近年来,随着生态保护、食品安全、绿色生产、可持续发展等理念日益深入人心,我国对化学农药的监管逐渐严格。化学农药的长期使用产生了许多问题,如环境污染,病虫害耐药性增增加,农药残留等。因此开发高效低毒、可降解、无污染的生物农药是未来农药发展的重要方向。微生物源农用抗生素在生物农药中占有重要地位,其主要是由微生物合成的具有生物可降解性的次级代谢产物,具有高效、安全、环境友好的特性,是传统化学农药的绿色替代品。
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微生物源农用抗生素的发展现状
目前微生物源农用抗生素已广泛应用于农业生产与病虫害防治中,如井冈霉素、阿维菌素、中生菌素、南昌霉素、春雷霉素、浏阳霉素、多抗霉素、申嗪霉素、武夷霉素、宁南霉素、多杀菌素、灭瘟素等。按照抗生素的作用可将农用抗生素分为抗细菌病害的抗生素(如中生菌素),抗真菌性病害的抗生素(如农抗120),用作杀虫、杀螨剂的抗生素(如阿维菌素),用作杀草剂的抗生素(如双丙氨磷)。农用抗生素的作用机理丰富多样,如抑制细胞壁的合成、阻碍原生质膜功能、抑制细胞蛋白质合成、激活靶标昆虫乙酰胆碱烟碱型受体或抑制植物氮代谢等。
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常用的农用抗生素简介
春雷霉素Kasugamycin
商品名称为春日霉素、嘉锡霉素、加瑞农(春雷霉素+王铜)、加收米和加收热必(春雷霉素+四氯苯酞)等。
春雷霉素作用于病原菌核糖体,抑制蛋白质翻译的起始,对细菌和植物致病真菌都有强烈的生物活性。
中国农业农村部农药登记数据显示,春雷霉素共登记作物20余种,其中防治的真菌性病害有水稻稻瘟病等,细菌性病害有黄瓜、西瓜以及观赏菊花细菌性角斑病,柑橘及柑橘树溃疡病,咖啡树细菌性叶斑病。
春雷霉素对作物安全,残留量小,对环境生物风险低,是一种绿色、低毒、低残留的农用抗生素类杀菌剂。其对作物的真菌与细菌性病害都有良好的防治效果,并可以与多种化学农药进行混配,产生协同作用,具有广泛的应用前景。
多抗霉素Polyoxins
商品名称为多氧霉素、宝丽安(日本)、保利霉素、多克菌、多效霉素、灭腐灵等。
多抗霉素可干扰病菌细胞几丁质的生物合成,从而抑制菌体细胞壁的合成而导致病菌死亡。多抗霉素是一类肽嘧啶核苷类抗生素,具有多种组分,除c组分与I组分外的其余组分都可以有效抑制多种植物病原菌。
多抗霉素是一种广谱性的抗生素,有较好的内吸和运转性能兼有保护和治疗作用,现有研究表明,其毒性低、无残留,对环境几乎没有负担,对天敌和植物安全,成本低廉,生命周期长,不易产生抗药性。我国生产的多抗霉素对烟草的锈病具有比其它农药优越的防治效果,而且对烟草白粉病、炭疽病也有一定防治功效,不影响烟叶的内在品质,并能使烟草质量提高。多抗霉素对苹果斑点落叶病的防治效果也较好。
井冈霉素Validamycin
井冈霉素可以通过抑制病原菌的海藻糖酶活性,导致菌丝异常分支而起到抑菌作用,另外也可以抑制植物的海藻糖酶活性,使植物积累海藻糖从而诱导植物抗病性,抑制病原菌入侵。
井冈霉素应用广泛,除用于防治水稻纹枯病,还用来防治番茄晚疫病、作物炭疽病等。
截止2023年7月13日,我国获得农药登记的井冈霉素产品共有729种,目前还在有效期内的有291种,剂型一般为悬浮剂、水溶粉剂、可湿性粉剂和可溶粉剂等。其药效期长,持效期14-28天,对作物安全,耐雨水冲刷,是一种安全和理想的农药。
阿维菌素Avermectin
商品名称为爱福丁、害极灭、齐螨素、爱立螨克、爱比菌素等。
阿维菌素可以通过干扰神经生理活动,刺激释放γ—氨基丁酸而抑制节肢动物的神经传导来杀灭害虫。
阿维菌素可用于防治害虫害螨,如茶黄螨、二斑叶螨、潜叶蝇、小菜蛾等。螨类成虫、若虫和昆虫幼虫与其接触后出现麻痹症状,不活动、停止取食,因不引起昆虫迅速脱水,致死作用较慢,2~4天后死亡。对捕食性昆虫和寄生天敌虽有直接触杀作用,但因植物表面残留少,因此对益虫的损伤很小。
多杀菌素Spinosad
商品名称为菜喜、催杀等。多杀菌素可以持续激活靶标昆虫乙酰胆碱烟碱型受体,可使害虫迅速麻痹、瘫痪,最后导致死亡。
多杀菌素可用于能有效的防治鳞翅目、双翅目和缨翅目害虫,也能很好的防治鞘翅目和直翅目中某些大量取食叶片的害虫种类,对刺吸式害虫和螨类的防治效果较差。对捕食性天敌昆虫比较安全,因杀虫作用机制独特,目前尚未发现与其他杀虫剂存在交互抗药性的报道。多杀菌素是从放线菌代谢物中提纯出来的生物源杀虫剂,毒性极低,无内吸作用,施药后当天见效,适合无公害蔬菜生产应用。
申嗪霉素Shenqinmycin
申嗪霉素具有强氧化还原能力,在真菌细胞内可以积累活性氧,抑制线粒体中呼吸转递链的氧化磷酸化作用,从而抑制病原菌的菌丝正常生长。
申嗪霉素能有效控制多种稻麦果蔬等作物真菌性、细菌性和线虫病害,并同时具有促进植物生长的作用。申嗪霉素在我国登记的产品包括95%原药(TC)和1%悬浮剂(SC),登记作物和防治对象包括水稻纹枯病、稻瘟病、稻曲病,小麦全蚀病、赤霉病,黄瓜灰霉病、霜霉病,辣椒疫病和西瓜枯萎病等。
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撰稿 | 胡鼎康
编辑|刘怡伶
审核 | 李坤玲 聂艳芳
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