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生物農(nóng)藥的發(fā)展趨勢

作者:顧靜艷  來源:上海師范大學(xué) 
評論: 更新日期:2022年11月16日

摘要:本文論述了生物農(nóng)藥的優(yōu)缺點,從生物農(nóng)藥的發(fā)展、內(nèi)涵以及研究和利用進(jìn)行探討,并對生物農(nóng)藥的發(fā)展趨勢做出了較深刻的分析。

關(guān)鍵詞:生物農(nóng)藥? 發(fā)展

半個多世紀(jì)以來,用化學(xué)農(nóng)藥防治病蟲害對農(nóng)作物增產(chǎn)增收做出了很大的貢獻(xiàn)。但長期依賴和大量使用化學(xué)農(nóng)藥所帶來的環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品污染,生態(tài)失衡以及食品安全等問題也日益顯現(xiàn)。針對化學(xué)農(nóng)藥高毒,高殘留等種種弊端,大力推廣安全,低毒,環(huán)保型的生物農(nóng)藥。近年來,隨著我國實施新世紀(jì)無公害食品計劃和人們對環(huán)境質(zhì)量要求的逐步提高,生物農(nóng)藥更是備受關(guān)注,其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用也越來越廣泛。

生物農(nóng)藥是一個完全相對于傳統(tǒng)化學(xué)合成農(nóng)藥的概念,也就是從某些生物中提取原料,制造出的能夠廣譜殺菌、殺蟲的新型農(nóng)藥。生態(tài)農(nóng)藥活性成分是自然存在的物質(zhì),自然界有其順暢的降解途徑,不會污染環(huán)境,是實現(xiàn)無公害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)變革的突破口,因此受到廣泛關(guān)注。

生物農(nóng)藥是直接利用生物產(chǎn)生的活性物質(zhì)或生物活體作為農(nóng)藥,以及人工合成的與天然化合物結(jié)構(gòu)相同的農(nóng)藥,它包括微生物農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因生物農(nóng)藥和天敵生物農(nóng)藥等。生物農(nóng)藥具有以下優(yōu)點:

1.?????? 對病蟲害防治效果好,而對人畜安全無毒,不污染環(huán)境,無殘留

2.?????? 對病蟲害特異性強,不殺傷害蟲的天敵和有益生物,能保護(hù)生態(tài)平衡

3.?????? 生產(chǎn)原料和有效成分屬天然產(chǎn)物,它的回歸自然能保證可持續(xù)發(fā)展

4.?????? 可用現(xiàn)代生物技術(shù)手段對產(chǎn)生菌及其發(fā)酵工藝進(jìn)行改造,不斷改進(jìn)性能和提高品質(zhì)

5.?????? 多種因素和成分發(fā)揮作用,害蟲和病菌難以產(chǎn)生抗藥性

生物農(nóng)藥一般可分為生物體農(nóng)藥,生物化學(xué)農(nóng)藥,生物合成農(nóng)藥以及仿生合成農(nóng)藥幾大類,其中生物體農(nóng)藥又可分為植物體農(nóng)藥和動物體農(nóng)藥和微生物農(nóng)藥3類[1]。

生產(chǎn)中常見的生物農(nóng)藥有以下幾種:

Bt乳劑:是常用的細(xì)菌生物農(nóng)藥,它的制成品為米黃色乳劑,乳化性能好,殺蟲譜廣,對20多種蔬菜、茶、果、煙等植物的鱗翅目害蟲防治效果為80-90%,主要防治對象有松毛蟲、玉米螟、棉鈴蟲、粘蟲、稻縱卷葉螟、茶毛蟲等。Bt乳劑是一種胃毒劑,害蟲食后能產(chǎn)生一種特殊的酶。這種酶可以分解昆蟲腸道當(dāng)中的一種蛋白質(zhì),從而使害蟲腸道穿孔,腸道里的東西流入體腔,最后得敗血癥死亡。使用時應(yīng)掌握氣溫在15℃以上,一般以20℃為適宜,施用時間應(yīng)比施用化學(xué)農(nóng)藥提前2-3天為宜。

青蟲菌和殺螟桿菌:菜青蟲吃了粘有青蟲茵的菜葉,腸壁會很快穿孔,變成團(tuán)團(tuán)泥漿死去。殺螟桿菌用于防治稻縱卷葉螟、三化螟,還能防治蒼蠅、蚊子、粘蟲、松毛蟲、白螞蟻、稻苞蟲等害蟲。

白僵菌:是真菌生物農(nóng)藥,對防治松毛蟲和水稻害蟲黑尾葉蟬有特效。白僵茵液接觸害蟲后,通過體壁進(jìn)入害蟲體內(nèi),很快會萌發(fā)菌絲,吸收害蟲的體液,使害蟲變僵發(fā)硬而死。

井岡霉素:防治水稻紋枯病有特效。抑制水稻紋枯病病菌菌絲,有效期長達(dá)15-20天,耐雨水沖刷,對人畜安全無毒。

農(nóng)用抗菌素和植物抗菌素。這兩類農(nóng)藥是真菌生物農(nóng)藥。在生產(chǎn)上應(yīng)用的抗菌素有春雷霉素、慶豐霉素、多抗霉素、土霉素、灰黃霉素、放線菌酮鏈霉素等。如農(nóng)抗120是一種新型的農(nóng)用抗生素,對瓜、果、蔬菜、花卉、麥類、煙草的白粉病及水稻、麥類的紋枯病,具有很好的防治效果[2]。

自路易斯巴斯德明確提出利用微生物防治害蟲的思想到現(xiàn)在,微生物農(nóng)藥已取得極大進(jìn)展。但是與化學(xué)農(nóng)藥相比,微生物農(nóng)藥生物農(nóng)藥的種類所占比例還較低。目前世界上化學(xué)農(nóng)藥已有1300多個品種,年國際貿(mào)易額達(dá)160億美元,而商品微生物農(nóng)藥僅30個品種,年貿(mào)易額7億美元,僅占農(nóng)藥市場的4%左右,且主要用于蔬菜、水果、茶葉等綠色食品及抗藥性強的棉鈴蟲等[3]。但是微生物農(nóng)藥是生物源農(nóng)藥,具有環(huán)境效益和社會效益。隨著人類對環(huán)境保護(hù)要求和對“無公害產(chǎn)品”需求的增加,微生物農(nóng)藥將有極大的市場[4]。

綠色食品生產(chǎn)的要求。當(dāng)今社會綠色食品消費是人們追求的目標(biāo),無論是糧食作物,還是水果蔬菜、植物飲料,都掀起一股“綠色”消費的新潮。出口創(chuàng)匯農(nóng)業(yè)尤其如此。近年來,越來越多的殘留限量標(biāo)準(zhǔn),正成為國際間食品、農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的綠色壁壘。我國農(nóng)產(chǎn)品出口因農(nóng)藥殘留受到嚴(yán)重影響。從出口創(chuàng)匯產(chǎn)品看,茶葉、蔬菜、水果、煙草等許多拳頭產(chǎn)品由于農(nóng)藥殘留超標(biāo)而出現(xiàn)減少出口或退貨的情況。而以Bt[5]為代表的生物農(nóng)藥則可從根本上解決這一難題,維護(hù)和滿足人們“綠色消費”的需求,提高我國優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭力,減少因綠色貿(mào)易壁壘而造成的出口損失,保護(hù)我國農(nóng)民的利益和生產(chǎn)積極性。繼去年國家質(zhì)檢總局開始實施米、面、油、醬油、醋等“老五類”產(chǎn)品市場準(zhǔn)入制度后[6],年底前將對包括肉制品、奶制品、方便食品、速凍食品、飲料等的“新五類”食品實行市場準(zhǔn)入制度,在這種政策引導(dǎo)下,能有效在生產(chǎn)環(huán)節(jié)保障農(nóng)產(chǎn)品安全的生物農(nóng)藥將迎來新的發(fā)展機遇[7]。

我國加入WTO后,在國際農(nóng)產(chǎn)品和食品貿(mào)易中,將面對苛刻的農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn),但也為生物農(nóng)藥的發(fā)展提供了巨大的機遇。當(dāng)前,國際上生物農(nóng)藥(未包括農(nóng)用抗生素類)僅占全部農(nóng)藥市場份額的2.5%左右。我國Bt殺蟲劑只占市場份額的2%,棉鈴蟲病毒殺蟲劑占0.2%,農(nóng)用抗生素占9%,植物源農(nóng)藥占0.5%。專家一致的預(yù)測結(jié)果是,今后10年內(nèi),生物農(nóng)藥將取代20%以上的化學(xué)農(nóng)藥,因此,未來生物農(nóng)藥發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

隨著人們對化學(xué)農(nóng)藥弊端和環(huán)保重要性的進(jìn)一步認(rèn)識、生物農(nóng)藥內(nèi)涵的擴展和新技術(shù)的不斷出現(xiàn),生物農(nóng)藥將是21世紀(jì)農(nóng)藥研究重點[8],以下幾個方面將會受到重視。

作用機制獨特的生物農(nóng)藥。生物農(nóng)藥的作用機理與化學(xué)合成農(nóng)藥有很大的不同。作用機制獨特的農(nóng)藥品種將是研究開發(fā)的熱點之一。如生長調(diào)節(jié)物質(zhì)、行為調(diào)控化學(xué)物質(zhì)等。新的作用機制發(fā)現(xiàn)將為農(nóng)藥發(fā)展提供新的思路,如Harpin等蛋白類物質(zhì)[9]。

生物與化學(xué)方法相結(jié)合,開發(fā)生物化學(xué)農(nóng)藥。生物農(nóng)藥為化學(xué)農(nóng)藥的創(chuàng)制提供了先導(dǎo)化合物,通過對生物農(nóng)藥(包括微生物農(nóng)藥)進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)改造,創(chuàng)制新農(nóng)藥。擬除蟲菊酯和沙蠶毒素農(nóng)藥的合成是經(jīng)典事例;最近的有殺蟲劑AC303630(以吡咯霉素有效基團(tuán)作為先導(dǎo)化合物)[10],殺菌劑ICI5504A、BAS-490F和SSF-126(以抗生素Stuobilurin為先導(dǎo)化合物),依維菌素和埃瑪菌素(由avermectin結(jié)構(gòu)改造而來)[11]。

生物技術(shù)向生物農(nóng)藥研究滲透。隨著細(xì)胞工程、基因工程技術(shù)的日趨成熟,轉(zhuǎn)基因植物(植物農(nóng)藥)是其中一重要方向,包括具有農(nóng)藥作用的轉(zhuǎn)基因植物(目前以轉(zhuǎn)Bt抗蟲棉最成功)和抗農(nóng)藥(除草劑)轉(zhuǎn)基因植物。此外,利用細(xì)胞工程改造、生產(chǎn)生物農(nóng)藥也會成為熱點。

在經(jīng)過了一個學(xué)期的微生物工程的學(xué)習(xí)之后,我對微生物方面的知識有了更具體和清晰的了解。在經(jīng)歷了化學(xué)農(nóng)藥之后,生物農(nóng)藥的產(chǎn)生為我們解決了許多問題。特別是在講究環(huán)保的今天,生物農(nóng)藥解決了化學(xué)農(nóng)藥的污染問題,讓我們能更放心的使用農(nóng)藥。此外,生物農(nóng)藥資源的開發(fā)、生物農(nóng)藥商品化技術(shù),以及生物農(nóng)藥與化學(xué)合成農(nóng)藥的聯(lián)合使用技術(shù)研究等,都會在21世紀(jì)生物農(nóng)藥研究中受到重視[12]。在今后的研究中,要進(jìn)一步加強微生物農(nóng)藥的基礎(chǔ)研究,創(chuàng)造出更有利于生產(chǎn)和生態(tài)的新產(chǎn)品。提高人們對微生物農(nóng)藥的認(rèn)識,加大投入,大力在實際生產(chǎn)中推廣,實現(xiàn)由小規(guī)模生產(chǎn)實驗到大規(guī)模投資生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變,縮短研究生產(chǎn)應(yīng)用時間, 以保護(hù)人類健康和維護(hù)生態(tài)平衡為前提,使微生物農(nóng)藥逐步取代或部分取代毒性較強的化學(xué)農(nóng)藥,實現(xiàn)科研和生產(chǎn)一條線,防害、生態(tài)一起抓的新的生態(tài)防治路線,逐步形成穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境,給人類留住美好家園。

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