工业微生物 第11章 微生物在农业中的应用

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1、工业微生物第十一章微生物在农业中的应用一、微生物杀虫剂微生物杀虫剂是以杀虫微生物为生产菌制备的微生物接种剂。微生物杀虫剂既能直接杀死危害农作物和森林的害虫，又不伤害能控制害虫的天敌，也不像化学杀虫剂那样污染环境，因而在农林业的可持续发展中起着重要的作用。其生产规模与应用范围逐年递增，已形成为一个新的微生物农药产业。微生物杀虫剂主要包括细菌杀虫剂、病毒杀虫剂和真菌杀虫剂等3种类型。第一节微生物农药1．细菌杀虫剂苏云金芽孢杆菌杀虫剂，简称Bt杀虫剂，是当今使用最广泛和产量最大的细菌杀虫剂。它是由昆虫病原细菌苏云金杆菌的发酵产物加工而成，能防治直翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目等上百种害虫，如稻纵卷叶螟

2、、棉铃虫、茶毛虫、玉米螟等。苏云金芽孢杆菌杀虫剂之所以成为目前产量最大、应用最广、深受欢迎的农药，除其杀虫效果好外，更重要的是对人、畜无伤害；对植物不产生药害，不影响农作物的色、香、味；也不伤害害虫的天敌和有益的生物，能保持使用环境的生态平衡；对土壤、水源、空气环境不造成污染，有利于社会经济的持续发展。第一节微生物农药苏云金芽孢杆菌能在细胞内形成杀虫的伴胞晶体和水溶性的外毒素（苏云金素）。伴胞晶体被敏感性昆虫的幼虫吞食后，在其碱性的中肠溶解成原毒素，并进而在昆虫肠道被蛋白酶水解激活，产生毒素核心片段（δ内毒素）。它与中肠上皮细胞膜上的特异受体结合，能快速并不可逆地插入细胞膜，形成孔洞，从而破坏

3、细胞的膜结构与渗透吸收特性，使中肠上皮细胞裂解崩溃，最终导致昆虫的死亡。第一节微生物农药2．真菌杀虫剂典型的代表是白僵菌杀虫剂。白僵菌是一种广谱寄生的真菌，广泛地使昆虫致病，由该菌引起的病占昆虫真菌病的21%左右，能侵染鳞翅目、鞘翅目、直翅目、膜翅目、同翅目的众多昆虫及螨类。白僵菌接触虫体感染，适宜条件下其分生孢子萌发长出芽管，并能分泌出几丁质酶溶解昆虫表皮，使菌丝侵入体内生长繁殖，并产生毒素（白僵菌素）和草酸钙结晶，从而使昆虫细胞组织破坏和代谢机能紊乱，最后虫体上生出白色的棉絮状菌丝和分生孢子梗及孢子堆，整个虫体水分被菌吸收变成白色僵尸，白僵菌因此而得名。第一节微生物农药白僵菌在以黄豆饼粉或

4、玉米粉为主的固体发酵培养基上生长良好，营养生长期的最适温度为22～26℃，孢子形成期（4d以后）为28℃。发酵完成后的物料经气流干燥粉碎，即可包装出厂，成品制剂的活孢子数应达5×109～1×1010个/g。也可采用深层液体好氧培养法进行规模化生产。其生产原料和工艺都与苏云金芽孢杆菌杀虫剂大同小异，但产品以抗逆性较低的芽生孢子为主。该杀虫剂对防治松毛虫、玉米螟、大豆食心虫、高梁条螟、甘薯象鼻虫、马铃薯甲虫、果树红蜘蛛、枣粘虫、茶叶毒蛾、稻叶蝉等害虫的效果较显著。绿僵菌也是一种真菌杀虫剂，其杀虫谱、致病机制和生产方式均与白僵菌相似，对斜纹夜蛾、棉铃虫、地老虎和金龟子等害虫的防治效果较好。第一节微生

5、物农药3．病毒杀虫剂昆虫病毒之所以被用来防治害虫，主要原因是因为昆虫病毒具有高度特异性的宿主范围，也就是说，一种昆虫病毒只对一种或几种特定的昆虫有致命性。这样一来，就不会对人、畜和作物造成危害。而且，昆虫病毒可以在土壤中保存，并随着风等自然因素扩散，而造成病毒流行，可以有效扩大杀虫的范围。此外，和传统的化学杀虫剂相比，昆虫病毒杀虫剂可以避免传统的化学杀虫剂对自然环境的破坏。当然，昆虫病毒杀虫剂也有其局限性，如杀虫范围窄，一种杀虫剂仅针对一种或少数几种害虫有效；杀虫慢，需几天或十多天才见效；容易受环境温度、阳光、气候的影响，毒力较低等。第一节微生物农药二、微生物杀菌剂近二十年来，人们发现了许多可

6、以通过拮抗作用抑制植物病原菌生长的细菌和放线菌，它们都能产生抗生素，可制备成微生物杀菌剂。这类抗生素大部分具有内吸性能、高效、选择性强、有治疗和保护作用、生物降解快、无公害、对人畜安全等优点，其缺点是药效不稳定、成本高、持效期短(易被土壤微生物及紫外线分解)、易出现抗药性菌株(高度选择性所致)等。在农业上作为杀菌剂应用的抗生素主要有灭瘟素、井冈霉素、春雷霉素、多氧霉素、庆丰霉素和放线菌酮等。其产生菌和防治范围见表11-1。第一节微生物农药第一节微生物农药三、微生物除草剂杂草的病原微生物主要包括真菌、病毒等，最常见的真菌病原如锈菌、镰刀菌、炭疽病菌等。近年来利用微生物防治杂草等有害生物的成就使广

7、大植保工作者及产业界都意识到将其作为生物防治的资源，具有巨大的潜力。微生物除草剂对选择性高的目标杂草以外的植物影响小，环境污染小，安全性高，符合可持续农业发展的要求。为此已受到全世界许多国家的重视，并相继开展了大量的研究工作，涉及的微生物有80多种。第一节微生物农药第二节微生物肥料一、微生物肥料的定义微生物肥料又称细菌肥料、生物肥料或接种剂。狭义的微生物肥料是指通过其中所含微生物的生命活动，增加了