作者:馮玲
引言
近年來,國家對農(nóng)藥的管控力度越來越強,因此綠色健康的農(nóng)藥成分以及使用方式越來越受推崇,這促進了生物農(nóng)藥的發(fā)展,尤其是被稱為“菌”中之王的枯草芽孢桿菌,其作用范圍不斷擴大。
枯草芽孢桿菌(B.subtilis)在自然界中廣泛存在,活躍于土壤、植物根際、體表等外界環(huán)境中,同時還是植物體內(nèi)常見的內(nèi)生細菌,對人畜無毒無害,不污染環(huán)境,具有顯著的抗菌活性和極強的抗逆能力。
其不僅在防治水稻、小麥、花生、番茄、辣椒、大豆、玉米等作物上的病害有較好的效果,對于田間增產(chǎn)率更是達到了10%~50%。
登記情況
在新登記的枯草芽孢桿菌中,主要有5個不同的菌株-QST713、FMCH002、GB03、BU1814及AIB/BS03菌株,而登記這些枯草芽孢桿菌的公司主要是一些大型跨國農(nóng)化企業(yè),如拜耳、巴斯夫、富美實及被拜耳收購前的AgraQuest公司。所有登記的枯草芽孢桿菌制劑都為生物殺菌劑,其中富美實公司利用枯草芽孢桿菌FMCH002菌株及地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)FMCH001菌株開發(fā)的商品名為F4018-4除了可作為種子處理劑使用,用于防治種子腐爛病、苗期立枯病及破壞性線蟲,于2019獲得加拿大農(nóng)藥登記。
而在現(xiàn)在的中國農(nóng)藥信息網(wǎng)上,一共有87個有關(guān)枯草芽孢桿菌的登記,劑型多為可濕性粉劑。
(網(wǎng)址:http://www.chinapesticide.org.cn/hysj/index.jhtml)
作用機理與功效
枯草芽孢桿菌在生物防治上主要是通過競爭作用、產(chǎn)生抑菌物質(zhì)及激活作物防御系統(tǒng)來達到抑菌防病的效果。
1、競爭作用,抑制病菌生長
枯草芽孢桿菌可以在作物根際、體表以及土壤中快速、大量的定殖和繁殖,并且能夠進入根系,通過導管傳導到地上部,在作物根內(nèi)、莖部、葉片等部位定殖和繁殖,通過對養(yǎng)分和空間的競爭,有效阻止病菌侵染、抑制作物體內(nèi)病原菌的擴散,從而達到抑菌防病的作用。
2、產(chǎn)生抑菌物質(zhì),殺死病菌
枯草芽孢桿菌能夠產(chǎn)生枯草菌素、有機酸、抗菌蛋白等具有抑菌、溶菌作用的物質(zhì)。能夠吸附在病原菌的菌絲上隨菌絲的生長而生長,而后產(chǎn)生溶菌物質(zhì)致使病原菌菌絲體斷裂、解體或細胞質(zhì)消解,從而殺死病菌;或者產(chǎn)生抗菌物質(zhì)溶解病原孢子的細胞壁或細胞膜,致使細胞壁穿孔、畸形等現(xiàn)象從而抑制孢子萌發(fā),有效防治病菌對作物的危害。
3、激活作物防御系統(tǒng),增強作物免疫力和抗病性
枯草芽孢桿菌在生長繁殖過程中,能夠產(chǎn)生大量維生素和生物酶,能夠激活作物防御系統(tǒng),增強作物對病菌的抵御能力;而且能夠產(chǎn)生類似植物生長激素、細胞分裂素的活性物質(zhì),促進作物根系生長發(fā)育,增加吸水吸肥能力,促進作物健壯,進而可以提高作物自身抵抗力。
4、改良土壤、提高作物品質(zhì)
枯草芽孢桿菌改良土壤主要表現(xiàn)在調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分、改變土壤微生物菌群結(jié)構(gòu)、分解土壤殘留農(nóng)藥等方面。施用枯草芽孢桿菌可以顯著增加土壤堿解氮和速效磷含量、速效鉀和全鉀含量。衡量土壤肥力的重要指標有機質(zhì)也能夠在枯草芽孢桿菌的作用下,隨菌劑用量的增加而顯著增加,從而改善和調(diào)節(jié)耕層養(yǎng)分,利于作物生長所需營養(yǎng)的供給。隨著土壤養(yǎng)分的改變,土壤中微生物的代謝速度加快,種群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,細菌、放線菌數(shù)量明顯增加,真菌如鐮刀菌、灰葡萄孢、大麗輪枝菌等病菌數(shù)量明顯降低??莶菅挎邨U菌對土壤中硫磷類農(nóng)藥具有較強的降解能力。
枯草芽孢桿菌在土壤中定殖后,會產(chǎn)生大量的植物激素和有機酸,刺激根系的生長,改良土壤質(zhì)量,促進作物生理代謝,形成良性的植物-土壤-微生物生態(tài)系統(tǒng),從而有效提高作物品質(zhì)。
5、保護環(huán)境
枯草芽孢桿菌大量應用于生物肥料。當作用于作物或土壤時,能夠在作物根際或體內(nèi)定殖,并起到特定肥料效應。目前,微生物肥料在培肥地力,提高化肥利用率,抑制農(nóng)作物對硝態(tài)氮、重金屬、農(nóng)藥的吸收,凈化和修復土壤,降低農(nóng)作物病害發(fā)生,促進農(nóng)作物秸稈和城市垃圾的腐熟利用。提高農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)和食品安全等方面表現(xiàn)出了不可替代的作用。
展望
盡管當前化學殺菌劑在農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)仍占主導地位,但國家對化學農(nóng)藥的管控力度越來越強,無論在政策導引、還是食品安全上,綠色健康的農(nóng)藥成分以及使用方式越來越受推崇,這給生物農(nóng)藥帶來了極大的發(fā)展空間??莶菅挎邨U菌殺菌劑具有對人畜相對安全、環(huán)境兼容性好、不易產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點,因而更符合現(xiàn)代社會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及有害生物綜合防治(IPM)的要求,應用前景十分廣泛。