3 微生物除草剂目前微生物除草剂的研究主要集中在以下两个方面:(1)利用活体微生物直接作为除草剂,即活体微生物除草;(2)利用微生物所生产的对植物具有毒性的次生代谢产物作为除草剂来使用,即农用抗生素除草剂。活体微生物除草剂,目前成为国外研究和开发的热点,其中以真菌除草剂的研究和开发最为活跃,除草农用抗生素的开发,以日本的研究最为活跃。
活体微生物除草剂的作用方式是孢子、菌丝等直接穿透寄主表皮,进入寄主组织、产生毒素,使杂草发病并逐步蔓延,影响杂草植株正常的生理状况,导致杂草死亡,从而控制杂草的种群数量。除草农用抗生素的作用机理完全不同于活体微生物除草剂,前者主要作用于植物体内敏感的分子靶标,但这些靶标很少与化学合成除草剂存在共同的分子靶标部位。
3.1 活体微生物除草剂 活体微生物除草剂是由杂草病原菌的繁殖体和适宜的助剂组成的微生物制剂。由寄主杂草分离得到的植物病原菌对寄主植物一般具有种间特异性,选择性高,所以对栽培植物安全性高,危害小。对人、畜、天敌等非靶标生物安全,可缓解生防和化防的矛盾,而且对环境压力相对较小。通常,首选的病原微生物是那些可以引起植物致命性病害如炭疽病、萎蔫病、枯萎病、及叶斑病等的病原微生物种群。具有杂草生物防治开发潜力的微生物中真菌类主要集中在以下9 个类型:镰刀菌属、盘孢菌属、链格孢菌属、尾孢菌属、疫霉属、柄锈菌属、黑粉菌属、核盘菌属、壳单孢菌;细菌类主要为根际细菌,主要有以下几个属:假单孢杆菌属,黄杆菌属,黄单孢杆菌属等。
3.2 农用抗生素除草剂 将细菌、真菌和放线菌等微生物发酵过程中所产生的,具有抑制某些杂草的生物活性的次级代谢产物,加工成可以直接使用的形态,这就是农用抗生素除草剂。与化学除草剂相比,除草农用抗生素具有以下显著特点:
(1)化学结构新颖。来源于次级代谢的具有生物活性的天然产物,一般具有较为复杂的结构骨架,一般为经典的农药化学合成难以发现的潜在的新型植物毒性化合物(新除草剂作用机制或作用靶标部位) 。
(2)易在自然界中分解成无毒化合物。由于微生物农药来源于自然环境,相对于化学除草剂而言,大多数微生物除草剂与环境相容性高,较易降解,而且其分解物对环境压力相对较小。
(3)特异性。有相当一部分为寄主专化性毒素(HostSpecified Toxin) ,表现为具有较高的选择性,对人、畜、天敌等非靶标生物安全。
(4)与活体微生物除草剂相比,更易储存、利于剂型加工且使用方便。
(5)天然植物毒素一般为多靶标作用位点和方式,不容易引起杂草抗性的产生。
(6)开发和登记等费用低于化学除草剂。
4 微生物农药的发展前景我国加入WTO后,在国际农产品和食品贸易中将面对苛刻的农药残留标准规定,这为微生物农药的发展提供了巨大的机遇。另外,发展微生物农药及其相关产业符合当前我国农业和环境可持续发展的要求,与我国农业科技体制改革和农业产业结构转型密切相关,新型微生物农药的研究成果会推进传统农药产业结构调整和技术提升,带动农业微生物产业的发展和壮大, 获得巨大的规模效益。
总之,随着人们对可持续发展战略的理解,微生物农药作为农业可持续发展的重要组成部分,必将引起人们的关注和重视,各种实验手段的进步和优化,都给微生物农药的研究和发展提供了契机。利用微生物及其代谢产物,开发新型农药已经表现出强大的生命力,必将具有广阔的发展空间。
微生物农药发展概况