几种微生物杀菌剂的应用机制及发展前景

解婧媛 韦洪欣 纳 超 孙 涛

（广西师范大学生命科学学院，广西 桂林 541006）

据联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）统计，每年因植物遭受病害造成的减产损失为农业生产总量的10%～15%［1］，而农作物病虫害大多数由真菌、病毒、细菌、线虫及寄生性种子植物等病原物引起［2］。随着现代人们生活水平的提高和生活节奏的加快，消费者对食品的消费习惯和消费方式发生了很大改变，且近年来频发的食品安全问题更让消费者越来越关注食品的质量安全问题［3］。为提高农作物产量，国家也倡导有机果蔬产品生产的协调和统一，保持病虫害防治的彻底性和同步性，提倡科学用药，减少用药次数，严禁剧毒农药的大量喷洒和化肥的滥用，从生产源头控制产品的农药残留问题［4］。

以往，大多数人选择使用化学杀菌剂防治农作物病虫害。化学杀菌剂主要通过化学反应合成的化学物质杀灭病菌、害虫，其主要特点是效率高、速度快、可操作性强，但在其实际使用中仍存在诸多问题［5］，如一些化学杀菌剂会污染生态环境、影响人体健康。医学研究表明，在致癌因素中，环境因素约占80%，在环境因素中，有毒化学物质的污染约占80%，而在有毒化学物质中，有毒有机物（主要为农药）占95%以上。从而可以看出，在农药污染与残留问题日趋严重的今天，蔬菜水果生产中农药残留问题已直接危及到了人类的生存与健康［6］。

微生物农药是对化学农药的有益补充，是指将作物病虫害的天敌微生物及其代谢产物加工成具有活性的农药，对作物病虫草害起到可持续防控的作用［7］。近年来，越来越多的农户开始选择使用微生物杀菌剂。微生物杀菌剂可通过各种不同的作用模式发挥作用，包括寄生、捕食、抗生、位点、营养竞争以及诱导植物对病原菌产生抗性等［8］。随着生物技术、组合化学、高通量筛选、计算机辅助设计和生物信息学等现代高新技术的发展与应用，绿色农药不但继续在人类生产生活中发挥重要的作用，而且能为人类社会持续发展和人类健康做出新的贡献［9］。

笔者主要分析几种较为典型的微生物杀菌剂的作用机制及应用效果，并且选取广西壮族自治区几个村庄的农户作为调查对象，以问卷调查、面对面交流、讨论的组合形式调查农户使用微生物杀菌剂的意愿和不选择微生物杀菌剂的原因，并总结微生物杀菌剂产品的发展前景。

1 几种典型的微生物杀菌剂的作用机制及应用效果

1.1 放线菌杀菌剂

放线菌（Actinomyces）为革兰氏阳性菌，其以裂殖方式进行繁殖，广泛分布于自然界中，种类繁多，是一种应用潜力极大的微生物。放线菌的开发和利用主要有2条途径，一是直接将放线菌制成活菌制剂防治植物病害，此类杀菌剂具有无毒、无残留、对非标靶生物无害、与环境兼容性好等优点；二是部分种类的放线菌能产生抗菌素和次级代谢物以防治植物病害，此类杀菌剂具有防治、触杀、内吸及治疗等作用［10］，如土壤放线菌春日链霉菌（StreptomyceskasugensisUmezawa）可产生春日霉素（Kasugamycin），土壤放线菌灰色产色链霉菌（Streptomyces griseochromogenesFukunaga）可产生杀稻瘟菌素S（Blasticidin），土壤放线菌（Streptoverticilliumrimofaciens，B-98891菌株）可产生灭粉霉素等。其中，防治效果最好的是井冈霉素（Validamycin），可以代替化学农药，用于防治水稻、小麦、玉米纹枯病［11］。放线菌产生的部分抗生素的作用机理见表1。

表1 放线菌产生的部分抗生素的作用机理

1.2 寡雄腐霉杀菌剂

寡雄腐霉（Pythiumoligandrum）是一种攻击性极强的寄生真菌，能在多种农作物根围定殖，抑制多种土壤真菌生长，具有较强的真菌寄生抗性和竞争能力［12］，同时能刺激植物抗病所需植物激素的生成，从而增强植物的抗病能力，并增强植物的防御机能及致病真菌的抗性［13］，具有广谱、高效、抗病、促长、增产及环保等特点。寡雄腐霉的作用机理见图1。

图1 寡雄腐霉的作用机理

1.3 噬菌核霉杀菌剂

噬菌核霉是一种寄生菌，对菌核病菌具有较强的寄生、致腐能力，侵入菌核病菌体后即可生长、发育、繁殖，从而导致菌核病菌腐烂、死亡。噬菌核霉杀菌剂是一种以菌克菌的微生物杀菌剂。随着使用时间的延迟，能有效降低油菜菌核病的发病率，对绿色植物保护具有较高的应用价值［14］。噬菌核霉具有无毒、无残留、药效好、专一性强等优势，在土壤中长期使用可以形成噬菌核霉菌群，产生一种良性循环的效果。

2011—2012年，孙光忠等开展了微生物杀菌剂噬菌核霉防治油菜菌核病的试验研究工作，利用噬菌核霉2亿活孢子/g可湿性粉剂作为供试药剂，以菌核净40%可湿性粉剂作为对照药剂，在湖北省黄冈市黄州区进行防治效果试验，将植物病级分级为0级、1级、3级、5级、7级、9级，分别代表无病、轻微发病、轻度发病、中等发病、高度发病和严重发病，最后得出结论，噬菌核霉杀菌剂对油菜菌核病防治效果较好［14］。

1.4 铜绿假单胞菌杀菌剂

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）为革兰氏阴性菌，该菌可产生1-吩嗪氧基乙酸甲酯，对多种农作物病原真菌具有较好的抑制效果。该菌抑菌性较好，且抑菌谱广、繁殖快、抗逆性强。菌株2016NX1产的1-吩嗪氧基乙酸甲酯对玉米大斑病菌（Exserohilum turcicum）、茶轮斑病菌（Pestalotiopsis theae）、甘蓝黑斑病菌（Alternaria oleracea）、甘蔗凤梨病菌（Ceratocystisparadoxa）、贡柑链格孢菌（Alternaria citri）、辣椒炭疽病菌（Colletotrichumcapsici）、水稻胡麻叶斑病菌（Cochliobolusmiyabeanus）、烟草黑胫病菌（Phytophthora parasiticavar.nicotianae）、金橘沙皮病菌（Diaporthe citri）、立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）、香蕉枯萎病菌（Fusarium oxysporum）和根异茎点霉（Paraphoma radicina）12种病原真菌均有抑制作用，其中对甘蓝黑斑病菌（Alternaria oleracea）、甘蔗凤梨病菌（Ceratocystis paradoxa）、金橘沙皮病菌（Diaporthecitri）的抑制率高达100%［15］。

2 微生物杀菌剂市场选择性调查

2.1 调查对象

笔者调查选取广西壮族自治区几个村庄的农户作为调查对象，参与调查人数为267人。

2.2 调查方法

此次调查所采用的形式为问卷调查、面对面交流、讨论的组合形式。先以问卷调查的形式进行调查，后选择20位农户面对面交流讨论，调查农户使用微生物杀菌剂的意愿和不选择微生物杀菌剂的原因。

2.3 农户对微生物杀菌产品的选择意愿

农户选择微生物杀菌产品意愿见表2。由表2可知，超过60%的农户愿意选择微生物杀菌产品，他们认为微生物杀菌剂安全性较高，效果不比化学杀菌剂差，并且不易导致病菌产生耐药性；13.11%的农户不愿意选择微生物杀菌产品，他们认为该种产品成分为一些真菌、细菌、病毒，会对人体产生危害；24.34%的农户由于对微生物农药领域并不了解，暂不确定今后是否会选择微生物杀菌产品。

表2 农户选择微生物杀菌产品意愿

2.4 农户不选择微生物杀菌剂产品的原因

在此次调查中，有100名农户由于一些原因不愿意使用微生物杀菌产品或不确定自己今后是否会选择微生物杀菌剂。通过与这部分农户进行交谈发现，调查农户不选择微生物杀菌剂产品的主要原因包括：微生物杀菌剂价格与化学农药相比偏高；农户刚接触此类产品，不清楚其具体的使用方法；农户认为微生物杀菌剂的主要成分是一些细菌、真菌，会影响人体健康（见表3）。

表3 农户不选择微生物杀菌剂的原因

3 微生物杀菌剂的市场发展前景

随着科学技术的发展和人们生活质量的提高，人们越来越青睐于产品质量安全及友好型的生态宜居环境，对一些高毒、高残留微生物杀菌剂的使用逐渐减少，同时给一些具有无残留、无污染、低成本、高效、广谱、与环境相容性好、兼防兼治和增产增收等优点的微生物杀菌剂的发展带来了机遇。然而，随着高毒化学农药逐渐退出市场，低毒高效的化学农药新品种不断推出，简单地用微生物杀虫剂取代化学杀虫剂的时代已经过去，更多的是实现两者协调发展［16］。微生物杀菌剂的发展对促进农业可持续发展，提高生态效益、经济效益、社会效益均具有重要意义。