生物除草劑研究的歷史、現(xiàn)狀及展望-免費(fèi)閱讀
【正文】 積極開展發(fā)展生物除草劑的意義和前景的宣傳，以期引起社會(huì)特別是政府主管決策者的重視。近期擬從以下方面開展研究工作?？傊?，這可能會(huì)成為生物除草劑在廣泛范圍內(nèi)實(shí)用化的最有希望的選擇之一。最早報(bào)道的研究是于 1984 年利用土壤真菌瓜類腐皮鐮孢 (Fusarium solani . cucurbitae)控制雜草德克薩斯胡蘆 (Boyette et al，1984； Weidemann， 1988)。能否以生物除草劑作為替代品，是關(guān)系這 一計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。 此外，在應(yīng)用放線菌的代謝產(chǎn)物控制雜草上也獲得了研究進(jìn)展，研究了除草霉素對(duì)稗和野燕麥等雜草的抑制效果。此外，我們研究室還得到博士點(diǎn)基金資助，在李揚(yáng)漢教授的指導(dǎo)下，已經(jīng)在下面幾個(gè)方面開展了研究，并取得了明顯的進(jìn)展。雖然在 80 年代研究并解決了菌種在培養(yǎng)過程中的退化問題 (高昭遠(yuǎn)等， 1985， 1988)，但在隨后的商品化的研究和發(fā)展方面工作滯后。解決的途徑就是通過研制配方 (Auld and Mooris， 1995)。通過提高發(fā)酵罐的振蕩速度，可以在液體培養(yǎng)中獲得短 小的菌絲體，如在決明鏈格孢的培養(yǎng)中 (Stowell，1992)，便可以直接制成生物除草劑用于生產(chǎn)中。任何在此基礎(chǔ)上的繁雜技術(shù)，都將影響生物除草劑的工業(yè)化。此外，其孢子的傳播能力差，也不存在導(dǎo)致不能控制的傳染病的可能性。通常，低量化學(xué)除草劑的存在可以削弱 雜草的防御機(jī)制，降低生長(zhǎng)勢(shì)，有利于微生物的侵染，提高發(fā)病率，增強(qiáng)殺草效果 (Altman et al. 1990； Katan et Eshel，1973； Levesque， 1992； Auld， 1997)。而對(duì)于生物除草劑的發(fā)展，有效性則是最關(guān)鍵的因素。對(duì)大多數(shù)雜草，有待進(jìn)行調(diào)查。其中，按照發(fā)展生物除草劑的標(biāo)準(zhǔn)，有望作為候選或已發(fā)展成生物除草劑的生物種有 36 種。在 1997 年 5 月 20 日獲得正式登記。 關(guān)于該種產(chǎn)品研制的最初的實(shí)驗(yàn)，開始于 1980 年，由荷蘭瓦格寧根農(nóng)業(yè)大學(xué)的 Scheepens 和 De Jong 博士進(jìn)行的。另一個(gè)生物除草劑 Biomal 在加拿大研制成功，主要用于防除圓葉錦葵 (Malva rotundifolia)，這是種很 難被現(xiàn)有化學(xué)除草劑控制的雜草。繼之， Collego 獲得登記 (Bowers， 1982)，并實(shí)用化。生物除草劑研究的歷史、現(xiàn)狀及展望 強(qiáng) 勝 （南京農(nóng)業(yè)大學(xué)雜草研究室 南京 210095） 摘 要 本文在簡(jiǎn)要回顧了生物除草劑發(fā)展歷史之后，著重介紹了兩種新生物除草劑的商品化以及在研制和發(fā)展新的生物除草劑品種的過程中所面臨的困難和制約因素，進(jìn)而提出了解決它們的可能途徑和方法。DeVine 是土生于美國(guó) Florida 州的棕櫚疫霉 (Phytophthora palmivora)致病菌株的厚垣孢子懸浮劑，用于防除雜草莫倫藤 (Morrenia odorata)，防效可達(dá) 90％，且持效期可達(dá) 2 年，被廣泛用于該州桔園。其生物制成品為錦葵盤長(zhǎng)孢狀剌盤孢 (C. gloeosporoides . malvae)的孢子懸浮劑。后與加拿大的科學(xué)家合作，在其他許多木本雜草上的明顯控制效應(yīng)，加快和刺激了商業(yè)化的研究進(jìn)程。其是由細(xì)菌 Xanthomone campestris pv. poae (JTP482)研制出的。已經(jīng)使用或商業(yè)化或極具 潛力的有 19 種。從1986 年開始，歐洲雜草研究學(xué)會(huì)科學(xué)委員會(huì)，就在全歐洲開展了 10 種主要作物的生物防治目標(biāo)雜草的天敵調(diào)查工作。生物除草劑的藥效包括控制雜草的水平、速度以及施用操作的難易度等 (Charudattan， 1992)。在正常情況下，百日草鏈格孢控制蒼耳，不足以達(dá)到好的防效，如將其孢子和低量化學(xué)除草劑滅草喹 (Scepter)混配，具有極顯著的增效作用 (Auld et al， 1997)。 生物除草劑的寄主專一性常與寄主專一性植物毒素的產(chǎn)生有關(guān)?，F(xiàn)已商品化或正在生產(chǎn)上使用的生物除草劑，多是經(jīng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的，盤孢菌屬是容易在淹沒培養(yǎng)條件下產(chǎn)孢的。 配方的研究 生物除草劑區(qū)別于其他生物防除方法的顯著特征是其類似于化學(xué)除草劑的特定劑型的活生物制成品。 水是生物除草劑配方中最常用的成分，但不是處處適用。諸如 ： 通過研制配方，克服對(duì)水分的需求，使能在廣大的北方大豆產(chǎn)區(qū)使用；工業(yè)化大批量生產(chǎn)，成為便于農(nóng)民施用的生物制成品，專利的申請(qǐng)、商品的注冊(cè)，以獲得合法保護(hù)等。從紫莖澤蘭自然發(fā)生的病株，分離到鏈格孢 (Alternaria alternata)一菌株，其在 20 小時(shí)內(nèi)就可引起紫莖澤蘭莖葉的嚴(yán)重病害，并擊倒植株，從 而在一周內(nèi)殺死。 這些都預(yù)示著我國(guó)生物除草劑的研究，在人類日益關(guān)注由于化學(xué)除草劑 的使用帶來的環(huán)境污染和殘毒、渴求無污染、安全的新除草劑的背景下，在國(guó)際生物除草劑研究活躍和取得重大突破的形勢(shì)下，將進(jìn)入一個(gè)前所未有的嶄新的發(fā)展階段。而生物除草劑研制和開發(fā)工作的迅速發(fā)展，是必要的前提條件。但是，由于供試土壤真菌能引起廣泛種類的植物病害，所以，這項(xiàng)研究一段時(shí)間沒有能受到足夠重視 (Jones and Hancock， 1990)。 隨著在世界范圍內(nèi)對(duì)雜草天敵資源調(diào)查的廣泛深入的開展，人們將會(huì)更深刻地了解天敵生物對(duì)雜草侵染和控制的機(jī)理，將有更多的材料可供選擇，用于發(fā)展高效、對(duì)環(huán)境安全的生物除草劑。 在現(xiàn)有世界對(duì)雜草致病天敵生物種類的調(diào)查研究中，在我國(guó)也有經(jīng)濟(jì)意義的雜草大約僅有 5 種，在我 國(guó)約 200 種重要雜草中僅占極微小的比例。 加強(qiáng)國(guó)際間合作和交流，及時(shí)向國(guó)外介紹我國(guó)在這方面的研究成果。 將生物除草劑的研究納入雜草綜合 治理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，與化學(xué)防除、農(nóng)業(yè)防除等結(jié)合起來，控制雜草。 在我國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，以及在農(nóng)業(yè)上實(shí)施的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，給生物除草劑在我國(guó)的研究和發(fā)展提供了契機(jī)。在美國(guó)，亦正在開展根際微生物對(duì)雜草防治的研究 (IBG News， ， 1997)。其最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以克服莖葉處理時(shí)，對(duì)環(huán)境條件苛刻的需求；此外，這種處理還能有持續(xù)效應(yīng)，甚至于維持到若干生長(zhǎng)季節(jié)(Auld and Morris， 1995)。進(jìn)入 21 世紀(jì)，很多國(guó)家都計(jì)劃在若干年內(nèi)將逐漸降低化學(xué)除草劑用量一半。目前正深入地進(jìn)行研究，其中已有 2 個(gè)菌株顯示出研究和應(yīng)用的價(jià)值。這無疑對(duì)我國(guó)生物除草劑的研究起到了積極的推動(dòng)作用。“魯保一號(hào) ”是世界上最早被應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的生物除草劑之一。這就限制了生物除草劑在干旱地區(qū)的發(fā)展。用百日草鏈格孢和鏈格孢菌絲體的片段分別防除蒼耳和紫莖澤蘭，獲得了與孢子相當(dāng)或更好的防效 (強(qiáng)勝等， 1994， 1995，未發(fā)表的資料 )。 生物除草劑的工業(yè)化生產(chǎn) 液體發(fā)酵法是生物除草劑工業(yè)化生產(chǎn)的首選方法，因?yàn)?，在不要?duì)現(xiàn) 有工業(yè)發(fā)酵設(shè)備作多少的改進(jìn)的情況下，就可以實(shí)現(xiàn)的。 例如 DeVine 和 Collego 都有一些敏感的非目標(biāo)植 物，特別是 Collego 對(duì)幾種重要的豆科作物也是敏感的，但它不會(huì)引起它們致命的損害。 提高生物除草劑防效的途徑之一是復(fù)配使用低量的化學(xué)除草劑或植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。 生物除草劑的除草藥效及殺草機(jī)理 生防雜草有機(jī)體篩選，從理論上說主要依據(jù)兩條標(biāo)準(zhǔn)，有效性 (藥效 )和專一性 (安全性 )。 在世界最重要害草中，開展過調(diào)查的僅占少數(shù)。用百日草鏈格孢 (A. zinniae)和圓盤孢 (C. orbiculare)的孢子作為生物除草劑分別防治蒼耳 (Xanthium occidentale)和剌蒼耳 (X. spinosum)也正在被澳大利亞申請(qǐng)專利。它是由日本橫濱的日本煙草公司開發(fā)的。它抑制和控制野黑櫻 (Prunus s
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