篇1

利用餐厨垃圾制生物农药, 应用于绿色有机农业, 实现餐厨垃圾“减量化、无害化、资源化”, 实现资源循环再利用, 将是餐厨垃圾高端利用的新途径。

生物农药防治虫害的效果好、无残留, 而且不污染环境、对人畜安全无毒, 也不会杀伤害虫天敌和有益动物。使用生物农药, 害虫和病原还难以产生抗药性。

目前, 北京固废产业技术联盟成员单位研发了苏云金芽孢杆菌 (Bt) 生物农药新工艺, 所采用固态发酵法比国内Bt生产企业采用液体深层发酵技术更为绿色环保。在这项工艺中, 餐厨垃圾收集之后, 用专用运输车输送到干燥车间;经真空干燥后, 进行粉碎得到餐厨垃圾干燥粉。以餐厨垃圾干燥粉为原料, 按照比例调配装入混料罐中;混合均匀后得到固态发酵培养基。在高温蒸汽灭菌、自然冷却后, 将其与准备好的菌种均匀混合, 装入固态发酵设备中。发酵完成后, 经过真空干燥、气流粉碎, 得到Bt生物农药原粉。再加入添加剂得到可湿性粉剂, 经过压制最后得到泡腾片剂。此过程中, 干燥所产生的气体还被进行脱臭处理, 使废气排放达到标准, 确保空气环境质量合格。

根据实验数据, 4吨餐厨垃圾可获得1t干燥粉, 制备800kgBt生物农药;处理6t餐厨垃圾, 就可生产1tBt生物农药。目前, 每吨生物农药的市场价为2.2万元。年利润十分可观。如果在北京筹建一个年处理餐厨垃圾42万t的企业, 那么一年可产Bt生物农药7万t, 年利润为7亿元。利用餐厨垃圾发展生物农药产业, 有着广阔的市场发展前景。

现在, 随着人们生活水平的提高, 绿色蔬菜、绿色粮食正在走进人们的生活。以农副产品的下脚料为原料生产生物农药, 将其用于田间生产绿色农副产品供人们消费。如此循环, 就形成了绿色经济循环圈。而这一循环圈的关键, 就在于成本低、质量好的生物农药的生产。随着高毒高残留的化学农药逐步被淘汰, 生物农药获得了发展空间。2007年1月1日, 我国全面禁止了甲胺磷等5种高毒农药在农业生产中的使用, 这意味着在未来3～5年内, 高毒农药的退出将给国内农药市场留下100亿元的缺口。

目前, 我国生物农药占农药市场总销售额的2%左右, 主要销售地包括天津、山东、江苏、河北等。而这一比例在国际上为20%左右。此外, 要突破“绿色壁垒”也必须发展生物农药。目前, 发达国家针对中国入世纷纷调整和提高了产品进口的技术门槛, 形成了“绿色壁垒”。美国食品与药物管理局常常以农药残留不符合FDA标准而扣留从中国进口的食品, 欧盟、日本、韩国也紧紧跟进, 导致了我国农产品出口量的大幅度下滑。而Bt生物农药适用于粮食、蔬菜、瓜果及林木上200多种害虫的防治, 对人畜安全无毒, 是实现农产品安全生产与出口的重要保障。

(信息来源:北京科技报)

生物农药 篇2

摘要：

芽孢杆菌能分泌多种具有抗菌活性的次级代谢产物，主要包括抗生素、细菌素、抗菌蛋白、水解酶类以及挥发性物质等。本文主要介绍产抗菌蛋白芽孢杆菌在农业生物防治中的应用研究，并对其产抗菌物质类型、抗菌作用机理做简要论述。关键词：芽孢杆菌；抗菌蛋白；农业生物防治

芽孢杆菌（Bacillus spp.）在防治植物病害中的研究应用非常广泛，从土壤传播病害到气流传播病害，从粮食作物病害到水果、蔬菜、花卉等经济作物病害都有涉及。这类生防细菌可以产生内生芽孢，抗逆能力强，繁殖速度快，营养要求简单，易定殖在植物表面。目前用于病害生防的芽孢杆菌种类有：枯草芽孢杆菌（B.subtilis）、多粘芽孢杆菌（B.polymyxa）、蜡状芽孢杆菌（B.cereus）、地衣芽孢杆菌（B.licheniformis）、巨大芽孢杆菌（B.megaterium）、短小芽孢杆菌（B.pumilis）和蕈状菌变种（B.cereus var.1mycoides）等。1.芽孢杆菌分泌的主要抗菌物质 1.1抗生素（antibiotic）

是一类微生物产生的对其他微生物具抑制或杀死作用的非蛋白质的小分子化合物。抗生素一般在低浓度（小于 10ppm）下就能起抗生作用。蜡状芽孢杆菌（B.cereus）菌株 UW85 产生两种抗生素即 zwittermicin A 和kanosamine，其中 zwittermicin A 抑制苜蓿猝倒病菌（Phytophthora medicaginis）芽管的伸长，kanosamine 引起孢子囊膨胀。1.2细菌素

是一种细菌产生的对亲缘关系较近的种或种以下不同菌株有抑制作用的抗菌物质，大多含有一些稀有氨基酸分子结构，而且一般是环肽。细菌素可分为低分子量多肽类、核苷酸类似物细菌素，与分高分子量蛋白质颗粒细菌素两大类，蛋白质颗粒细菌素有球形、椭圆形、棒形与带棒状尾部多面体等多种结构。枯草菌素（Subtilin）是迄今为止研究较深入的细菌素之一。它的前体是56个Aa小肽，其中24个Aa为信号肽，经信号肽酶切除和一系列修饰如Thr脱水和Ser与Cys硫酯化可以形成32个Aa的活性小肽，具有抗酸和抗热的特性。Zheng等从枯草芽孢杆菌中分离出一种分子量为3.4kD细菌素，其对引致食品变质的细菌B.aureus和Salmonella typhimuritum有抑制作用，它可以作为一种抗菌物质应用于食品保鲜。1.3抗菌蛋白

芽孢杆菌生长代谢过程中能分泌一些抑制植物病原菌的活性蛋白，这些蛋白在生防中的作用显著。芽孢杆菌产生的抗菌蛋白中包括多肽、脂蛋白和糖蛋白，结构有环状、线状和分支环状等。[2]

[1]枯草芽孢杆菌 BS-98 菌株产生的蛋白能强烈抑制苹果轮纹病菌（Physalosporapiricola）等植物病原真菌。其氨基酸组分分析表明，该蛋白含11种不同的氨基酸，尤其富含谷氨酸和半胱氨酸等，此外，还有一些未知蛋白在抑制植物病原菌方面也表现出强烈的作用。

枯草芽孢杆菌JM4菌株能够产生JM4-A和JM4-B两种新型抗菌肽，分子量分别为1422.71D和1422.65D，这两种抗菌肽除了3个未知序列外，7个氨基酸序列组成相同，有很强的同源性。BS-2菌株分泌的抗菌多肽分子量≤2884.39Da，该多肽对热稳定并能抗紫外线照射，对炭疽病菌和番茄青枯病菌等多种植物病原真菌和细菌有强烈的抑制作用，对辣椒果实炭疽病具有69.79%（9d后）的防病效果。刘永锋等分离的枯草芽孢杆菌Bs-916对多种病菌具抑制活性，他们分别采用丙酮沉淀、PEG沉淀、等电点沉淀和超微浓缩等方法从Bs-916代谢液中获得的胞外抗菌物质具有蛋白质的性质。

蜡状芽孢杆菌（B.cereus）S-1 菌株的发酵液，经过酸沉淀和有机溶剂抽提，Sephadex G-100 与 DEAE－52 柱层析等步骤后，分离得到一种环状多肽 APS-1，同时进行了氨基酸组分分析[7,8]

[5]

[6][4]

[3]。平板抑菌试验结果表明，APS-1对9种真菌的孢子萌发有抑制作用。李伟光等筛选出了拮抗菌B.cereus G35，其拮抗物具蛋白性质，部分纯化物对蛋白酶敏感。

还有一些对未鉴定种的芽孢杆菌抗菌蛋白研究与报道。刘晓妹等发现芽孢杆菌B1和B2的培养滤液对豌豆尖镰孢具有抑制作用，在两个菌株的培养滤液中分别检测出一种抗菌蛋白。辛玉成等[10]

[9]苹果霉心病的生防菌株枯草芽孢杆菌XM16培养液中分离纯化得到一种抗菌蛋白。芽孢杆菌BS-98和B130菌株的抗菌蛋白对热稳定，对蛋白酶部分敏感。2.生防菌的主要作用机制

生防菌的生防机制是多种多样的，如产生抗菌素、重寄生、溶菌作用、竞争作用和诱导抗性等。由于大多数据是在试验条件下获得的，而田间条件要复杂的多，所以实际上可能两种或三种机制同时起作用，也可能是在植物不同部位或不同发育时期某一机制在起主要作用，目前已明确的主要有以下4种。2.1 竞争作用

竞争是微生物间在对生活空间和营养物质的需求发生冲突时发生的。表现为营养物质的竞争、物理位点、生态位点的抢占以及氧气的竞争。拮抗菌在人工导入的情况下，能抢先到达自身能够定殖的部位，从而优先占领了有利的物理学位点和生物学位点，造成对病原菌侵染的物理阻隔或生态排斥应效，使病菌无法接近侵染位点而不能侵染寄主。另一方面，拮抗菌与病原菌间对相同位点的营养争夺（包括有机质和微量元素），是拮抗菌控制病菌繁殖的又一重要方式。如拮抗细菌通过产生嗜铁素（嗜铁素是一种胞外低分子化合物，为一具二烃基配位体的链状六肽，对Fe3+有高度的络合能力）大量结合根际或根围土壤中的 Fe3+，使包括病原菌在内的其它微生物因缺铁元素而难以繁殖，从而使寄主免遭病菌侵染。可能的机制有三：①由于其结合了根际有限的 Fe3+，限制了病原菌对 Fe3+的利用、抑制病原菌生长，寄主免遭病菌浸染；②病原菌自身不能产生嗜铁素或产生的极少，不能与 Fe3+结合或结合能力弱；③病原菌产生的嗜铁素结合的铁可被拮抗菌所利用，而拮抗菌产生的嗜铁素结合的铁不能被病原菌所利用。

2.2 拮抗作用

由于抗生物质的作用而产生的对病原菌的抑制作用叫抗生作用或拮抗作用。自从1945 年 Johnson 等报道枯草芽孢杆菌产生拮抗物质以来，人们已从枯草芽孢杆菌的不同菌株中分离出几十种抗菌物质，并弄清了这些抗菌物质是一类从简单分子到复杂化合物即从杆菌肽（bacitracin），大环脂（cycleopetite）（Zimmerman S.B.，1987）到类似噬菌体颗粒（Tagg J.R.，1976）等不同成份组成的物质。此外，其中一部分是低分子量的抗菌素，也有一些蛋白类的抗菌物质（Michael A.，et al，1983）。这些抗生物质在很低浓度下即可对病原菌等其它微生物的生长和代谢活动产生毒害作用，常将这类抗生物质称为抗生素。大致包括以下几类：细菌素（bacteriocin），荧光素（fluorescein/pyoverdines）、酚类物质、多肽类抗生素、蛋白质类抗真菌素及挥发性抑菌物质等其它抗生素。Cubeta 等对Bsl 菌株的抗生试验研究显示，该菌株能对包括青霉菌（Penicillium spp.）在内的 26 种大豆种子病菌起杀菌或抑菌作用，即使经高压灭菌后的培养物滤液仍能抑制病菌 Phomopsis sp.的生长和子座的形成（Cubeta M.A.，1985）。MackeenC.D.等（1986）、Baker C.J.（1985）等，Pusey P.L.等（1984）用 B.subtilis 的不同分离物进行的各类病害防治试验一致表明，产生抗生素是该菌的共同防病机理。已发现 B.subtilis 类抗生体可产生诸如枯草菌素（subtilin）、杆菌毒霉素（toximycin）、伊枯草菌素 A（iturinA）、抗霉枯草菌素（mycosubtilin）、酶基肽（acylpeptide）、优霉素（eumycin）、伊枯草菌素 C 及枯草杆菌肽（bacitracin）等多肽类抗生素，多肽抗生素26a 和杆菌毒素 SLD（bacillomycin S.L.D.）等蛋白类抗真菌素，有的甚至还能产生挥发性的抑菌物质。这些抗菌物质或抑制菌丝生长或抑制孢子萌发或二者兼具，对病菌产生有效的拮抗作用。在已知的50多种抗生素和植物毒素中，绝大多数都是不常见的氨基酸、多肽或含氮（N）杂环化合物等次生代谢产物。2.3 寄生作用

有的细菌能寄生在植物病原菌体内，从后者吸取营养并最终导致后者衰亡，产生“溶菌”现象。如寄生性蛭弧菌（Bdellovibrios spp.）对菜豆晕萎病细菌（Pseudomonas phaseolicola）的寄生作用。

2.4 诱导植物产生抗病性

非亲和性病原菌或其代谢产物能诱导寄主植物产生抗性，从而避免或减轻植物受亲和性病原菌的侵染。这是利用无毒的病原细菌突变株处理植物以获得植物诱导抗病性的理论依据。诱导抗病性的提出，拓宽了利用细菌防治植物病害的空间，使非亲和性的病原细菌进入了生防细菌之列。国外利用无毒青枯菌突变体处理番茄幼苗和马铃薯块茎表现一定程度的抗病性，研究认为青枯菌细胞壁表层脂多糖中的脂质是引起保卫反应的诱导体。

3.国内外芽孢杆菌在生物防治中的研究进展 3.1国内研究

江苏农科院植保所开发的 B-916 菌剂对多种病原真菌和水稻白叶枯病菌都有显著防治效果，对水稻纹枯病田间防效持续10年稳定在 50~80%，每年施用面积达百万亩

[11]

。枯草芽孢杆菌 B-3 为南京农业大学分离的小麦纹枯病生防菌，商品名为麦丰宁，田间防效达 50~80%，增产 10%以上

[12]

。中国农业大学利用多种有益芽孢杆菌，如蜡质芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等，研制的增产菌系列产品具有良好抗菌防病效果，在水稻、小麦、蔬菜和经济作物上的应用面积超过1667.5万 hm2，增产幅度在 10~20%。我国已经登记的芽孢杆菌类杀菌剂有枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和蜡质芽孢杆菌

[13]

。苏云金芽孢杆菌（B.[14]thurgienses）在生物防治害虫中应用较广，现已有而防治线虫的 B.thurgienses 菌剂登记3.2国外研究进展。

在美国，枯草芽孢杆菌被用于控制黄瓜和番茄上的瓜果腐霉（Pythium aphanidermatum）和烟草疫霉（Phytophthoranicotianae）。美国已开发了枯草芽孢杆菌不同菌株的生防菌剂，如 QST713、GBO3、MBI600 菌株，这些生防菌剂已得到美国环保署（EPA）商品化或有限商品化生产应用许可[15]。其中以 QST713 菌株研制的生防菌剂为 AgraQuest 公司产品，商品名Serenade。澳大利亚研究开发属的 B.subtilisA-13 对麦类和胡萝卜立枯病和土传病害具有很好的防病增产的作用。在德国。解淀粉芽孢杆菌 FZB24（B.amplolquefaciens）最初作为植物促长剂被商业化生产，2000 年取得了 EPA 的注册，现已被用于控制温室和大田植物的不同真菌病害。生防细菌的协同作用能提高防病效果。4.结语

芽孢杆菌属是一类重要生防菌，它能分泌多种具有抗菌活性的次级代谢产物，主要包括抗生素、细菌素、抗菌蛋白、水解酶类以及挥发性物质等，具有抗菌能力强，抗菌谱广的特点，并且植物病原菌不易产生耐药性。生防菌株及其抗菌物质与化学药剂或其它多种菌株或其拮抗物质复配，研制新型、高效的生防菌剂，这必将给农业中植物病害的生物防治带来美好的前景。

4.参考文件

生物农药的高效使用技术 篇3

看天 对生物农药的使用效果影响最大候因素是温度、湿度、光照和雨水。①温度。生物农药的活性成分主要由蛋白质晶体和有生命的芽孢组成，均对温度要求较高，因此，施用生物农药时，务必将温度控制在20℃以上。一旦低于最佳温度喷施生物农药，芽孢在害虫机体内的繁殖速度十分缓慢，而且蛋白质晶体也很难发挥其作用，往往难以达到最佳防治效果。试验证明，在20～30℃条件下，生物农药防治效果比在10～15℃之间高出1～2倍。②湿度。生物农药对湿度的要求极为敏感，农田环境湿度越大，药效越明显，特别是粉状生物农药更是如此。因此，喷施生物农药细菌粉剂务必在早晚露水未干的时候进行，以利于菌剂较好地黏在茎叶上，并促进芽孢繁殖，提高药效。③光照。阳光中紫外线对芽孢有杀伤作用，受直射阳光照射30分钟，死亡率达50%左右，照射1小时死亡率高达80%。此外，紫外线辐射对伴孢晶体也有变形降效作用。因此，在施用时应尽量避开强光，最好在下午4时以后或阴天施用。④雨水。芽孢最怕暴雨冲刷，中雨和大雨会将喷洒在叶面的菌液冲刷掉，降低药效，但如果在施药5小时后下小雨，则不但不会降低防效，反而有增效作用。为此，要求农民朋友在施用生物农药时，要根据当地天气预报，适时用好生物农药，严禁在暴雨期间用药，以确保其杀虫效果。此外，风对粉剂生物农药的飘移和扩散有着至关重要的作用，在微风下施用粉剂，作用效果最佳。

看地 不同地区，生物农药的使用效果也不尽相同。如在干旱地区需加大喷药用水量，造成一种高湿环境，才利于微生物孢子的存活和繁殖；同时可在制剂中加入一些特定的高分子物质和增加溶液黏度的物质，如淀粉、动物骨胶、草木灰浸出液等，可避免药剂溶液快速干燥，以提高生物农药的使用效果。

看虫 对于不同类型及特性的害虫，生物农药的使用方法也不同。害虫一生有几个不同的发育阶段，各个发育阶段对生物杀虫剂的抵抗力不同。选择害虫低龄幼虫期施药，能充分发挥生物农药的杀虫效果，从而达到“治小、治早和治了”的要求。另外，还要根据害虫取食特点使用不同类型的生物杀虫剂，如苏云金杆菌对鳞翅目害虫效果很好，但对刺吸汁液的害虫（如螨类）则无效，而阿维菌素对螨的防治效果非常好。

看机械 由于生物农药生产成本高，因此应优化用药技术，使用高性能喷洒机械，如采用与扇形空气喷口配套的弥雾机，其液压喷嘴喷出的雾滴小而均匀，能提高生物农药的防效，降低生产成本。

看剂型 使用生物农药时要根据防治对象、气象条件和使用时期，正确选择适当的剂型。如粉剂可借助空气浮力和风力分散于较大范围，从而与害虫有更大接触；胶囊剂不但有较长的防效，而且还能保护其中的病原体不受环境因子的影响，可用于大棚洒施。

看品种 在生物农药的实际使用中，不少人误认为生物杀虫剂可杀灭一切害虫，因而便不加选择地购买使用，这样不但收不到应有的效果，反而增加生产成本，增加防治难度，而且还会延误防治时机。实际上，生物杀虫剂的专一性很强，杀虫谱不广，如苏云金杆菌对防治鳞翅目幼虫有效，而对同翅目的叶蝉就没有致命性，而且其不同品系对几种重要害虫的防效也存在差异，因此，应根据不同害虫有针对性地选择适宜的生物农药品种。

注意合理混用 在生物农药的实际使用中，应根据害虫的迁飞特性，采取生物农药与高效低毒低残留的化学农药配合使用的措施，因为在生物农药中加入低剂量的化学农药，可降低害虫的抵抗力，为病原微生物的侵入创造条件，同时害虫被病原微生物侵染后，又降低了对化学农药的抵抗力，从而起到增效作用。但要注意：生物农药不能和杀菌剂混用，因为生物农药多为菌类，和杀菌剂混合后，它的主要成分菌类也被杀死，农药也就失去了效果；生物农药也不能与碱性农药混用，因为生物农药中的微生物大都生活在酸性环境条件下，与碱性农药混用，就破坏了这些微生物的生存环境，引起菌类的失活和农药的失效。

注意合理储藏 生物农药储藏的地点要求阴凉、干燥，即避免高温、受潮失效。如苏云金杆菌、井冈霉素等，它们的特点是不耐高温、不耐储藏，容易吸湿霉变、失活失效，而且保存期不能超过2年。

我国生物农药发展探讨 篇4

1 生物农药的种类、作用机理和应用

1.1 植物源农药

利用植物资源进行开发的农药称为植物源农药，其狭义的定义是指直接利用植物产生的天然活性物质或植物的某些部位所制成的农药；广义的定义还包括利用天然物质的化学结构和类似衍生物结构人工合成的药物。早在20世纪30年代，我国就对烟草、巴豆等上百种植物进行了系统研究，至今已有40余种植物源生物农药登记注册[3]。

次生代谢物是植物源农药中的主要有效物质，其成分主要有生物碱类（alkaloids）、萜类（terpenes）、黄酮类（flavonoids）、精油类（volatile oils）。一般来说，昆虫对这些次生代谢物不容易产生抗性，其原因主要是次生代谢物的形成是植物和昆虫之间协同进化的结果。

植物源农药对昆虫的作用主要有毒杀、拒食和忌避、干扰正常的生长发育、光活化毒杀等[4]。其中，毒杀作用包括胃毒杀、触杀、熏杀和內吸毒杀，是对昆虫最直接有效的作用拒食和忌避是改变害虫的体内外信息，使其转移目标；干扰正常的生长发育是指许多植物源农药的活性成分可以干扰害虫的内分泌，致使其生长和发育出现异常，由此可控制第2代害虫的发生；光活化毒杀是植物源农药借助光敏化剂而产生作用，其中光敏化剂是光活化毒杀作用的关键，其机制是一定波长的光子被光敏化剂接收后产生自由基等对害虫造成伤害或致其死亡。目前，已经发现的对昆虫生长发育有抑制和干扰作用的植物大概有1 100余种[5]，主要有菊科植物中的除虫菊，楝科中的印楝、苦楝和川楝，卫矛科中的苦皮藤等。

1.2 动物源农药

目前，昆虫病毒杀虫剂已在多个国家大量施用，国际上己有40余种昆虫病毒杀虫剂注册、生产和应用，主要包括动物毒素（animal toxin）、昆虫激素（insect hormone）、昆虫信息素（pheromone）和天敌等。按照来源，动物源农药主要分为两大类：利用动物体的代谢物或其体内所含有的具有特殊功能的生物活性物质和直接利用人工繁殖培养的活动物体。

1.2.1 生物活性物质。

生物活性物质是指动物体内的代谢产物或分泌物质，主要包括昆虫内源激素和动物毒素。其中，昆虫内源激素主要有保幼激素、蜕皮激素、昆虫信息素等，可以通过抑制昆虫的生长发育、控制昆虫的蜕皮过程以及通过信息素向昆虫传送各种盅内和中间信息来进行害虫的防治。国内外已投入使用的主要产品有烯虫酯、双氧威、抑食肼（RH-5849）等；目前已被利用的动物毒素主要为节肢动物毒素，节肢动物毒素是节肢动物所分泌的用于自我保护、防御敌人、攻击猎物的天然产物。这类毒素主要通过阻断昆虫神经兴奋的传导来起作用。其主要产品为杀螟丹、杀虫单、巴丹等杀虫剂。

1.2.2 人工繁殖的活动物体。

人工繁殖的活动物体主要指昆虫天敌，如寄生蜂、食虫食菌瓢虫等，可以直接杀死害虫。原生生物中的微孢子虫由于宿主范围广也经常被用作杀虫剂。常用的微孢子虫有蝗虫微孢子虫、云杉卷叶蛾微孢子虫和行军微孢子虫等。我国曾使用蝗虫微孢子虫饵剂以防治多种优势种蝗虫。

1.3 微生物源农药

微生物源农药是利用微生物或其代谢物作为防治农业有害物质的生物制剂。可分为微生物源杀虫剂、微生物源杀菌剂、微生物源除草剂等[6]。

1.3.1 微生物源杀虫剂。

根据来源分，微生物源杀虫剂主要包括细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、病毒杀虫剂、微孢子杀虫剂和线虫杀虫剂。细菌杀虫剂是用于防治或杀死目标害虫的一种生物杀虫制剂。其主要是利用某些对昆虫有致病、致死作用的细菌及其活性成分制成。作用机制是胃毒作用，即被昆虫摄入后，通过肠细胞吸收进入体腔和血液，使昆虫因败血症导致中毒死亡[4,6]，如苏云金芽孢杆菌、杀螟杆菌、松毛虫杆菌、球形芽孢杆菌等。其中苏云金芽孢杆菌的应用最为广泛[5,6,7]。细菌杀虫剂的代表产品如阿维菌素等大环内酯杀虫素已被广泛投入使用。真菌杀虫剂是利用真菌的分生孢子为媒介侵入昆虫体内，使菌丝体在虫体内繁殖导致昆虫死亡。现已发现800余种可杀虫的真菌，其中白僵菌、绿僵菌和拟青霉等应用较广，被用于防治线虫和松毛虫等[8]；病毒杀虫剂是指昆虫病毒侵入昆虫体内后，其核酸在宿主内进行复制，产生大量病毒粒子导致宿主细胞破裂、宿主死亡其特异性强，持效性久，可在害虫体内形成流行性疾病，其中研究最多的是核形多角体病毒（NPV）、质形多角体病毒（CPV）和颗粒体病毒（CV)[4]；微孢子杀虫剂是利用原生生物微孢子虫侵染宿主并在其体内繁殖致使宿主死亡。目前广泛应用的有行军虫微孢子虫、云杉卷叶蛾微孢子虫和蝗虫微孢子虫[4]。线虫杀虫剂是通过线虫来侵染害虫，最终达到防治的效果。线虫从口腔、气孔、嗉囔进入宿主，并在淋巴系统中繁殖，破坏宿主组织，导致宿主死亡。线虫寄主范围广，对人畜安全，但在体外培养较有难度，目前并未广泛得到应用。目前研究最普遍的线虫为索科线虫和斯氏线虫科[4,9]。

1.3.2 微生物源杀菌剂。

微生物源杀菌剂的主要作用是抑制病原菌能量产生、干扰病原菌生物合成和破坏其细胞结构目前应用最广的是井冈霉素[10]。微生物源杀菌剂主要有农用抗生素、细菌杀菌剂和真菌杀菌剂等。农用抗生素是微生物发酵产生的次生代谢物，对害虫有抑制和杀灭作用。我国对农用抗生素的研究起步较晚，现已经筛选出多宗农用抗生素新品种，并对农抗120、春日霉素、庆丰霉素、公主岭霉素武夷菌素、科生霉素等农用抗生素品种进行了开发利用；细菌杀菌剂是利用细菌来进行植物病的防治。我国已报道的细菌杀菌剂主要有地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和假单孢菌等[7]；真菌杀菌剂研究最广泛的是木霉菌和黏帚霉类。我国研制开发的真菌杀菌剂多菌灵可以防治作物霜霉病，淡紫拟青霉可以用于防治线虫病并提高作物的产量。目前这类产品还相对较少[7]。

1.3.3 微生物源除草剂。

微生物源除草剂是指从微生物中开发出的具有除草活性的物质，其中主要有杂草菌素、细交链孢霉素和茴香霉素等。双丙氨酰膦和草胺膦作为典型的微生物源除草剂得到广泛的应用。目前微生物除草剂的研究主要集中在活体微生物除草剂和农用抗生素除草剂活体微生物除草剂的机理是通过孢子和菌丝直接进入寄主组织释放毒素，使得杂草发病导致死亡；农用抗生素大多是微生物所产生的代谢产物，这些代谢产物作用于杂草体内的分子靶标并使之影响杂草的正常生理状况来得到除草的效果[5]。

2 我国生物农药发展现状及存在的问题

在我国，生物农药业已经有近60年的历史，具有选择性强、原料来源广泛、容易降解、不易产生抗性以及对人畜环境毒性小等优点[2]。我国的生物农药生产企业有200余家，已登记的生物农药活性成分品种140余种，制剂年产量为12万～13万t，我国生物农药在农药份额中的比重约为12%[10]。生物农药更符合社会发展对农业生产的需求。我国规划到2015年生物农药在农药中的比重将达到30%，推广生物农药，降低化学合成农药使用比例，已成为全球农药产业发展的新趋势[11]。

虽然，我国生物农药行业已经有了一定的发展，但是仍然存在较多问题，低水平重复研究的现象较为严重。目前存在的问题主要表现在生物农药研发滞后、推广困难、生产发展缓慢和产品质量法规不健全等方面[12]。虽然生物农药已经在维护环境生态平衡和农业生产中处于重要的地位，但在实际生产中，与化学农药相比依然有较大的局限性，如见效速度、农民的接受程度等。

3 我国生物农药发展前景

生物农药是农药行业的新兴产业，随着国家对生态环境、可持续发展的重视，人们对食品安全的关注，以及在国际农产品、食品的贸易中农残标准规定的提高，生物农药产业发展前景广阔。虽然生物农药目前只作为化学农药的必要补充，但它有着无毒、无污染、无残留等特点，并可以减少对生态环境和食品的污染，它仍有着不可替代的重要作用而且，新型生物农药研制的成功，将会加快传统农药产业的结构和技术调整，推动农业生物产业的发展，其巨大效益将日渐凸显[13]。随着农民科学知识的普及和对生物农药接受度的提高，生物农药必将表现出强大的生命力，拥有更广阔的发展空间。

摘要：概述了生物农药的定义、种类、作用机理及应用,并针对我国生物农药的应用现状及存在的问题,对其发展前景进行了展望。

《生物与非生物》生物课教案 篇5

本节教材是初中自然科学的起始课，具有较强的趣味性﹑直观性和引导性，而且知识的条理性较强，容易被学生接受。这节课是帮助学生认识自然这门课，培养他们的学习兴趣的很好载体。教材通过具体生物和非生物、动物和植物的特征对比以及某些生物的特殊点的展示来扩大学生的知识面。

教法指导

一、授课思路与方法

在教学过程中应充分寻找知识教学和方法教学的结合点，引导学生课内外相结合，采用实物或录像等直观教具以加强教学效果。根据本节教材特点，采用比较、讨论和列举实例分析的方式，发挥学生的学习主动性。在教学中循着两条主线即知识目标线和技能目标线进行。在教师的引导下，学生自己去发现问题和解决问题，在活跃的课堂气氛中开拓学生的视野，增强学习的兴趣。

二、课时安排

本节共安排1课时。

教案实例

一、教学目标

㈠认知目标

通过对自然界物体的分类，介绍生物区别于非生物的特点;了解植物界和动物界的涵义。

㈡技能目标

使学生初步了解观察、比较、分类的科学方法。

㈢情感目标

通过渲染大自然的丰富多彩激发学生热爱自然科学、探索自然界奥秘的兴趣。同时对学生进行爱国主义教育。

一、教学重点与难点

⒈教学重点：植物界和动物界的主要特征。

⒉教学难点：生物区别于非生物的特点。

二、教学准备

生物与非生物、动物与植物等与教材相关的录像片或幻灯片、水母、鸵鸟、猪笼草图片，仙人球以及几株绿色植物实物。

三、教学过程

教师讲解多种多样的自然现象后，提出下列问题，让学生讨论：

①在同一季节，为什么有些地方山清水秀，有些地方却冰天雪地?

②太阳为什么会东升西落，一年中为什么会有四季更替?

③铁在潮湿的空气里为什么会生锈?

④成熟的苹果为什么总是往下掉，而氢气球却能往上升呢?

学生代表发言后，说明同学们已经知道一些问题，但还有许多不了解的地方。通过学习自然科学，就能掌握大自然的规律，就能更好地利用大自然，使大自然为人类服务，用录像或幻灯片展示大自然的风光，让学生感受祖国的大好河山：有山青水秀的风光;有一望无际的沙漠;有晶莹透明的冰川;有直插云霄的高山;有波涛汹涌的大海。说明大自然给予我们的不仅是美的享受，还有无穷的奥秘，等待我们去探索。

㈠生物体与非生物体

投影几组图片，区分生物与非生物，学生展开讨论，并填入表格。

在学生讨论并填表的基础上，教师进行总结：生物体与非生物体之间的区别在于生物体具有繁殖、新陈代谢、应激性、能生长等特点，而非生物体则不具有这些特点。

提问：那么生物与非生物有什么关系?

学生回答后教师小结：生物与非生物共同组成了人类赖以生存的自然环境。让学生讨论：地球上如果没有生物，那景象该是怎样的?

㈡动物界与植物界

教师指出地球上的生物多种多样，形形色色，并提问：

⑴是否所有的生物只包括植物和动物?

⑵会动的生物就是动物吗?

⑶植物和动物的获取营养方式相同吗?

在学生讨论的基础上教师小结：我们接触最多的是动物和植物，在自然界的生物除了动物、植物外，还有一类叫微生物，会动的生物也并不一定是动物。

区别动物与植物主要在于获取营养方式的不同。植物大多是绿色的，能利用阳光、二氧化碳和水，通过光合作用制造养料，而动物只能通过摄取现成的有机物为食，并且动物所需养料最终也来自于植物。

展示几种绿色植物(实验)让学生进一步讲述光合作用的概念。

要求学生快而准确地区分投影片上的动物和植物，并让学生讨论这些生物的特殊之处，教师可以下列问题加以引导：

1.沙漠中生活的仙人球，叶子退化成刺状，是为了适应怎样的环境?

2.非洲鸵鸟不会飞，是世界上最大的鸟，一步可跑几米?

3.水母在水中漂浮生活没有足，依靠附肢捕食，在深海中还能发光，水母中的水占体积的百分之几?

4.猪笼草叶子上有长圆形的笼，有什么作用?

地球上的生物形形色色，有生活在水里的，有生活在空中的，也有生活在陆地上的，教师列举一些生物，区别动物还是植物。

小结：我们生活的自然环境中的物体分为生物和非生物两大类，生物区别于非生物的基本特征在于生物具有新陈代谢、繁殖、应激性、生长，它的一切运动变化具有自主性。生物多种多样，常见的是动物和植物，植物靠光合作用制造养料，而动物只能从食物中获得养料。动物和植物分别组成了动物界和植物界。

五、板书设计

生物：能繁殖、生长、新陈代谢、生长

1.人类的自然环境

非生物

2.通过光合作用合成有机物植物植物界

通过摄取食物获得有机物动物动物界

六、习题与解析

⒈随堂练习

⑴看一段录像，回忆录像中看到的物体哪些是生物?哪些是非生物?(其中物体有熊猫、白鳍豚、扬子鳄、火车、木材、锯子、斑马、水杉、仙人球、昆虫、蛇、鹰、青蛙、草、苹果树)。

⑵在题(1)的生物中哪些是植物?哪些是动物?

⑶下列具有生命现象的是

(A)砍伐了的树木(B)制成标本的青蛙

(C)黄豆发成豆芽(D)陈列的恐龙化石

⑷下列各组中，前者属动物，后者属植物的是()

(A)仙人掌水母(B)蚯蚓草履虫

(C)猪笼草含羞草(D)鸵鸟红枫

⑸动物和植物的主要区别是()

(A)是否能运动(B)是否需要捕食

(C)自身是否能制造养料(D)是否具有运动器官

⒉课后作业

⑹填写你所熟悉的六中植物、、、、、和六种动物、、、、、。

⑺绿色植物和动物的根本区别是什么?

⒊参考答案

(1)生物：熊猫、白鳍豚、扬子鳄、斑马、水杉、仙人球、昆虫、蛇、鹰、青蛙、草、苹果树;非生物：火车、木材、锯子(2)植物：水杉、仙人球、草、苹果树;动物：熊猫、白暨豚、扬子鳄、斑马、昆虫、蛇、鹰、青蛙(3)(C)(4)

(D)(5)(C)(6)略(7)绿色植物能利用阳光、二氧化碳和水制造营养，放出氧气，能自身合成养料，动物主要通过摄取食物以获得养料。

七、参考资料

动物的感官

所有动物都能意识到它们所处的环境。动物和人类都用触、嗅、味、视和听五种感觉来了解周围发生的事情。有些动物的一些感觉器官比人类的更复杂：狗的鼻子对各种气味特别敏感，它除了用眼，也用鼻子来“看”世界。又如鱼，借用接受四周生物放出的微量生物电，就可以确定自己的方位。鱼还用身体两侧一排叫侧线的感觉器官测水的振动。

施用生物农药“六看一根据” 篇6

一、看天

生物农药的使用效果由于受到环境因素的影响较大，因此实际应用上生物农药从喷洒于植物到昆虫取食或接触菌体需要一定的时间，而从害虫取食到死亡也需要一个过程，在这一时期易受外界影响。其中影响最大的因素是温度、湿度、光照和风。温度不仅作用于生物杀虫剂孢子，而且还作用于害虫本身，从而影响病原微生物的致病性和毒性；湿度对生物杀虫剂孢子的繁殖和扩散有直接关系，湿度大，微生物孢子繁殖和扩散快，易感染和杀死害虫；阳光中的紫外线对芽孢有着致命的杀伤作用，因此在施用生物农药时应尽量避开强光，如在下午4时以后使用效果较好；风对粉剂生物农药的飘移和扩散有着至关重要的作用，在微风下施用粉剂，作用效果最佳。

二、看地

不同地区生物农药的使用效果也不尽相同。我国地域广阔，地区差异性较大，南方潮湿多雨，北方和西部地区干旱少雨。生物杀虫剂只有在满足其生活所需的最佳条件时才能发挥最大作用。一方面，在干旱地区要加大喷药用水量，造成高湿环境，以利于微生物孢子的存活和繁殖；另一方面，可在制剂中加入一些特定的高分子物质和增加溶液黏度的物质，如淀粉、动物骨胶、草木灰浸出液等，这样可以减缓药液的蒸发，从而提高生物农药的使用效果。

三、看虫

害虫是生物农药作用的对象，对于不同类型及特性的害虫，生物农药的使用方法也不同。害虫一生有几个不同的发育阶段，各个发育阶段对生物杀虫剂的抵抗力不同，因此了解害虫所处的发育阶段，对防治是十分必要的。例如：菜青虫一生可分为卵、幼虫、蛹、蛾四种不同的发育阶段，卵期有卵壳保护，蛹期有蛹体保护，老龄幼虫又有较厚的蜡质层保护，而成虫有翅可飞行。因此，只有选择低龄幼虫期施药，才能充分发挥生物农药的效果，从而达到“治小，治早，治了”的要求。另外，还要根据害虫取食特点使用不同类型的生物杀虫剂，如BT对防治鳞翅目害虫效果很好，喷洒后分布于植物表面，可使害虫取食或触药死亡，但对刺吸汁液的害虫(如螨类)无效，而阿维菌素却对螨虫作用效果非常好。

四、看机械

生物农药在实际应用中，大多数喷洒系统效率都很低，通常是由上而下直接对作物施用，致使大量农药都聚集在作物最上面的叶子上，其他农药则损失在土壤里，特别是雾滴较大时，损失就更大。同时由于生物农药生产成本高，因而应优化用药技术。使用高性能喷洒机械势在必行，如采用弥雾法喷洒，与扇形空气喷口配套的液压喷嘴喷出的雾滴小而均匀，可使喷雾潜在飘流物减少，并使较小液滴喷射至预期靶标叶，从而提高生物农药的防效，降低生产成本。

五、看剂型

生物农药的防治效果往往与剂型和使用技术密切相关。因此，使用时要根据防治对象、气象条件和使用时期，正确选择适当的剂型，才能达到最大防治效果。例如：粉剂可借助空气浮力和风力分散于较大范围，从而同害虫有更多的接触机会，对于食叶量很大的害虫如菜青虫可采用将可湿性粉剂加水配成悬浮液的方法喷雾，效果较好，而采用喷粉法效果就差些。胶囊剂不但有较长的防效，而且能保护其中的病原体不受环境因子的影响，可用于大棚撒施。

六、看品种

在生物农药的实际利用中，不少人对生物农药的性质还不十分了解，误认为生物杀虫剂可杀灭一切害虫，因而便不加选择地购买使用，这样不但收不到应有的效果，增加生产成本，增加防治难度，而且还会延误防治时期。实际上，生物杀虫剂的专一性很强，杀虫谱不广，如苏云金杆菌(BT)对防治鳞翅目幼虫有效，而对同翅目的叶蝉就没有致命性，而且苏云金杆菌的不同品系对几种重要害虫的防效也存在着差异。因此，应针对不同靶标害虫有针对性地选择适合的生物农药品种。

七、根据害虫的迁飞特性防治

农药光生物降解与生物修复探析 篇7

随着农业病虫害的增多, 农药的使用量也与日剧增。我国20世纪末农药的投放量如表1所示[1]。与化肥相比, 农药具有毒性大、不易降解的特性, 对水环境和生态系统影响更为恶劣, 客观上造成我国水域环境及生态环境污染的日趋严峻。

2 光生物降解农药

2.1 光降解土壤中农药

2.1.1 有机氯类农药。

太阳光曝晒可增强土壤中有机氯类农药的降解:DDT可转化为DDE。γ-BHC的光解符合一级动力学方程, 其降解常数随土壤有机质含量增加而降低;当有机碳含量不变时, 光解常数随铁含量增加而提高, 低有机碳含量土壤中, Fe2O3对γ-BHC有明显的催化作用。

2.1.2 有机磷类农药。

研究表明, 土壤黏粒含量和土壤湿度是影响有机磷类农药光解的主要因素。光解速率随黏粒含量减少而增大;土壤湿度对光解速率影响随农药品种和土壤类型不同差异较大, 湿土壤明显有利于氟乐灵的光解。土壤的有机质含量对光解速率影响不明显。

2.1.3 有机氮类农药。

阿特拉津除草剂在粒度较小的土壤中光解速率较大, 光解深度也较大;阿特拉津的光解速率在湿土壤中大于在干土壤中;土壤的pH值对其光解速率也有影响, 即酸性和碱性土壤均可促进阿特拉津的光解, 在中性左右的土壤中, 它的光解速率会有一个最小值。另外, 土壤中腐殖酸和表面活性剂的存在均会增加阿特拉津的光解速率。

2.1.4 菊酯类农药。

光分解对拟除虫菊酯类农药在表土中的消解起了重要作用。在田间条件下它们能被阳光迅速降解, 因此它们几乎不存在从土壤迁移转化。氯氰菊酯等3种农药在0.5～1.0 mm粒径范围的土壤中光解速率最大, 在0.10～0.25 mm粒径范围内光解速率最小, 说明其合适的通气孔隙有利于农药在土壤中光解。

2.2 微生物降解土壤中农药

现代农业应用的农药是根治病、虫害的最有效的方法之一, 但农药能长时间地残留在环境中, 并随食物链移动, 产生生态毒害作用。土壤是农药在环境中的贮藏库和集散地。农药进入土壤后, 可以被淋溶、蒸发、吸附和降解。土壤中农药的生物降解是农药转化和解毒的主要途径。

农药的生物降解受土壤温度、含水量、pH值、有机质等多种因素的影响。有的农药既可在厌氧条件下降解, 又可在好氧条件下降解;有些农药则仅能在其中之一条件下进行降解。

现已明确参与农药降解与代谢的微生物有:一是细菌类。如极毛杆菌、黄杆菌、农杆菌、棒状杆菌、芽孢杆菌、芽孢梭菌。二是真菌类。如交链孢、曲霉、芽枝霉、镰刀霉、小从壳属、青霉属。三是放线菌类。如小单孢属、诺卡氏菌和链霉属。

土壤中的农药微生物代谢不同于矿化作用, 也不同于动物代谢。微生物对农药的代谢除使农药被氧化或还原而降解外, 它们还将农药作为营养或获得能源的物质。如在厌氧条件下很容易分解γ-BHC和α-BHC的契形梭菌, 能将BHC的这2种异构体分解为γ-4氯环乙烯和α-4氯环乙烯而获得本身生长所需能源。但不论是细菌、真菌还是放线菌, 其主要代谢反应或途径都是大致相同的, 即为β-氧化作用、乙醚裂解作用、环氧化作用和脱卤素作用等。此外, 只有微生物才能裂解芳香环类农药。

2.2.1 有机氯农药。

有机氯农药在土壤中较难降解, 但还是可以缓慢降解的。这类农药虽然在厌氧和好氧条件下均能进行微生物降解, 但在厌氧条件下降解速度更快。例如:DDT在厌氧条件下, 微生物能使之脱氯变为DDD, 或是脱氢脱氯变为DDE。DDD和DDE都可以进一步氧化为DDA。DDD、DDE的毒性虽比DDT低得多, 但仍有慢性毒性。DDT在好氧条件下分解很慢。

与DDT相比, BHC (丙体666) 比较容易降解。如前述, 厌氧条件下, 微生物很容易分解γ-BHC和α-BHC, 使之成为本身的能源。胡荣桂[2]研究表明, 稻田在淹水条件下, 84 d后土壤中微生物对γ-BHC可降解98.4%, 不淹水的稻田中微生物对γ-BHC只能降解34.5%。因此, 有人提出, 以加水的方法来促进微生物对旱地BHC的降解。

其他的有机氯农药, 如艾氏剂、异艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、氯丹等是环境中最稳定的农药, 因此其降解的速度非常缓慢。

2.2.2 有机磷农药。

有机磷农药在土壤中很易降解, 既能直接水解和氧化, 也能被微生物分解, 其降解速度随土壤温度、湿度和酸碱度增高而加快。如马拉硫磷可以水解, 也可在绿色木霉和极毛杆菌属作用下分解, 反应产物可彻底降解为磷酸盐、硫酸盐和碳酸盐等。

其他的有机磷农药, 如对硫磷、甲基对硫磷和乙基对硫磷, 能被枯草杆菌降解, 所含的硝基被还原为氨基。有些微生物能使对硫磷水解为P-硝基酚, 将其中的毒害成分降解为无毒物质。

2.2.3 菊酯类农药。

拟除虫菊酯类杀虫剂是一类结构类似天然除虫菊的人工合成农药。这类农药急性、慢性的毒性都低, 降解慢, 除了氰戊菊酯等个别品种外, 对人畜和环境较安全。

菊酯类农药在土壤表层, 能被阳光迅速降解, 在土层1 cm以下主要为生物降解。表2列出了3种菊酯类农药在不同土壤中降解的半衰期[3]。

2.3 光生物降解植物中农药

水系中在阳光辐射下藻类可引发产生H2O2、′O2、O2-等活性氧物质, 经过光化学反应又可生成氢氧自由基OH和RO2、R等有机自由基。这些活性物质, 对农药具有强烈地氧化、分解作用, 最终可将有机污染物分解为二氧化碳和水。

处于这种水系的待降解农作物, 通过吸附作用、生物富集作用、自身的呼吸作用等, 将上述活性自由基物质吸收于植物体内, 这些活性物质则可将植物体中的农药残留逐渐氧化、分解。例如, 对BHC农药, 则可使其产生脱氯反应, 而逐渐降解, 其降解产物在植物舒张收缩中随细胞放水排出体外。

在阳光下, 藻类产生一种过氧化氢酶, 这种氧化酶对苯胺类化学物质氧化速度很快;在阳光下, 藻类释放出一些光敏剂, 它可以敏化水系中各种反应, 加速对有毒污染物的降解。

在藻类存在的水系中, 藻引起的光强度减弱作用很小, 不会对光化学降解产生明显影响。

光生物降解技术, 可以移植到人工光生化反应器中进行, 其工作原理如图1所示。此时的光源将采用人造光源, 人造光源的光强在局部范围内可以比辐射于此的太阳光大许多。

3 生物修复

3.1 农田土壤的生物修复

农田污染是我国农业发展所面临的严峻问题, 据不完全统计, 全国受污染的耕地占其总面积的1/10以上, 不仅污染面积大, 而且每年由于土壤污染造成的粮食减产损失巨大, 达250万t[4]。

土壤污染一方面是由于自然现象如洪涝、火山爆发和矿化作用等因素造成;另一方面是由一系列的人类活动造成的, 如工业活动、石油开发、化肥农药的过度施用等, 导致土壤结构被破坏, 大量有害物质积累和残留。土壤的污染, 使得有毒及致癌物质在动植物体内富集, 通过食物链危害各类生物以至于人类。

3.1.1 农田生物修复机理。

生物修复技术是利用微生物及其他生物将存在于土壤中的有毒、有害有机污染物降解成二氧化碳和水或其他无害物质的技术和方法。与物理、化学修复技术相比, 生物修复技术具有安全、破坏性小、效果好、操作简单及无二次污染等优点。根据微生物的来源, 可将微生物修复分为自然衰减法、生物刺激修复技术和生物强化修复技术, 其中生物强化修复技术具有菌浓度高、降解能力强、降解迅速等特点, 在污染土壤修复中应用日益广泛。

3.1.2 生物强化修复土壤程序。

生物强化修复农田土壤, 工作程序如图2所示。

(1) 考察菌群。考察生物修复过程中污染物以及外源微生物对土壤微生态的影响:一方面, 有助于获得更加有效、对环境适应能力更强的污染物降解菌;另一方面, 是提高生物强化修复技术实际成功率的基础。

(2) 菌群筛选。将具有污染物降解能力的微生物分离出来是生物强化修复技术成功的基础。例如, 从微生物的微生态效应出发, 利用真菌和细菌的生长条件及降解石油方面的互补性, 构建了由细菌和真菌组成的混合菌剂, 接种这类混合菌对石油烃的降解率高于细菌和真菌分别降解率之和。

(3) 菌群固定化。利用微生物固定化技术, 可以将微生物接种入土壤中, 是一种保证外源微生物在陌生环境中生长并不断积累生物活性的有效途径。一方面载体 (土壤) 可以为微生物的生长提供附着的表面, 其载体的内部孔道可为各种微生物提供良好的保护性环境;另一方面载体内包埋的营养物质可有效促进微生物的生长。微生物固定化技术已经成功地应用于石油烃、苯酚、氯代苯酚等有机污染物的生物降解。

(4) 引入共底物。一些难降解的有机污染物在自然条件下不能被微生物所利用 (降解) , 而在可供微生物所利用的优质碳源存在时, 微生物可通过共代谢过程降解污染物。例如, 在邻苯二甲酸、二甲酯的生物降解过程中加入无机碳源, 不仅能促进微生物的生长, 而且对污染物的微生物降解也有明显的促进作用, 不失为提高生物强化修复效率的一条有效途径。

(5) 修复技术的联用。对某地区的土壤进行某一种单一的生物修复时, 有时会难以达到预期效果, 因此应当考虑合理地使用多种修复技术的联用。例如, 石油污染的土壤往往伴随着严重的盐污染。高浓度盐离子的存在会抑制微生物对石油污染的生物降解。如果将秸秆填埋发酵技术与生物强化修复技术结合起来会达到土壤修复目的。此时, 利用秸秆及其转化产物促进土壤中微生物的生长, 强化了石油烃的生物降解。

另外, 将土壤生物修复过程与适宜的作物种植相结合, 不仅可以提高生物修复的效率, 还可以获得一定的经济效益。

3.1.3 土壤生物修复实例。

土壤污染生物修复的实际应用, 许多发达国家均有成功案例。据Susan报道, 具有代表性的案例[5]如表3所示。

3.2 湖泊的生物修复

湖泊污染修复的关键是解决湖泊的富营养化问题。湖泊水体的富营养化实质是活性氮、磷元素不断从污染源进入水体而造成的污染。污染源主要是农业生产过程中 (化肥、农药等) 富含氮、磷的农田排水及人类生活污水和工业废水。此外, 还有湖底淤泥中沉积的有害物质, 其氮、磷的不断释放。

如何治理湖泊富营养化、恢复湖泊水体的功能是整个世界需要解决的难题。在过去几十年中, 世界各国科学家已经探索尝试了包括物理、化学、生物三大类几十种方法, 或工程费用昂贵, 或二次污染严重, 或治理速度太慢, 其效果都不尽人意。目前, 可供选择地生物修复湖泊技术有以下几种。

3.2.1 李召虎的“源、流、库”学说及其一体化治理技术。

李召虎根据其在美国参与美国公司湖泊富营养化治理的技术与经验, 导入植物生理学, 提出了“源、流、库”学说, 开发了适合我国特点的《湖泊富营养化 (源—流—库) 一体化治理技术》[6]。该技术采用生物学手段, 对源—湖泊上游源头排放的污染物、流—源头至湖泊水流中的污染物、库—进入湖泊水体的污染物, 进行一体化治理。通过发挥嗜养微生物对污染物的转化 (惰性化) 和清除养分的功能, 健全湖泊生态系统食物链, 彻底根除湖泊富营养化, 修复湖泊生态系统, 恢复水体自净功能。

李召虎利用微生物组合与其他天然生物产品对富营养水体中的有机物进行分解, 在分解的基础上将活性氮、磷物质转化为惰性物质。应用该项一体化治理技术, 已成功治理了富营养化湖泊水体1亿m3, 治理的湖泊面积从0.3 km2到数十平方千米。

3.2.2 EM法投放有效微生物。

李雪梅等在华南植物园往重度富营养化的人工湖投加多糖EM菌剂进行试验[7]。在1 000 m2的湖中投放60个固定了高浓度EM的泥球, 75 d后湖水的变化如表4所示。

湖水透明度的提高, 原因在于EM抑制了水体藻类的生长, 从水体叶绿素看, 投菌30 d, 表面就从3 780 mg/m3降到130 mg/m3, 下降了96.6%。从此案例看, EM治理湖泊富营养化是有效的。

3.2.3 Clear-FLO系列菌剂。

该菌剂是由美国一家公司研究开发的系列产品[7], 专门用于湖泊和池塘的生物清淤、养殖水体净化、河流修复及污泥去除等[8,9]。采用此菌种修复湖泊、河流亦有不少成功案例 (表5) 。

摘要：农药的大量使用, 增加了环境中的有毒元素, 是造成土壤环境污染的重要原因, 它能通过食物链的作用, 直接或间接地危害人类的生命和健康。采用光生物降解的方法, 可降解不同形态的中的农药含量, 与此同时, 采用生物修复的方法也可减少土壤的农药污染, 增加土壤有机肥的含量, 以便更好地保护土壤。

关键词：农药,光生物,降解,生物修复

参考文献

[1]王建华, 范瑜.遥感技术在宏观生态环境监测中的应用[J].江苏环境科技, 2002, 15 (1) :22-24.

[2]胡荣桂.农药污染与土壤微生物[J].环境污染与防治, 1993, 15 (3) :24-27.

[3]朱忠林, 单正军.溴氟菊酯的光解, 水解与土壤降解[J].农村生态环境, 1996, 12 (4) :5-7, 36.

[4]刘铮, 张坤, 花秀夫, 等.石油污染土壤的生物修复技术[J].生物产业技术, 2008 (4) :32-35.

[5]戴树桂, 董亮.表面活性剂对受污染环境修复作用研究进展[J].上海环境科学, 1999, 18 (9) :420-424.

[6]毛喜英.浅谈农药对环境的污染及生物整治措施[J].现代农业科学, 2009 (6) :132-133.

[7]顾宗濂.中国富营养化湖泊的生物修复[J].农村生态环境, 2002, 18 (1) :42-45.

[8]陈里晋, 丁学峰, 林可聪, 等.EM菌液处理富营养化水体的条件研究[J].湖南农业科学, 2012 (2) :62-67.

生物农药的优点及其发展前景 篇8

1 我国化学农药使用过程中存在的问题

植物在生产过程中会遭受到有害生物的危害, 为了保证农作物的健康生长, 提高产量, 必须规范、合理地使用农药。目前, 我国农药的使用存在以下问题:一是使用量过大, 大部分农民没有做到适量用药。多次、大量的用药造成了严重的农产品污染和农药残留。我国每年农药的使用量为100万t左右, 农药的平均使用量远远超过了一些农业发达国家。二是使用的化学农药毒性强, 大多是剧毒、高毒。据调查, 我国目前使用的甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷、久效磷、磷胺等剧毒和高毒农药占农药使用量的70%左右。这些剧毒和高毒农药不易分解、易残留, 很容易对人造成危害。2010年初, 武汉市农业部门3次检出海南生产的豇豆含有水胺硫磷, 水胺硫磷是一种剧毒农药, 可经过皮肤或食道引起中毒。

2 农药残留对人体的危害

不合理的使用化学农药, 会导致农产品上农药残留量大, 给人类的生命和健康造成严重威胁。一次食入大量被严重污染的食品, 会造成人体的急性中毒, 出现呕吐、腹泻、头痛、心悸等症状, 甚至会导致抽搐、呼吸衰竭, 直至死亡。我国每年出现的食物中毒事件, 70%是由农药造成的。农药引起的急性中毒每年有10万人次, 约1万人死亡。长期食用被农药污染的农产品, 农药会慢慢蓄积在人体内, 从而引起人的慢性中毒。长期食用带有残留农药的农产品, 农药被吸收到血液后, 可以分布到神经突触和神经肌肉接头处, 直接损害神经元, 造成中枢神经死亡, 导致身体各器官免疫力下降, 如经常性的感冒、头晕、心悸、失眠、健忘等。残留农药进入人体内, 主要依靠肝脏制造酶来吸收这些毒素, 进行氧化分解。如果长期食用, 肝脏就会造成损伤, 引起肝硬化、肝腹水等一些肝脏的病变。农药残毒还容易积存在胃肠中, 引起慢性腹泻、恶心等症状, 还会影响到人的生殖机能, 导致人体的癌变, 产生致畸性和致突变性。

3 生物农药的优点

由于化学农药的大量使用, 威胁着人们的健康和安全, 所以人们越来越需要安全可靠、不会污染环境、低毒、低残留的药品来防治植物病虫草害, 从而生产出绿色、健康、品质优良的农产品。而生物农药正是符合人们需求的药品, 有害生物对其不容易产生抗性, 且生物农药的选择性强, 不伤害天敌、无污染[1]。因此, 生物农药在当前的农药市场中越来越受到关注和青睐。有权威人士预测, 21世纪将是生物农药的世纪。生物农药具有如下优点。

3.1 选择性强, 对人、畜安全

目前, 市场开发并大范围应用成功的生物农药产品只对病虫害有作用, 一般对人、畜及各种有益生物 (包括动物天敌、昆虫天敌、蜜蜂、传粉昆虫及鱼、虾等水生生物) 比较安全, 对非靶标生物的影响也比较小。生物农药是生物活体, 假如不考虑生态环境因素, 生物农药对非靶标生物是几乎没有杀伤力的。生物体农药中, 昆虫病原真菌、细菌、病毒等均是从感病昆虫中分离出来, 经过人工繁殖再作用于该种昆虫。植物体农药更是有针对性地对某一种特定功能基因进行定向重组和改造。加上生物农药大多数都是通过影响害虫进食而达到杀虫目的, 因此, 生物农药对人畜很安全。

3.2 无污染, 对环境安全

生物农药控制有害生物的作用, 主要是利用某些特殊微生物或微生物的代谢产物所具有的杀虫、防病、促生功能。其有效活性成分完全存在和来源于自然生态系统, 在环境中会自然代谢, 并极易被太阳光、植物或各种土壤微生物分解[2]。施药后对水体、土壤、大气不会产生污染, 不会在作物中残留, 更不会产生生物富集作用等现象。例如阿维菌素对光不稳定, 施药后逐渐在空气中氧化, 在强光下半衰期小于10 h。因此, 生物农药对自然生态环境安全、无污染。

3.3 病虫不容易产生抗性

生物农药的作用机理特别, 不同于常规的化学农药。生物农药对病虫的毒害有一个渐进的过程, 如苏云金芽孢杆菌, 首先麻痹害虫的神经, 然后破坏害虫的内脏, 使其死亡[3]。因此, 病虫不易产生抗性。

3.4 效果好, 防治期长

一些生物农药品种, 如昆虫病原真菌、昆虫病毒、昆虫微孢子虫、昆虫病原线虫等, 具有在害虫群体中水平或经卵垂直传播的能力[4]。在野外一定的条件下, 具有定殖、扩散和发展流行的能力。不但可以对当年的有害生物发挥控制作用, 而且对后代或者翌年的有害生物种群起到一定的抑制, 具有明显的后效作用。

3.5 种类繁多, 开发利用途径多

目前, 国内生产加工生物农药, 一般主要利用天然可再生资源, 如农副产品的玉米、豆饼、鱼粉、麦麸或某些植物体等[5]。其原材料来源十分广泛, 生产成本低廉。因此, 生物农药一般不会产生与利用不可再生资源生产的化工合成产品争夺原材料的矛盾, 有利于人类自然资源的保护和永久利用。

目前, 我国生物农药按照其成分和来源可分为微生物活体农药、微生物代谢产物农药、植物源农药、动物源农药4种。中国是生物农药研究和生产始于20世纪50年代, 现有研究机构30多家、生产企业200多家。生产的农药品种主要有BT杀虫剂、农药抗菌素 (井冈霉素、浏阳霉素、阿维菌素) 、植物源农药 (鱼藤酮、楝素等) 、病毒类农药、真菌农药、植物生长调节类农药。

4 生物农药的发展前景

1992年召开的“世界环境与发展大会”曾明确指出, 要求在全球范围内控制化学农药的销售和使用, 生物农药的用量在近年内要逐步达到60%。美国、英国、日本、巴西等国家均已下令逐步取缔化学农药。我国农业部和化学部计划到2015年, 生物农药要占总农药量的50%。目前, 在我国以BT制剂、井冈霉素和阿维菌素为主的各类微生物农药施用面积仅占病虫害防治总面积的10%~15%。我国农药销售额现为60亿元, 其中BT杀虫剂占市场份额的2%, 棉铃虫病毒杀虫剂占0.2%, 农用抗生素占9%, 植物源农药占0.5%。据有关专家预测, 今后10年内生物农药将取代20%以上的化学农药, 而且中国将全面禁止使用的5种高毒有机磷农药占农药使用总量的25%左右[6,7]。因此, 生物农药在未来的农业生产中, 将起到越来越重要的作用, 也必将在保障农产品的安全中起到越来越突出的作用。

参考文献

[1]曹春英, 丁雪珍.农业生物技术[M].北京:高等教育出版社, 2009.

[2]刘清术, 刘前刚, 陈海荣.生物农药的研究动态、趋势及前景展望[J].农药研究与应用, 2007, 11 (1) :17-20.

[3]李兰松, 魏文珑, 赵秋勇.生物农药及其发展思路的探讨[J].农药科学与管理, 2007, 28 (6) :45-51.

[4]董长信.试论生物农药的种类及使用技术[J].农民致富之友, 2010 (6) :33.

[5]刘艳玲, 陈洪田.施用生物农药“七要点”[J].农民致富之友, 2010 (6) :37.

[6]徐铮奎.我国应加大生物农药的开发力度[J].中国制药信息, 2010 (7) :4-6.

我国生物农药发展现状及其展望 篇9

1 我国生物农药发展现状

生物农药是指利用生物活体或其代谢产物,针对农业有害生物进行杀灭或抑制的制剂,包括动植物源农药、动物源农药、微生物源农药。生物农药具有广谱、安全、无抗药性、不杀害天敌等优点,合理使用将生产出绿色、健康、优良品质的农作物。生物农药正是符合人们需求的药品,有害生物对其不容易产生抗性,且生物农药的选择性强,不伤害天敌、无污染[2]。

我国目前大约有200家生物农药生产企业,登记的生物农药活性成分品种为140多种,年产量12万~13万t制剂,我国生物农药在农药总量中的占有量约为12%[3]。近年来,我国对生物农药的开发和使用投入大量的人力财力,所取得的成就也引起了全世界的关注。但是,相比于发达国家,我国生物农药发展还比较缓慢,主要表现在品种和剂型偏少、生产规模较小、价格偏高、供应量不足等方面,无法满足国内外市场的需求。

2 现阶段在生物农药发展存在的问题及对策

2.1 生物农药推广困难

目前,尽管使用生物农药的呼声很高,但是生物农药的推行却步履维艰。首先,与化学农药相比,生物农药的起效慢,化学农药往往1~2 h就可以看到成效,而生物农药则一般需要7~8 d才能显效;其次,生物农药企业一般因规模较小、设备落后、技术人员和资金短缺等原因导致成本偏高;另外,生物农药的储存条件比较苛刻,一般要求温度低于室温,而且多数生物药物的有效期比较短,储存和使用起来不方便。使得生物农药的推广比较困难。

2.2 生物农药生产发展缓慢

我国生物农药产业发展缓慢,始终没有形成规模产业。国外的农药业主要由7家大公司控制,其销售占全球农药销售量的90%。而我国,现有农药企业近2 000家。其中生物农药企业约240家,其中乡镇企业占了很大一部分[4]。这些企业的技术人员和资金比较缺乏,生产设备比较落后,生产能力较低,生产出的生物农药品种少、剂型单一,这使得生物农药价在价格上无优势。

2.3 生物农药研发滞后

生物农药是一项尖端技术,开发成本高,但我国生物农药产业科研投入少,基础研究不够深入,结果具有应用前景的实验室成果很多,具备商品化条件的品种不多,真正开发成产业化品种或当家品种的更少[5]。研究与开发脱节,科研成果不能成功转化为生产力。因此,要加大对生物农药的科研和开发力度,增加经济、物力、人员的投入,结合我国现状引进先进技术,使科研与生产合理结合,开发新产品、新剂型的生物农药。

2.4 产品质量法规不健全

随着人们对食品安全的重视越来越大,生物农药的使用将会逐步扩大,健全产品的质量法规将成为必要。世界上主要发达国家政府均已陆续公布了禁用或限用化学农药名单,并制定规划发展生物农药。我国虽然在《中国21世纪议程》中提出生物农药,但迄今没有一个倡导和支持大力发展生物农药的中长期发展规划[6]。政府和市场监督部门需建立健全生物农药的市场准入制度,加大执法力度,在生物农药产业和市场建立必要的行业标准与规范,同时实施相关的行业监管措施,以保障我国生物农药行业健康快速发展。

3 生物农药的发展前景展望

生物农药是21世纪农药行业的新兴产业,其发展趋势代表着农药的发展方向,其合理使用是绿色食品生产中的重要保证措施。随着人们食品安全意识的提高、国家和社会对生态环境和低碳经济的日益重视及不断健全的法律法规,为生物农药工业提供良好的机会,使生物农药从小的市场扩大成主流农药。目前,生物农药虽然只作为化学农药必要的补充,但生物农药蕴藏着很大的潜力。生物农药可以克服化学农药的剧毒、高污染、高残留等缺点,减少传统农药对生态环境、农产品的污染,从根源上保证了食品原料的绿色安全。现在,我国各类生物农药的年总需求量达14.5万t,占农药总产值的10%左右。我国规划到2015年生物农药占所有农药的份额将由现在的10%增加到30%[7]。我国地域辽阔、地形复杂、气候分布广泛,其下生长着丰富多样的植物,这些资源为生物农药发展提供着强有力的条件。因此,在未来的农业生产中,生物农药将起到越来越重要的作用,这也必将在保障农产品、乃至食品的安全中起到越来越突出的作用。

参考文献

[1]马长路,赵晨霞.我国食品安全现状及发展对策[J].北京农业职业学院学报,2006,20(4):23-27.

[2]曹春英.丁雪珍.农业生物技术[M].北京:高等教育出版社,2009.

[3]李子钦,郝俊星.生物农药概述[J].内蒙古农业科技,1998(3):24-25.

[4]杨丽荣,全鑫,刘玉霞,等.农用微生物杀菌剂研究进展[J].河南农业科学,2009(9):131-134.

[5]吴林森.生物农药发展现状与加大研发力度的探讨[J].中国林副特产,2005(3):78-79.

[6]庾莉萍.生物农药推广应用现状及促进措施[J].农药研究与应用,2007,11(4):38-40.

生物农药的优点及应用注意事项 篇10

生物农药的应用可以预防作物的病虫害发生, 对作物进行综合性的治理, 使作物健康生长。对于环境问题日益严峻的今天, 人们的环保意识有了很大的提高, 使用生物农药是满足环境现状的重要举措, 在达到作物病虫防治的同时, 还可减少对环境的破坏。现将生物农药防治病虫害的一些内容进行分析。

1 生物农药的含义

生物农药指的是通过以生物活体或者是活体的代谢产物作为依据, 对作物中的害虫进行药物研究[1]。从传统意义上来讲, 是对病害、虫害、草害等有害生物进行防治, 利用各种天敌即细菌、昆虫、真菌、病毒等抗生物研制出能够消除病虫的药剂。目前, 生物农药有着更为广泛的定义, 不仅是用来防治作物病虫的生物活体、转基因产物以及生物活体的代谢产物, 还包括天然化合物与人工合成的化合物的结合体, 这些物质可以通过生产形成产品, 如微生物农药 (病毒、真菌以及细菌等) 、生化农药 (包括动植物使用的抗生素、调节剂等) 、植物源农药 (包括印棣素、烟碱等) 、天敌农药以及转基因农药等。

2 生物农药的使用目的

减少化学农药在农作物中的使用, 将需要防治的害虫与天敌进行恢复, 使其互相进行控制, 保护生态环境, 最大程度上减少药物的使用而获得良好的经济效益。

3 生物农药的优点

绿色农药不是生物农药, 但是生物农药都是绿色农药。生物农药有很多优点, 即残留小、对环境无污染、无公害等。生物农药具有很强的选择性, 对作物的病虫害进行预防、综合治理, 从病虫的源头进行防治处理, 对土壤的改良有一定的促进作用, 不会伤害到天敌, 且可以保护生态环境。

生物农药的农药含量低, 病虫不易出现抗药性。与传统的农药相比, 生物农药具有低毒性, 使用时可以减少传统农药对作物产生的危害, 选择性极强, 不影响人畜的身体安全。目前研制出的生物农药产品, 只对需要防治的病虫有效果, 对人体、牲畜等无任何影响, 安全性极强, 具有残留小、效果强、保护生态环境等优点。生物农药在发挥杀虫功能时, 是通过对微生物或者是其代谢产物的研究而达到防治病虫的效果。防治虫害的有效成分几乎源自生态系统, 接触到阳光、土壤以及植物时容易分解, 不会造成太多的残留, 是以自然的物质进行循环的。

总而言之, 生物农药的毒害物质少, 分解能力强, 对环境以及人的身体危害都非常小;诱发害虫患病, 多数生物农药在害虫中都具有一定的直接传播能力, 在适合的环境下, 生物农药还具有扩散、流行以及定殖的能力。不仅可以对当时的害虫起到一定的防治作用, 还可以对其后代以及第2年的害虫起到防治作用, 此农药的后效非常强, 从而提高了作物的经济效益;生物农药可以直接利用农副产品进行加工, 在我国的多数生物农药生产厂家中, 对生物农药进行加工生产时, 通常利用的是鱼粉、玉米以及豆饼等物质, 原材料的来源渠道广泛、成本低廉、效益高, 对环境污染小, 减少了对自然环境的破坏。

4 应用范围

生物农药不仅用在农业领域, 还用在林业领域, 通过对生物农药的使用来达到防治病虫害的目的。对林业进行病虫害防治时要求非常高, 既要考虑到对环境的污染, 又要考虑到对生态的破坏, 因此国家对林业病虫害防治的要求是强制性的, 主要采用生物农药。林业市场按照食品的安全程度将农业分为4类, 分别为普通农业、绿色农业、无公害农业、有机农业, 这4类农业的产品需要经过国家的相关部门检查与认定, 对农副产品上的农药残留有严格的标准。

5 使用时的注意事项

5.1 对温度的要求

对生物农药进行喷洒时, 要保持在20~30℃[2]。生物农药中的组成部分由蛋白质晶体以及芽孢组成, 此芽孢是具有生命的, 对温度的要求比较严格。因此, 进行生物农药喷洒时, 必须将温度控制在20℃以上, 只有在此温度上芽孢以及蛋白质晶体才能够充分发挥其作用, 提高病虫害的防治效果。大量的试验证明, 在20~30℃进行生物农药的喷洒要比在10~15℃喷洒的效果强1~2倍。

5.2 对湿度的要求

生物农药在施肥中对湿度敏感且要求高, 农田的湿度越大农药的药效越明显, 尤其是粉状形式的农药。在对生物农药进行喷洒时, 要抓住早晚有露水的时刻, 让生物农药能够完全附着在作物的叶茎上, 使得芽孢能够快速生长, 害虫只要一碰到叶片, 便会产生效果, 达到防治病虫害的目的[3]。

5.3 对太阳光的要求

生物农药中的有效成分芽孢受紫外线的影响非常严重。根据试验表明, 芽孢受到30 min的紫外线照射时便会死去1/2, 紫外线照射达到1 h时芽孢的80%就会死去, 还会对芽孢产生变形以及降低防治病虫害的效果。因此, 在对生物农药进行喷洒时, 要选择在阴天或者是16:00以后, 这样可以提高芽孢的成活率, 将生物农药的效果充分发挥[4]。

5.4 对雨水的要求

暴雨会将芽孢冲刷掉, 从而影响到生物农药防治病虫害的效果。若是在喷药后的5 h内降有小雨, 农药的效果不但不会降低, 反而会增强很多。因此, 在进行农药喷洒时, 一定要及时关注天气预报, 避免在暴雨天气中进行喷洒。

参考文献

[1]黄国洋.农药试验技术与评价方法[M].北京:中国农业出版社, 2007.

[2]李永平.无公害农产品适用农药品种指南[M].北京:中国农业出版社, 2006.

[3]顾宝根.生物农药的现状及问题[M].北京:科学出版社, 2007.

生物农药 篇11

化学农药的过量使用，不仅造成生产成本的增加，同时也威胁着公共健康和农产品质量安全。2015年，农业部制定了《到2020年农药使用量零增长行动方案》，这将会对化学农药的发展造成一定影响。

生物农药因此开始跃入大众视线。这种利用生物活体代谢产物对害虫病菌、杂草线虫鼠类等有害生物进行防治的一类农药制剂，因对环境和作物影响较小，被认为是维护农业环境生态平衡的理想制剂。

防控方式可以更环保

2014年，由中国农业科学院植物保护研究所（以下称植保所）副所长邱德文研究员研制的植物免疫生物蛋白诱抗剂—阿泰灵，成功通过农药登记，并由北京中保绿农科技集团有限公司生产，正式投入市场。

经过2年多的示范推广，目前阿泰灵应用面积已达近千万亩次。试验数据显示，该药对水稻条纹叶枯病的防治效果为65%，对番茄黄化曲叶病毒病的防治效果为68%，对烟草花叶病毒的防治效果为75%。

作为全球首个植物免疫蛋白农药，阿泰灵凭借自身独特的作用机理和效果，吸引了各界的关注。在2015年12月12日举办的第九届中国产学研合作创新大会上，因在蛋白质药物工程、成果转化、推广等方面所作的贡献，阿泰灵相关研究成果斩获2015年中国产学研合作创新成果一等奖。这意味着，阿泰灵的创新性研制和产业化推广，得到了国家的认可和肯定。

不仅如此，消费者对阿泰灵的评价也很高——“有效果，没有继续恶化。”“不错，大的菌块很快变软掉落了。”“第二次买，一如既往地好用。”在阿泰灵网络销售平台上，许多用户已经不是第一次购买阿泰灵。究竟是怎样的神奇疗效，让阿泰灵得以迅速打开市场呢？

据了解，在水稻黑条萎缩病防治实验中，喷施阿泰灵12天后，原本矮化、僵化的植株，根部又重新恢复生长;在番茄黄化曲叶病防治实验中，原本褪绿发黄、生长停滞的植株，施用阿泰灵7天后，病毒不再蔓延，新发叶片生长正常;在玉米矮缩病防治实验中，连续两次施用阿泰灵后，原本茎秆变粗、生长停止的植株恢复正常生长;在烟草花叶病毒防治实验中，施用阿泰灵7天后，新发叶片正常，病害得到有效控制。

邱德文对这个自己耗时13年的成果，充满了信心。他介绍说：“阿泰灵能够诱导植物产生抗性，抑制病毒基因表达，控制病毒繁殖，并通过细胞活化作用，修复受损植株，促根壮苗。在此过程中，它还能激发植物体内基因表达，使植物产生具有抗病作用的几丁酶、葡聚糖酶、PR蛋白等，诱导植物发挥多重防御反应，提高自身免疫力，实现抗虫抗病。”

值得一提的是，在抗病毒的功能之外，阿泰灵还能够促进光合代谢调控和叶绿素的形成，以及根系的生长，有效改善作物品质，使产量提高10%以上。邱德文表示，阿泰灵对番茄晚疫病、稻瘟病、大白菜软腐病等细菌、真菌性病害有着很好的防治效果。

“一般农药采取的是比较‘野蛮的灭杀’方式，这种方式除了消灭了病虫害，有时也可能对植物本身造成伤害。而阿泰灵则是通过激活植物自身免疫系统，改善植物健康状况，增强植物抵抗力，从而抵御病虫害。”邱德文说，阿泰灵的做法更“温和”，也更绿色环保，这也是生物农药与化学农药最本质的不同。

据悉，阿泰灵是中国农科院植保所的专利产品。作为新型生物农药，它具有成分唯一、市场竞争品少、绿色环保、无抗性等优势。截至目前，阿泰灵已获得北京市科学技术二等奖、中国农科院科技成果二等奖等奖励。美国环境保护委员会授予邱德文“美国总统绿色化学挑战奖”，并评价其用蛋白质治疗植物病虫害是农药行业的绿色革命。

植物也可以有免疫

研制阿泰灵的过程中，邱德文遭遇过种种不怀好意的揣测，但他从没怀疑过自己的选择，更没想过放弃。他的心中只有一个信念：利用自己的专长，为实现病虫害绿色防控做一些力所能及的事情。

谈及自己用13年孕育的这项成果，邱德文认为，阿泰灵不仅改变了传统农药的使用观念和用法，更为重要的是，它向大众传递了一个全新的概念—植物免疫诱抗剂，也可称作植物疫苗。

这是继人疫苗、动物疫苗之后，疫苗工程技术出现的新事物，是在揭示植物—病虫害—生物农药三者关系理论基础上科学控制病虫害的新实践，也是当前国际生物农药创新创制热门研究领域。

业界普遍认为，植物疫苗无毒、无残留、性能稳定、便于规模化生产、操作简便，它的出现将会为生物农药的创新发展树立新的里程碑。

2002年，邱德文回国。在此之前，他在美国从事了长达8年的植物抗性蛋白相关研究。此番回来，他希望借助“863”计划“新型多功能农药创制关键技术研究与产品开发”课题研究的机会，尝试新的思路，研制一种诱导免疫的农药。

彼时，植物疫苗的概念才刚刚兴起，人们对这个新鲜的概念，了解得并不多。大多数人对免疫的认识还停留在人体身上，还不太确定植物身上是否也存在免疫系统。

事实上，早在2002年，Nature杂志就曾报道指出，植物本身存在有效的保护机制，可帮助植物抵抗细菌及霉菌的侵染。2006年，美国科学家提出了植物免疫系统的概念。到了2007年，德国科学家在Science杂志发文称：“自然界中的植物具有特殊的可以识别细菌、病毒和霉菌等微生物入侵的免疫传感器。”同年，美国康奈尔大学植物研究所确定了植物免疫响应过程中的关键信号——水杨酸甲脂。

邱德文认为，植物虽然没有血液，但却有维管束、导管等结构，并通过这些结构吸收水分和养分，这其实就是循环系统。他相信，植物体内存在抗性物质，只是处于失活状态，需要外部因素的诱导和干预才能发挥效果。

为了寻找激活植物体内的免疫成分，邱德文带领团队筛选了弱致病性病原真菌，从中获得能高效提高植物免疫的极细链格孢菌株，并分离出了纯化高活性热稳定蛋白，继而通过高效蛋白生产加工工艺，添加增效因子氨基寡糖素，最终成功配制出6%寡糖链蛋白可湿性粉剂，也就是阿泰灵。

nlc202309021047

相比研究过程的艰辛，邱德文更看重研究成果是否符合时代需求。令他欣慰的是，从目前各方反馈看，阿泰灵不仅实现了“有病治病”，“无病防病”以及“增产增质”的功效，而且市场推广、销量、效果等指标均远远超出预期。下一步，邱德文和团队计划将阿泰灵出口到国外，走入更大的市场。

与此同时，他也在尝试将阿泰灵用于柑橘黄龙病的防治，初步治疗效果达到了60%—70%，得到了农户的认可。尽管依然有人不看好，但邱德文说：“现在世界范围内还没有有效方法能够防治黄龙病，我希望能够攻破这个难题，改变现在的局面。”

没有替代只有协同发展

除了具有重要的的学术价值，植物疫苗更能服务农业生产，为保障全民食品安全和农业可持续发展作出贡献。

那么，未来，生物农药是否会替代化学农药？

对于这个问题，邱德文给出了否定答案。“当前化学农药残留问题严重，并不是化学农药本身造成的。事实上，在相关标准规定的剂量下，化学农药产生的影响是可控的。但实际情况却是人们为了疗效而不断加大用量，甚至滥用农药。长此以往，才给生态、环境和健康带来了各种隐患。”

“我们不提谁取代谁，化学农药是应急措施，生物农药是预防措施，我们倡导的是两者互相配合，通过科学管理和应用，协同发展。”邱德文说，“就像人需要接种疫苗，预防生病。但如果真的生了病，也是需要吃药治疗的，植物也是这个道理。”

以阿泰灵为例，它追求的理念不是“灭杀”，而是通过诱导免疫，提高植物本身免疫力。如同邱德文所说，人接种了疫苗，可以不生病或少生病，减少打针吃药的次数。同理，植株健康了，既能降低植物生病的几率，也能大大降低农药的使用量，从而实现病虫害绿色防控。这就是植物免疫诱抗剂区别于化学农药的最大不同。

但尴尬的是，纵观国内市场，目前仍是化学农药占主导，像阿泰灵这样的生物农药，实际的市场份额仅有10%左右。

邱德文认为，一方面，过去我国土地资源有限，人们更多关注的是产量，为了满足人口需求，不惜使用较多化学农药抗击病虫害以保证产量。直到近些年，随着社会不断发展，生活需求得以满足时，人们才开始关注生态保护和可持续发展，逐渐意识到生物农药的环保优势。

另一方面，也是最重要的，生物农药的登记需要一段过程，而且它的推广也是循序渐进的，先要逐步试点，才会大面积铺开。“这毕竟是一个新型农药，很多人都在观望和等待。但从现在阿泰灵每年15%的增长率来看，我相信生物农药的普及也会很快。”邱德文说。

作为一个新兴领域，生物农药研究还有很长的一段路要走。各方力量的相互配合，是保证生物农药健康发展的关键。虽然，道路是曲折的，但可以肯定的是，生物农药的未来是光明的。

邱德文建议：“我们应当借鉴国际大公司的经验，整合目前中小型生物农药企业，形成凝聚力量和规模，加大推广和宣传力度，助推生物农药产业发展。”他同时还表示：“从事生物农药研究的科研人员，要利用好各项政策和条件支撑研究。同时，要摆正心态，用整体目光看待生物农药发展事业，不过多计较个人得失。另外，要用找‘对象’的目光寻找正确合作伙伴，保证生物农药产业化健康发展。”

传统生物农药采取的是以菌治菌，以虫治虫的方式，借助食物链的制衡来达到防治效果，更加接近原始状态。在邱德文看来，农业生产毕竟与自然状态有所差别，要满足生产需要，生物农药在起效时间上则必须更快一些。怎么提升起效速度，这是未来生物农药研制的发力点。“品种可以更多，技术可以更先进，诱导方式可以更多元化，打破当前局限，满足不同农业需求，这都是生物农药的创新点。”

回归自然最好

2015年3月20日上午，农业部副部长陈晓华在农业、口岸及标准等方面政策例行吹风会上，明确了“一控、两减，三基本”的农村污染治理目标。其中的“两减”即把化肥、农药的施用总量减下来。

另一方面，“十三五”规划建议提出，未来要走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的农业现代化道路。这与生物农药奉行的绿色、环保、可持续发展的理念不谋而合。种种信息都让邱德文对生物农药的发展前景充满了信心。

邱德文有个大胆的建议，希望可以和原来的农药企业互相合作，取长补短，实现联合发展。他认为，“两减”计划和“零增长”行动方案实施之后，农药企业的产量势必会在一定程度上有所减少，生产或许达不到饱和。如果这些企业愿意分享一部分资源给生物农药，将会极大地提高生物农药的生产水平。

当然，这需要政府的支持和鼓励。邱德文表示，可以效仿新能源汽车的发展，由国家主导，通过一系列激励手段和措施，鼓励有资质的大型企业，收购生物农药企业，实现资源的分享和整合，为生物农药的发展营造有利的环境。他同时也强调，各企业自身也要保持诚信，应当把国家给予的奖励和扶持，留给真正有需要的生物农药企业。

作为一种新型农药，生物农药未来会遇到什么挑战，不可预知。邱德文认为，生物多样性、食物链保护、回归生态层面等将会是生物农药的研究热点。

采访最后，这位愿意为生物农药耗费13年时间的研究员说：“如果可以，我更希望连生物农药都不需要。最好的状态，是随着人们环境保护意识的不断提高，以及生物多样性的发展，尽量让生物通过自然的食物链控制，达到更加平衡、生态的状态，实现健康生长，使我们回归自然。空气清新，鸟语花香，这样就很好！”

生物农药在茶叶上应用技术简介 篇12

关键词：生物农药,茶叶,应用

在中国几千年的文明中,茶扮演了很重要的角色,至今茶依旧是中国特色的代名词之一。随着人们生活水平的提高,茶叶质量与安全备受社会关注。在我们湖北省恩施市芭蕉乡,茶叶还是我们的经济命脉,茶叶质量能否达标,也关系到芭蕉乡茶叶能否实现健康、稳定、持续、快速发展的全局。为了茶叶质量,保证人们健康和生命安全,提高茶叶市场占有率,增加茶农收入,采取生物农药防治茶园病虫害,控制农残,是提高农产品质量的必由之路。

1研究背景与意义

中国是茶叶大国,茶园面积居世界第一,在我们湖北省恩施市芭蕉乡体现的尤为明显,茶叶是芭蕉乡经济的命脉。随着人们生活水平的提高,人们对茶叶中的卫生要求日益提高,对人体产生速效危害的农药残留指标日益引起人们重视。近年来,随着茶叶需求量的增大,茶叶种植和生产规模都迅速扩大,茶园管理过程中农药的大量施用,使茶叶农药残留量有所增加,严重影响到茶叶质量安全,威胁到人们的健康。茶叶作为我国的一种大众饮品,其饮用的安全性越来越受到人们的重视,特别是茶叶中的农药残留量超标引起了人们的高度警惕。

科学防治茶叶虫害是茶叶生产过程中的重要环节。但是长期以来,广大茶农过分依赖化学农药防治病虫害,不仅大量杀伤害虫天敌,引起害虫产生抗药性,并导致害虫再增猖獗,而且也易造成茶叶的农药残留量超标。当前,生产无公害茶和有机茶已成为趋势,茶园害虫的防治策略已经发展为绿色、环保、经济和可持续的“生态控制”。

2几种生物农药的简介

2.1生物农药的内涵

所谓生物农药是指利用生物源开发的农药。其定义为:用来防治病、虫、草等有害生物的生物活体及其代谢产物和转基因产物。生物农药不仅具有常规农药的高活性,能大规模工厂化生产,而且专一性强,一般不杀伤天敌,不污染环境,可在田间大规模应用。通常可分为生物体源和生物体生理活性物质两大类,生物体源的生物农药有细菌、真菌、病毒、线虫、微孢子虫、天敌昆虫等,生理活性物质包括抗生素、昆虫生长调节剂、性信息素、动植物分泌物等。

2.2几种生物农药的简介

2.2.1鱼藤�:杀虫谱广,持效期短,一般为5~6天,夏季日光下仅2~3天。可用于A级绿色茶叶的生产,防治茶尺蠖、茶毛虫、茶蚕、卷叶蛾类、蓑蛾、刺蛾、小绿叶蝉、黑刺粉虱、茶蚜,每667m2用2.5%鱼藤酮EC150~250ml,加水稀释成300~500倍液喷雾。本农药不能与碱性农药混用。鱼藤酮对鱼类高毒,使用时应防止污染鱼塘。喷雾。本农药不能与碱性农药混用。鱼藤酮对鱼类高毒,使用时应防止污染鱼塘。

2.2.2烟碱:烟碱及其类似物的总称,可广泛用于各种农作物,主要防治松毛虫。生产中使用的2%水剂和10%乳油,具有触杀、胃毒、熏蒸、杀卵作用,对植物有渗透作用但无内吸作用。它的优点是低毒低残留,用量低,易分解,无污染。有效期长20天左右,不易产生抗药性,杀虫广谱。用量为2%水剂500~800倍;乳油70~100g/667m2。使用过程中需要注意的有以下几点:喷洒均匀;不易与碱性农药混用C安全间隔期7~10天;中毒急救:排毒洗胃用浓茶水,皮肤污染肥皂水,出现流涎阿托品0.5~1mg肌注。

2.2.3除虫菊素:又名除虫菊酯和除虫菊,杀虫广谱,击倒力强,残效期短,触杀作用强,对人畜无害。在茶园使用的药剂有:联苯菊酯,高效氟氯氰菊酯,醚菊酯。注意事项为:不宜与碱性药剂混用;对蝗虫、螨类和地下害虫效果不好;连续使用易产生抗药性;严防高温日晒,避光保存。

2.2.4苦参碱:防治茶黑毒蛾、茶毛虫,在1龄、2龄幼虫期,或卵孵化高峰期,每667m2用0.2%苦参碱AS50~75ml,加水50~75L,稀释成1 000~1 500倍液喷雾。可用于有机茶园防治茶尺蠖,在3龄幼虫前,每667m2用3.2%虫杀净EC苦参碱醇、氯氰菊酯混剂40~50ml,加水75kg,稀释成1 500~2 000倍液喷雾,适用于低残留茶园和绿色食品茶园。有机茶园可用不含化学农药的纯苦参碱制剂800~1 000倍液喷雾。苦参碱的药效缓慢,应提前3~5天施用。苏云金杆菌对害防治茶黑毒蛾、茶毛虫,杆菌WP,或100亿个孢子/ml Bt EC 75~150g,加水稀释成500~1 000倍液喷雾。适宜于有机茶园中使用。

2.2.5白僵菌:是一种真菌杀虫剂,杀虫作用是靠孢子接触虫体,在适宜条件(温度24~28℃,相对湿度90%~95%,中性或微酸性)下萌发,侵染虫体,大量繁殖,分泌毒素,影响害虫血液循环,干扰害虫新陈代谢,3~7天后虫体死亡,体上长满白色茸毛状菌丝,又名“白僵虫”。防治茶小卷叶蛾、茶毛虫、小绿叶蝉在1龄和2龄幼(若)虫发生初期用药,每667m2用含50~70亿个孢子/g菌粉0.5kg,加水50L,喷雾;防治茶丽纹象甲,在蛹发生盛期,每667m2用球孢白僵菌每克含孢子量为50~70亿个的茵粉l~2kg,拌入细土,撒施于茶树根际土面;或在成虫发生盛期,将菌粉加水稀释后,在阴天、雨天或早晚湿度大时叶面喷雾。

2.2.6核型多角体病毒:是一类病毒杀虫剂,核型多角体病毒无细胞结构,只能在寄主体内复制增殖,形成蛋白质结晶状的多角形体。昆虫经口或伤口感染,病毒进入虫体被胃液消化,游离出杆状病毒粒子,通过中肠上皮细胞进入体腔,侵入血细胞、脂肪和体细胞等处,包埋在结晶蛋白之中,形成多角体,在细胞核内增殖,然后再感染健康细胞,直至昆虫化脓而死亡。病虫粪便和虫尸表皮破裂后释放出多角体,通过风、雨、昆虫、鸟类携带而广泛传播,使病毒病在害虫种群中流行。主要寄生于鳞翅目幼虫。核型多角体病毒药效缓慢,但持效期长达2年以上。防治茶尺蠖在第一、五、六代l龄和2龄幼虫期,虫口密度低于防治指标时,每667m2用19~20亿个PIB(蛋白质结晶状多角体病毒)茶尺蠖核型多角体病毒AS 50ml,对水1 000倍喷雾。在虫口密度超过防治指标时,可用茶尺蠖病毒和化学农药(如辛硫磷WP增效型)50ml,加水1000倍喷雾;防治茶毛虫,于1龄和2龄幼虫期,每667m2用10~20亿个PIB茶毛虫核型多角体病毒AS50ml,加水1 000倍喷雾。或每667m2用25~30头虫尸,捣碎,对水喷雾。

2.2.7粉虱真菌制剂:是一种真菌杀虫剂,在潮湿的条件下,对黑刺粉虱等有良好的防治效果。防治黑刺粉虱、蚧类,在1龄和2龄幼虫期,在潮湿条件下,用菌粉加水稀释成每毫含0.1亿个孢子的溶液喷施叶片(蚧类尚需喷湿枝条)。由于黑刺粉虱主要分布在茶树中、下部叶片的背面,喷药时应将叶背喷湿,在适宜条件下,粉虱真菌寄生率在70%以上,持效期2~3年。

3生物农药中存在的问题及应用对策

3.1生物农药本身的局限性

3.1.1成本高。目前市场上的生物农药,用于防治茶叶螨类的生物农药全力、霸天等,成本都高于10元/667m2·次,而防治同样的害虫选用的中等毒农药如乙酰甲胺磷、辛硫磷、杀虫单等,成本低于5元/667m2·次;再如用于防治茶叶茶毛虫的苏云金杆菌,成本需10~20元/667m2·次,而敌敌畏、菊酯类农药防治只需2~3/667m2·次。生物农药的成本要远高于普通化学农药。

3.1.2效果慢、速效性差。施用生物农药要在3~4天后才能见到效果,不能达到立竿见影的效果。

3.1.3防治对象专一。生物农药由于是专门从昆虫病毒、真菌以及昆虫信息素提炼或加工而成的,不是化学合成剂,其防治对象专一,不具备化学农药防治害虫广谱性的特点。

3.1.4用药条件高。生物农药一般为水剂,受阳光或微生物的作用后容易分解,半衰期短,残留降解快,被动物取食后富集机制差,而且稳定性较差,特别是活体微生物为有效成分的产品,生物活性下降很快,用药技术条件要求高。

3.2生物农药运用对策建议

3.2.1政府政策。政府部门要强化化学农药的监督管理和相关法律、法规的宣传力度,严厉打击违法制售和使用违禁化学投入品的不法行为,以及假冒伪劣农资的生产者和经营者,严格实行农产品市场监测准入制。同时结合农资补贴,推广使用生物农药。

3.2.2改革茶叶供销体制。茶叶产量化必须依托一定的载体——生产经营组织形式。适宜的组织形式是农业产业化顺利发展的基本保证。

3.2.3提高茶农对生物农药的认识。进一步加强农村基础教育,完善农业科技推广网络的同时,积极探索建立新型农业教育培训长效机制,大力发展农业职业教育和成人教育,强化农村实用技术、农业新技术及农业科技知识的培训,继续开展各种形式的“科技下乡”、“科技进村”和“科技入户”等活动,加大科普宣传力度,全部提高农药经营者和使用者的科技文化水平和综合素质,使广大茶农真正能够做到正确理性地认识农药、看待农药、宣传农药和科学、合理、安全地使用农药。

4结语

生物农药具有与环境兼容性好、病虫害不易产生抗性等优点,符合现代社会对茶叶种植及病虫害防治的要求,推广应用生物农药有利促进芭蕉茶叶生产的进一步发展。由于生物农药防治病虫害防治效果慢,速效慢,且防治对象单一,用药条件要求高,使得生物农药推而不广。政府部门应强化监督管理,采取多种供销体制,同时提高茶农对生物农药的认识。

参考文献

[1]郭灿,高秀兵,何莲,等.茶树病虫害生物防治应用研究进展[J].广东农业科学,2014,41(6):105-109.

[2]艾青.茶叶生产中生物农药的应用[J].农村实用技术,2010,(5):55.