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报告梨生产技术
出版时间:2019梨在中国有几千年的栽培史。既营养丰富,又具很高的医用价值。根系分布较深,达2m以上,但大量的水平骨干根和须根分布在距地面15~40cm处。根系生长有两次高峰:第一次高峰在6月上中旬,新梢停止生长时;第二次高峰在9月中下旬,果实采收后。梨花芽分化的时期在6月上旬至7月下旬;先开花后展叶,先边花后中间花;大部分品种自花不实;大多花芽顶生。坐果率高,易形成大小年;果柄较长,易受风灾,果实重(大多品种在250~400g),易受风害脱落。分为生长枝和结果枝。结果枝又分为长果枝、中果枝和短果枝。梨花为伞形或伞房花序,在一个花序中外围花先开,中心花后开,一花序着生5~9朵,每朵花有花瓣5~6个。开花需在10℃以上气温。气温低,湿度大,开花慢,花期长。而气温干燥,阳光充足,则开花快,花期短。梨树是自花不实的树种,需要适当配置授粉树,才能达到受精坐果。在生产实践中常看到受精后梨果实形状、色泽、品质上有一定的变化,这种变化称为花粉直感现象,可见正确选择授粉树和辅助授粉十分重要。梨在年周期中一般有3次落花落果,第一次是落花,第二次是落果,出现在落花后,第三次在第一次落果后1周左右,这次落果多在5月上旬发生。引起落花落果的原因,第一、第二次主要是授粉受精不完全而产生落花落果,第三次落果虽与前者有关,但主要是营养和水分不足,土壤管理不善或氮肥过多,夏梢过量,引起梢与果争夺养分矛盾,均会造成大量落果。我国栽培梨的四大系统。原产黄河流域,500多个品种,著名的有鸭梨、雪花梨、苹果梨、库尔勒香梨、贡梨等。原产于长江以南和日本、韩国。有黄金梨、水晶梨、幸水、丰水、晚三吉梨、黄金20世纪、新世纪等。原产于东北等地,现有150多个品种,著名的有南果梨、京白梨、鸭广梨。原产于欧美等国,抗寒力较低,易生病。如巴梨、茄梨、贵妃梨等。选择较冷凉干燥,有灌溉条件交通方便的地方,梨树对土壤适应性强,以土层深厚、土壤疏松肥沃、透水和保水性强的沙质壤土最好。梨大多数品种自花不实,必须配置其他品种作授粉树,授粉品种应选择与主栽品种亲和力强、花期相同或相近、花粉量多,发芽率高,并与主栽品种互为授粉树的优质丰产品种,一个主栽品种宜配1~2个授粉品种,比例为(3~4)∶1。(1)定植时期。一般秋季10月定植最好,也可在春季梨苗萌芽前定植。(2)栽植密度。株行距(2.0~2.5)m×(4~5)m。(3)苗木准备。选用苗高1m以上,干径1cm以上,嫁接口愈合良好,根系发达,无病虫害的优质壮苗,苗木根系注意保湿。(4)定植。在改土后挖大穴,将苗木根系舒展、均匀放于坑中,然后回填细表土,边填土边提苗,再踏实,使根系与土壤接触紧密,使嫁接口与土面水平,灌足定根水,待下渗后,再盖一层干细土,用黑色塑料薄膜或稻草覆盖保湿。(1)制订果园管理计划。准备肥料、农药及工具等生产资料,组织技术培训。(2)病虫害防治。刮树皮,树干涂白。清理果园残留病叶、病果、病虫枯枝等,集中烧毁。(3)全园冬季整形修剪。早春喷布防护剂等防止幼树抽条。(1)做好幼树越冬的后期保护管理。新定植的幼树定干、刻芽、抹芽。根基覆地膜增温保湿。(2)全园顶凌刨园耙地,修筑树盘。中耕除草。生草园准备播种工作。(3)及时灌水和追肥。宜使用腐熟的有机肥水(人粪尿或沼肥)结合速效氮肥施用,满足开花坐果需要,施肥量占全年20%左右。若按每667m2定产2000kg,每产100kg果实应施入氮0.8kg,五氧化二磷0.6kg、氧化钾0.8kg的要求,每667m2施猪粪400kg,尿素4kg,猪粪加4倍水稀释后施用,施后全园春灌。(1)注意梨开花期当地天气预报。采用灌水、熏烟等办法预防花期霜冻。(2)据田间调查与预测预报及时防治病虫害。喷1次10%吡虫啉可湿性粉剂2000倍液等,防治梨蚜、梨木虱。剪除梨黑星病梢,摘梨大食心虫、梨实蜂虫果,利用灯光诱杀或人工捕捉金龟子、梨茎蜂等害虫。悬挂性诱捕器或糖醋罐,测报和诱杀梨小食心虫。落花后喷80%代森锰锌可湿性粉剂800倍液防治黑星病。梨木虱、梨实蜂严重的梨园加喷10%吡虫啉可湿性粉剂1000~1500倍液。(3)花期放蜂、人工授粉、喷硼砂。做好疏花。(1)生长季节可选用异菌脲可湿性粉剂1000~1500倍液等防治黑星病、锈病、黑斑病。选用10%吡虫啉可湿性粉剂1500倍液或苏云金芽孢杆菌、浏阳霉素等防止蛾类及其他害虫。及时剪除梨茎蜂虫梢和梨实蜂、梨大食心虫等虫果,人工捕杀金龟子。(2)果实套袋。在谢花后15~20d喷施1次腐植酸钙或氨基酸钙,在喷钙后2~3d集中喷1次杀菌剂与杀虫剂的混合液,药液干后立即套袋。(3)土肥水管理。树体进入“亮叶期”后施肥,土施腐熟有机肥水(人粪尿或沼液等)或速效氮肥,适当补充钾肥(加草木灰等),每667m2施猪粪1000kg、尿素6kg、硫酸钾20kg,并灌水。并根据需要进行叶面补肥。同时进行中耕除草,树盘覆草。(4)夏季修剪。抹芽、摘心、剪梢、环割或环剥等调节营养分配,促进坐果、果实发育与花芽分化。(1)保护果实,注重防治病虫害。病害喷施杀菌剂,如1∶2∶200波尔多液、异菌脲(扑海因)可湿性粉剂1000~1500倍液等。防虫主要选用10%吡虫啉可湿性粉剂1500倍液、20%灭幼脲3号每667m2 25g、1.2%烟碱乳油1000~2000倍液、2.5%鱼藤酮乳油300~500倍液或0.2%苦参碱1000~1500倍液等。(2)土肥水管理。追施氮、磷、钾复合肥,施后灌水,促进果实膨大。结合喷药多次根外追肥。干旱时全园灌水,中耕控制杂草,树盘覆草保墒。(3)夏季修剪。疏除徒长枝、萌蘖枝、背上直立枝,对有利用价值和有生长空间的枝进行拉枝、摘心。幼旺树注意控冠促花,调整枝条生长角度。(4)吊枝和顶枝。防止枝条因果实增重而折断。(1)红色梨品种。摘袋透光,摘叶、转果等促进着色。(2)防治病虫害,促进果实发育。喷异菌脲可湿性粉剂1000~1500倍液,同时混合代森锰锌可湿性粉剂800倍液等。果面艳丽、糖度高的品种采前注意防御鸟害。(3)叶面喷沼液等氮肥或磷酸二氢钾。采前适度控水,促进着色和成熟,提高梨果品质。采前30d停止土壤追肥,采前20d停止根外追肥。(4)果实分批采收。及时分级、包装与运销。(5)清除杂草,准备秋施基肥。(1)土壤改良,扩穴深翻,秋施基肥。每667m2秋施秸秆2000kg,猪粪600kg、钙镁磷肥30kg,加适量速效肥和一些微肥。(2)幼旺树要及时控制贪青生长。促进枝条成熟,提高越冬抗寒力。(3)土壤封冻前灌一次透水,促进树体安全越冬。(4)叶面喷布5%菌毒清水剂600倍液加吡虫啉3000倍液加0.5%尿素等保护功能叶片。树干绑草诱集扑杀越冬害虫。落叶后扫除落叶、杂草、枯枝、病腐落果等,并深埋或烧毁。树干涂白。 -
报告猕猴桃病害诊断及绿色防控
出版时间:2018猕猴桃细菌性溃疡病是一种严重威胁猕猴桃生产的毁灭性病害,被列为全国森林植物检疫对象。此病来势凶猛,流行年份致使全园濒于毁灭,造成重大经济损失。猕猴桃细菌性溃疡病不仅可造成产量降低,而且导致果皮变厚、果味变酸、果实变小、果形不一、品质下降、商品价值降低。(1) 枝干症状。病菌能够侵染至木质部造成局部溃疡腐烂,影响养分的输送和吸收,造成树势衰弱,流出白色至红褐色菌脓,严重时可环绕茎秆引起,形成龟裂斑,甚至致使树体死亡(图9-1)。(2) 叶部症状。在新生叶片上呈现褪绿小点,水渍状,后发展成不规则形或多角形、褐色斑点,病斑周围有较宽的黄色晕圈。在连续低温阴雨的条件下,因病斑扩展很快,有也不产生黄色晕圈。严重时,叶片卷曲成杯状 (图9-2)。猕猴桃细菌性溃疡病的病菌从气孔、水孔、皮孔、伤口(虫伤、刀伤、冻伤等) 等进入植株体内裂殖。传播途径主要是借风、雨、嫁接等活动进行近距离传播,并通过苗木、接穗的运输进行远距离传播。猕猴桃细菌性溃疡病病菌对高温适应性差,在气温5℃时开始繁殖,15~25℃是生长最适宜温度,在感病后7天即可见明显病症,30℃时短时间也可繁殖。所以容易在冷凉、湿润地区发生并造成大的为害。2月初在多年生枝干上出现菌脓白点,自粗皮、皮孔、剪口、裂皮等伤口溢出,并迅速扩散变乳白色,然后变红褐色。3月末以后,溢出的菌脓增多,病部组织软腐变黑,枝干出现溃疡斑或整株枯死,成熟新叶出现褐色病斑,周围组织有黄色晕圈。6月后发病减轻,夏、秋、冬季处于潜伏状态。图9-1 猕猴桃溃疡病图9-2 叶片溃疡病染病状态(1) 叶片发病规律。叶部感病,先形成红色小点,外围有不明显的黄色晕圈。后扩大为不规则的暗绿色病斑,叶色浓绿,黄色晕圈明显。在潮湿条件下迅速扩大成水渍状大斑,受叶脉限制呈多角形。秋季产生的病斑呈暗紫色或暗褐色,晕圈较窄(图9-3)。(2) 枝干发病规律。溃疡病多从茎蔓的幼芽、皮孔、落叶痕、枝条分叉部开始,初呈水渍状,后病斑扩大,色加深,皮层与木质部分离,手压感觉松软。后期病部皮层呈纵向线状龟裂,流出青白色黏液,后转为红褐色。病斑绕茎迅速扩展,病茎横切面可见皮层和髓部变褐色,髓部充满白色菌脓 (图9-4)。受害茎蔓上部枝叶萎蔫死亡。图9-3 猕猴桃细菌性溃疡病叶部发病规律(1) 病斑处理。此技术主要针对猕猴桃植株的主杆上的溃疡病病斑,目的是减少溃疡病活菌数量及清除发病部位的腐烂组织。①用具与药剂。工具:小刀、酒精瓶 (内装75%酒精)、无菌塑料布条、毛笔等工具;药液:72%的硫酸链霉素可溶粉剂稀释100~200倍液、3%中生菌素可湿性粉剂50~100倍液、6%春雷霉素可湿性粉剂50~100 倍液、1%申嗪霉素悬浮剂100~150倍液等。②实施方案。时间:每年冬季、春季,树干出现病斑、流脓等症状的时期;方法:用消毒后的小刀,刮除猕猴桃树干病斑,包括发病表皮、变色木质部和距病斑边缘0.5厘米左右的健康表皮,选取上述药液涂抹在刮除部分,然后用无菌塑料布包好。③注意事项。小刀用完后及时消毒,避免交叉传染;刮除的病部组织要及时带出园区,集中烧毁。图9-4 猕猴桃细菌性溃疡病白色菌脓(2) 涂干。此技术主要是针对猕猴桃植株冬季越冬制定的。①用具与药剂。工具:水桶、刷子等;药剂:涂白剂可自行配制,生石灰10 份、石硫合剂2 份、食盐1~2 份、黏土2份、水35~40份,也可选商品制剂。②实施方案。时间:每年采果后对树体进行保护,在11月初至12月初进行,猕猴桃植株涂干技术的应在冬季修剪、清园后进行;方法:将调制好的涂白剂用刷子均匀地涂抹在冬剪后主干和主蔓上,以覆盖全部主干和主蔓为准,特别是一些树缝隙处。本方法既可防止病菌浸入树干,又可预防树干冬季冻害。(3) 灌根。①用具与药剂。工具:水桶、量杯、玻璃棒等;药液:72%的硫酸链霉素可溶粉剂稀释500~1000倍液、3%中生菌素可湿性粉剂200~500倍液、6%春雷霉素可湿性粉剂200~500倍液、36%三氯溴异氰尿酸可湿性粉剂300~500倍液、1%申嗪霉素悬浮剂500~1000倍液、荧光假单胞杆菌500倍液等。②实施方案。时间:猕猴桃溃疡病重点发生期,4月初至6月;方法:选取以上药剂两种以上,复配制成上述浓度药液。按每棵猕猴桃树3~5升的施药量进行灌根施用,以湿润猕猴桃根系附近土壤为准,发生严重的果园,每15天施用1次。③注意事项。选择药剂时应选择内吸性较好的药剂,药剂需要交替使用和混合施用。猕猴桃褐斑病又称叶斑病,主要为害叶片和枝干,是猕猴桃生长期严重的叶部病害之一。严重时导致叶片大量枯死或提早脱落,影响果实产量和品质。发病初期,多在叶片边缘产生近圆形暗绿色水溃状斑,在多雨高湿的条件下,病斑迅速扩展,形成大型近圆形或不规则形斑。后期病斑中央为褐色,周围呈灰褐色或灰褐相间,边缘深褐色,其上产生许多黑色小点 (图9-5)。图9-5 猕猴桃褐斑病——叶部病斑在多雨高湿条件下,病情发展迅速,病部由褐色变成黑色,引起霉烂。严重时,受害叶片卷曲破裂,干枯易脱落 (图9-6、图9-7)。病菌可以在病残体上越冬,翌年春季萌发新叶后,借助风雨飞溅到嫩叶上,一年内可多次发病。5—6月为病菌侵染高峰期,病菌从叶背面入侵。7—8月为发病高峰期。高温高湿易发此病。图9-6 猕猴桃褐斑病图9-7 猕猴桃褐斑病严重时期(1) 农业防治。加强果园管理,清沟排水,增施有机肥,适时修剪,清除病残体。(2) 化学防治。发病初期使用75%百菌清500倍液、25%嘧菌酯1500倍、68%精甲霜锰锌400倍液,隔5~7天喷1次,连喷2~3次。发病中期使用30%苯甲丙环唑2000倍液,32.5%苯甲嘧菌酯1500倍液。在采果前30天,用56%嘧菌·百菌清1000倍液喷1~2次,可延长叶片寿命,提高果实品质。用70%代森锰锌400~800倍液叶面喷施,要均匀周到片片见药或喷洒猕杀粉剂600~800倍液,如发现园内叶片有红蜘蛛,可在药液中加入阿维菌素或阿维甲氰1500~2000倍液,兼杀红蜘蛛。猕猴桃黄叶病在各地普遍发生,造成严重为害,尤其在地下水位较高的湿地,发病率较高,发病株率占到栽培总株数的20%左右,严重田块发病株率高达30%~50%。发生黄化病的叶片,除叶脉为淡绿色外,其余部分均发黄失绿 (图9-8),叶片小,树势衰弱。严重时叶片发白,外缘卷缩、枯焦,果实外皮黄化,果肉切开呈白色,丧失食用价值,长时间发病还会引起整株树死亡。图9-8 猕猴桃黄叶病叶部症状发病原因发病严重的有5种情况。(1) 进入盛果期的老果园因结果负载量大而发病严重。(2) 以往的上浸地和无法浇灌的干旱果园。(3) 不注意氮、磷、钾及微量元素平衡配套施肥的果园。(4) 忽视防治线虫病、根腐病为害的果园。(5) 管理粗放的果园。以上几种情况都从根本上导致树势衰弱,根系吸收、输送能力下降而发生黄叶病。(1) 农业防治。结合修剪抹芽、疏花疏果,剪除病枝蔓,抹掉病弱芽,合理留花留果,以免果树负载量过大,造成树势衰弱,降低自身抗病能力;注意平衡施肥,结合浇水,在施足氮、磷 (磷肥不宜施用过量) 肥料的同时注意增施氯化钾或硫酸钾,盛果园每亩7千克。(2) 化学防治。中草药保护性杀菌剂靓果安和叶面肥沃丰素配合使用。靓果安重点使用时期:萌芽展叶期、新梢生长期各喷施1次 (4—5月)、果实膨大期6—8月,每个月全园喷施靓果安效果佳。沃丰素重点使用时期:新梢期、花后、果实膨大期使用,按500~600 倍液 (每350 毫升对水200 千克使用)各时期喷施1次。受害叶背面生出许多点状、团块状至不规则形,黑褐色或灰黑色厚而密的扩散霉层。叶片初期生褪绿的黄色小点,后扩大成圆形至不规则形的黄褐色至深褐色病斑,其上依稀可见许多近黑色小点,一片叶子上有数个或数十个病斑,病斑上有黑色小霉点 (图9-9),后期融合成大病斑 (图9-10)。严重时叶片变黄早落,影响产量。图9-9 猕猴桃黑斑病叶部症状图9-10 猕猴桃黑斑病中期叶背病斑病菌在叶片病部或病残组织中越冬,翌年春天猕猴桃开花前后开始发病。进入雨季病情扩展较快,有些地区有些年份可造成较大损失。栽植过密、棚 (篱) 架低矮、枝叶稠密或疯长而通风透光不良的果园极利于病害的发生与流行。(1) 农业防治。建园时选用抗病品种,如梅沃德、建宁79D-13等品种 (株系);生产管理上除做好冬剪、夏剪、落叶后清园外,还应注意防止病菌传入。(2) 化学防治。对发病植株,在发病初期、中期对全植株喷洒70%甲基硫菌灵可湿性粉剂1000倍液,或25%多菌灵可湿性粉剂500倍液,或20%三环唑可湿性粉剂1000倍液。主要为害叶片,7—8月发生。叶上初生黄褐色小点,后扩展成枯斑,边缘褐色,中部灰褐色,有较明显轮纹。病部生有黑色小粒点 (图9-11)。图9-11 猕猴桃轮纹斑病病菌在叶片等病残体上越冬,翌年6—8月高温多雨季节进入发病盛期。品种间抗病性有差异。(1) 农业防治。重病区选用抗病品种;发病初期,于5—6月及时剪除发病枝条;秋冬认真清园,结合修剪,彻底清除枯枝、落叶,剪除病枝,集中烧毁病残体,消除病源。(2) 化学防治。春季萌芽前喷布1次3~5波美度的石硫合剂。发病初期喷施25%苯菌灵乳油700倍液或50%甲基硫菌灵可湿性粉剂900~1000倍液、12%松脂酸铜乳油600倍液。为害症状一般从猕猴桃叶片边缘开始,初呈水溃状,后变为褐色不规则形病斑。病健交界处明显。病斑后期中间变为灰白色,边缘深渴色。受害叶片边缘卷曲,干燥时叶片易破裂,病斑正面散生许多小黑点 (图9-12、 图9-13)。图9-12 生长期果实炭疽病图9-13 成熟果实炭疽病病菌主要以菌丝体或分生孢子在病残体或芽鳞、腋芽等部位越冬。病菌从伤口、气孔或直接侵入,病菌有潜伏侵染现象。(1) 农业防治。注意及时摘心绑蔓,使果园通风透光,合理施用氮、磷、钾肥,提高植株抗病能力,注意雨后排水,防止积水;结合修剪、冬季清园、集中烧毁病残体。(2) 化学防治。在猕猴桃生长期,果园初次出现孢子时,3~5天内开始喷药,以后每10~15天喷1次,连喷3~5次。使用药剂有 (1 ∶ 0.5 ∶ 200) 波尔多液,0.3波美度的石硫合剂加0.1%洗衣粉,50%甲基硫菌灵可湿性粉剂 800~1000 倍液,65%代森锌可湿性粉剂500倍液,50%代森铵水剂800倍液。猕猴桃灰斑病一般从叶片叶缘开始发病,叶片上有灰色病斑,初期病斑呈水渍状褪绿褐斑,随着病情的发展,病斑逐渐沿叶缘迅速纵深扩大,侵染局部或大部叶面。叶面的病斑受叶脉限制,呈不规则状。病斑穿透叶片,叶背病斑呈黑褐色,叶面暗褐至灰褐色,发生较严重的叶片上会产生轮纹状灰斑。发生后期,在叶面病部散生许多小黑点。严重时可造成叶片干枯、早落,影响正常产量 (图9-14)。图9-14 猕猴桃灰斑病病菌在病残体上越冬,在春芽萌发展叶后,随风雨传播到嫩叶背面进行潜伏侵染,在叶片坏死病斑上,进行再次侵染。5—6月,病菌开始入侵。到7—8月叶部症状明显,开始是小病斑,之后逐步扩大,叶片后期干枯,大量落叶。到8月下旬开始大量落果。10月下旬至11月开始进入越冬期。被侵染的叶片,抗性减弱,该病原常发生再侵染,所以有时在同一叶片上出现两种病征。(1) 农业防治。加强果园管理,合理施肥灌水,增强树势,提高树体抗病力;科学修剪,剪除病残枝及茂密枝,调节通风透光,保持果园适当的温湿度;冬季彻底清园,将地面落叶和枝条清扫干净,集中烧毁。(2) 化学防治。翻土后喷5~6波美度石硫合剂于枝蔓。5月是最佳保护预防期,开花前后各喷1次药会减少初侵染。7—8月,用代森锰锌1000倍液、甲基硫菌灵800倍液进行树冠喷雾,进行2~3次即可。在叶面、枝梢上形成黑色小霉斑,后扩大连片,使整个叶面、嫩梢上布满黑霉层。由于煤烟病病菌种类很多,同一植物上可染上多种病菌,其症状上也略有差异。呈黑色霉层或黑色煤粉层是该病的重要特征 (图9-15)。病菌在病部及病落叶上越冬,翌年孢子由风雨、昆虫等传播。寄生到蚜虫、介壳虫等昆虫的分泌物及排泄物上,或植物自身分泌物上,或寄生在寄主上发育。高温多湿,通风不良,蚜虫、介壳虫等害虫发生多且分泌蜜露,均加重发病。图9-15 煤烟病(1) 农业防治。植株种植不要过密,适当修剪,温室要通风透光良好,以降低湿度,切忌环境湿闷。(2) 化学防治。植物休眠期喷施3~5波美度的石硫合剂,消灭越冬病源;该病发生与分泌蜜露的昆虫关系密切,喷药防治蚜虫、介壳虫等是减少发病的主要措施,防治介壳虫还可用松脂合剂10~20倍液、石油乳剂等;在喷洒杀虫剂时加入紫药水10000倍液防效较好;对于寄生菌引起的煤烟病,可喷用代森铵。主要为害猕猴桃的花蕾、花,其次为害幼果和叶片,引起大量落花、落果,还可造成小果和畸形果,严重影响猕猴桃的产量和品质。受害严重的猕猴桃植株,花蕾不能膨大,花萼变褐,花蕾脱落,花丝变褐腐烂;中度受害植株,花能开放,花瓣呈橙黄色,雄蕊变黑褐色腐烂,雌蕊部分变褐,柱头变黑,阴雨天子房也受感染,有的雌花虽然能授粉受精,但雌蕊基部不膨大,果实不正常,种子少或无种子,受害果大多在花后一周内脱落;轻度受害植株,果实子房膨大,形成畸形果或果实心柱变成褐色,果顶部变褐腐烂,导致套袋后才脱落。受花腐病为害的树挂果少、果小,造成果实空心或果心褐色坏死脱落,不能正常后熟 (图9-16、 图9-17)。图9-16 猕猴桃花腐病引起的果实病斑图9-17 猕猴桃花腐病为害花蕾 (左) 和花 (右)受害严重的猕猴桃植株,花蕾不能膨大,花萼变褐,花蕾脱落,花丝变褐腐烂;中等受害植株,花能开放,花瓣呈橙黄色,雄蕊变黑褐色腐烂,雌蕊部分变褐,柱头变黑,阴雨天子房也受感染,有的雌花虽然能授粉受精,但雌蕊基部不膨大,果实不正常,种子少或无种子,受害果大多在花后一周内脱落。(1) 农业防治。加强果园土肥管理,提高树体的抗病能力,秋冬季深翻扩穴,增施大量的腐熟有机肥,保持土壤疏松,春季以速效氮肥为主,配合速效磷钾肥和微量元素肥施用,夏季以速效磷钾肥为主,适量配合速效氮肥和微量元素肥;适时中耕除草,改善园地环境,特别在平坝区5—9月要保持排水沟渠畅通,降低园地湿度。(2) 化学防治。冬季用5波美度石硫合剂对全园进行彻底喷雾,在猕猴桃芽萌动期用3~5波美度石硫合剂全园喷雾,展叶期用65%的代森锌可湿性粉剂500倍液或50%退菌特可湿性粉剂800倍液或0.3波美度的石硫合剂喷洒全树,每10~15天喷1次。特别是在猕猴桃开花初期要重防1次。在收获的果实一侧出现类似大拇指压痕斑,微微凹陷,褐色,酒窝状,直径大约5毫米,其表皮并不破,剥开皮层显出微淡黄色的果肉,病斑边缘呈暗绿色或水渍状,中间常有乳白色的锥形腐烂,数天内可扩展至果肉中间乃至整个果实腐烂(图9-18)。该病菌靠风、雨、气流传播,从修剪造成的枝条伤口感染。图9-18 熟腐病(1) 农业防治。谢花后1周开始幼果套袋,避免侵染;清除修剪下来的枝条和枯枝落叶,集中烧毁,减少病菌寄生场所。(2) 化学防治。从谢花后两周至果实膨大期 (5—8月) 向树冠喷布 50%多菌灵可湿性粉剂 800 倍液或波尔多液 (1 ∶0.5 ∶ 200),或80%甲基硫菌灵可湿性粉剂1000倍液,喷洒2~3次,喷药期间隔20天左右。受害果起初在果蒂处出现水渍状病斑,以后病斑均匀向下扩展,果肉由果蒂处向下腐烂,蔓延全果,略有透明感,有酒味,病部果皮上长出一层不均匀的绒毛状灰白霉菌,后变为灰色 (图9-19、 图9-20)。病菌以分生孢子在病部越冬,通过气流传播。图9-19 猕猴桃蒂腐病图9-20 蒂腐病在花季期的表现(1) 农业防治。搞好冬季清园工作;及时摘除病花,集中烧毁。(2) 化学防治。开花后期和采收前各喷1次杀菌剂,如倍量式波尔多液或65%代森锌可湿性粉剂500倍液;采前用药应尽量使药液喷洒到果蒂处,采后24小时内用药剂处理伤口和全果,如用50%多菌灵可湿性粉剂1000倍液加2,4-D 100~200毫克/千克浸果1分钟。秃斑表面若是由外果肉表层细胞愈合形成,比较粗糙,常伴之有龟裂缝;若是由果实表层细胞脱落后留下的内果皮愈合,则秃斑光滑。湿度大时,在病斑上疏生黑色的粒状小点,即病原分生孢子盘。病果不脱落,不易腐烂 (图9-21)。病菌先侵染其他寄主后,随风雨吹溅分生孢子萌发侵染。图9-21 猕猴桃秃斑病为害果实状(1) 农业防治。加强果园管理,增施钾肥,避免偏施氮肥,增强抗病力。(2) 化学防治。发病初期喷施27%碱式硫酸铜悬浮剂600倍液或50%氯溴异清尿酸水溶性粉剂1000倍液、50%咪鲜胺可湿性粉剂900倍液、75%百菌清可湿性粉剂600倍液。受病菌感染的雌花和雄花都会变成褐色枯萎状,常萎蔫下垂,难以开放。发病花器的病残组织与果实接触后可使果实感染病菌,果实受害后,果面形成下陷褐色病斑,上面覆盖白色菌丝体 (图9-22)。多雨潮湿,温度较低时,有利于菌核萌发和子囊孢子的形成。土壤黏重的地方,发病也较重。图9-22 猕猴桃果实褐腐病前期症状大量的菌丝体在受害部位变成黑硬的菌核,菌核落到果园后,病菌继续蔓延,在果园中传播。(1) 农业防治。加强果园土肥水管理,及时清除树盘周围枯枝落叶并集中烧毁。(2) 化学防治。菌核萌发期、落瓣后及采收前应喷洒0.5波美度的石硫合剂或800倍液甲基硫菌灵。展叶前后喷施50%代森锌可湿性粉剂500倍液。为害果实,多在果肩或朝上果面上发生,病斑近圆形,红褐色,较小,突起呈疱疹状,果实上许多病斑连成一片,表面粗糙,似疮痂状。病斑仅发生在表皮组织,不深入果肉,因此,为害较小,但降低商品价值。多在果实生长后期发生 (图9-23)。图9-23 猕猴桃疮痂病以菌丝体和分生孢子器随病残体遗落土中越冬或越夏,并以分生孢子进行初侵染和再侵染,借雨水溅射传播蔓延。通常温暖高湿的天气有利发病。(1) 农业防治。及时收集病残物烧毁。(2) 化学防治。结合防治其他叶斑病喷施75%百菌清可湿性粉剂1000倍液加70%甲基硫菌灵可湿性粉剂1000倍液,或75%百菌清可湿性粉剂1000倍液加70%代森锰锌可湿性粉剂1000倍液,每隔10天左右喷施1次,连续喷施2~3次。多与枝干粗皮、裂口、藤肿等症状相伴生,如膏药一样贴在枝干上。病菌表面较光滑,初期呈白色,扩展后为白色或灰色,病菌衰老时通常在枝干部发生龟裂,容易剥离,受害严重的造成树体早衰,枝条干枯 (图9-24)。图9-24 猕猴桃膏药病在患病枝干越冬,翌年春夏之交,在高温多湿条件下形成子实体。本病多出现于土壤速效硼含量偏低的猕猴桃植株及含硼较低 (10毫克/千克以下) 的两年生以上的老枝上。本病的发生是土壤和树体缺硼的生理性原因,和弱寄生菌侵染共同作用的结果。土壤施硼 (萌芽至抽梢期根际土壤每平方米1克硼砂) 和树冠喷硼,以0.2%硼砂液治粗皮、裂皮、藤肿和流胶等现象,减少弱寄生菌侵染的场所。用小刀刮除菌膜,涂抹3波美度石硫合剂或涂三灵膏 (凡士林50克,多菌灵2.5克,赤霉素0.05克调匀)。主要在树冠外围结果枝出现枝条叶片萎蔫,继而整枝失水枯死,但结果母枝正常。在一个园中,整园或整株发病较少,往往是局部园或一株上局部枝出现枝枯 (图9-25)。图9-25 猕猴桃发生枝枯病后新梢萎垂状一般发生在猕猴桃新梢迅速抽生期,即4—5月春夏交替期。此期北方地区在春旱情况下,往往是干热风盛行期,给猕猴桃这种阔叶果树带来一定影响。一般在春季持续性干旱时易诱发此病。发生的两个条件:一是春旱,二是强风。在春旱情况下,若出现6级以上强风,持续5小时以上,猕猴桃树即可发病。4年以上未遮阴封行的幼龄果树发病较重,因为该树龄的树生长势较强,对水分要求较迫切,而根系分布较浅,吸收功能有限,抗旱性相对较差,一旦强风天气出现,发病严重。(1) 早摘心。主要针对外围结果枝控制顶端优势,加速枝条木质化,减少迎风面,提高抗风性。(2) 规范绑枝。冬剪后结果母枝必须枝枝绑缚,且排列有序,杜绝交叉、重叠、拥挤,以防结果枝抽生后空间局限,密集生长,遇风移位,增大摩擦,造成伤口,抗风能力下降。(3) 注意灌水。尤其在春旱风害严重情况下,提倡灌水,以减缓强风形成的地面蒸发及叶面蒸腾对树体水分生理平衡的破坏。猕猴桃根腐病为毁灭性真菌病害,能造成根颈部和根系腐烂,严重时整株死亡。初期在根颈部出现暗褐色水溃状病斑,逐渐扩大后产生白色绢丝状菌丝。病部皮层和木质部逐渐腐烂,有酒糟气味,菌丝大量发生后经8~9天形成菌核,似油菜籽大小,淡黄色。下面的根系逐渐变黑腐烂,地上部叶片变黄脱落,树体萎蔫死亡 (图9-26)。病菌在根部病组织皮层内越冬或随病残体在土壤中越冬,病菌在土壤病组织中可存活1年以上,病根和土壤中的病菌是翌年的主要侵染源。翌年4 月开始发病,高温高湿季节发病,由病残体传播,经接触传染。水过多,果园积水,施肥距主根较近或施肥量大,翻地时造成大的根系损伤,栽植过深,土壤板结,挂果量大,土壤养分不足,栽植时苗木带菌,这些情况都容易引发根腐病。图9-26 猕猴桃根腐病(1) 农业防治。实行高垄栽培,合理排水、灌水,保证果园无积水;及时中耕除草,破除土壤板结,增加土壤通气性,促进根系生长;增施有机肥,提高土壤腐殖质含量,促进根系生长;科学施肥,合理耕作,避免肥害和大的根系损伤;控制负载量,增强树势。(2) 植物检疫。把好苗木检疫关。(3) 化学防治。在早春和夏末进行扒土晾根,刮治病部或截除病根,然后使用青枯立克300倍液+海藻生根剂——根基宝300倍液进行灌根,小树1株灌7.5~10千克,大树1株灌15~25千克。猕猴桃白纹羽病分布范围广,为害树种很多,是主要根系病害之一。其症状是多从细根开始发病,然后扩展到侧根和主根。病根皮层腐烂,病部表面缠绕有白色或灰白色丝网状物,即根状菌索。后期霉烂根皮层变硬如鞘。有时在病根木质部生有黑色圆形菌核。根际地面有菌丝膜,其上有时有小黑点即病菌的子囊壳。当病部根皮全部腐烂后,在坏死的木质部上形成大量的白色或灰白色放射状菌索。受害植株生长势逐渐衰弱,直至最后死亡 (图9-27、 图9-28)。图9-27 猕猴桃白纹羽病图9-28 受白纹羽病为害的猕猴桃树病菌以菌丝体、根状菌索和菌核随病根在土壤中越冬。温湿度适宜时,菌核或菌索长出新的菌丝,首先侵害新根的幼嫩组织,使幼根腐烂,然后逐渐蔓延到大根。病菌接触传染。(1) 农业防治。加强果园肥水管理,增强树势,提高树体抗病性。(2) 化学防治。栽植前,红心猕猴桃苗木用10%硫酸铜溶液,或20%石灰水,或70%甲基硫菌灵可湿性粉剂500倍液浸泡1小时进行消毒。先为害根的外部,受害根皮层呈褐色腐烂状,病部不断扩展,最后整个根颈部环割腐烂,有酒糟味,从而导致整株死亡。树体发病后使萌芽期推迟、叶片枯萎、叶面积小、枝条干枯,为害严重时因影响水分和养分的运输而使植株死亡 (图9-29、图9-30)。图9-29 猕猴桃疫霉病形成的菌落图9-30 猕猴桃疫霉病的果实在排水不良的果园以及多雨季节,病菌通过猕猴桃根颈伤口侵染皮层而引起根腐。春天或夏天,根部在土壤中被侵染。(1) 农业防治。选择排水良好的土壤建园。防止植株创伤。(2) 化学防治。当植株感病时,在 3 月或 5 月中下旬用2500毫克/升的代森锌或100~200 毫克/升的瑞毒霉或1 ∶ 2 ∶200的波尔多液灌根部;挖出病部,刮除病部腐烂组织,并用0.1%升汞溶液消毒,后涂上波尔多液或石硫合剂原液,两个星期后再更换新土覆盖。在植株受害嫩根上产生细小肿胀或小瘤,数次感染则变成大瘤。瘤初期白色,后变为浅褐色,再变为深褐色,最后变成黑褐色。受根结线虫为害的植株根系发育不良,大量嫩根枯死,细根呈丛状,根发枝少,且生长短小,对幼树影响较大 (图9-31、 图9-32)。图9-31 猕猴桃根结线虫病(1) 线虫繁殖生长条件。土壤相对湿度40%~70%、土壤温度0~30℃、土壤pH值为4~8。(2) 其他有利条件。雨季有利于线虫孵化和侵染;地势高燥、土壤质地疏松、盐分低等利于线虫病发生。图9-32 猕猴桃根结线虫为害状(3) 自身传播。自身一年能移动1米的距离,远距离的传播主要依靠灌水、病土、带病的种子、苗木和其他营养材料及农事操作活动等传播。(1) 农业防治。猕猴桃定植地及苗圃地不要利用原来种过葡萄、棉花、番茄及其他果树的苗圃地,最好采用水旱轮作地作苗圃地和定植地,此法对防治根结线虫病效果很好。此外要重视植株的整形修剪,合理密植,改善园内通风透光条件;多施农家肥,改良土壤,提高土壤的通透性。(2) 化学防治。患病轻的种苗可先剪去发病的根,然后将根部浸泡在1%的异丙三唑硫磷、克线丹等农药中1小时。对可疑有根结线虫的园地,定植前每亩用10%克线丹3~5千克进行沟施,然后翻入土中。猕猴桃园中发现轻病株可在病树冠下5~10厘米的土层撒施10%克线丹 (每亩撒入3~5千克),施药后要浇水。苗圃地发现病株,可用1.8%阿维菌素乳油,每亩用680克对水200升,浇施于耕作层 (深15~20厘米),效果好,且无残毒遗留,对人畜安全。用3%米尔乐颗粒剂撒施、沟施或穴施,每亩用6~7千克,药效期长达2~3个月。该病主要发生在幼苗期,往往在幼苗出现2~3片真叶、根颈基部尚未木质化之前发病。苗茎部先出现浸渍状病斑 (图9-33)。图9-33 猕猴桃立枯病病苗多从上土表侵入幼苗的茎基部,发病时,先变成褐色,后成暗褐色,受害严重时,韧皮部被破坏,根部成黑褐色腐烂。此时,病株叶片发黄,植株萎蔫,枯死,但不倒伏。此病菌也可侵染幼株近地面的潮湿叶片,引起叶枯,边缘产生不规则、水渍状、黄褐色至黑褐色大斑,很快波及全叶和叶柄,造成死腐,病部有时可见褐色菌丝体和附着的小菌核。病菌在残留的病株上或土壤中越冬或长期生存。带菌土壤是主要侵染来源,病株残体、肥料也有传病可能,还可通过流水、农具、人畜等传播。菌丝呈蛛网状,围绕寄生的组织。土温在13~26℃都能发病,以20~24℃为适宜。对土壤pH值适应范围广,pH值2.6~6.9都能发病。天气潮湿适于病害的大发生,反之,天气干燥病害则不发展。多年连作地发病常较重。(1) 农业防治。严格控制苗床及扦插床的浇灌水量,注意及时排水;注意通风;晴天要遮阳,以防土温过高,灼伤苗木,造成伤口,使病菌易于侵染。(2) 化学防治。对被污染的苗床,如继续用于扦插育苗,或用于扦插的其他土壤,在扦插前,可用甲醛进行土壤消毒,每平方米用甲醛50毫升,加水8~12千克浇灌于土壤中,浇灌后隔1周以上方可用于播种栽苗,或用70%五氯硝基苯粉剂与65%代森锌可湿性粉剂等量混合,处理土壤,每平方米用混合粉剂8~10克,撒施土中,并与土拌和均匀。果实上有明显的日晒伤痕 (图9-34、 图9-35)。猕猴桃日灼病大多发生在高温季节,气候干燥、持续强烈日照容易发生,尤其是在果实生长后期的7—9月,叶幕层薄,叶片稀疏、果实裸露的发生严重。挂果幼园比老果园发生严重。弱树、病树、超负荷挂果的树日灼残果率可达15%~25%。土壤水分供应不足、修剪过重、果实遮阳面少、保水不良的地块,易发生严重日灼。图9-34 猕猴桃日灼病发病初期症状图9-35 不同程度日灼受害状(1) 夏季修剪在最顶果多留2~3 片叶,可以遮挡直射太阳光。(2) 有条件的早晚隔几天喷一次水,也可配成果友氨基酸400倍液,既可降低果园温度,又可快速供给营养。(3) 果园覆盖,可用麦糠或麦草覆盖,如眉县张江成果园直接覆盖行间,减少土壤水分蒸发。(4) 套袋果打开通气孔,通气孔小时可略剪大,利用通气,降低袋内温度,一般可降低1~2℃。 -
报告猕猴桃的生物学特性
出版时间:2018猕猴桃的根为肉质根,皮厚;最初为白色,后转为黄色或黄褐色,嫩脆,受伤后会流出液体,即伤流;老根外表灰褐色到黑褐色,有纵向裂纹;主根在幼苗期即停止生长,骨架根主要为侧根;侧根和细根很密集,共同组成发达的根系。幼根和须根再生能力很强,既能发新根,又能产生不定芽;老根发新根的能力很弱,伤断后较难再生。猕猴桃优良品种根系在土壤温度为8℃时开始活动;25℃时进入生长高峰期,随后生长开始下降;当土壤温度为30℃时,新根生长基本停止。生长在坚硬土层内的根系分布较浅;生长在疏松土壤内的根系分布较深 (图1-1)。图1-1 猕猴桃的根系常规栽培种类的猕猴桃叶大、较薄、脆,容易被风刮烂。早春萌芽后约20天开始展叶,其后迅速生长一个月,当其大小接近总面积的90%左右时,转入缓慢生长至定型。通风透光条件下,定型后的叶片到落叶前的几个月里,光合作用最强,制造和向其他器官输送的养分最多。叶具有光合和呼吸功能,当其光合作用产物大于呼吸作用所消耗的物质时,养分积累并输出供给树体及果实生长发育所需;当呼吸所消耗的物质大于光合产物时,消耗营养。具有营养积累功能的叶叫有效叶,不具有营养积累功能的叶叫无效叶。栽培的目的就是尽可能地提高有效叶总面积,减少无效叶数量。无效叶的种类有幼嫩叶、衰老叶、遮阴叶、病虫害或风等机械伤造成大面积失绿或破损叶。果园管理中增加有效叶面积才能提高果实的产量和品质,进而提高经济效益。优良品种的叶片面积大、叶厚、色深,光合能力强、养分积累多,供给花芽、树体及果实生长发育的养分多,革质强,抗风害能力强。当然,相同品种的叶片大小和形状因树龄和着生位置会略有差异,但是不同种类、不同品种的猕猴桃叶片形状和叶尖端形状均有较大差异 (图1-2)。图1-2 猕猴桃叶片形状常规栽培的猕猴桃芽由数片具有锈色茸毛的鳞片和生长点组成,被深深地包埋在叶腋间海绵状芽座中。每个芽座中有1~3个芽,3个芽中两侧较小的为副芽,中间较大的为主芽。副芽常呈潜伏状,当主芽受伤或枝条短截时,副芽便萌发生长,有时主、副芽同时萌发。按芽的性质分为叶芽和混合芽 (花芽)。叶芽瘦小,萌发后只抽梢长叶;混合芽肥大、饱满,萌发后不仅抽梢长叶,而且可开花结果。需要注意的是混合芽,即花芽 (又称花序芽或花枝芽),因其和葡萄一样,花序是着生在当年萌发的新梢上,所以是栽培猕猴桃时重点培养的对象。混合芽根据枝条上萌发的位置,可分为上位芽、平位芽、下位芽。上位芽背向地面,萌发率高、抽枝旺、结果多;平位芽与地面平行,枝条生长中等、结果较多;下位芽朝地面,萌发率低、抽生枝条衰弱、结果少(图1-3)。图1-3 猕猴桃的芽猕猴桃为木质藤本植物,枝蔓比较柔软,需攀缘支撑物生长,其蔓可伸长生长达10米左右。根据枝蔓是否带有花芽,可将其分为营养枝蔓和结果枝蔓。根据猕猴桃雌株生长的骨干结构,雌株可分为主干、主蔓、结果母枝 (蔓)、结果枝 (蔓)、营养枝 (蔓)。营养枝蔓主要构成树体的骨架结构或用于结果母枝蔓更新,如主干、主枝蔓、侧枝蔓和未形成花芽的一年生枝蔓。具有开花结果能力的当年生枝蔓,叫结果枝蔓。因为猕猴桃的花芽为混合芽,所以着生在结果枝蔓的母枝上,叫结果母枝蔓。一般选长势中庸、组织充实的枝蔓培养成结果母枝蔓。一般结果母枝蔓的中下端第7~10个节位着生的结果枝蔓较多,结果枝蔓于基部1~7节位间开始结果,一个结果枝蔓可以着生3~5个花序,每个花序可以结果1~4个。凡是达到结果年龄的枝条,除基部和蔓上抽生的徒长枝外,几乎所有的新梢都很容易形成花芽,进而形成结果母枝蔓。猕猴桃一年可抽梢3~4次,各蔓抽生的长势和生长量自下而上减弱 (图1-4、 图1-5)。图1-4 猕猴桃的新梢图1-5 猕猴桃的枝蔓中华猕猴桃和美味猕猴桃的结果枝蔓一般按以下长短进行划分:小于 10 厘米叫超短结果枝蔓 (也称丛状结果枝蔓),10~30厘米叫短结果枝蔓,30~50厘米叫中结果枝蔓,50~100厘米叫长结果枝蔓。将软枣猕猴桃天源红的花枝划分为以下五种类型:短缩花枝 (0~5厘米),从基部到顶端均可着花;短花枝 (5~10厘米);中花枝 (10~30厘米),部分着花可达顶部,一般3~10节;长花枝 (30~50厘米);徒长性花枝 (50厘米以上),着花于枝条的中下部4~13节。猕猴桃花从结构上来看属于完全花,具有花柄、花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊,但是从功能上来看绝大多数品种属于单性花,分为雌花和雄花。雌花子房发育肥大,多为上位扁球形,柱头多个,心室中有多数胚珠,发育正常;雄蕊退化发育,花丝明显矮于雌花柱头,花药干瘪,有些虽然肉眼观察高度接近,但是花药中没有花粉,或即使有少量的花粉,花粉没有活力,在大蕾期套硫酸纸袋完全隔离外界花粉的情况下自身不能坐果。雄花则雄蕊发达,明显高于子房,花药呈现饱满状态,花粉粒大,花粉量充分且活力强;子房退化很小,呈圆锥形,有心室而无胚珠,不能正常发育。猕猴桃的花序有单花、二歧聚伞花序和多歧聚伞花序。中华猕猴桃每花序多为1~3朵 (少数品种较多,如金艳),而美味猕猴桃多为单花序或二歧聚伞花序。开花时间和花期长短因品种、雌雄性别、管理水平和环境条件而变化。中华猕猴桃和美味猕猴桃的花初开呈白色,后渐变成淡黄色或棕黄色;花大、美观,具芳香味;缺乏明显的蜜腺组织。有效授粉期是指开花后在花粉管到达胚珠之前,胚囊保持活力和接受花粉能力的天数。有效授粉期的长短除了与柱头的活力、柱头与花粉的亲和力及花粉活力等亲本性状有关外,也与授粉期的温度、湿度等环境因子有关。花期温度较为平稳,花期持续的时间相对较长,而如果花期温度变化幅度大,则会加速柱头的褐化,使可授粉性降低。雌性品种以中期开的花质量好,所结果实果形端正;雄性品种以早期花质量高,所以选配雄性授粉品种时,以其初花期正对上雌性品种的盛花期为宜。开花前1天至其后第二天,花柱呈现纯白色而且鲜亮,从开花第三天开始柱头逐渐变黄、变干,第五天开始变黄褐、焦枯 (图1-6、 图1-7)。图1-6 猕猴桃的雌花图1-7 猕猴桃的雄花猕猴桃是中轴胎座多心皮浆果,倒生胚珠,寥型胚囊。果实形状不一,有圆形、长椭圆形、椭圆形或扁圆形等;果皮颜色有绿色、黄色、褐色、红色等;表面被毛情况分为有毛、无毛两种类型,有毛类型根据毛的分布可分为稀毛、中毛、多毛,根据生长状态可分为短茸毛、茸毛、硬毛、糙毛等不同类型。内、外层果肉颜色可分为绿色、黄色、橙色、红色等各种类型,目前生产上栽培品种多为选自绿色果肉的美味猕猴桃和黄色或内果皮为红色果肉的中华猕猴桃,也有极少量的全红型或绿肉型的软枣猕猴桃。中华猕猴桃和美味猕猴桃品种在正常的管理和气候条件下较少发生采前落果现象,软枣猕猴桃有少量采前落果现象。同一品种栽培在不同地区和条件下,品质表现有差异,体现出区域适应性,引种时应注意 (图 1-8、 图 1-9、图1-10)。猕猴桃按果实成熟期一般可分为早熟、中熟、晚熟和极晚熟品种。早熟品种指8月达到成熟度而能够上市的品种,中熟品种指9月上市的品种,晚熟品种指10月上市的品种,极晚熟品种指11月上市的品种。目前尚未发现7 月成熟的极早熟品种,也未培育出早熟的美味猕猴桃品种。由于猕猴桃种植地域较大,很难用地方成熟期来衡量,所以只能以达到采收成熟度、能够上市为准。图1-8 黄肉果实猕猴桃图1-9 绿肉果实猕猴桃图1-10 红心及红肉果实猕猴桃猕猴桃的种子较小,形状多为扁长圆形,成熟新鲜的种子多为棕褐色或黑褐色,干燥的种子呈黄褐色或红褐色,表面有网纹 (图1-11)。经相关部门测定,猕猴桃籽粒中含油率平均为28.85%,其中不饱和脂肪酸含量高达90.37%,而亚油酸、亚麻酸含量平均占不饱和脂肪酸的74.83%。图1-11 猕猴桃种子猕猴桃根系的生长随一年气候的变化而变化。根系在土壤温度8℃时开始活动,20℃左右进入生长高峰期,若温度继续升高,生长速率开始下降,30℃左右时新根生长基本停止。在温暖地区,只要温度适宜,根系可常年生长而无明显的休眠期。根系的生长常与新梢生长交替进行,第一次生长高峰期出现在新梢迅速生长后的6月,第二次生长高峰期在果实发育后期的9月。在高温干旱的夏季和寒冷的冬季,根系生长缓慢或停止活动。猕猴桃新梢全年的生长期为170~190天。在北方地区,一般有2个生长阶段,从4月中旬展叶到6月中旬大部分新梢停止生长,为第一个生长期,在4月末到5月中旬形成第一个生长高峰期;7月初大部分停止生长的枝条重新开始生长起到9月初枝条生长逐渐停止为第二个生长期,在8月上中旬形成第二个生长高峰期。在南方地区,9月上旬到10月中旬还会出现第三个生长期,并在9月中下旬形成第三个生长高峰期,但强度比前两次高峰要小得多。枝蔓生长动态枝条的加粗生长主要集中于前期,5月上中旬至下旬加粗生长形成第一次高峰期,至7月上旬又出现小的增粗高峰,之后便趋于缓慢增粗,直至停止。猕猴桃叶片生长是从芽萌动开始,展叶以后随着枝条生长而生长,当枝条生长最快的时候,叶子生长也最迅速。正常叶从展叶到最终叶面大,需要35~40天。展叶后的第10~25天是叶片迅速生长期,此期的叶面积可达到最终的叶面积90%左右。叶龄小于22天的叶片制造的光合产物不能满足本身生长的需要,要不断从成龄叶输入碳素营养物质;叶龄22~24天时叶片的光合产物输入和输出达到平衡,叶片光合作用已能满足本身需要,但不能进行光合产物净输出。从展叶后25天起,叶片制造的光合产物除满足本身需要外已有剩余,开始大量输出光合产物。猕猴桃在当年夏秋季完成生理分化形成花芽原基后,直到翌年春季形态分化开始前,花器原基只是数量增加,体积变肥大,形态上并不进行分化,从外观上无法与叶芽相区别。猕猴桃的花芽为混合芽,着生在1年生母枝当年抽生出的新梢叶腋间。休眠的越冬芽由1个肥大的叶柄痕包被着,未萌动前顶芽平齐,芽外密被棕褐色茸毛。直到盛花前70天左右才进入形态分化期,而形态分化期时间很短,速度很快,从芽萌动前10天左右开始,到开花前1~2天结束。越冬芽的发育进程为:春季3月上旬猕猴桃的越冬芽开始萌动,芽体上端由平顶变为突起,在叶腋间出现1个微小的突起物。新梢上萌发的混合芽在萌发后可以分化成花枝和营养枝。花芽发生在离冬芽基部较远的叶原基腋间,花芽原基膨大隆起,逐渐发育成包片。花序开始发育的最早标志是腋芽原基的伸长和两侧生包片的显现,产生明显的三裂片结构。花芽萌发4~7天后,苞片腋部出现聚伞状花序原基,两侧产生萼片原基。在较低部位的叶腋内,由于顶花分生组织在发育过程中受到抑制,侧生花与顶花融合,使这些花发生畸变,开花授粉后产生畸形果,有些畸变甚至是3朵花融合而成的,在结果枝基部的第1、第2个果上出现的概率较高。这种现象在开花坐果前从花蕾的形态就大致可以辨别出来,凡呈扁平状或畸形而非近圆形的花蕾将来很可能形成畸形果实 (图1-12)。图1-12 畸形果猕猴桃植株的花量与品种、树龄、生态环境及管理水平有关,生长正常的雌性品种海沃德的成龄植株平均花量有3000朵左右,而秦美、金魁、布鲁诺的花量较海沃德品种高。成龄的雄株的花量显著地高于雌株,可达5000~10000朵。猕猴桃的雌花从显蕾到花瓣开裂需要35~40天,雄花则需要30~35天。雌株花期多为5~7天,雄株则达7~12天,长的可达15天。花初开放时呈白色,后逐渐变为浅黄色至橙黄色。雌花开放后3~6天落瓣,雄花为2~4天落瓣。花期因种类、品种而差异较大,同时受环境的影响也很大。美味猕猴桃品种在陕西关中地区一般于5 月上旬和中旬开花,中华猕猴桃品种一般较美味猕猴桃早7~10天。在22℃下,用10%的蔗糖加0.01%硼酸的培养基上摇床培养3.5小时,以测定花粉的生活力,一般早熟雄株系的花粉发芽率超过80%,中晚熟株系在65%~70%。但在管理不良的果园,如架面郁闭严重、营养不良等时,花粉会萌发产生大量不正常扭曲、盘绕或叉状的花粉管。自然状态下,昆虫及风均可为猕猴桃传花授粉。雌蕊的柱头为辐射状,表面有许多乳头状突起,分泌汁液。受过粉的柱头为黄色,未受粉的为白色。花粉管的适宜伸长温度为 20~25℃,15℃伸长较差,而在30℃时初期伸长良好,2 小时后极端衰弱,4小时后伸长停止。据赤井昭雄在实验室用显微镜观察,10℃下授粉后11小时花粉开始发芽,57小时后花粉管抵达花柱基部,84小时后进入子房。而15℃下授粉后4小时花粉开始发芽,36小时后花粉管通过花柱中部,60小时后进入子房。在20℃下授粉后2小时花粉开始发芽,24小时后花粉管抵达花柱基部,36小时后进入子房。在25℃下授粉后1小时花粉开始发芽,2小时后进入花柱,4小时后花粉管通过花柱中部,24小时后进入子房。雌花受精后的形态表现为:柱头受粉后第3天变色,第4天枯萎,花瓣萎蔫脱落,子房逐渐膨大。人工授粉时,如果将花粉直接放在水里制成悬浮液,会使花粉由于渗透压的剧烈改变而丧失生命力。经过一系列试验,Hopping等发现由Ca(3 ) 2+H3 BO4+纤维素胶 (重量与体积百分比各为 0.01%)+阿拉贝树胶 (重量与体积百分比为0.005%) 组成的悬浮基效果好,但同时还要求水中没有金属离子,花粉的含水量超过10%。花粉在这种悬浮液中可保持生命力3小时,同时可保护落在柱头上的花粉在悬浮液滴干燥过程中免受脱水为害。从授粉后60天双细胞胚开始分裂,到发育成具有2片完整子叶的子叶胚,约需50天。即从开花到胚发育完成约110天。在胚发育完成时,种子内仍有部分胚乳细胞存在。猕猴桃容易早结果。实生苗一般是在2~4年开始开花结果,5~7年进入盛果期。嫁接苗翌年就可开花结果,特别是中华猕猴桃品种,在苗圃即可见到开花结果植株 (图1-13),一般4~5年后进入盛果期,株产15~20千克,亩产 (1亩≈666.7平方米。全书同) 可达1500~2000千克。如能提高管理技术水平,有的嫁接苗亩栽110株,创下了栽后翌年亩产500千克,第六年亩产3277千克的良好成绩。图1-13 苗圃开花结果植株猕猴桃成花容易,坐果率高,一般无落果现象。在山东潍坊地区实生苗定植后翌年开花株率为6.5%,第三年开花株率为52.8%,第四年获得亩产 431 千克的果实。可溶性固形物为13%~21%。如果选用良种嫁接苗,结果年龄会更早,一般2~3年结果,4~6年进入盛果期,株产可达10~20千克,高的可达50千克以上。为了不影响猕猴桃的发育,前三年最好不要挂果。物候期指果树在1年中随着四季气候变化,有节奏地进行各种生命活动的现象,是在长期进化过程中形成的与周围环境相适应的特性。了解猕猴桃的物候期,有助于认识环境条件对猕猴桃的影响,为在生产中采取适宜的栽培管理措施提供依据。温度是影响猕猴桃物候期的主要因素,所以海拔、湿度、光照、坡向等凡能影响温度变化的因素都能间接地影响物候期的变化。由于猕猴桃分布地区很广,各地的自然条件也不一致,因而在不同地区和不同年份猕猴桃的物候期也有差异。猕猴桃的种类不同,物候期差异很大,中华猕猴桃品种的物候期一般比美味猕猴桃早7~10天;在同一种类中,品种之间的物候期差异也很大。美味猕猴桃中,海沃德品种的物候期明显比其他品种晚;同一品种在不同的栽培区域物候期也显著不同。猕猴桃的大多数种类和品种要求亚热带或暖温带湿润和半湿润气候。早春寒冷,晚霜低温,盛夏高温,常常影响猕猴桃生长发育。在年均气温11.3~17.9℃的条件下生长良好。多数猕猴桃种类喜半阴环境。幼苗期喜阴凉,忌阳光直射;成年结果树要求充足的光照。猕猴桃是中等喜光果树,要求日照时数为1300~2600小时,喜漫射光,忌强光直射,光照强度以正常日照的40%~45%为宜。猕猴桃喜凉爽湿润的气候,不耐涝,在渍水或排水不良时常不能生存。在年降水量740~1800毫米的区域比较适宜。猕猴桃喜土层深厚、疏松肥沃、排水良好、腐殖质含量高的沙质土壤,忌黏性重、易渍水及瘠薄的土壤,最适 pH 值5.5~6.5。 -
报告苗木繁育
出版时间:2018葡萄的再生能力很强,枝蔓上的节或节间都可以诱发不定根。一般来说,枝蔓节间生根较少,根的发生主要集中在节部。在单芽扦插时,朝芽的一侧生根多,背芽的一侧生根少。另外,一年生的枝条生根好,多年生的枝条生根差,因此,葡萄的扦插主要用一年生的枝条。1.影响葡萄扦插生根的因素(1)温度。温度是葡萄扦插生根最主要的影响因素之一。试验表明:在25~28℃时,发芽生根率高,幼苗生长快,叶色正常,新梢粗壮;在30℃以上时,发芽生根的速度很快,但幼苗叶色较淡,枝条细弱;温度高于35℃时,发芽明显受到抑制;40℃以上时,则芽眼经过一段时间就会枯死。由此可见,葡萄扦插育苗的最适宜的温度为28℃左右。为提高葡萄的扦插成活率,在生产上常用加温催根,然后扦插到苗圃地中。需要指出的是,经过催根处理的插条,在扦插时,低温一定要达到生根的温度,否则,催根就不起作用。(2)土壤水分。土壤含水量也是影响插条生根、发芽的重要因素。含水量的高低与土壤结构密切相关,通常用来进行葡萄扦插育苗的沙壤土的含水量占土壤重量的14%左右较为适宜。(3)空气条件。空气条件对插条生根具有重要的意义。在生产中常见到植物的根在寻找空气和养分的情况。用塑料营养袋育苗,发现在不同介质中根的营养分布是不一样的。以沙土做介质的,由于紧密度较大,空气条件不如锯屑和煤渣做介质的好。前者葡萄根系仅沿着袋内边沿向下生长,袋内沙土中间无根系;而后二者袋中满布根系。因此,介质空隙度越大,根系越发达。在沙培时,如浇水量过大,扦插的芽段生根部位几乎全在沙表层。故要插条根系正常,在选择土壤或配营养土时,一定要疏松,透气性良好,同时要经常保持适宜的含水量。2.扦插育苗技术(1)插条准备。结合冬季修剪采集无病毒、节间短、髓部小、色泽正常、生长健壮、芽眼饱满、无病虫危害的枝条做插条;细弱或徒长的枝条成活率低,苗木生长不良,不宜选用。如果繁殖材料缺乏时,也可选用成熟良好的2次枝做插条。春季取出插条,按2~3个芽长度剪截。插条上端离芽眼1.5厘米处平剪,下端离芽眼0.5厘米处(芽的对面)剪成马蹄形。插条上的所有芽眼,特别是上端的1~2个芽眼要充实饱满。3芽枝扦插后,如第一芽受损害,第二芽眼容易萌发出土,有利于提高扦插成活率。(2)催根处理。春季露地扦插时,常因气温变化大,白昼气温高于地温,插条先发芽,后生根,萌发的嫩芽常因水分、营养供应不上而枯萎,降低扦插成活率。人工加温催根,目的就是创造条件使葡萄枝蔓根原体细胞旺盛活跃起来。①电热温床催根:这种方法功效高,目前在中国已被广泛应用于葡萄育苗生产中。电热温床可设置在常温室内或塑料大棚中。为保持温度,地面上先铺一层4~5厘米厚的稻草、麦秸或锯末等,其上铺塑料膜。温床两边安放拉地热线用的木条,木条上钉约3厘米长的铁钉。一条长100米、功率为800瓦的地热线,5厘米线距,形成近5平方米的床面。每平方米可插5000~8000个插条。根据苗木数量,确定布线面积。整个温床布线后,上面铺5~6厘米厚的沙,将插条一个挨一个地紧紧插入沙中,芽露沙表。插好后用喷壶或淋浴喷头喷水,使沙层湿润。通过控温仪使根际部沙温达到25℃左右。10~15天绝大部分插条产生愈伤组织,少数生根,此时即可扦插入圃。塑料营养袋育苗采用单芽芽段。为保证每个营养袋中的芽段萌发成苗,催根处理到10天左右,大部分芽段已产生愈伤组织,而芽眼少数萌发或尚未萌发时,宜在床面上铺盖塑料布,以提高芽部温度与湿度,促进发芽。其后将已萌发的芽段插入营养袋中。②火炕催根:北方葡萄产区常用家庭火炕或甘薯育苗炕进行葡萄催根。门窗朝北的土房室温低,插条顶端芽眼处在较低的温度中,火炕催根效果好。火炕上先铺5厘米的锯末或沙,顶端芽眼露在外面。插好后充分喷水,使木屑湿透。生根处温度保持20~30℃,待插条绝大部分产生愈伤组织和部分生根时,即可移植苗圃或定植。③植物生长调节剂:用生长调节剂处理的插条能提高酶的活性,促进分生细胞的分裂,加速生根,以提高扦插成活率。(3)苗圃地准备。苗圃地应选择交通方便,地势平坦,向阳背风,排灌条件好的地方。在南方由于雨水多,应选排水良好的缓坡地或平原高燥地,坡度在2°~5°。平原的地下水位宜在1米以下,低洼地不宜建圃。苗圃地要求土层深厚,土质疏松肥沃,pH值以6.5~7.5为宜。酸性土壤和碱性土壤须经改良后才能利用。(4)扦插与管理①扦插:春季扦插前,北方地区于3月中、下旬,南方于2月底3月初,每公顷再施腐熟的厩肥22500~30000千克或腐熟的菜籽饼1500千克,过磷酸钙750千克,然后浅耙,整成长宽(8~10)米×1米的畦子。南方雨水多,为了排水方便畦面应高出地面20厘米。覆膜前1~2天用150倍丁草胺液喷洒畦面,以消灭杂草。扦插时期,北方在3月中、下旬,南方在2月中下旬,地温稳定在10℃以上。经过催根处理的插条,由于部分已经发芽,为避免晚霜危害,扦插时期比未催根处理的要晚一些,地温应达到15℃左右。为提高苗床温度,扦插前可覆盖黑色地膜或架设塑料小拱棚。扦插斜度以30°为宜,深度以上部芽露出2厘米为宜(图3-1)。注意防止倒插。株行距(12~15)厘米×(50~60)厘米,每公顷插12000~15000条。插后浇水。垄插是一种提高葡萄成活率较好的育苗方法。垄插将葡萄条插在垄背上,第一芽处在垄背的表土下。插后在垄沟内浇水,保持垄沟上部土壤疏松,利于插条萌芽出土。枝条下端接近浅沟面,土温高,通气性好,生根快,一般垄插比平畦扦插成活率高,在生产中多为群众所采用。图3-1 葡萄扦插②管理:北方地区春季干旱,透水性强的沙质土壤,扦插后一般7~10天浇一次水;持水性强的黏重土壤,浇水的次数不宜过多,以防降低地温或通气不良,影响生根。插条发芽后,根据土壤湿度可浇水4~5次。北方7—8月为雨季,到7月下旬至8月上旬,为了有利于枝条成熟,一般应停止浇水。南方7—8月葡萄生长中后期降雨少,需根据实际情况浇水。为了提高地温,改良土壤通气条件,降雨及浇水后要及时中耕。中耕深度开始宜浅,以后逐渐加深。南方4月下旬至6月上旬,北方6月上旬至7月上、中旬,苗木进入迅速生长期,需要大量的养分,故应追施速效性肥料2~3次。第一次以氮肥为主,第二次以磷、钾肥为主。追肥量每公顷人粪尿15000~22500千克(或硝酸铵150~225千克,磷酸二铵150~225千克),过磷酸钙225~300千克,草木灰450~525千克。7—8月,幼苗主梢长至8叶以上摘心,副梢留1~2叶摘心,3次梢同样留1~2叶摘心。幼苗基部的2~3个副梢从基部摘除,以利通风。如幼苗生长高度不够时,应适当推迟摘心时期,到8月底、9月上旬高度不够的,也应一律摘心。(1)苗地准备。由于营养袋育苗不需要利用场地的土壤,因而建大棚和阳畦时可不考虑土壤质地,但必须建在向阳、背风、有水、电条件的地方。阳畦的建造很容易,仅用砖在平地上砌成内宽130厘米,高10厘米,长度不定的畦子,用竹片扎成拱高60厘米左右的支架,上覆塑料薄膜,背面用土将膜压住,加盖草帘即可。(2)营养土配制。营养袋育苗的培养土系用土、沙、肥配制而成。土壤应富含熟化的有机质,绝对禁止使用盐碱土和老墙土;沙以较粗粒的为好,带胶泥的细沙透水性差,不宜选用;肥料宜用腐熟的农家肥为好,不可用生的农家肥。营养土配置前,土、沙、肥应过筛,按2:2:1的比例配制,均匀地混合。(3)制袋、装袋与放置。塑料袋的大小以高14~16厘米、宽8厘米、口径5厘米为宜。袋的底部中央留好直径为1厘米的排水孔。袋装满营养土后,稍微蹾实,使土面与袋口平齐。然后,将袋整齐直立,紧密地摆在温室、塑料大棚或育苗地内,每平方米内约420个左右。(4)枝条剪截与处理。将准备好的健壮枝条,剪成单芽段。在芽眼的上方1厘米平剪,芽眼的下方4~5厘米处剪成“马蹄口”。茎段剪好后,在电热温床上催根,待绝大多数茎段产生愈伤组织和部分已经生根时,即可将萌发的芽眼插入袋中。在催根时,可以加生长激素来促进发根,常使用的生长激素为萘乙酸、吲哚丁酸等,使用浓度一般为:1000毫克/千克条件下,速蘸3秒;200~300毫克/千克条件下,室温,浸泡剪口1~2厘米,8~12小时。(5)扦插与管理。营养袋育苗的时间为:北方地区一般为3月上中旬开始为宜;南部地区可适当提前。过早,由于外界温度低,温室加温的时间需提前,消耗能源多,加大成本费用,大棚或阳畦由于保温条件简单,白天吸收的热量晚间不宜保存,温度提不高,影响插条发芽与生根;过晚,幼苗生长后期气温过高,棚内、畦内温度难以控制,影响幼苗生长。扦插前,用轻喷水的方法,先将袋内的土壤慢慢地喷透,然后扦插芽段。扦插深度以芽眼与袋土表面平齐,或略高于土表面(图3-2)。扦插时苗床袋温须在10℃以上。图3-2 营养袋育苗芽段扦插后,管理方面要重点做好两方面的工作;一是掌握袋内含水量。土壤过干,轻则影响芽段生根、发芽与生长,重则使芽段或已萌发的幼苗干枯死亡;土壤过湿,芽段不生根,生了根的幼苗,也会因空气不足而死亡。由于塑料袋透气性差,在生产中易发生水量过大,导致育苗失败。扦插后,前期由于气温不高,土壤蒸发量小,每隔2~3天喷一次水。后期由于气温高,苗木大,叶片增多,蒸发量大,每隔1~2天或1天喷一次水。要根据土壤湿度及苗木的生长情况喷水,不要盲目地喷水。二要掌握好温度。早春外界气温低,要依靠加温或覆盖草帘提高温度,白天温度保持在25℃左右。晚上袋温不低于13℃。春末夏初气温转暖,此时应保持畦内温度在25~30℃,最高不超过35℃。空气湿度应保持在:前期90%左右,后期降到70%~80%。用此法育苗,当年定植,当年成园。只需二三个月,不用大的育苗场地,可培育出大批整齐一致的苗木,建立大型的葡萄生产基地。(1)苗床准备。绿枝扦插苗床一般应设置在通风良好的地方,也可设置在建筑物北侧,每日有直射光照数小时的地方。床宽1.21~1.5米,长可根据需要而定,高20厘米左右,四周用砖砌成。苗床铺1.3~1.6厘米厚的沙子。(2)插条准备。开花期后一个月内选择半木质化粗壮副梢或主梢,从芽上1厘米处平剪成双芽枝或单芽枝。如为单芽枝,可在芽下3~5厘米处剪断;如为双芽枝,可在高处芽以上1厘米处平剪。(3)扦插与管理。将剪好的插条,立即浸入水中或盖上湿布,放在阴凉处。扦插前用500~1000毫克/千克吲哚丁酸或萘乙酸、吲哚乙酸(生长素)溶液浸蘸插条基部3~5秒,取出后扦插于苗床中,株、行距10厘米×12厘米,深度以芽露出沙面1厘米为宜。插完后充分洒水并盖上塑料棚,晴天10时到16时棚外要遮阴,使光强度为自然光照的30%~50%,降低苗床温度。为保持棚内90%以上的湿度,不使枝条脱水,棚内最好安装喷雾设备。绿枝扦插最适温度为25~28℃,在18~35℃范围内也能获得较好的生根效果。绿枝扦插两周左右即可生根,成活率可达86%~100%。当幼苗具有3~5个叶片和良好发育的根系时,可进行炼苗,再后移入苗圃或定植。用来进行压条繁殖的新梢长至1米左右时,进行摘心并水平引缚,以促使萌发副梢。副梢长至20厘米时,将新梢平压于15~20厘米深的沟中,填土10厘米左右,待新梢半木质化,高度50~60厘米时,再将沟填平。夏季对压条副梢进行支架和摘心,秋季挖起压下的枝条,分割若干带根的苗木。春季萌芽前,将植株基部预留作压条的一年生枝条平放或平缚,待其上萌发新梢高度15~20厘米时,再将母枝平压于沟中,露出新梢(图3-3)。如不宜生根的品种,在压条前先将母枝的第一节进行环割或环剥,以促进生根。压条后,先浅覆土,待新梢半木质化后逐渐培土,以利于增加不定根数量。秋后将压下的枝条挖起,分割为若干带根的苗。老葡萄产区,也有用压老蔓方法在秋季修剪时进行。先开挖20~25厘米的深沟,将老蔓平压沟中,其上1~2年生枝蔓露出沟面,再培土越冬。在老蔓生根过程中,2~3次切断老蔓,促进发生新根。秋后取出老蔓,分割为独立的带根苗(图3-4)。图3-3 二年生枝压条繁殖图3-4 多年生枝压条繁殖嫁接苗是由接穗与砧木两部分组成,它兼有发挥二者特性的作用。接穗采自性状稳定的优质丰产植株,因而能保证母本的优良性状;利用砧木的抗逆性,可以加强品种的抗旱、抗涝、抗寒、抗盐碱和抗病性,以扩大葡萄的种植范围。如我国东北、内蒙古等冬季严寒地区,广泛地利用山葡萄、贝达等作为葡萄栽培品种的抗寒砧木,可以大大地提高葡萄品种的抗寒能力,提高了葡萄品种的越冬能力;在我国黄河故道地区,有大面积的盐碱地,也可以通过抗性砧木的利用,来增加葡萄品种的丰产性和葡萄果品的品质。影响嫁接成活的因素,主要决定于砧木和接穗的嫁接亲和性。葡萄嫁接时,除了亲和性外,砧木与接穗的质量同样也是很重要的。接穗必须品种纯、健壮、芽饱满、不带病毒。夏季绿枝嫁接接穗应采用当年半木质化新梢,粗度以0.4~0.6厘米为宜。硬枝接穗结合冬剪进行采集并沙藏。绿枝接穗应剪去叶片,留0.5厘米的叶柄,用湿毛巾和塑料薄膜保湿,边采集边嫁接。新梢半木质化时,芽眼易从枝条上剥取。南方在5—6月,北方在6—7月为芽接时期。葡萄芽接一般采用盾形或方块形两种方法。此两种方法均不带木质部,成活率高。盾形削芽法系用嫁接刀从芽上1厘米处横切再从芽两侧向下切成盾形切口,深达木质部。方块形削芽法在接穗芽眼上、下、左、右各切一刀同样深达木质部。将芽切成长2.5厘米、宽1.2厘米的长方形块,取下芽片。在砧木离地面20~30厘米的节上,去掉与接芽同样大小,不带木质部的长方形片,然后将接芽粘贴在砧木节上的接口处,并用塑料条绑好(图3-5),接芽和叶柄露在外面。然后约经过10天进行检查,接活的芽,芽片新鲜,叶柄一触即脱落。15天以后,将塑料条去掉。如果当年可以成苗的,可及时在接芽的上方2~3厘米处,剪掉砧木枝条,去掉砧木上的萌蘖。当年不可以成苗的,剪砧和除萌的工作应放在秋末、冬初进行。图3-5 方块芽接法枝接法的种类主要有两种,分别为劈接和舌接。劈接又分为绿枝嫁接和硬枝嫁接。1.绿枝嫁接绿枝嫁接是葡萄育苗的重要方法之一。一般来说,嫁接的时期在5—6月,砧木和接穗的枝条都达到半木质化时进行。品种的主梢和副梢均可以作为接穗的来源。采下的绿枝应及时去除叶片,仅留1~2厘米的叶柄,并用湿布包好,以防止水分的散失。接穗可以有1~2个芽,最好是刚刚萌发尚未吐叶的夏芽(图3-6)。嫁接的时间以阴天和多云天气最好,如果是晴天,则在10时前和17时后进行较好。夏季的绿枝嫁接苗,当年秋季即可出圃。该种方法比较简单,成活率可以达到80%以上。图3-6 绿枝嫁接法2.硬枝嫁接硬枝嫁接有舌接和劈接两种方法。舌接法主要在室内进行,劈接法在室外进行。用作接穗和砧木的枝条(或苗木)应生长充实,成熟良好。接穗剪留一芽,芽上端留1.5厘米,下端4~6厘米。砧木长约20厘米。舌接法的砧木与接穗的粗度应相同,劈接法的砧木可等于或粗于接穗。舌接法是先将接穗或砧木接口处削成斜面,斜面长为枝粗的1.5~2倍;再在砧木斜面上靠近尖端1/3处和接穗斜面上靠近尖端2/3处,各自垂直向下切一刀,深1~2厘米,然后将两舌尖插合在一起(图3-7)。劈接法是先将接穗下端削成尖楔形,两边的斜面长度应相等,长约2厘米,砧木上端中央纵切一刀。然后将接穗插入砧木裂缝中,并对准形成层。劈接方法简便,但不如舌接牢固,需用塑料薄膜带等绑扎(图3-8)。生产上,劈接法也常被用来更换老品种。在北方地区,嫁接时期为葡萄伤流前或伤流期间进行,即3—4月;南方地区可以适当提前。图3-7 舌接法图3-8 劈接法为了提高穗、砧枝条接口愈合率,可在电热温床或火炕上加温处理,经15天左右,结合处已愈合,下部大多形成愈合组织或生根,此时即可定植。栽植时,接口应与地面平,以免接穗生根。由于愈合组织与砧木上的细根极易风干,栽植前嫁接好的插条应放入水中或用湿布包扎。栽植后应保持土壤湿润。葡萄起苗在秋末冬初落叶或霜后进行。起苗前应先做好准备工作。起苗后进行必要的剪根,根据苗的粗度确定留梢长度。分级要求:品种纯正、地上部成熟枝条健壮、充实,具有一定的高度与粗度,芽饱满,根系发达,须根多,无严重病虫害和机械损伤;接合部位要良好。苗木的分级标准,可以按照农业部颁布的国家行业标准(NY 469—2001)进行。表3-1、表3-2是国家颁布的农业行业标准——葡萄苗木标准。项目级别一级二级三级品种纯度≥98%根系侧根数量≥5≥4≥4侧根粗度(厘米)≥0.3≥0.2≥0.2侧根长度(厘米)≥20≥15≤15侧根分布均匀舒展表3-1 葡萄自根苗标准项目级别一级二级三级枝干成熟度木质化枝干高度(厘米)20枝干粗度(厘米)≥0.8≥0.6≥0.5根皮与枝皮无新损伤芽眼数≥5≥5≥5病虫危害情况无检疫对象表3-1 葡萄自根苗标准(续)-1项目级别一级二级三级品种与砧木纯度≥98%根系侧根数量≥5≥4≥4侧根粗度(厘米)≥0.4≥0.3≥0.2侧根长度(厘米)≥20侧根分布均匀舒展枝干成熟度充分成熟枝干高度(厘米)≥30接口高度(厘米)10~15粗度硬枝嫁接(厘米)≥0.8≥0.6≥0.5绿枝嫁接(厘米)≥0.6≥0.5≥0.4嫁接愈合程度愈合良好根皮与枝皮无新损伤接穗品种芽眼数≥5≥5≥3砧木萌蘖完全清除病虫危害情况无检疫对象表3-2 葡萄嫁接苗标准苗木检疫是防止病虫害传播的有效措施。苗木出圃时要进行消毒。消毒的方法一般用喷洒法和浸泡法,也有用熏蒸法。苗木多用3波美度石硫合剂;也可用2.5波美度石硫合剂或0.1%升汞水浸苗10~20秒,然后用清水冲洗根部。用800倍50%水胺硫磷溶液浸泡接穗2~3秒,对防治粉介壳虫效果良好。用湿沙埋放在荫凉的房屋内,或选避风背阳、不积水的地方挖假植沟,深约30厘米,长、宽视苗木数量而定,苗木约1/3埋入土中,根部用湿沙填充。如埋放时间过长,要勤检查,以防湿度过大,使根部霉烂或沙、土过干而致苗木脱水死亡。严寒天气应采取防冻措施。营养袋苗需用木箱装运。营养袋直径5厘米,苗高15厘米左右,箱子的高度不应低于25~30厘米。每个底面为60厘米×30厘米的箱子,能装70~80株苗。苗木要直立、整齐、紧密地放在箱内。装苗前一天须喷透水。 -
报告棉花枯萎病的生物防治
出版时间:2012植物病原菌的生物控制是最有前景也是比较实际的一种方法,众多的微生物已被证实具有生防效果(Massarty等,2006)。目前,棉花枯萎病的生防因子比较多,主要有微生物的利用和棉花枯萎病抑菌土的形成。应用拮抗微生物防治棉花枯萎病是比较有前景的防治方法。目前,用于防治棉花枯萎病的微生物主要包括真菌和细菌等。能够对棉花枯萎病产生拮抗作用的真菌较多,主要是木霉,包括哈茨木霉菌、绿色木霉菌等主要种类。此外,还有青霉菌、黏帚菌、曲霉菌以及非致病性尖孢镰刀菌等,也可作为防治棉花枯萎病的拮抗真菌。木霉(Trichodermaspp.)是土壤中广泛存在且有生防作用的一类真菌,对多种植物病原菌都有很强的拮抗作用,是自然界中普遍存在并有丰富资源的拮抗微生物。早在1932年,Weindling首次发现木霉菌对植物病原真菌有拮抗作用,据不完全资料,木霉对18个属29种病原真菌表现拮抗作用,在农业上应用木霉菌防治土传病害已有许多成功的报道。1999年,Sivan等对哈茨木霉防治棉花枯萎病的机制进行了研究认为,营养竞争作用是哈茨木霉减少枯萎病菌群体的机制之一。涉及的营养基质有葡萄糖和天门冬酰胺。在非根际土壤中,哈茨木霉不能减少枯萎病菌的数量。Ordentlich等(1991)试验结果表明,在平板对峙试验中,木霉菌株T-68和Gh-2生长迅速,其菌落能够扩展到棉花枯萎菌菌落中,并寄生在枯萎菌菌丝上。另一个木霉菌T-35(哈茨木霉)不能扩展到枯萎菌菌落中去,但温室盆栽试验表明,这3株木霉菌均能显著地防治棉花枯萎病。Silva-Hanlin等(1997)测试了5种木霉(Trichoderma polysporum、T.koningii、T.pseudokoningii、T.viride和T.harzianum)对棉花枯萎菌的作用。结果表明,供试的5种木霉菌均具有不同程度抑菌效果,其中,T.polysporum抑菌效果最强,其抑菌机理主要是导致菌丝内液泡增加和细胞质壁分离。而T.harzianum则是通过菌丝缠绕在棉花枯萎菌的菌丝上,并能够穿透病原菌菌丝。T.pseudokoningii也表现出穿透枯萎菌的能力。T.polysporum和T.viride还能够强烈地抑制病原菌分生孢子的萌发。温室生测试验中,T.harzianum、T.koningii和T.viride能够显著减轻棉苗枯萎病的为害。高智谋等(2007)利用平板对峙法和杯碟法测定了从安徽萧县枯萎病田土壤中分离、鉴定获得的哈茨木霉TH-1菌株对棉花枯萎病菌的拮抗作用。结果表明,哈茨木霉TH-1菌株与病菌对峙培养、以及在培养基中加入TH-1菌株孢子悬浮液,对供试棉花枯萎病菌有较好的抑制效果。平板对峙培养2天后,哈茨木霉TH-1菌株和供试病原菌沿接种点连线方向的生长均受到对方的抑制,但前者对后者的抑制作用更为明显。表8-1是培养3天和4天后各供试病原菌单独培养和与TH-1菌株对峙培养沿接种点连线方向的生长距离测定结果。从表8-1可知,TH-1菌株对各供试病菌菌株均有显著的抑制效应,抑制效应大小,菌株间有一定差异。对峙培养4天后,枯萎病菌WWKW1-1、WJKW2-4和XXKW5-1的菌落被哈茨木霉TH-1包围,菌落背面颜色由紫色变为橘黄色,并不再生长,两菌落间形成对抗局面。其后,TH-1可继续向前生长,并部分覆盖于枯萎病菌菌落之上,但最终不能完全覆盖枯萎病菌。说明在对峙培养中,哈茨木霉TH-1菌株的营养和空间竞争能力优于供试病原菌。培养5天后,哈茨木霉TH-1菌株各浓度处理对所有供试菌株的菌丝生长均有显著的抑制作用,且总体来说,抑菌率随TH-1菌株菌液量的增加而呈现递增的趋势。其中,2.50ml的处理对各供试病菌均完全抑制;1.00ml的处理对WWKW1-1、WJKW2-4和XXKW5-1菌株的抑制率分别为70.71%、37.80%和72.96%,培养5天后还观察到枯萎病菌WWKW1-1、WJKW2-4和XXKW5-1的菌落被哈茨木霉TH-1包围,菌落边缘颜色变褐,并不再生长,而TH-1可继续扩展,但最终不能完全覆盖枯萎病菌。在玻片对峙培养最初12h,哈茨木霉TH-1和枯萎病菌XXKW5-1的菌丝均独立生长,显微镜下观察不到相互作用;24h后于两菌株菌丝交接处,显微镜下可观察到TH-1菌丝与枯萎病菌XXKW5-1菌丝缠绕和平行生长,并产生附着胞结构与病菌菌丝附着;还观察到枯萎病菌XXKW5-3受到TH-1菌丝寄生而发生裂解现象。这表明,哈茨木霉TH-1对枯萎病菌XXKW5-1进行了重寄生。供试菌株培养3天后生长距离培养4天后生长距离对峙培养(cm)单独培养(cm)抑制率(%)对峙培养(cm)单独培养(cm)抑制率(%)WWKW111.432.6445.831.503.2854.27WJKW241.272.0838.941.302.4346.50XXKW511.432.7147.231.533.2953.50表8-1 平板对峙培养哈茨木霉TH-1菌株对棉花枯萎病菌生长的抑制作用对棉花枯萎病具拮抗作用的真菌,不仅可从棉田土壤中分离获得,而且也从蘑菇培养料废料和某些昆虫体内分离获得。张军华等(2009)从蘑菇培养料废料中,分离筛选出10株生防真菌。通过室内抑菌试验筛选出生防效果显著的7个菌株:TH、TP、TV、T1-5、TK、T1-1和T2-2(表8-2)。温室盆栽防病试验采用生防菌PD液的处理和采用生防菌棉籽壳制剂的处理,在温室灭菌土中(接种病菌)的相对防病效果分别为87.2%和90.6%,并且稳定性好。大田防病效果测定表明,棉籽壳生防菌剂明显降低了棉花枯萎病的病情,增产效果显著。当生防菌剂施入土壤后,就暂时打破了棉花根际原有的微生态平衡,成了这一微生态群的优势种群,对枯萎病菌发生拮抗作用,并与病原菌争夺营养物质和生存空间,阻隔了病原菌与棉花幼根接触;另外,棉籽壳的后发酵释放热量还可提高地温1.0~1.5℃,促幼苗早发,或在其他方面影响病原菌的生长和蔓延,使棉花枯萎病发病率降低或推迟。但这种被打破了的微生态平衡,有倾向于恢复正常的趋势。随着时间的推移,生防菌的种群优势逐渐削弱,棉花根际的微生态恢复常态,在土壤中普遍存在枯萎病菌的情况下,棉株罹病率可能会增加,但这种显著降低和推迟棉枯萎病田间病情的效能是非常可贵的,因为造成棉花产量损失的主要因素是前期发病,发病越迟对产量的影响越小。编号拮抗菌株R值菌株来源采集地TLTrichodermalongibrachiatum0.6802a棉籽壳平菇培养料东昌府THTrichodermaharzianum0.3980bc棉籽壳平菇培养料东昌府TVT.viride0.4151bc棉籽壳平菇培养料莘县TCT.citrinoviride0.6763a棉籽壳平菇培养料冠县TKT.koningi0.4827b棉籽壳平菇培养料莘县TPT.pseudokoningi0.3827c棉籽壳平菇培养料东昌府T1-1T.sp0.4527b木屑香菇培养料冠县T2-2T.sp0.5927a木屑香菇培养料冠县T1-5Trichodermaspp0.4127bc玉米芯平菇培养料莘县PPeniciliumsp.0.7027a玉米芯平菇培养料莘县CK1—表8-2 蘑菇培养料分离所得拮抗菌对棉花枯萎病菌抑菌效果金龟子绿僵菌是一种广谱性的昆虫病原真菌,其寄主范围广泛,能够侵染多种农业害虫,人类利用它防治害虫的历史已愈百年,但国内外有关虫生真菌对棉花枯萎病菌的生防效果鲜见报道。齐永霞等(2010)采用平板对峙培养法和杯碟法测定了金龟子绿僵菌对棉花枯萎病菌的拮抗作用。结果表明,金龟子绿僵菌Ma10、Ma27和Ma55菌株与棉花枯萎病菌WWKW、WJKW和SZKW菌株对峙培养以及在培养基中加入金龟子绿僵菌Ma55菌株的分生孢子悬浮液,对供试棉花枯萎病菌菌丝生长均有较好的抑制作用。平板对峙培养4天后,金龟子绿僵菌菌株和供试棉花枯萎病菌菌株沿接种点连线方向的菌丝生长均受到对方的抑制,但前者对后者的抑制作用更为明显。由图8-1可以看出,绿僵菌Ma55与棉花枯萎病菌WJKW在对峙培养处形成明显的隔离带。液体振荡培养不同时间获得的金龟子绿僵菌Ma55发酵液对棉花枯萎病菌WJKW、WWKW和SZKW的菌丝生长、分生孢子产生量及分生孢子萌发均具有一定的抑制作用(表8-3)。其中,液体振荡培养20天获得的Ma55发酵液对棉花枯萎病菌WJKW、WWKW和SZKW的菌丝生长抑制率分别达到59.86%、56.99%和57.09%,对棉花枯萎病菌WJKW、WWKW和SZKW的分生孢子产生量和分生孢子萌发率具有显著的抑制作用(表8-4、表8-5)。上述结果说明,金龟子绿僵菌Ma55对供试棉花枯萎病菌的抑制作用主要是通过营养竞争、空间竞争及抗生作用来实现的。图8-1 金龟子绿僵菌Ma55与棉花枯萎病菌WJKW的对峙培养(4天)发酵液培养时间(天)抑制率(%)WJKWWWKWSZKW74.20±0.563.96±0.093.35±0.161025.60±0.9223.37±0.6223.38±0.501228.77±0.5226.93±0.5527.10±0.501436.23±0.4534.17±0.6734.54±0.471637.57±0.5136.04±0.4735.89±0.522059.86±1.3856.99±0.6057.09±0.66表8-3 金龟子绿僵菌Ma55发酵液对棉花枯萎病菌菌丝生长的影响发酵液培养时间(天)棉花枯萎病菌分生孢子产生量(×106)(cfu/ml)WJKWWWKWSZKW0(CK)8.90±0.039.13±0.049.21±0.0378.74±0.078.93±0.029.01±0.03107.51±0.047.90±0.028.04±0.02127.03±0.027.28±0.047.51±0.03146.20±0.026.41±0.036.64±0.04165.39±0.025.56±0.045.84±0.04203.14±0.043.37±0.043.91±0.05表8-4 金龟子绿僵菌Ma55发酵液对棉花枯萎病菌分生孢子产生量的影响发酵液培养时间(天)棉花枯萎病菌分生孢子萌发率(%)WJKWWWKWSZKW0(CK)65.89±0.1563.89±0.1162.07±0.94758.94±0.0857.82±0.1858.88±0.461049.83±0.0647.54±0.3648.48±0.501239.94±0.0738.49±0.3039.71±0.571434.54±0.0630.25±0.0633.37±0.671624.21±0.0722.77±0.2023.89±0.262011.66±0.2910.67±0.0913.00±.12表8-5 金龟子绿僵菌Ma55发酵液对棉花枯萎病菌分生孢子萌发率的影响绿僵菌素是金龟子绿僵菌分泌的一种次生代谢物质,具有明显的杀虫活性。自从1961年Kodaira在培养金龟子绿僵菌的滤液中首次发现绿僵菌素以来,科学工作者对绿僵菌素开展了广泛的研究,但国内研究较少。1985年,Hino等从绿僵菌属中分离出苦马豆素,发现苦马豆素是一种很有潜力的免疫调节剂。金龟子绿僵菌Ma55发酵液对棉花枯萎病菌的菌丝生长、分生孢子产生量及分生孢子萌发具有较好的抑制作用,与绿僵菌素和苦马豆素的产生是否有关系尚待进一步研究。总之,金龟子绿僵菌是一种重要的昆虫病原真菌。昆虫病原真菌在代谢类型上十分复杂,能产生多种生理功能特异的生物活性物质。这种代谢产物的多样性,为人类开发新的生物防治制剂、药品及在其他领域的利用提供了重要的途径。来自昆虫的病原真菌球孢白僵菌(Beauveria bassiana),具有分布和寄主范围广、环境安全、易大量培养等优点,已在农林害虫生物防治中发挥着重要作用,迄今已有不少应用该昆虫病原真菌防治植物病害的成功报道(Renwick等,1991;Flor等,1993;Kapongo等,2008;Onley等,2008;Clark,2005)。这些结果表明,该菌有潜力成为具有防虫和防病双重功效的生防因子。张胜利等(2011)体外测定了8株球孢白僵菌[菌株RCEF0013、4452和0383分别分离自马尾松行书虫(Dendrolimus punctatus)、光肩星天牛(Anoplophora glabripennis)和松墨天牛(Monochamus alternatus),产地分别为安徽霍邱、蚌埠和日本;1151、2901和2909均分离自安徽宣城的松林土壤;3051分离自安徽滁州琅琊山的阔叶林土壤;3108分离自福建武夷山的阔叶林土壤]对棉花枯萎病菌的拮抗作用。平板对峙培养时,枯萎病菌的生长均受到明显抑制(表8-6)。不同含孢量的球孢白僵菌对枯萎病菌的抑制效果不同,且抑制率与孢子浓度呈显著的线性关系;在接种量为6×107个孢子/ml时,抑制率达到90%以上。球孢白僵菌代谢液对枯萎病病原菌也表现出抑菌作用,并且抑制率与代谢液浓度呈显著的线性关系(表8-7)。综上所述,球孢白僵菌对枯萎病的拮抗作用的机制主要涉及营养和空间竞争以及抗生作用,其中,抗生作用对拮抗作用的贡献更大。对抗生性代谢液的初步分析发现,醇沉后的上清液冻干粉经4种有机溶剂浸提后,无明显的抑菌作用;而向培养基中添加球孢白僵菌多糖和蛋白粗提物均能显著抑制两种镰孢菌的菌丝生长。因此,抑菌活性物质主要是大分子的多糖和蛋白。菌株培养3天培养5天生长距离(cm)抑制率(%)生长距离(cm)抑制率(%)038318.54±0.16cdBC20.5519.02±0.16bB44.83445218.05±0.47dC22.6518.55±0.41bB46.29115118.63±0.17cdBC20.1819.11±0.21bB44.58310818.35±0.26cdBC21.3518.79±0.45bB45.39001318.44±0.36cdBC21.0017.94±0.12bB45.14290919.36±0.31bcBC17.0619.33±0.34bB42.41290119.20±0.16bcBC17.7419.33±0.32bB42.88305119.69±0.48bB15.6219.97±0.32bB41.41CK23.34±0.20aA—33.61±3.39aA—表8-6 8株白僵菌平板对峙培养对棉花枯萎病菌生长的抑制作用发酵液(ml)3天抑制率(%)5天抑制率(%)2.538.8244.04233.8141.481.534.2035.76123.5728.080.514.1119.83表8-7 白僵菌菌株4452的发酵滤液对棉花枯萎病菌生长的影响目前,已报道的用来防治棉花枯萎病的拮抗细菌主要有假单胞菌[恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、荧光假单胞菌(P.fluorescens)和产碱假单胞菌(P. alcaligenes)]、芽孢菌[短小芽胞杆菌(Bacillus pulniLus)、枯草芽胞杆菌(B.subtilis)和蜡质芽胞杆菌(B.cereus)]、天牛金杆菌(Aureobacterium saperdne)、茜草叶杆菌( Phyllohactgrium rubiaceurum)、茄伯克霍尔德氏菌( BurkholcEeria solanacearum)和放线菌(Actinomycesspp.)等。内生细菌是指能在健康植物的组织内定殖,在一定的条件下与植物体建立和谐互惠,互相制约关系的一类微生物。实际上50多年以前就已有关于植物体内存在内生细菌而不引起植物病症的报道。人们不断地从植物的根、叶、茎和种子上分离并鉴定出多种植物内生细菌,目前,已从近30多种植物中分离到了近60个属的内生细菌。研究发现,内生细菌寄生在植物的组织内部,其代谢产物不仅对植物本身有各种各样的影响,而且对其他病原生物也有各种不同的作用。内生细菌在植物组织内有足够的碳源、氮源,并且受到植物组织的保护,所以,比暴露于恶劣环境的附生菌和腐生菌更具有稳定的生存环境,易于发挥作用,因此,内生细菌作为生防因子的研究越来越受人们的广泛重视,成为国内外生物防治的又一热点。棉花植株的内生细菌由许多不同的种群组成。由于棉花各种组织具有不同的生理及营养环境,从而制约着共生的细菌的种类。但一种植物中往往以某一两种细菌为主要种群。鲁素云等(1989)于1979~1984年,先后从北京、河北等7省市棉花枯萎病田采集无病株和轻病株,以及无病田的健株4000余株,其中,包括生产用抗病和感病品种10余个,在我国首次进行了维管中主要微生物类群分析。结果表明,棉株维管中除了定殖引致萎蔫病的病原真菌之外,还有大量的非病原真菌和细菌。维管真菌是以镰刀菌(Fusariumspp.)为主的半知菌,细菌有芽胞杆菌(Bacillusspp.)、黄单胞杆菌(Xanthomonasspp.)和欧氏杆菌(Erwiniaspp.)为主要成员。不同品种间,其维管组织中的主要真菌和细菌类群大体相似。这种相似性可能与导管中的营养贫瘠和氧气稀薄等条件有关。导管通常被视为植物体的“沙漠地区”,一些对营养要求不高而有耐性的真菌和细菌可能易于在此定殖下来。Misaghi等(1990)从两个栽培品种DP41和DP61的胚根、根、茎、蕾、铃等器官中分离到欧氏杆菌、芽胞杆菌、棒杆菌及黄单孢菌等内生细菌种群,其中,欧氏杆菌为其优势菌种。他对其中6种主要的内生细菌进行了抗生素突变体回接及再分离的研究,其优势种欧氏杆菌(Erwiniasp.)的重分离率分别达69%(DP41)和51%(DP61),而芽胞杆菌(Bacillussp.)则为12%,其他几种依次减少,与最初分离率呈正比,这些回接的内生细菌在这两个栽培种中不引起任何病害症状。罗明等(2004)对不同品种和不同种植地区的健康棉花植株组织中内生细菌进行分离,共得到102个菌株。经鉴定分属于芽胞杆菌属(Bacillussp.)、黄单胞菌属(Xanthomonassp.)、假单胞菌属(Pseudomonassp.)、欧文氏菌属(Erwiniasp.)及短小杆菌属(Curtobacteriurnsp.),其中,芽胞杆菌的分离频率最高,为优势种群(表8-8)。李春宏等(2009)对枯萎病菌具有拮抗的内生细菌进行了分子鉴定,16S rDNA分子序列分析显示,44个拮抗枯萎病的内生菌株包括了两个门(变形杆菌门、拟杆菌门)8个属,优势种群为肠杆菌属(Enterobacter)和泛菌属(Pantoea)。肠杆菌属具有最多的拮抗内生菌株,共18株,存在于所有棉花品种之中。与已报道的菌株16S rDNA序列同源性在97%上有11株,S04、HA01、HB04、C04、C03、C09与已报道的菌株16S rDNA序列同源性相似性分别为91.9%、94.0%、95.5%、96.1%、96.7%和96.9%。泛菌属是除肠杆菌属外具有最多的拮抗内生菌株,共15株,与已报道的菌株16s rDNA序列同源性都在97%以上,其中,11株与Pantoea agglomerans同源性在97.4%~100.0%,在泛菌属中出现频率最高。欧文氏菌属(Erwiniasp.)共6株,都与Erwinia sp.CU208同源,但与已报道的菌株相似度除S03为99.5%,其余10个菌株在97%以下,可能是新的种(属)。除了以上出现频率较高的菌以外,还分离到稳杆菌属(Empedobactersp.)、根瘤菌属(Rhizobiamsp.)、沙雷氏菌属(Serratiasp.)、埃希氏菌属(Escherichiasp.)和克雷伯氏菌属(Klebsiellasp.)各1个菌株,都与已报道的菌株16S rDNA序列相似度高于97%以上。以上的结果分析表明,从棉花中分离到的内生细菌的种类基本相似,但其中的优势种群则有所不同。这可能与棉株不同的生长环境有较大关系。鲁素芸等(1989)研究认为,维管组织的内生菌种群和含量与地理环境及理化环境均有较密切关系。属名菌落形态革兰氏染色反应芽孢接触酶氧化酶需氧性测定芽胞杆菌属(Bacilus)圆形或不规则形,灰白,灰色或乳白色直杆状,成对或链状排列+有,椭圆、卵圆、圆形或柱状阳性阳性或阴性好氧或兼性厌氧欧文氏菌属(Erwinia)白色,凸起液状,中心呈稠密凝絮状或呈规则中心环直杆状,单生,成对有时成链—无阳性阴性兼性厌氧假单胞菌属(Pseudomonas)直或微弯中性培养基上蓝色—无阳性阳性或阴性好氧黄单胞菌属(Xanthomonas)黄色直杆菌,多单生—无阳性弱阳或阴性好氧短小杆菌属(Curtobacte-rium)光滑,凸起,常黄色到橙色幼龄培养物中细胞呈小短及不规则杆菌,老培养物变成类球类+无阳性阳性或阴性好氧表8-8 内生细菌属的主要特征内生细菌可以随棉花植株的生长而繁殖运转。在棉株生长的各个不同阶段,其中的细菌群体的数量有较大变化,通常内生细菌种群数量从种子开始萌发就开始上升,至花期达最高,此后,则趋于平稳或降低。鲁素芸等(1989)报道,棉花内生细菌数量和组成,随棉株生长发育而变化,从幼芽期开始急剧上升,直到结铃期达到高峰,吐絮开始后又略有下降。Mclnroy等(1991)对大田中棉株内生细菌在整个生长季节种群密度的变化进行了较详细研究,结果表明,在种子萌发时,种群密度为每克组织含1×103个菌,到成株期上升为1×105~1×106个,但到成熟期却降为1×103个,从棉桃中几乎回收不到菌,这与其他作物如玉米(成熟期1×1010)有很大的不同。这可能与不同的植物种类成熟期各器官的生活状态有关。Mclnroy等(1990)对棉花内生细菌的来源及其动态影响因素进行了探讨。他们将棉花和玉米种子分别种植在:①琼脂(种子表面未消毒)及②未灭菌的土钵(种子表面消毒)中,萌发6天后检测苗中的内生细菌数量发现:在①中每克棉花组织中含1×105个菌,而②中每克组织中仅有1×102个菌,在玉米中所得到的结果则与棉花正好相反,即①中菌量少于1×102个/g而②中则达1×106个/g,由此说明内生细菌可以是植物种子内带菌(如棉花中),并随植株生长而繁衍;也可以来自土壤(如玉米中),从植物根部进入植物其他器官。罗明等(2004)对内生细菌数量测定表明,棉花种子、根、茎、叶柄、叶片等组织内均存在大量的内生细菌。不同品种、组织及种植地,内生细菌的数量不同。各组织中内生细菌的种群密度的分布特点是,种子中最多,其次为根,再次为茎,叶片、花蕾,叶柄中最少(表8-9)。李春宏等(2009)研究了棉花内生菌的数量动态。结果表明:①棉花不同器官的内生细菌数量不同。根中内生细菌数量波动的幅度在lg 4.88~6.79cfu/g-fw,总均值lg 5.59cfu/g-fw;茎和叶波动的幅度在lg 2.597~5.00 cfu/g-fw和lg 2.39~4.60 cfu/g-fw,总均值分别为lg 3.79,3.70cfu/g-fw。根中内生细菌的数量显著高于茎和叶片,这种趋势表现在6个棉花品种取样的不同生育期。②棉花不同生育期的内生细菌数量不同。在根中,苗期内生细菌数量波动的幅度在lg 4.88~5.55 cfu/g-fw,均值lg 5.25 cfu/g-fw;开花期数量波动的幅度在lg 4.72~6.19 cfu/g-fw,均值lg 5.32cfu/g-fw;吐絮期数量波动的幅度在lg 5.24~6.79 cfu/g-fw,均值lg 5.98 cfu/g-fw。除了亚7113开花期的内生细菌数量低于苗期外,棉花根中苗期的内生细菌数量低于开花期与吐絮期。在茎中,苗期内生细菌数量波动的幅度在lg 3.29~4.50 cfu/g-fw,均值lg 3.88 cfu/g-fw;开花期数量波动的幅度在lg 2.97~5.00 cfu/g-fw,均值lg 3.74 cfu/g-fw;吐絮期数量波动的幅度在lg 3.04~4.55 cfu/g-fw,均值lg 3.76 cfu/g-fw。在叶中,苗期内生细菌数量波动的幅度在lg 2.93~4.13 cfu/g-fw,均值lg 3.71 cfu/g-fw;开花期数量波动的幅度在lg 2.47~4.60 cfu/g-fw,均值lg 3.59 cfu/g-fw;吐絮期数量波动的幅度在lg 2.39~4.57 cfu/g-fw,均值lg 3.74 cfu/g-fw。棉花不同生育期茎、叶中的内生细菌数量波动不一,趋势性不明显。③棉花不同品种间的内生细菌数量不同。在根中,虽同一品种内不同生育期间的内生细菌数量存在显著差异,但6个棉花品种根中,内生细菌总体数量的平均值在lg 5.52~5.58 cfu/g-fw,品种之间的差异并不显著。在茎、叶中,棉花不同品种间的内生细菌数量呈现一定程度的差异,茎中内生细菌数量以草7005为最高(lg 4.62 cfu/g-fw)和海岛20次之(lg 4.24 cfu/g-fw),显著高于其他品种;叶中内生细菌数量以常抗棉为最高(lg 4.17 cfu/g-fw),与亚7113、海岛16、苏棉16差异不显著,显著高于草棉(lg 3.30 cfu/g-fw)和海岛20(lg 2.96 cfu/g-fw)。生育期地点品种根茎叶片叶柄蕾苗期鄯善五家渠农大试验田高抗5号7.0×1042.6×103120×104新陆早10号2.4×1030.2×1031.8×103新陆早13号1.0×10410×104150×104草棉15×10410×104金科18号1.5×1041.3×1030.1×103新海18号100×1041.6×1030.2×103石彩6号990×1040.21×108990×104中棉36号210×1043.1×1043.8×103新陆早8号120×1041.4×1037.0×104表8-9 不同棉花品种不同时期内生细菌的数量(cfu/g鲜重)生育期地点品种根茎叶片叶柄蕾温室运早2543.0×1041.2×103180×104新海160.8×1043.0×1030.5×103142100×1046.9×1030.4×104蕾期鄯善农大试验田高抗5号4.0×104300×1043.0×1041.0×1046.9×104草棉3.5×1042.0×1041.4×1041.2×10419×104金科18号1.9×1042.5×1045.1×1039.1×1031.1×104新海18号0.5×1042.0×1042.1×1042.4×10437×104表8-9 不同棉花品种不同时期内生细菌的数量(cfu/g鲜重)(续)-1内生细菌作为植物微生态系统的组成成分,相对于腐生(附生)细菌、PGPR等生防因子,内生菌更具竞争力,更有利于生防作用的发挥。Chen等(1995)从棉株体内分离到170个细菌菌株,其中,49株已知对棉花枯萎病菌有防治作用,经针刺接种到棉花幼茎上,10天后棉花茎部接种枯萎菌小孢子,12天后枯萎病症状开始出现,利用0~Ⅳ级发病情况计算供试的内生菌对棉花枯萎病的抑制作用。结果显示,其中,6株内生菌在试验中都减轻了棉花枯萎病的发病程度。经鉴定,这6株菌是天牛金杆菌(Aureobacterium saperdae)、短小芽胞杆菌 (Bacillus pumilus)、茜草叶杆菌(Phyllobacterium rubiacearum)、2株恶臭假单胞菌 (Pseudomonas putida)和茄伯克霍尔德氏菌(Burkholderia solanacearum)。定殖试验表明,这些内生菌可以在棉株体内存活28天。通过测定其中5株内生菌在棉株茎内的运动能力,发现有2株在14天后可以进行有限的移动,但不超过5cm。有些内生菌在施用后的短期内还能增殖。罗明等(2004)从87个棉花内生菌的分离菌株中,筛选出对棉花枯萎病菌有体外拮抗活性的菌株22个,占菌株总数的25%,其中,有些菌株表现出较强的抑菌活性,具有作为生防菌的潜能(表8-10)。李春宏等(2009)根据内生细菌的颜色、形态、大小从6个棉花品种的根、茎、叶中,分别分离537个、417个、352个菌株共1306个。平板对峙鉴定,显示根、茎、叶中显著拮抗(抑菌半径大于2mm)枯萎病菌的菌株分别为170个、32个、15个,累计拮抗枯萎病菌株数为217个。根中拮抗菌株比例为31.66%;茎中拮抗枯萎病菌株比例为7.67%;叶中拮抗菌株比例为4.26%。以上结果表明,根中拮抗内生细菌远高于茎和叶。研究筛选出的拮抗菌的生防效果如何,尚需测定其在棉花植株体内的定植力、持久性及回接后对棉花生长的影响、防病效果的田间试验等加以证实,为进一步开发应用这一生防菌资源,防治棉花病害提供科学依据。菌株抑菌圈半径(mm)菌株抑菌圈半径(mm)0074.00435.00165.70466.00174.00474.50214.50512.00233.70555.00243.50565.50252.50575.00303.50615.80314.00620375.20635.00385.00674.00424.0表8-10 内生细菌对枯萎病菌抑菌作用的测定苦豆子(Sophora alopecuroides)别名草本槐、苦豆根,为豆科多年生耐盐旱生草本植物。苦豆子含有多种单体生物碱,并具有抗癌、提高免疫力等活性。它由于能与根瘤菌共生固氮而含有丰富的蛋白质,具有较高的饲用价值。苦豆子的内生细菌由于长期存在于苦豆子内,与苦豆子建立了和谐的关系,有可能产生与苦豆子产生的相同或相似的生物碱,或者与苦豆子植物较高的抗逆能力有关,因此,系统研究苦豆子内生细菌对于合理开发苦豆子资源具有重要的意义。龚明福等(2006、2009)对新疆塔里木盆地不同地区、月份的苦豆子根、茎、叶、种子、根瘤等组织进行内生细菌分离,共得到550株内生细菌,苦豆子在不同地区、同一地区不同月份、不同组织部位内生细菌数量和种类均存在较大的差异,苦豆子内生细菌资源非常丰富。通过对550株苦豆子内生细菌进行皿内涂布、对峙培养和胞外分泌物拮抗性试验,筛选到大量的拮抗性苦豆子内生细菌资源。内生拮抗细菌胞外分泌物对棉花枯萎病菌的抑菌活性存在明显差异,其中,抑菌距离在5mm以下21株,5.1~10mm 23株,10.1~15mm 8株,15.1~20mm 4株,最大值19.3mm。这些内生细菌不是以单一的方式对棉花枯萎病菌产生拮抗作用,因为在皿内涂布、对峙培养和胞外分泌物的拮抗性试验中,同一菌株对棉花枯萎病菌拮抗能力大小表现不完全一致。在皿内涂布和对峙培养中,拮抗能力强的菌株,其胞外分泌物对棉花枯萎病菌的拮抗能力不一定很强,甚至表现为无明显拮抗作用。相反,胞外分泌物拮抗性强的菌株在皿内涂布和对峙培养中,拮抗能力并不一定表现很强。不过内生细菌的拮抗性在皿内涂布和对峙培养中表现比较一致。由此可以推测,苦豆子内生细菌对棉花枯萎病菌的拮抗作用通过两种以上的方式来实现,一种方式是通过营养竞争,内生细菌通过其快速繁殖吸收利用培养基中的营养物质,导致棉花枯萎病菌菌丝因营养缺乏而生长不良;另一种方式是内生细菌在生长过程中,产生某些对棉花枯萎病菌菌丝有毒害作用的物质,导致菌丝不能良好生长。定殖到棉花中的苦豆子内生细菌是否仍具有对棉花枯萎病菌的拮抗作用,苦豆子内生细菌能否用作生物农药在棉花生产中广泛应用,为解决这些问题,正在进行苦豆子内生细菌在棉花中的定殖试验和田间防效试验。根据菌落特征,10h菌龄的鞭毛染色结果,20h菌龄的菌体形态、大小及革兰氏染色反应,48h菌龄的芽孢染色和72h菌龄的荚膜染色结果,参照东秀珠(2001)的方法进行分类鉴定,具有较强拮抗活性的56株内生细菌分别属于气芽胞杆菌属(Aerobacillussp.)、气单胞菌属(Aeromonasssp.)和芽胞杆菌属(Bacillussp.)、黄单孢杆菌属(Xanthomonassp.)、假单胞杆菌属(Pseudomonarssp.)和土壤杆菌属(Agrobacteriumsp.)(表8-11)。序号分类特征菌株数1气芽孢杆菌属菌体杆状,1.75μm×0.554μm;革兰氏阳性;有芽孢,芽孢囊棒状;侧生鞭毛;无荚膜;菌苔白色,半透明72气单胞菌属菌体杆状,1.83μm×0.73μm;革兰氏阳性;鞭毛偏单生;无芽孢;无荚膜;菌苔浅黄色,透明8表8-11 56株苦豆子内生细菌的分类鉴定(龚福明等,2009)序号分类特征菌株数3芽孢杆菌属菌体杆状,1.51μm×0.55μm;革兰氏阳性;有芽孢,芽孢囊棒状;周生鞭毛;无荚膜;菌苔浅黄色,透明254黄单孢杆菌属菌体杆状,1.53μm×0.43μm;革兰氏阳性;鞭毛偏单生;无芽孢;无荚膜;菌苔浅黄色,透明55假单孢杆菌属菌体杆状,1.16μm×0.48μm;革兰氏阳性;鞭毛偏单生;无芽孢;无荚膜;菌苔白色,透明56土壤杆菌属菌体杆状,2.55μm×0.75μm;革兰氏阳性;周生鞭毛;无芽孢;无荚膜;菌苔白色,透明6表8-11 56株苦豆子内生细菌的分类鉴定(龚福明等,2009)(续)-1中国野生甘草分布广泛,主要分布于新疆维吾尔自治区、内蒙古自治区、甘肃、宁夏回族自治区、青海、陕西,河北、西藏自治区也有少量分布。新疆的塔里木河流域是我国甘草蕴藏量、产量最高的地区,有大面积的野生甘草群落。甘草具有很多药用价值,对植物病原真菌也具有一定的拮抗性,甘草内生细菌长期与甘草和谐共存,可能也具有对植物病原真菌的拮抗活性。龚明福等(2007)研究了甘草内生细菌对棉花枯萎病菌的拮抗性,以期筛选出对棉花枯萎病具有生物防治作用的内生细菌,用于生物农药的生产。研究表明,从新疆阿拉尔地区采集野生甘草进行内生细菌分离,共分离得到125份分离物,内生细菌在各个组织部位中的分布是不同的,从根、茎、叶、种子和根瘤中分离得到的内生细菌数分别为35、25、30、15和20。对分离得到的125份内生细菌分离物进行皿内拮抗性试验,结果表明,有31株甘草内生细菌对棉花枯萎病菌表现出明显的拮抗活性,菌落直径1.00~2.86cm,相对抑菌率51.7%~84.7%。这些菌株能否在棉花中定殖,以及在棉花中定殖以后是否仍具有拮抗活性,还有待于进一步研究。根据菌落特征,10h菌龄的鞭毛染色结果,20h菌龄的菌体形态、大小及革兰氏染色反应,48h菌龄的芽孢染色和72h菌龄的荚膜染色结果,参照东秀珠(2001)的方法进行分类鉴定,具有较强拮抗活性的31株内生细菌分别属于气芽胞杆菌属(Aerobacillussp.)、气单胞菌属(Aeromonassp.)、芽胞杆菌属(Bacillussp.)、黄单孢杆菌属(Xanthomonassp.)、假单胞杆菌属(Pseudomonassp.)和土壤杆菌属(Agrobacteriumsp.)(表8-12)。序号分类特征菌株数1气芽孢杆菌属菌体杆状,1.75μm×0.554μm;革兰氏阳性;有芽孢,芽孢囊棒状;侧生鞭毛;无荚膜;菌苔白色,半透明22气单胞菌属菌体杆状,1.83μm×0.73μm;革兰氏阳性;鞭毛偏单生;无芽孢;无荚膜;菌苔浅黄色,透明33芽孢杆菌属菌体杆状,1.51μm×0.55μm;革兰氏阳性;有芽孢,芽孢囊棒状;周生鞭毛;无荚膜;菌苔浅黄色,透明104黄单孢杆菌属菌体杆状,1.53μm×0.43μm;革兰氏阳性;鞭毛偏单生;无芽孢;无荚膜;菌苔浅黄色,透明55假单胞杆菌属菌体杆状,1.16μm×0.48μm;革兰氏阳性;鞭毛偏单生;无芽孢;无荚膜;菌苔白色,透明56土壤杆菌属菌体杆状,2.55μm×0.75μm;革兰氏阳性;周生鞭毛;无芽孢;无荚膜;菌苔白色,透明6表8-12 31株苷草内生细菌分类鉴定结果(龚明福等,2007)包括棉花在内的植物内生细菌种类丰富,开发利用内生细菌作为生物农药的潜力很大。但是关于它对整个生态及人类身体健康影响的报道较少。在防治病害方面,多数生防制剂的防效还不能令人满意,内生细菌的应用潜力还没有完全开发出来。从整体上看,利用内生细菌防治病害存在以下问题:①内生细菌的分离方法尚待改进和完善。内生细菌的分离过程中,灭菌过轻或过重都会影响植物内生细菌调查的准确性,前者会扩大植物内生细菌的生物多样性,而后者会导致内生细菌的丢失;②内生生防细菌的筛选通常是先在实验室的平板对峙培养上进行的,具有很大的局限性,除了拮抗、寄生等作用方式外,许多通过其他方式起作用的菌株不能被筛选到;③内生生防细菌在筛选过程中,往往是采用一种病原菌作为筛选目标,造成生防菌防效单一,综合防病效果差;④内生细菌依赖环境性强,室内试验结果与室外防效不一致;⑤内生细菌作为生防因子,必须考虑其致病性。针对以上问题,必须解决消毒剂的选择与使用问题;在筛选生防菌过程中,采用多种病原菌作为筛选目标,变单一菌剂的使用为多菌配合使用,提高防效和实现防病的广谱性,并降低对环境的依赖性;另外,对土壤中内生细菌的生态学进行更多的研究,使环境和操作更有利于生防细菌作用的发挥;在内生细菌的应用上,必须检测其对人畜和植物的安全性问题。内生细菌在防治棉花病害的应用上虽然面临许多问题,但作为生防菌株,依然具有广阔的前景。在植物根围区系中存在着大量的微生物,许多微生物及其代谢产物能够抑制植物病原菌的生长发育,因此,从土壤中筛选植物病原菌的拮抗菌,反施于土壤,人为增加有益微生物类群,限制有害微生物生长而进行的生物防治,既可减少化学农药可能带来的环境污染,又解决了抗病棉品种筛选周期长,抗病单一的缺点,被国内外学者广泛研究。芽胞杆菌(Bacillusspp.)是自然界广泛存在的一类细菌,可以产生杆菌肽、环脂、氨基酸类、核酸类和类噬菌体颗粒等多种抗菌物质,在植物病害生物防治中被广泛应用。王少杰(1991)报道了利用对棉花祜萎病菌有拮抗作用的两株荧光假单胞杆菌和两株产芽孢细菌在田间防治棉花枯萎病的试验。结果表明,两株荧光假单胞杆菌的防治效果较好,在苗期的防治效果为73.14%~73.63%,在开花期的防治效果为74.73%~49.73%,棉花增产率分别为15.79%和12.03%。两株产芽孢细菌在苗期和开花期的防治效果分别为62.25%~75.61%和23.98%~55.16%,棉花增产率分别为-0.18%和+4.88%。Zhang(1995)利用枯草芽胞杆菌处理棉种后发现,该菌也能在棉苗根部定殖,并随根的生长而扩展,从而导致枯萎菌在根部的定殖量减少,降低了棉花枯萎病的发生。袁红霞等(1998)报道了两株芽胞杆菌对棉花枯萎病的防治效果为分别36.4%和54.0%。Gamliel等(1993)利用恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、荧光假单胞菌(P.fluorescens)和产碱假单胞菌(P.alcaligenes)蘸根处理棉苗,并将棉苗移栽到经过日晒处理的土壤中,可以减轻棉花枯萎病的为害,同时,还能够促进棉苗的生长。研究表明,施用的拮抗假单胞菌可以有效地阻止枯萎病菌在棉花根部的定殖,从而起到防治病害的作用。芽胞杆菌是一类需氧或兼性厌氧、G+(目前也发现有G-的),在一定条件下能产生抗逆性内生孢子的化能异养菌。其抗菌谱广泛,对多种病原真菌、细菌均有较强的抑制作用。从土贝母和腊肠等中药和发酵食品中,筛选出对棉花枯萎病菌有广谱拮抗作用的芽胞杆菌29株,其中,有12株菌产抗菌蛋白。有5株抑菌活性较强:H110、H184、H216、B316和B382。经初步鉴定,H110和H184为枯草芽胞杆菌,H216、B316和B382为地衣芽胞杆菌。5株菌的蛋白粗提液对热稳定,对蛋白酶K、胰蛋白酶均不敏感,但H184、H216的蛋白粗提液对胃蛋白酶部分敏感(齐东梅等,2005)。对棉花枯萎病菌有强烈抑制作用的芽胞杆菌菌株B110分离自中药白豆蔻,根据其形态特征和生理生化特征初步鉴定为枯草芽胞杆菌,其蛋白粗提液经SephadexTMG-75后得到两个峰,其中,峰a有较强抑菌活性,命名为B110-a,峰b基本无活性;SDS-PAGE分析结果显示,B110-a主要由两种蛋白组成,含量较高的分子量为50kD,含量较低的分子量为29kD(梁启美等,2005)。利用划线法和杯碟法,曹君等(2005)研究了枯草芽胞杆菌BS菌株和哈茨木霉TH-1菌株对棉花枯萎病菌的拮抗作用。结果表明,枯草芽胞杆菌BS菌株及其代谢液对棉花枯萎病菌均有抑制作用,抑菌率均在70%以上。说明BS菌株对枯萎病菌的作用机制主要通过营养竞争方式,抑菌物质产生的作用相对较小。芽胞杆菌Bl5对棉花枯萎病菌具有较强的抑制作用,抑菌圈达30mm。其抗菌谱广,拮抗性能稳定,拮抗作用主要源于其代谢产生的拮抗物质。B15营养要求简单,繁殖迅速,在含黄豆粉培养基中,48h即全部生成芽孢,易于扩大培养。在试验所用多种培养基上,包括PDA均能产生拮抗物质,拮抗物质的产生与生长同时进行,这使得B15能在不同的营养环境中及时发挥拮抗作用。不同温度土壤中放置30天,菌株存活率最高可达55.5%,表明其抗逆性较强。综上所述,芽胞杆菌B15是一株极具开发潜力的生防菌株(朱薇玲等,2006)。但作为有实际应用意义的生防菌,还需从生产、储运、经济、田间应用等方面做进一步研究。王娜等(2007)筛选到的5株拮抗细菌均为革兰氏阳性细菌,挑选其中抗性最强的S6进行研究,经过16S rDNA鉴定,S6为枯草芽胞杆菌。S6生长迅速,2h即能达到生长对数期。同时,S6生长温度范围比较广,在15~50℃均能良好生长,棉花枯萎病发病一般需要在24~28℃,在这个温度内S6能正常生长。一般情况下,枯草芽胞杆菌在pH值7左右时生长良好,pH值低于6或者高于8时生长受到显著抑制,而S6在pH值为5时能良好生长。S6对盐的耐受能力达到10%。因此,S6能良好、迅速生长,快速地占领生存空间,抢占营养,从而有利于抑制其他病原微生物的生长。拮抗细菌对枯萎病的抗菌效率一般在20%~30%,达到50%以上的即为高效拮抗细菌。S6对棉花黄萎病的拮抗效率达到53.1%,对棉花枯萎病的拮抗效率达到55.2%,因此,S6作为生防菌应用的潜能是很高的。S6具有一定的开发利用价值,但是,其在植株上的定殖、生物防治效果、抗菌成分分析、高效基因工程菌的构建和发酵工艺等方面需要研究。缪礼鸿等(2008)从植物根际土壤中,筛选到3株对大豆根腐病、棉花枯萎病、小麦赤霉病等多种作物真菌病害有较强拮抗性的芽胞杆菌菌株Bacillus sp.920,Bacillus sp.930和Bacillus sp.932。用琼脂块法分别测定了它们对11种植物病原真菌的抗菌谱、发酵液的抑菌活性大小及其热稳定性,并对发酵液中的抑菌活性物质进行了初步提取。结果表明,920和932菌株为广谱性抗真菌菌株(表8-13);930菌株仅表现出对稻瘟病菌具有较强的拮抗性。Bacillus sp.920发酵液中的抑菌活性物质可被酸沉淀,并具有较好的热稳定性。棉花盆栽试验结果表明,接种芽胞杆菌920菌剂可使棉花枯萎病引起的棉苗死亡率由15%降至3.7%,发芽率比对照提高了10%。病原真菌920菌株930菌株932菌株大豆根腐病菌+++—+++棉花枯萎病菌+++—+++油菜核盘病菌+++++++小麦赤霉病菌+++—+++水稻恶苗病菌+++—++小麦全蚀病菌++++—小麦根腐病菌+++++++玉米小斑病菌++++++++水稻稻瘟病菌++++++++++水稻纹枯病菌+++—++柑橘黑腐病菌++++++++表8-13 3株芽胞杆菌的抗菌谱及抑菌强度测定结果枯草芽胞杆菌对棉花枯萎病菌的拮抗作用试验结果表明,首先,枯草芽孢菌杆对棉花枯萎病菌菌丝生长有明显的抑制作用。在平板对峙培养中,培养第一天时菌落平均直径为1.1 cm,菌丝向上向外有少许蓬松生长,并且出现明显的抑菌圈,抑菌效果为23.6%。在第三天和第五天时,菌落平均直径分别为1.54 cm和1.46 cm,芽胞杆菌越过抑菌带向菌饼处扩展,菌丝有少许向外生长,气生菌丝消失,菌丝稀薄。抑菌效果分别为54.4%和73.9%。培养至第七天时,菌丝不再向外生长,菌丝非常稀薄,由干燥逐渐变为油状,颜色由白色逐渐变为无色。对照菌丝生长蓬松,菌落厚实,此时已长满皿,抑菌效果为88.8%。其次,枯草芽胞杆菌在培养前期生长速度很快,有很强的占位效应,说明与棉花枯萎病菌存在空间和营养的竞争。显微镜检结果发现,枯萎菌的菌丝相较于正常的菌丝会发生变异,菌丝颜色变褐色、膨大、断裂,消融、释放原生质等物质。说明枯草芽胞杆菌对棉花枯萎病菌的拮抗机制可能还与其分泌的抑菌物质有关,其作用方式和作用机制均有待于进一步研究(但红侠等,2010)。APS是一种由蜡状芽胞杆菌产生的新型抗真菌环状多肽。刘建国等(1999)研究表明,APS具有广谱抗菌性,其对棉花枯萎病等多种病原真菌及黑曲霉的孢子萌发具有强烈的抑制作用(表8-14),最小的MIC达2.5μg/ml,对真菌的生长亦具有强烈的抑制作用。随着APS处理浓度的增加,菌丝生长速度明显降低,甚至为零。扫描电镜观察表明,经APS处理后,菌丝发生顶端膨大、分支缩短等异常形态学变化。植物病原真菌处理浓度(μg/ml)菌落直径(mm)抑菌率(%)菌丝生长速度(mm/h)48h72h48h72h48h72h棉花枯萎病菌CK34.543.50.720.60棉花枯萎病菌2514.919.056.955.80.310.26棉花枯萎病菌756.86.880.780.30.140.09棉花枯萎病菌1505.05.085.588.40.100.07小麦赤霉病菌CK33.744.00.700.61小麦赤霉病菌2511.312.066.572.70.240.17小麦赤霉病菌756.06.082.286.40.130.08表8-14 APS对病原真菌菌丝生长的影响植物病原真菌处理浓度(μg/ml)菌落直径(mm)抑菌率(%)菌丝生长速度(mm/h)48h72h48h72h48h72h小麦赤霉病菌1505.55.583.687.50.110.07水稻稻瘟病菌CK32.064.00.670.89水稻稻瘟病菌2510.512.068.781.40.220.14水稻稻瘟病菌756.06.081.290.60.130.08水稻稻瘟病菌1506.06.081.290.60.130.08表8-14 APS对病原真菌菌丝生长的影响(续)-1关于枯草芽胞杆菌对植物病原菌的作用方式,有人认为,是病菌孢子萌发受到抑制,也有报道是菌丝顶端的畸形。孔建等(1998)将枯草芽胞杆菌B-903菌株液体培养72h后,将培养滤液高温灭菌,以不同比例将培养滤液加入镰刀菌孢子悬浮液中,置于扫描电镜和光学显微镜下定时观察。结果表明,镰刀菌孢子悬浮液培养12h后,无菌水处理的病菌孢子均已萌发形成细长菌丝,培养至18h菌丝生长正常,长而均匀,有分枝,培养至48h菌丝未见异常。但经B-903滤液处理的镰刀菌,培养12h后在光学显微镜下观察,孢子尚有部分未萌动,孢子短粗变形,已萌动的芽管出现扭曲状,但多数孢子随后仍能发育成菌丝。上述异常现象随B-903滤液处理浓度增高而加剧。将镰刀菌孢子悬浮液培养15h在扫描电镜下观察,经B-903滤液处理的菌丝端部和中部的细胞开始明显膨胀呈球状,球状细胞的细胞壁皱缩干瘪,分析应是内含物外泄后所致。小孢子端部亦膨大形成远大于自身的球状结构,并看到内含物外泄的现象。经B-903滤液处理18h在光学显微镜下看到,所有的菌丝细胞均出现畸形。细胞呈圆形或椭圆形,以致整个菌丝由丝状变为捻珠状,此时透过细胞壁,其细胞内含物清晰可见。然而至28h,球状细胞进一步膨大,胞内物质减少,细胞透明度增加,并且菌丝开始有断裂现象。36h后观察,串珠状菌丝已纷纷断裂成片段,5~7个球体细胞连成一串,细胞内含物消失,变成空胞,镜下看去类似一串串的肥皂泡。至48h,细胞之间相互离解,菌丝体完全崩溃,最终这些单个的圆形空胞也逐渐瓦解消融。试验中观察到,不同浓度的B-903滤液处理,病菌孢子和菌丝的畸变过程是类似的,而高浓度的处理会使整个过程缩短,症状亦更明显。由此认为,枯草芽胞杆菌对植物病原菌的抑制怍用主要依赖于其生活过程中产生于体外的某种抗高温的代谢产物,即抗菌物质,它可使病菌孢子和菌丝畸形,细胞崩解,内含物外泄,从而使病菌丧失对植物的侵染能力,在许多枯草芽胞杆菌防治病害的试验中,多数方法是将大量培养的活菌接种于表面或植物根际土壤中,其防治效果可能亦得益于该菌在土壤中产生的抗菌物质,而非微生物之间对生态位的占领竞争。事实上,在大量培养枯草芽胞杆菌时,当单位容积中的菌体细胞达到一定数量或培养时间超过21h,大部分该菌细胞即开始自融,起防病作用的还是培养液中的代谢物,因此,从抗菌素的角度来研究枯草芽胞杆菌的开发利用,可能更有价值。利用木霉菌属、芽孢菌属和假单胞杆菌作为生防制剂防治棉花病害已经取得进展。张克诚等(2002)利用一株从小麦根际筛选的链霉菌属(Streptomycesspp.)拮抗菌株S-5拌土或拌种,不仅防治棉花苗期病害效果明显,对棉花生长中后期的枯、黄萎病也取得了较好的防病效果。用链霉菌菌剂拌种,对棉花苗期病害的防病效果为65.5%,比多菌灵的防效高出25.5个百分点。田间防治枯、黄萎病效果,不同施用量,链霉菌S-5对枯、黄萎病的防病效果差别明显。使用2.5kg/667m2拌种,对枯萎病防病效果为81.8%;对黄萎病防病效果为100%。这为进一步开展以链霉菌作为生防制剂的棉花病害生物防治研究奠定了基础。利用拮抗微生物防冶土传病害,是建立在作为生防制剂的微生物能否在植物根际定殖的基础上的。然而,拮抗微生物在根际定殖受到许多环境因素如土壤pH值、矿质营养、含水量、土著微生物的种类,以及植物种类、植物不同生育期等的影响。因此,有必要进一步了解在根际微生态中拮抗微生物与土著微生物包括病原微生物的相互作用及其对植物的影响。具体来讲,需有明确链霉菌S-5抑制土传病害,促进植物生长的作用机制,在弄清生防菌作用机理的基础上,改进应用技术,提高生物防治效果。防治效果的稳定性是土传病害生物防治中最关键的问题,也是决定一种生防微生物能否在生产上推广应用的前提。为提高链霉菌S-5菌株生防效果的稳定性,可以采用与S-5菌株相容的其他根际微生物如木霉属、杆菌属的菌株混合使用的方法来改进,因此,还需要进一步研究链霉菌S-5与植物改进其他微生物间的互作关系。植物病害抑菌土(Pathogen suppressive soil)是指在土壤中有某种病原菌存在下,种植感病植物,由该病原菌引起的病害的发生、发展受到抑制的土壤。抑菌土的形成须具备两个条件:一是土壤中存在足够以致病的病原菌的量;二是同时种植感病品种,而植株不发病,或发病很少。从抑菌土的发现到21世纪初,对抑菌土的研究已有100多年的历史。马存等(2007)将抑菌土的研究历程划分为4个阶段。第一阶段:从19世纪末至20世纪20年代,主要是对不同类型土壤病害发生情况的研究报道,是抑菌土研究的初创时期。研究结果只是相继证实了这种现象,均未涉及土壤中是否含有致病菌,以及病原菌含量上的差别。第二阶段:从20年代末到50年代末,Menzies(1959)提出抑菌土概念为止。抑菌土的概念已初步显现。第三阶段:从60年代起至70年代末,由于抑菌土概念的提出以及对环境保护的重视,使植物病理学家对非化学方法保护农作物抵御各种病害的侵袭日益重视,使抑菌土的抑菌机理研究逐步深入,以期从中发现病害防治的新途径。第四阶段:从70年代开始至今,抑菌土的本质得到初步揭示,对其机制的研究逐渐从单一集中于生物因子的主导作用,发展为生物因子和非生物因子共同作用的结果。对抑菌土的研究已成为植物病害生物防治的一项重要内容。棉花枯萎病重病田或枯萎病圃,连续种植抗病品种多年后,再种植感病品种则发病显著降低,称做病圃衰退。徐富有(1985)认为,抗枯萎病品种连作3年后土壤内枯萎菌致病力显著减弱。张卓敏等(1980)和吴传德(1985)认为,土壤内枯萎菌量随抗病品种连作年限增加而减少,致病力也有随连作年限增加而降低的趋势。中国农业科学院植物保护研究所河南新乡县王屯基点,1972年在发病率接近100%,死苗率80%的枯萎病绝产田块建立枯萎病圃,1973年开始种植抗病品种,到1976年再种植感病品种岱字棉15、发病率降低到35.4%,病指22.3,该病圃在1982年、1983年、1985年曾3次用带病棉柴及人工培养的枯萎菌接种,但感病品种的发病率无显著提高。Baker等(1974)和Cook(1981)认为,具有抑制病害发展的土壤称为抑菌土(Suppressive soil),无抑菌作用的土壤称为导菌土(Conductive soil)。马存等(1992)于1987~1988年两年进行盆栽试验结果表明,86-1根围土(抗病品种86-1连作10年以上田块的棉株5cm内土壤)枯萎病平均发病率37.3%,病指19.5,与对照(无植棉史的果园土或种植1~2年感病棉花品种的土壤)相比,抑菌效果达60.5%。86-1田间土(抗病品种86-1连作10年以上田块土壤)枯萎病平均发病率48.3%,病指29.4,抑菌效果39.9%。枯萎病圃土(作为棉花育种抗病性鉴定病圃连作棉花10年以上病圃土壤)平均发病率55.3%,病指27.2,抑菌效果43.9%。感病品种棉田土发病率72.8%,病指66.9,无抑菌效果。对照果园土平均发病率70.1%,病指48.7(表8-15)。以上结果表明,86-1根围土、86-1田间土、枯萎病圃土对枯萎病菌均有显著的抑菌效果,86-1根围土抑菌效果最强,比病圃土效果高27.4%。感病品种棉田土和果园土对枯萎病菌无抑菌效果。土样发病率(%)病指抑菌效果(%)861根围土37.319.560.5861田间土48.329.439.9枯萎病圃55.327.243.9感病品种田72.866.9—果园土(CK)70.148.7—861根围灭菌72.455.6—861根围+果园(1∶1)55.237.324.1表8-15 不同土样对枯萎病菌抑菌效果比较(盆栽)李长兴等(1996)报道的盆栽试验结果指出,种植抗病品种10年以上的重枯萎病圃再种感病品种(辽棉6号),发病率为80.2%,病指为47.8;多年没有种植过棉花的小麦田土发病率为92.2%,病指为65.0。种植抗病品种10年以上的重枯萎病圃显著比多年没种植过棉花的小麦田土(对照)发病率、病指低,分别低12.02%和17.21%(表8-16)。处理项目枯萎病发病率(%)病指抑菌效果(%)抑菌土(10年)80.247.826.5抑菌土(5年)93.258.69.9抑菌土(高压灭菌)86.158.210.4小麦田土(CK)92.165.0—表8-16 盆栽试验的抑菌效果河南新乡田间小区试验结果,86-1连作10年田枯萎病平均发病率9.8%,病指4.4,与对照果园田比较,抑菌效果达85.8%。连作10年以上枯萎病圃,平均发病率17.1%,病指6.8,抑菌效果75.2%。对照果园田平均发病率57.l%,病指28.8(表8-17)。在辽宁辽阳试验结果,连作10年枯萎病圃枯萎病发病率39.0%,病指19.3,对照菜园土发病率75.9%,病指44.1,抑菌效果平均56.2%(表8-18);连作5年的枯萎病发病率66.7%,病指37.8,抑菌效果17.6%。发病率和病指比连作10年病圃分别高27.7%和18.5%,而抑菌效果低36.6%。还可看到未接菌小区连作10年和5年病圃田,枯萎病指分别为8.1和14.1,这说明病圃连作年限愈长,病圃衰退愈明显,而对枯萎病菌抑菌效果也就愈显著。河南新乡、辽宁辽阳两地田间小区试验结果基本一致均证明,连续种植抗病品种多年后的棉田,或连作多年的枯萎病圃,对枯萎病菌均有抑制作用,存在抑菌土。田块处理枯萎病发病率(%)病指抑菌效果(%)861连作田接菌9.84.485.8未接1.00.3—枯萎病圃田接菌17.16.8—未接1.90.676.2果园田(CK)接菌57.128.8—未接0.00.0—表8-17 田间小区对枯萎病菌抑菌效果比较(河南新乡)(马存等,1992)田块接菌情况发病率(%)病指抑菌效果(%)连作10年病圃田接菌39.019.356.2不接菌15.58.1—果园田(CK)接菌76.944.1—不接菌0.00.0—连作5年病圃田接菌66.737.817.6不接菌28.514.1—果园田(CK)接菌71.045.9—不接菌0.00.0—表8-18 不同田间小区对枯萎病菌抑菌效果比较(辽宁辽阳)(马存等,1992)杨之为等(1995)按不同年限的土样分别接入1%土样的棉枯萎病菌麦粒沙培养物,当种植感病品种冀棉11时,从苗期病情看,连作3年、6年、8年、9年、11年和15年土样的发病率依次为66.67%、55.6%、42.8%、33.3%、11.7%和3.3%,松林土(CK)发病率为85.7%(表8-19)。抗病品种岱字棉16连作6年的土样发病率为CK的64.8%,连作11年、15年的土样发病率仅为CK的13.6%和3.8%。将高压灭菌土样再接入等量病菌培养物,测定其土样致病力,可以看出(表8-19),当抗病品种连作少于8年时,土壤中抑病因子大多被降解,棉苗发病率81%~92%;但连作9年以上则发病率在33.3%~63.3%,低于重病田,说明经高压灭菌的土样中仍可能存在少量抑病因素。土样来源原土样灭菌土样发病率(%)病指发病率(%)病指松林土85.771.466.354.5重病田土40.020.085.771.4连作3年66.733.381.863.6连作6年55.630.6——连作8年42.817.691.668.7连作9年33.330.533.316.7连作11年11.75.963.650.0连作15年3.30.0156.640.0表8-19 不同土样接菌后的抑病效果(接菌量1%)形成抑菌土的因子主要有生物因子和非生物因子,不同抑菌土起作用的因子各有不同。在生物因子中,主要是土壤中的微生物。非生物因子是指土壤的矿物质含量、土壤的酸碱性、土壤质地、土壤颗粒结构等物理和化学性质。国际上有研究认为,土壤微生物种群结构的改变,尤其是一些拮抗微生物的增加,是形成棉花枯萎病田抑菌土的主要生物因子。杨之为等(1995)和王汝贤等(1998)从棉花根系分泌物对棉花枯萎病的影响和连作抗枯萎病品种棉田微生物数量变化做了系统研究后认为,棉花抗病品种连作田土壤中,棉枯萎菌数量的减少,是土壤致病力下降的主要原因,而造成棉枯萎菌数量减少的主要原因,则是土壤中的有益放线菌、细菌增长导致棉花抗病品种根系分泌物中的抑菌物质对病菌抑制的结果。土壤有益微生物增长的原因:一是棉花抗病品种根系分泌物为这些有益菌提供了良好的生活条件;二是可能因棉花枯萎菌数量的减少,有益菌减少了竞争对手,使其有了扩大繁殖的机会,这一切变化又均与棉花抗病品种连作分不开。抗病品种连作3年,土壤带菌量约为重病田土样菌量的43%,连作6年为重病田土样菌量的57%;连作8年的土样带菌量降低幅度较大,为重病田的23%;连作10年以上的土壤中,棉枯萎病菌很少(表8-20)。在不同连作年限的抑菌土中种植感病品种冀棉11,重病田的棉苗发病率为31.25%;抗病品种连作3年的棉苗发病率为12.5%;连作6年的发病率为9.09%;连作9年以上的除连作11年发病率4.55%外,其他基本不发病。这表明,随着抗病品种连作年数的增长,土壤中,棉枯萎病菌的数量和致病性逐年降低,说明棉枯萎病抑菌土的形成是抑病因子逐渐积累的过程。土样来源土样带菌量(个/克土)发病率(%)病指松林土(CK)000重病田土217631.7514.06连作3年114712.509.38连作6年12369.094.56连作8年5008.304.00连作9年5800连作10年1000连作11年1484.564.56连作15年000表8-20 不同棉田土样致病力比较(杨之为等,1995)马存等(1992)在盆栽土样内枯萎菌菌量测定结果表明,86-1根围土,每皿平均有菌落22.5个(每克土样内有菌落4500个),比对照果园土减少56.7%。86-1田间土每皿有菌落21.4个(每克土有4250个),比果园土减少59.2%。枯萎病圃土每皿有菌落32.2个(每克土有6440个),比果园土减少52.9%。对照果园土每皿有菌落52个(每克土有10400个)。田间小区内枯萎菌菌落,86-1田间土、枯萎病圃土每皿有菌落分别为138个(每克土有2760个)和1486个(每克土有2920个),分别比菜园土减少51.4%和48.6%。菜园土每皿有菌落284个(每克土有5580个)。从上述结果清楚的看到,在相同接菌量情况下,种植一季感病棉花品种后,3个抑菌土土样内,枯萎病菌菌量比对照菜园土减少48.6%~59.2%,说明抑菌土对接入土壤内的枯萎病菌有极显著的抑制作用,因而枯萎病发病率显著降低,达到控制枯萎病为害的效果。王汝贤等(1998)从棉花抗病品种连作3年、6年、8年、9年、10年的土样中分离出3830个真菌菌落,其主要类群归入11个真菌属。随着棉花抗病品种连作年限的增长,土壤中,真菌和放线菌的种类和数量逐渐增加(表8-21、表8-22)。对棉枯萎病菌抑制性较强的种类有:细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)、球孢链霉菌黄色变种(S.globisp var.llavus)和紫链霉菌淡红变种(S.wolaceus)。供试土样中,分离到的3315个细菌菌落按菌落特征可分为9个类型,其中,Ⅲ型和Ⅳ型对棉枯萎菌有较强的抑菌作用,初步鉴定为枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis和B.sp.,它们在连作年限较长的土样中出现的频率较高,但土样中细菌的总数量与棉花抗病品种连作的年份成反相关(表8-23)。供试土样中分离出3种主要线虫,其中,螺旋线虫、滑刃线虫和真滑刃线虫的数量也随抗病棉花连作时间的延长而增加(表8-24)。菌类连作年限10年9年8年6年3年菌落数百分率(%)菌落数百分率(%)菌落数百分率(%)菌落数百分率(%)菌落数百分率(%)脊霉菌属9.448.48.455.36.550.010.163.99.659.3曲霉菌属6.131.43.523.03.829.23.220.34.729.0链格孢属0.84.10.74.60.64.60.31.90.53.1毛壳属0.21.00.95.90.32.31.59.50.21.2园酵母属0.31.50.10.70.32.30000黑粘座孢霉属0.10.5000.21.50.10.60.10.5瓶粳脊霉属00000.10.80.21.300毛霉属000.10.70.21.50.10.600木霉属00000.10.8000.21.2粘帚霉属000.10.70.21.50000镰孢属0.52.60.32.00.21.50.10.60.31.9其他2.010.51.27.20.54.00.31.70.83.8平均每皿菌落总数19.415.313.015.916.2种类数1812141110表8-21 棉花不同连作年限土样中真菌类群比较(平均每皿菌落数)菌类连作年限10年9年8年6年3年菌落数菌落数菌落数菌落数菌落数纤维螺旋链霉菌5456341325产二素链霉菌482323813天冬素紫色链霉菌3725281110球孢链霉菌黄色变种2118141110土味链霉菌48173紫色链霉菌01000球孢链霉菌01000表8-22 不同连作年限土样中放线菌数量的变化(个)菌类连作年限10年9年8年6年3年菌落数菌落数菌落数菌落数菌落数细黄链霉菌00300绿色产孢链霉菌00200其他6127116合计1701391126167群落数11101197菌落数(皿)28.323.218.710.211.2抑制性菌落数3.53.33.21.81.7表8-22 不同连作年限土样中放线菌数量的变化(个)(续)-1菌类连作年限10年9年8年6年3年菌落数菌落数菌落数菌落数菌落数Ⅰ2254596151Ⅱ2925465781Ⅲ25012109Ⅳ00013Ⅴ004130Ⅵ16213Ⅶ011000Ⅷ024000Ⅸ002800菌落数45665菌落数(皿)77120151142153抑制性菌落数25401089表8-23 不同连作年限土样中细菌的类群及数量(个)土样螺旋线虫滑刃线虫真滑刃线虫垫刃线虫短体线虫其他合计连作9年16271230058连作6年2014851250连作4年1410028连作2年0110002表8-24 不同连作年限土样中线虫数量的变化(个)李长兴等(1996)连续3年对4类型土壤采土,在不同棉花生育期采土分离结果,10年以上的枯萎病圃中,细菌、青霉、曲霉、放线菌的数量显著比未植棉土壤和小麦田土壤多,有芽孢细菌比未植棉土多1.13倍,无芽孢多1.69倍;真菌中,青霉多0.76倍、曲霉多1.11倍;放线菌多0.86倍(表8-25)。并且在放线菌对棉花枯萎病菌拮抗作用测定中,筛选出2株具有拮抗作用的菌株。这表明生物抑菌因子的存在,种植抗病品种多年的重枯萎病田根围土或根际土中,有可能筛选到拮抗作用强的抗生菌。土样类型真菌(×103个/克土)细菌(×104个/克土)青霉曲霉木霉有芽孢无芽孢放线菌(×104个/克土)抑菌土(10年)105.869.70.768.3285.8255.8抑菌土(5年)100.360.5047.7204.9221.1小麦田土63.321.2046.3149.6109.9未植过棉土67.830.8041.298.2141.3表8-25 不同类型土样菌量对病菌小孢子萌发、厚垣孢子产生数量的测定结果表明(表8-26),不同连作年限土样浸出液对病菌小孢子萌发的影响没有显著差异;对厚垣孢子的形成却有一定影响:连作6年以下每视野(16×10)平均17~18.8个厚垣孢子,9年有13.3个厚垣孢子,连作15年仅有4.9个厚垣孢子,说明随抗病品种种植年限的增长,厚垣孢子的形成数量逐渐减少,由此推测土壤中,有抑制厚垣孢子形成的物质,该物质随年限的增长而逐渐增多。土样来源病菌小孢子萌发率(%)病菌厚垣孢子的形成数量(个/视野)ⅠⅡⅢⅣ显著水平*松林土(CK)81.120.224.311.818.8a重病田土70.720.514.217.817.5a连作6年70.720.718.517.318.8a连作9年63.915.017.87.213.3ab连作11年—11.27.012.810.3ab连作15年84.63.37.83.74.9b表8-26 不同土样浸出液对棉枯萎菌的影响(杨之为等,1995)总之,对棉花枯萎病抑菌土的研究,为枯萎病等多种病害开辟了生物防治途径,利用抑菌土或筛选抑菌生物因子防治植物病害,随着研究的不断深入和技术方法的逐步完善,将可能取得较大的经济效益和社会效益。尽管棉花枯萎病的生物防治研究工作已历时数十年,但至今未形成商品化制剂。究其原因,马存等(2007)认为,是由于对许多问题还缺乏研究,许多困难有待解决。与整个生物防治普遍存在的问题一样,在这些问题与困难解决之前,生物防治尚难以作为常规手段用于棉花枯萎病的治理。这些问题主要包括:一是生态学障碍。从实验室向大田阶段的过渡往往遭到失败,其中,生态障碍是主要原因;二是防治对象单一。生物防治研究仅仅针对其中一种或几种病害,往往不被工业化生产所接受;三是缺乏适合工业化生产的扩繁技术。在实验室内可以不计成本培养所需生防制剂,但在商业化生产上则要考虑经济效益,与规模化生产有关的大量培养技术则有待提高;四是缺乏准确可靠的筛选技术与筛选标准。目前,生防菌的筛选技术和标准仍然是沿用传统的平板对峙法和在平板上对病原菌的拮抗能力,其预见性较差,如果结合生防菌的其他特性,如定殖能力的测定,则有望筛选到更有潜力的菌株;五是缺乏规范化的菌剂制备技术。有关生防菌剂制剂化和规范化的配套研究相对缺乏,无法将有效的生防菌开发成规范的产品;六是缺乏配套的生防菌田间施用技术。植病生防的研究目的是防治田间植物病害,其田间施用技术选择的适当与否,决定着该菌剂的有效性。针对上述棉花枯萎菌生防菌所存在的问题,结合工业化生产需要,认为生防菌株应具有如下特点:①生长速度快,产孢量大。②作用谱广泛。③作用机制多样性。④可在棉花根际大量定殖。⑤能作用于棉花内部的枯萎病菌。⑥不受土壤抑菌作用的干扰。⑦休眠孢子有较强的耐干燥能力。⑧对棉花生长有促进作用。⑨要有合适的生防菌剂剂型及相应的施用方法。虽然目前没有登记注册的防治棉花枯萎菌的生防菌,但已有防治其他作物枯萎病的生防制剂商品。例如,意大利S.I.A.P.A公司登记的利用非致病性尖孢镰刀菌作为生防菌的产品Biofox C,可防治由尖孢镰刀菌引起康乃馨和番茄等病害;由法国Matural Plant Protection公司注册的同类产品Fusaclean,可防治由尖孢镰刀菌所引起的芦笋、康乃馨和番茄等作物病害。说明应用生防手段防治棉花枯萎病前景乐观。随着棉花枯萎病生防菌在菌株人工改良技术、生防菌剂生产条件以及生防菌剂型的多方面研究,生物防治棉花枯萎病有可能在近期取得一些突破。 -
报告微生物农药
出版时间:2012苏云金杆菌Bacillus thuringiensis(简称Bt)是在1901年日本人石渡从患病的家蚕体中分离,并根据来源地德国苏云金地区发现而得名,它本身来自于被寄生害虫的虫体中,是一种革兰氏阳性菌,其孢子及伴孢晶体对印度谷蛾等鳞翅目幼虫具有很好的毒杀能力,由于它对鳞翅目、同翅目、膜翅目、鞘翅目、双翅目等10个目的昆虫和螨类等节肢动物,以及动植物寄生线虫、原生动物、扁形动物等有特异性毒杀作用,防效可达到85%以上,具有对人畜安全、害虫不易产生抗性、易于工业化生产等优点,在农业、林业和卫生害虫的防治上得到了广泛应用。苏云金杆菌细菌营养体呈长杆状,两端钝圆,周生鞭毛或无鞭毛,运动或不运动,通常2~8个细菌个体成链状排列,大小约为1.2~1.8μm×3.0~5.0μm。在蛋白胨—琼脂培养基中30℃条件下培养24h,可形成针尖大小的黄色小点(菌落),边缘光滑整齐。条件适宜时,细胞每3~4h个体增殖1代,繁殖速度较快。它可形成圆形、椭圆形芽孢,其生物杀虫的主要作用机理是在芽孢形成过程中,可以在其营养体内合成一种晶体状的蛋白质内含物,即伴胞晶体(parasporal crystal),是一种次生代谢产物;这种晶体状蛋白质内含物所形成的蛋白质晶体称之为苏云金芽孢杆菌蛋白质晶体。苏云金杆菌虽然有较强的杀虫能力,但它仍然只能通过昆虫吞食的方式感染虫体。而在植物体内生活的昆虫和侵害植物根部的昆虫就不太可能吞食到喷在植物上的苏云金杆菌了。因此,人们想到了采用其他的方法,一种方法是将苏云金杆菌毒素基因直接转入植物体内,使之成为含有该基因的抗虫植物;另一种方法是将苏云金杆菌毒素基因导入植物根部生活的细菌及在植物体内部寄生的细菌中表达。苏云金杆菌为一种生物源杀虫剂,它是单基因表达的产物,以胃毒作用为主。它的杀虫谱较广,主要用于防治直翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目,特别是鳞翅目的多种害虫:苏云金杆菌可产生甲体外毒素(α-exotoxin)、乙体外毒素(β-exotoxin)、丙体外毒素(γ-exotoxin)及丁体内毒素(ζ-endotoxin)等毒素而致效,其中最主要的是为丁体内毒素。昆虫取食这种蛋白毒素后,在害虫中肠的碱性环境中,Bt杀虫晶体蛋白溶解,经过中肠蛋白酶的消化作用,将前毒素降解为活性蛋白,释放出对鳞翅目幼虫有较强毒杀作用的毒素,杀虫晶体蛋白(前毒素)在昆虫中肠细胞膜,形成跨膜离子通道或孔,导致细胞溶解,这种毒素使幼虫的中肠麻痹,呈现中毒症状,其表现为昆虫食欲减退、对接触刺激反应失灵、厌食、呕吐、腹泻行动迟缓、身体萎缩或卷曲。昆虫中毒后一般对作物不再造成危害,经一段发病过程,同时,芽孢在消化道内迅速繁殖,最终导致昆虫死亡。幼虫死亡后身体瘫软,呈黑色。外毒素是苏云金芽孢杆菌在生长过程中分泌到胞外的代谢产物,外毒素作用缓慢,它可以抑制依赖于DNA的RNA聚合酶的作用,在蜕皮和变态时起作用,影响RNA的合成。1.昆虫抗药性早在20世纪50年代苏云金芽孢制剂就开始使用,人们亦曾对苏云金芽孢杆菌杀虫剂是否会像化学农药一样产生抗药性提出疑问,在20世纪80年代以前由于一直都没有检测到昆虫的Bt抗性,因而认为,昆虫的抗性问题也是一个遥远的问题,然而,自1983年以来,抗性问题不断在实验室和田间得到发现和证实。如何防止害虫对Bt产生抗性呢?在生产上为了避免害虫产生对Bt的抗性应尽量做到以下7点。(1)Bt轮用生产上要轮换使用杀虫机理不同的几种Bt制剂,目的是为了在害虫对某种制剂产生抗性前轮换其他制剂,以延缓其抗性的产生,轮用的有效性取决于停用或改用另一种杀虫剂后,害虫恢复对前一杀虫剂的敏感性。但是,另外一方面,有交互抗性的菌株间混合不能有效阻止其抗性形成,延缓作用也不大。(2)混合使用不同的Bt制剂将Bt与其他杀虫剂或将不同制剂混合施用,不同杀虫机理的农药间甚少产生交互抗性,混用将延缓抗性的产生,但不适当混用可能会降低Bt的活性。(3)顺序使用不同的Bt制剂首先使用含有毒素种类较少的制剂,再使用含有毒素种类多的制剂。(4)控制使用剂量、浓度和频率可通过人为控制Bt制剂或毒素的使用剂量,通过减少使用Bt的次数和剂量来降低抗性的产生,也就是逐年缓慢减少种群数量以达到最终防治目的。(5)改进Bt喷施技术如使用静电喷雾相当于使用低剂量时的效果。(6)Bt杀虫剂与少量农药混合使用由于苏云金芽孢杆菌与化学农药没有交互作用,所以苏云金芽孢杆菌与低剂量的农药混合使用,既能提高杀虫效果,又能降低两者对害虫的选择压力,还能防治一些对Bt制剂不敏感的虫种,可起到兼治作用,从而延缓抗性的形成和发展,因此,可以在较低的Bt制剂剂量下配合使用增效剂获得较高的防效。(7)Bt植物种植区设立防护带目前,新基因植物多是结构表达单一的毒蛋白基因,很容易导致和加速抗性的产生。在转Bt植物大田设立非抗虫植物,为昆虫提供避难场所,使敏感昆虫较易存活下来,相对增加群体中敏感昆虫的比例,降低抗性害虫的繁殖速度,从而可延缓昆虫抗性形成速度。2.影响Bt杀虫效果的因素(1)菌种的选择苏云金杆菌的不同亚种,目前,已筛选出60个亚种,甚至同一亚种不同菌株对害虫的毒效也存在着明显差异。大多数苏云金杆菌亚种只对鳞翅目有活性,对鳞翅目高活性的苏云金杆菌亚种,库斯塔克亚种和蜡螟亚种对鞘翅目昆虫却无杀伤作用。不同菌株效果差异显著,如库斯塔克亚种HD-I菌株比一般菌株的毒力高20~200倍,而对蚊幼虫低毒,但其中HD-169对蚊幼虫具高毒效(LC50=0.04μg/ml),因此,菌种的选择对杀虫效果至关重要。(2)制剂和剂型菌剂的质量一般以其活孢子数及其致病毒性作为一个重要指标。此外,制剂中芽孢和晶体的相对比例也是影响因素之一,库斯塔克亚种当芽孢和伴晶体1∶1时对印度谷螟毒力最强,而有无芽孢则对粉斑螟毒效无影响,一个无芽孢突变株对粉斑螟毒力与标准菌株无明显差异。我国已实行苏云金芽孢杆菌悬浮剂行业标准化,以毒力效价作为衡量其质量高低的指标。粉剂防治仓虫效果比可湿性粉剂好。主要有可湿性粉剂 (WP)、粉剂 (DP)、颗粒剂 (GR)、水分散性粒剂 (WG)、悬浮剂(SC)、超低容量剂 (UL)、乳悬剂 (ES)、油悬剂 (OF)、水剂(AF) 和胶囊剂 (生物胶囊和化学胶囊) 等。我国Bt产业加工的剂型主要包括粉剂、可湿性粉剂、悬浮剂、颗粒剂。针对目前剂型及害虫特点,可采取撒粉、灌心、喷雾等方法施用。为了解决Bt杀虫谱窄、杀虫速度慢等不足可以通过研制Bt的复合制剂来解决,例如,Bt与病毒的复合制剂,Bt与各种有机、无机化学制剂的复合制剂等手段来提高杀虫效果。(3)目标昆虫不同昆虫或同种昆虫不同虫期甚至同种昆虫不同种群对苏云金杆菌制剂敏感性不同。对以色列亚种,库蚊最敏感,伊蚊次之,按蚊较差。不同昆虫在自然界的习性千差万别,有的食叶,有的蛀茎,其习性是影响昆虫摄菌量的一个重要因素,继而影响苏云金杆菌制剂的防效。(4)环境因素苏云金杆菌制剂本身是一种含活性生物的杀虫剂,生长繁殖需要一定温度和湿度,其活性和稳定性受多种环境因素的影响。芽孢在室内紫外线照射10min,99.9%的活性物质就会失活,暴露在自然光下30min,50%失活;60min,80%失活,太阳光紫外线对芽孢有杀伤作用,因此,苏云金杆菌制剂在贮藏和运输过程中应避免阳光直射,最好在阴天或晴天下午16:00后施药,尽量避免太阳光照射。选用能防紫外线的包裹基质来包裹晶体和芽孢是保护Bt产品的方法之一,对化学农药的包裹制剂于20世纪70年代就已经投入商品化生产,但对生物农药的包裹一直没有找到经济有效的材料,有人曾经采用淀粉作为包裹基质来包裹Bt产品,同时,添加紫外线防护剂,收到了不错效果。温度是影响防效的另一个重要因素,苏云金芽孢杆菌乳剂防治菜青虫,环境温度18℃保存7d后防效为42.7%,28℃在6月上旬防效为91.5%。温度等环境条件不仅作用微生物本身,而且影响昆虫生存以及喷出的雾滴。高温可以加速疾病的发展而导致昆虫快速死亡;用飞机喷雾防治松毛虫,夏天,11:00以前和18:00以后喷洒较11:00~18:00效果好,其原因是前者温较低,山林蒸发量很小,气流较为稳定,喷时雾滴密集,徐徐下沉而不会因温高较细雾滴随气流飘浮和蒸腾作用散失。因此,温度过高过低都不利其发挥药效。1.Bt单施的效果高家合(2005)研究了苏云金杆菌防治贮烟害虫应用效果,试验在云南玉溪、楚雄烟厂烟叶仓库进行,采用两种不同的施用方法:①烟叶均匀喷雾,菌剂0.1g/kg烟叶,清水15ml/g烟叶;②烟包表面喷雾,菌剂0.2g/kg烟叶,清水5ml/kg,从烟叶中分离到贮烟害虫高毒效的苏云金杆菌Bt33、Bt53、BtHB,两个试验点烟叶均匀喷雾菌剂处理对烟草粉螟的防治效果好于烟包表面喷雾菌剂的处理。其中,烟叶均匀喷雾Bt53菌剂处理的防治效果最好。用苏云金杆菌菌剂防治贮烟害虫后对烟叶的化学成分无影响;卷制的单体烟香气质、香气量、烟气浓度、杂气与对照比,评吸分均有提高:刺激性、劲头、余味与对照比差异不显著。2.Bt与化学农药配施的效果采用Bt作为防治小菜蛾幼虫的手段,取得了一定的效果,但目前已产生较高抗性,且存在杀虫效果慢、残效期短、易光解等不利因素,这也限制了Bt在生产中的应用。寻找生物农药与化学农药的结合使用应是一种较为理想的应用模式。吴刚(2001)研究了小菜蛾幼虫经苏云金杆菌预处理后,对有机磷和氨基甲酸酯杀虫剂敏感性的变化以及预处理对小菜蛾幼虫体内乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽—转移酶和谷胱甘肽的含量的影响,结果表明,苏云金杆菌预处理抗性小菜蛾幼虫后,其对甲胺磷、水胺硫磷和克白威的敏感性分别为未处理组的6.74倍、8.83倍和8.50倍;处理敏感小朵蛾幼虫后则分别为未处理组的2.96倍、169倍和3.88倍。苏云金杆菌预处理抗性小菜蛾,未处理组乙酰胆碱酯酶的Km和Vmax值分别为预处理组的1.86倍和1.56倍,所使用的6种杀虫剂对己酰胆碱酯酶的Km值,处理组为未处理组的1.8倍~2.66倍,苏云金杆菌预处理小菜蛾对羧酸酯酶的Km、K影响不大,能显著地抑制羧酸酯酶和谷胱甘肽S-转移酶的活性并导致谷胱甘肽含量下降。苏云金杆菌预处理敏感小菜蛾,对乙酰胆碱酯酶的Km和Vmax值和羧酸酯酶的Km和Vmax值以及谷胱甘肽含量影响小大。为了改良Bt剂型,朱丽云(2005)探讨了以明胶—阿拉伯胶为囊壁材料的复凝聚相分离法制备Bt微胶囊剂的加工工艺,并用平板活菌计数法对得到的Bt微胶囊剂进行了抗紫外能力分析及用毒力测定法比较微胶囊前后的杀虫活性。结果表明,经过紫外2h的照射,原Bt菌液平板活菌计数成活率只有11.4%,微胶囊化后的Bt菌液成活率高达78%;相应地,原Bt菌液已基本丧失杀虫活性,而微胶囊化后的Bt菌液对小菜蛾致死率仍达66.7%,比原菌液抗紫外能力大大增强。3.Bt与多角体病毒混用的效果茶毛虫(Euproctis pseudoconspersaStrand)是我国浙江省、江苏省和安徽省等主要产茶省份的茶树重要害虫,发生普遍,常将茶树食成秃枝,严重影响了茶叶的产量和品质,茶毛虫对Bt具有较强的耐药性,由于缺乏针对性高毒力Bt菌株,Bt单剂防效差。茶毛虫核型多角体病毒是茶毛虫的主要病原微生物,对茶毛虫有很强的致病力,但其专一性强,对其他害虫无效,作用速度缓慢。刘琴(2010)研究了苏云金杆菌与茶毛虫核型多角体病毒EpNPV混用对茶毛虫的联合增效作用,5组不同配比对茶毛虫2龄幼虫的共毒系数在177.3~221.7,表明Bt与EpNPV混用对茶毛虫具有显著增效作用。农用抗生素系指由微生物产生的,在低浓度时可抑制或杀灭作物的病害、虫害、草害及调节作物生长发育的微生物次级代谢产物。目前,农用抗生素按照用途可分为畜用抗生素和植物用抗生素两大类,畜用抗生素的品种较多,且相当一部分是与医用抗生素共用的,例如,四环素、金霉素、土霉素等;按作用功能可分为杀菌抗生素、杀虫抗生素和除草抗生素。用微生物的代谢产物来防治植物病害,最早始见于美国、英国、日本等国家,他们用医用抗生素如链霉素、土霉素和灰黄霉素等来防治植物病害。其中,以日本发展最快,居世界领先地位,主要应用的抗生素有9种,如杀菌剂有春日霉素、链霉素、多氧霉素、有效霉素、灰黄霉素、灭瘟素、灭胞素;除草剂有双丙胺磷。我国是农用抗生素生产大国和应用大国,也是农用抗生素研究开展较早的国家。早在20世纪50年代,我国就已开始研究,尽管发展缓慢,仅陆续开发出灭瘟素和放线菌酮等几个有限的品种。进入20世纪70年代后,步伐加快,相继成功开发出井冈霉素、多抗霉素、公主岭霉素等农用抗生素,但是,基本上还停留在“以防为主”的阶段。20世纪90年代以来,由于国家对农业支持力度的不断加大,我国农用抗生素的研究领域显现出了诱人的前景,不仅成功研制出中生菌素和武夷霉素、农抗120等新品种。由于许多新开发的抗生素的防治对象不只是菌类,也有害虫、杂草等,再将它们称为农用抗菌素有些不合适了,所以现在改称为农用抗生素。农用抗生素按防治对象分为杀虫农用抗生素、杀菌农用抗生素、除草农用抗生素、植物生长调节农用抗生素。1.春雷霉素春雷霉素(商品名称加收米)属抗菌素类杀菌剂,低毒。是一种作用机制研究得比较清楚的农用抗生素。主要用于防治水稻稻瘟病。在水稻抽穗期和灌浆期施药,对结实无影响。春雷霉素喷洒在水稻植株上,在体外的杀菌力弱,保护作用较差,但对水稻的渗透力强,能被水稻很快内吸并传导至全株,对水稻稻瘟病菌的治疗作用很强。此外,防治西瓜细菌性角斑病、桃树流胶病、疮痂病和穿孔病等病害也有特效。但对多数真菌(镰刀菌、小丛壳菌、圆孢菌、盘圆胞菌、毛盘胞菌、长蠕胞菌、赤霉菌、青霉菌等)、细菌、酵母菌等效果较差。由于春雷霉素对某些作物(大豆、茄子、葡萄等)会产生药害,这也影响了它的市场价值,以至于曾一度用量下降。近年来,日本通过对春雷霉素菌中引起药害的基因片段进行改造,开发了效果更佳但无药害的新菌种,使春雷霉素重新焕发了青春。2.井冈霉素井冈霉素(Jinggangrnycin)是我国科学家沈寅初院士于20世纪70年代开发成功的第一个微生物农药,由吸水链霉菌井冈变种代谢产生。从1976年起,在我国大量生产使用井冈霉素,目前,已成为我国使用面积最广、亩用成本最低的无公害农药。它是1973年由上海市农药研究所在江西井冈山地区土壤中发现的。它是作用于病原菌能量代谢系统的抗生素,对纹枯病菌的主要储存糖——海藻糖的酶活性有强烈的抑制作用(海藻糖酶能分解海藻糖为葡萄糖,使其能在菌丝体内运输),从而阻止纹枯病菌从菌丝基部向顶端输送养分(葡萄糖),从而抑制菌丝体的生长和发育。它的成功开发取代了对人畜与环境影响最大的有机砷农药,成了当今产量和使用面积最大的农用抗生素。3.中生菌素可防治苹果斑点落叶病、轮纹病和炭疽病等真菌病害。蒋细良等(2003)的研究结果表明,中生菌素的作用机制,是使病原真菌的蛋白质的合成受阻,从而导致DNA、RNA继续合成而起到杀菌作用。对真菌是使丝状菌丝变形,抑制孢子萌发并能直接杀死孢子。对农作物的细菌性病害及部分真菌性病害具有很高的活性,同时,具有一定的增产作用。4.武夷菌素1979年,从福建省武夷山区采集的土壤中分离而得。其产生菌为不吸水链霉菌武夷变种,武夷菌素对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌有抑制作用,而对真菌的抑制活性更强。干扰病原真菌蛋白质的合成,造成菌丝原生质渗漏,致使菌丝畸形生长,并抑制病原菌菌体菌丝生长、孢子形成、萌发和影响菌体细胞膜渗透性,从而达到防治真菌病害的效果。在农业生产上,武夷菌素对蔬菜、果树、粮食和经济作物真菌病害有很好的防效,尤其对番茄叶霉菌病、黄瓜黑星病、番茄灰霉病、柑橘流胶病、柑橘树脂病以及大豆灰斑病、西瓜枯萎病、芦笋茎枯病及月季花花白粉病等有防治效果,同时,还具有一定的增产作用。5.农抗120它是由中国农业科学院在北京郊区土壤中分离得到的,是一种碱性核苷类农用抗生素,农抗120是一种广谱抗真菌的农用抗生素,通过抑制病原菌的蛋白质合成而发挥其杀菌作用。农抗120主要用于瓜类、烟草、苹果、葡萄、大白菜、小麦、玉米等作物的白粉病、炭疽病、枯萎病、纹枯病等,对人、畜为中等毒性。它的防治对象主要是土壤传染、气流传染和茎秆腐烂3大类作物病害,而农抗120通过作物吸收后,迅速传导到植株各部位,并产生一系列的生理变化及生化过程,可以有效地抑制病菌孢子体萌发,使菌丝生长变形,内部原生质凝固,蛋白质无法形成,使镰刀菌酸无法产生,或受到抑制,失去活力,自然无法堵塞维管束,无致枯能力,枯萎病也就不会发生了。农抗120是通过提高植物自身的免疫力,起到防病治病作用的。6.公主岭霉素(Gongzhulingmycin)它又称为农抗109,系1971年由吉林省农业科学院植物保护研究所在吉林省公主岭土壤中发现的一株放线菌所产生。此菌株与不吸水链霉菌相近,故定名为不吸水链霉菌公主岭新变种。公主岭霉素是由脱水放线酮、异放线酮、制菌霉素、荧光霉素、奈良霉素B及苯甲酸组成的混合物,它对细菌抑制不明显,但对不少真菌病具有很强的抑制性。公主岭霉素主要用于种子处理,防治高粱散黑穗病、谷子粒黑穗病和莜麦黑穗病等。此外,对苹果灰斑病、梨赤星病、大豆紫斑病、棉炭病、桑白绢病、玉米圆斑病、水稻恶苗病、水稻稻曲病、水稻胡麻叶枯病、稻苗期瘟病和蔬菜立枯病等作物病害有效。制剂有0.25%可湿性粉剂,对人、畜为中等毒性。通常,它与三唑酮(粉锈宁)、拌种双等农药混用以提高其药效。1.阿维菌素阿维菌素,英文名称Avermectins,是由日本北里大学大村智等和美国Merck公司首先开发的一类具有杀虫、杀螨、杀线虫活性的十六元大环内酯化合物,由链霉菌中灰色链霉菌发酵产生。主要对革兰氏阳性菌有效,而对革兰氏阴性菌效果差。其中以阿维霉素A的活性最高,特别是对梭菌、链球菌和杆菌有效;而阿维霉素B对葡萄球菌的活性最高。喷施叶表面可迅速分解消散,渗入植物薄壁组织内的活性成分可较长时间存在于组织中并具有传导作用,对害螨和植物组织内取食危害的昆虫有长残效性。主要用于家禽、家畜体内外寄生虫和农作物害虫,如寄生红虫、双翅目、鞘翅目、鳞翅目和有害螨等。杀虫作用机制与一般杀虫剂不同的是,它干扰神经生理活动,刺激释放γ-氨基丁酸,而γ-氨基丁酸对节肢动物的神经传导有抑制作用,螨类成虫、若螨和昆虫与幼虫与药剂接触后就会出现麻痹症状,不活动不取食,2~4d后死亡。因不引起昆虫迅速脱水,所以它的致死作用较慢。但对捕食性和寄生性天敌虽有直接杀伤作用,但因植物表面残留少,因此,对益虫的损伤小。阿维菌素可作为防治家畜体内外寄生虫的驱虫剂,更多的用于防治各种农业害虫、害螨,但对鳞翅目类害虫无效。阿维菌素被用于防治柑橘的锈螨、橘全爪螨、橘芽瘿螨、橘短须螨、斑真叶螨、茶半蚨螨、矢尖盾蚧及实硬蓟马;防治棉花各种螨类及潜蛾、棉叶夜蛾;以及防治观赏植物的潜叶蛾、苜蓿蓟马、小长管蚜类、桃蚜;马铃薯叶甲;果树螨类、圆盾蚧及烟草夜蛾、天蛾等,用途十分广泛。阿维菌素的制剂为1.0%乳油。另外,约有十余种阿维菌素与其他农药的混配制剂。阿维菌素已成为替代甲胺磷等剧毒农药的理想药剂之一。2.华光霉素也称为日光霉素、尼柯霉素,是具有杀螨、杀真菌活性的农用抗生素,其分子结构属核苷肽类抗生素,是一种具咪唑啉酮结构的杀螨抗生素。由我国苏州地区土壤样品中分离出的唐德轮枝链霉菌S-9,经发酵产生的。作用特点是:华光霉素是由唐德轮枝链霉菌S-9发酵产生的农用抗生素,因其分子结构与细胞壁中几丁质合成的前体N-乙酰葡萄糖胺相似,因而对细胞内几丁质合成酶发生竞争性抑制作用,阻止葡萄胺的转经,干扰细胞壁几丁质的合成,抑制了螨类和真菌的生长。本品严禁与碱性农药一起使用;避免在烈日下使用,以傍晚使用为宜;本品应现用现配,喷雾要均匀周到。它对人畜安全,对环境无影响,主要用于防治苹果的山楂叶螨和柑橘的全爪螨,并对多种真菌病害有效。对作物无药害,在正常使用剂量下,对天敌安全。制剂有2.5%可湿性粉剂。3.浏阳霉素又叫大环四内酯类抗生素,浏阳霉素为一触杀性杀虫剂,对螨类具有特效,对蚜虫也有较高的活性。可用于棉花、果树、瓜类、豆类、蔬菜等作物防治螨类及蚜虫。使用浓度为1000~3000倍。多与有机磷、氨基甲酸酯类农药混配使用,以达到增效及扩大杀虫谱的效果。蔬菜施用后,安全采收期短,仅24h,不会影响收获期的蔬菜及时上市。与其他生物杀虫剂相比,菜喜杀虫速度更快,施药后当天可见效果,对顽固害虫(小菜蛾、蓟马等)高效。双丙氨磷(Bilanafos)又称为双丙氨酰膦等,它是日本明治制果公司于1980年所开发的除草农用抗生素,产生菌为吸水链霉菌属(Streptomyces hygroscopicus)是一种具有氨基膦酸结构的抗生物质。是能产生既抗细菌、又抗真菌的抗生素,并且有强烈的杀草活性,能防除一年生和多年生的农田杂草,如野荠菜、猪殃殃、雀舌草繁缕、婆婆纳、匍匐冰草、看麦娘、野燕麦、藜、莎草、草、早熟禾、马齿苋、狗尾草、车前、蒿、田旋花、问荆等。对阔叶杂草的防除效果优于禾本科杂草。它可在杂草各生长期作茎叶处理。在蔬菜和果园行间施药为60~200g/667m2;在防除苹果、柑橘、葡萄园中一生杂草的用量为35%制剂0.33~0.5L/667m2,防除多年生杂草的用量为0.5~0.67L/667m2,防除蔬菜田中一年生杂草为0.2~0.33L/667m2。有32%和35%浓缩可溶剂。双丙氨磷对人畜为中等毒性,是一种速效和持效兼而有之的除草剂。双丙氨磷在植物体内代谢物质为L-体草铵膦,它可以通过抑制植物体内谷酰胺的合成,导致氨的积累,从而抑制光合作用中的光合磷酸化,导致植物死亡。1963年,我国首次将真菌用于杂草的生物防治,利用炭疽病“鲁保一号”防治大豆菟丝子。1966年以后,生物除草剂“鲁保一号”推广到全国20多个省、市、自治区,防治效果稳定在80%以上。目前,从事农抗研发的单位已有40多家,原药生产企业达到50多家,复配生产企业达到120多家。我国登记注册的农抗类品种24种,其中,防病农抗15种,杀虫农抗5种,除草农抗1种,植物生长调节剂农抗3种。从产量和产值综合来看,已实现大规模生产的最大品种是阿维菌素,其次是井冈霉素。从应用面积看,已实现大规模生产的最大品种也是井冈霉素,其次是阿维菌素。水稻稻瘟病是我国稻区和世界其他稻区最为严重的病害,朱飞翔(2010)用21.2%春雷霉素·氯苯酞WP对水稻稻瘟病进行了防治研究,试验设在湖南省测阳市北盛镇,试验田冬闲,水稻稻瘟病历年发生严重,土壤为浅红黄泥。结果表明,该药剂对稻瘟病有较好的防治效果,有效成分用量为238.5g/hm2、310g/hm2和381.6g/hm2时,对水稻叶瘟的防效分别为64.35%、70.91%和76.04%;对穗瘟的防效分别为62.04%、68.95%和74.51%;与空白对照相比其增产率分别为9.33%、16.20%和20.47%。谭万忠(2008)研究了重庆地区茶树病害种类及武夷菌素对茶病的田间控制效果,共查明病害16种,而以云纹叶枯病和轮斑病对茶树的危害最严重。采用武夷菌素原药的600倍液并按15L/667m2的用量对茶树叶面喷雾2次。以对照病叶率计算武夷菌素对茶树云纹叶枯痛、轮斑病和其他叶斑病的防效,分别为71.33%、65.38%和87.78%;而按病害严重度计算分别为61.02%、77.08%和79.01%,经统计学显著性测验表明,武夷菌素对这些茶树病害的相对防病效果与多菌灵的病害控制效果没有显著的差异(P>0.05),但处理与对照茶树病害的病叶率和病情指数的差异都达到了极显著水平(P<0.001),这表明,武夷菌素对荼云纹叶枯病和轮斑病具有很好的控制效果,可以代替多菌灵在茶叶生产中应用。孙英健(2005)研究了不同阿维菌素B1a浓度对4种土壤微生物生长和呼吸强度的影响及对土壤中蚯蚓的急性毒性,供试土壤采自南京、成都、武汉及长春,取自表层10cm下的土壤,蚯蚓取自中国农业大学饲养场,取个体体重在300~600mg、环带明显、2月龄以上的成熟蚯蚓为试验用蚯蚓。结果表明,土壤中阿维菌素B1a浓度在83.3mg/kg以上时对4种土壤细菌均表现出明显的抑制作用,但对土壤真菌不表现抑制作用,高浓度阿维菌素B1a对土壤微生物的呼吸强度有抑制作用,并且在不同土壤其作用有差异,采用滤纸接触试验和人工土壤试验测定阿维菌素对蚯蚓的急性毒性(半数致死量,LD50),接触毒性LD50为4.63μg/cm2,土壤法试验测定的LD50在处理后第7d和第14d分别为24.13mg/kg和17.06mg/kg。许小龙 (2002) 研究了阿维菌素对十字花科蔬菜主要害虫的生物活性及防治小菜蛾、菜青虫的田间应用效果,试验在南京市郊甘蓝田中进行,将药液均匀喷洒在钵栽无虫卵的小青菜上,药后1d、5d、10d、15d、20d和25d分别采摘叶片于室内塑料杯中,48h后检查结果,试验表明,阿维菌素4mg/L和8mg/L对菜青虫和小菜蛾的防效在95%以上时持效期10~15d,阿维菌素与高效氯氰菊酯 (1∶6)、与杀虫单 (1∶299) 复配对小菜蛾防治有显著的增效作用和良好的田间效果。1.白僵菌的定义白僵菌是一类寄主范围广且致病性强的昆虫病原真菌,在真菌分类学上属于丝孢纲Hyphomycetes,丛梗孢目Moniliales,从梗孢科Moniliaceac,白僵菌属Beauveria。由于白僵菌是寄生菌,繁多的寄主,导致形态学特征多变,其菌体由菌丝和分生孢子组成,常见白僵菌共有3种:球孢白僵菌、小球孢白僵菌和布什白僵菌。其中,球孢白僵菌的寄生范围广,能够侵染鳞翅目、鞘翅目、同翅目、膜翅目、双翅目等15个目149科的707种昆虫。由于白僵菌具有对环境和温血动物无害,易培养、杀虫谱广、致病力强等特点,已广泛应用于农林害虫的防治,仅我国防治松毛虫的年使用面积就达到60万hm2。白僵菌的菌落成绒状,从卷毛状到粉状,有时呈绳索状,但很少形成束丝梗;白色,稍后或变成淡黄色,偶成淡红色;背面无色或淡黄色到粉红色。分生孢子梗多,着生在营养菌丝上,粗1~2μm;产孢细胞(瓶梗)常浓密簇生于菌丝、分生孢子梗或膨大的泡囊(柄细胞)上,球形或者瓶形,颈部延长成粗1μm、长达20μm的产孢轴,轴上具小齿突,呈膝状(“之”字形弯曲)的产孢细胞和泡囊常增生,在分生孢子梗或菌丝上聚成球形或卵形的相当于密室的孢子头,在低倍镜下即可看到。分生孢子球形或近球形,透明,光滑,(2~3)μm×(2.0~2.5)μm。所谓白僵虫就是白僵菌的分生孢子落在昆虫体上,在合适温湿条件下,即可发芽直接侵入昆虫体内,以昆虫体内的血细胞及其他组织细胞作为营养,大量增殖,以后菌丝穿出体表,产生白粉状分生孢子,从而使害虫呈白色僵死状,称为白僵虫。2.白僵菌毒素(1)白僵菌素白僵菌的杀虫成分为白僵菌素(Beauveria),是一种环状缩羧肽,是从球孢白僵菌菌丝体内纯化出来的,用丙酮和酒精可以提取,对多种昆虫有毒杀作用。(2)球孢白僵菌素球孢白僵菌素是从白僵菌和蜡介轮枝菌(Verticillium lecanii)中分离出的另一种不同于白僵菌素的缩羧肽,此毒素比白僵菌素毒性高。(3)卵孢霉素球孢白僵菌、卵孢白僵菌、金色毛壳霉(Chaetomium aureum)、染色卵孢霉(Oosporacolorans)和侧面毛壳孢(Chactomium trilaterate)在代谢过程中都产生卵孢毒素,其结构已经被鉴定。卵孢毒素对许多昆虫有毒杀作用;对小麦、燕麦、烟草以及豆科植物也可以产生药害。白僵菌的传播,主要靠分生孢子,借助气流、水和虫体的互相接触而传染到健康的虫体,白僵菌对昆虫侵染主要有两种途径:一种是通过与昆虫接触从昆虫的体壁、气门、节间膜、气孔及伤口等外部途径侵入;另外,一种是在昆虫取食、呼吸时,通过消化道、呼吸道等内部途径侵入。害虫发病初期,昆虫运动呆滞,幼虫经白僵菌处理后取食减少,对碰触反应比较迟钝;食欲减退,静止时或全身倾侧或头胸俯状,呈萎靡乏力的状态。皮肤则明显失去光泽,虫体渐变为淡黄色,略肿胀,出现僵直症状。有些病虫的体皮上还有大小不一的黑褐色病斑,个别的胸腹足上环绕一条黑色带状的病斑。随着病势的发展,患病昆虫身体转侧,有时吐出黄水或排泄软粪,不久即死。刚死的虫体,皮肉都很松弛,身体柔软,过2~3h后开始变硬,常变成粉红色。尸体硬化1~2d后,先在气门、口器及各环节间生出绵状白毛,死后3~4d白毛布满全身,而且白毛上又逐渐长满石灰状白粉,几周后自粉渐变为黄色,上面又生出许多针状结晶。落入土壤中的白僵菌还能在土壤中过冬,在第2年害虫发生期,通过气流的传播再传染害虫,并导致死亡,表现为一次施药,多年有效的效果,故为良好的“以菌治虫”的生物防治制剂。白僵菌制剂为低毒杀虫剂。对人、畜和天敌昆虫安全,不污染环境,但对作蚕和家蚕有害,在蚕区不能使用。1.菌剂含量白僵菌在温度、湿度条件基本相同的情况下,菌剂的含孢量越高,治虫的效果亦显著提高。2.温度白僵菌的孢子一般在5~35℃、相对湿度85%以上可以萌发。若菌体遇到较高的温度自然死亡而失效。其杀虫有效物质是白僵菌的活孢子,最适温度为24~28℃,24h萌发率90%以上,40h分生孢子开始产生。如温度过低(15~10℃)萌发,生长比较缓慢,72~88h才能达到90%以上萌发率,产孢量比适温要低10倍。高温干燥害虫虽死,但往往长不出白色菌丝和分生孢子,病菌不易蔓延;低温干燥时病菌也不易于流行。低温潮湿,只要温度有短时间上升则可形成不同程度的流行,适温高湿的条件下,病菌最易流行。3.相对湿度白僵菌杀虫受一定温度、湿度的影响,但湿度是主要因子。低湿度有利于孢子的萌发和形成,湿度以25%~50%最为适宜,过干、过湿都不利孢子萌发。孢子萌发和菌丝生长都需要高的相对湿度,以100%最为适宜,而95%时孢子发芽率显著降低,湿度90%以下则不利于孢子萌发。而白僵菌孢子一旦侵入害虫体内,即不再受外界湿度影响,适温下可迅速致死松毛虫。低温、低湿度最不利白僵菌侵染致病。4.光照在黑暗条件下,菌丝伸长速度很缓慢,但菌落显著较厚。此种菌落经过一个阶段的光照处理后,可以形成大量孢子,其孢子产量较始终在有光条件还多。在一定光照度范围内,孢子数量随光照强度增加而增加。在可见光中,光波较短的蓝绿色(500nm以下)比光波较长的红黄光(565nm以上)更有效。5.剂型最早生产的球孢白僵菌杀虫剂剂型产品采用的是含有大量载体或培养料的粉剂,该产品不仅运输不方便,而且效果也不稳定。随着科学技术的发展,白僵菌的生产工艺得到了提高,方便了产品的运输与应用,并陆续有可湿性粉剂、乳剂、油剂、混合制剂、无纺布菌条等多种剂型产品被开发研制出来。不同剂型的球孢白僵菌杀虫剂防治害虫的效果也存在着较大差异。例如有研究显示白僵菌的混合粉剂比油剂防治马尾松毛虫的效果要好。不同剂型的球孢白僵菌杀虫剂具有各自的特点,例如可湿性粉剂明显地提高了孢子粉润湿性,使用方便;乳剂和油剂提高了孢悬液分散度与黏附力,具有黏着力强、渗透性好的特点;混合制剂提高了对害虫的防治效果,加快了害虫的死亡速度;白僵菌无纺布菌条可以有效地改善白僵菌孢子的微生态环境,并能在适宜的环境条件下促进孢子的萌发和再生。此外,为了增加球孢白僵菌杀虫剂的活力与杀虫效果,在制剂中还经常添加一些辅助剂、紫外保护剂和增效剂等。(1)原粉剂与粉剂利用真菌杀虫剂固体发酵产品,连同固体培养基一起粉碎,便成为原粉剂。若利用旋风分离等分离方法,将固体培养基表面生长的真菌孢子分离提纯,便得到了含孢量较高的高孢子粉。为了增强分生孢子对周围环境的抵抗力,增加真菌杀虫剂的存活力,人们又将高孢粉进行进一步加工,制成粉剂。(2)微胶囊剂、混合剂和干菌丝为了延长真菌杀虫剂的菌丝或孢子暴露在环境中的存活时间和增加侵染效果,人们尝试着用可溶性淀粉、明胶、氯化钙等为囊壁材料,对白僵菌丝或孢子进行微胶囊化包被。无纺布菌条是日本日东电工公司Fucushima等发明研制出的一种新型的真菌杀虫剂新剂型。(3)可湿性粉剂、乳剂和油剂可湿性粉剂是以白僵菌的孢子粉加入湿润剂和载体混合而成的一种剂型;乳剂是利用乳化剂将白僵菌分生孢子制成水悬液的一种制剂形式;而油剂是以油为稀释剂,将分生孢子制成孢子悬液的一种形式。1.不同剂型白僵菌的效果白僵菌粉剂已大面积推广应用,但白僵菌的菌粉体积大,运输、贮藏不方便,用菌量大,效果不稳定。与水剂相比,油剂在低的相对湿度下更有利于孢子的萌发,同时,在高温下也更能延长孢子的寿命;油剂还有利于孢子在疏水基质上的吸附,如昆虫体壁或植物表面,可以说,它是一种用于防治农林害虫的有效剂型。黄金水(2004)在福建省云霄县研究了白僵菌超低容量油剂林间应用对生物多样性的影响,结果表明,未防治区和白僵菌油剂防治区的物种数分别为473种和392种,而化学防治区的物种数只有266种;化学防治和白僵菌油剂防治均降低了物种的丰富度和多样性,同时,也增强了物种的优势度,但化学防治区与未防区的差异显著,白僵菌油剂防治区与未防区的差异不显著,尤其对天敌和非目标昆虫无显著影响。2.白僵菌与化学杀虫剂配施的效果蔡国贵 (2002) 研究了应用白僵菌与溴氰菊酯混合防治马尾松毛虫,通过应用白僵菌粉与4种浓度溴氰菊酯粉混合后不同时间孢子萌发情况测定,以及用纯菌粉、药粉和菌药不同比例混合粉,对马尾松毛虫室内毒力测定和林间防治试验比较,筛选出菌粉与0.05%溴氰菊酯粉按4∶1比例混合,防治效果最好,并经大面积推广防治示范,平均防治效果达95%以上,分别较纯菌粉和药粉效果提高14.9%和29.5%,具有明显的增效作用,马尾松毛虫死亡高峰期提前5~7d,减少松针损失量,能及时控制住高虫口林分害虫的严重危害,经济效益、社会效益和生态效益显著。3.白僵菌与生物杀虫剂配施的效果采用生物Bt杀虫剂和球孢白僵菌混合溶液对酒曲害虫黑菌虫毒杀,是一种降低污染和生产成本、增强杀虫效果、提高产酒率的混合微生物杀虫剂。李新社(2009)研究了苏云金杆菌(Bt)和球孢白僵菌混配对酒曲害虫黑菌虫的毒杀效果。研究结果表明,在温度40℃、相对湿度73%~75%条件下,苏云金芽孢杆菌杀虫剂与球孢白僵菌杀虫剂以5:4混配时能有效地杀死酒曲害虫黑菌虫,杀虫至第15d可以使黑菌虫的校正死亡率达93.33%。4.白僵菌不同放菌方式的效果白僵菌的释放形式对于防治效果显得十分重要,徐金柱(2001)研究了放菌方式对白僵菌防治光肩星天牛效果的影响,试验研究了悬挂布氏白僵菌无纺布菌条和喷雾两种不同放菌方式对光肩星天牛成虫的死亡率、产卵量和白僵菌活孢率的影响,并研究了在自然条件下无纺布菌条的带菌量变化情况。结果表明,无纺布菌条放菌方式对成虫的杀伤力明显高于喷雾放菌,尤其是在放菌3~7d后;成虫产卵的刻槽数也明显低于喷雾组;在自然条件下,菌条上的孢子的活孢率和喷雾放菌间差异显著。白僵菌对寄主昆虫的致病性受环境因素的影响,一般高湿环境下昆虫的发病率较高。孙鲁娟(2001)研究了不同温、湿度下白僵菌对棉铃虫幼虫的致病力,结果表明,3个浓度处理的棉铃虫在温度为25℃时的致死中时(LT50)最短,死亡速度最快,死亡率最高;高于或低于此温度时,棉铃虫的LT50延长,死亡速度减慢。相对湿度发生变化时,感病棉铃虫死亡速度和死亡率明显不同。相对湿度为95%左右时,棉铃虫死亡速度最快,死亡率最高;相对湿度低于70%时,棉铃虫死亡率显著降低。自从1879年梅契尼柯夫最先从奥地利金龟上分离到金龟子绿僵菌以来,已有100多年的历史。绿僵菌可以划分为3个种,即金龟子绿僵菌、黄绿绿僵菌和白色绿僵菌,其中黄绿绿僵菌下分为5个变种,分别是黄绿绿僵菌新变种1、黄绿绿僵菌新变种2、黄绿绿僵菌新变种3、黄绿绿僵菌小孢变种、黄绿绿僵菌大孢变种;金龟子绿僵菌下分4个变种。分别是金龟子绿僵菌新变种1、金龟子绿僵菌新变种2、金龟子绿僵菌小孢变种、金龟子绿僵菌大孢变种。绿僵菌是一种具有很强致病性的昆虫病原真菌,该菌的寄主范同比较广,能寄生直翅目、鞘翅目、半翅目、同翅目、双翅目、膜翅目、鳞翅目等8个目42个科200多种昆虫,还能寄生螨类及线虫等,可以有效地防治金龟子、蝗虫、马尾松毛虫、小菜蛾、蜚蠊、鞭角华扁叶蜂、白蚁等,和白僵菌一样,绿僵菌对人、畜和作物都无毒害,是当前研究和应用最多的虫生真菌之一,在许多国家常常被制成真菌杀虫剂来防治蝗虫、叶蝉等有害昆虫。和其他大部分病原真菌一样,绿僵菌的分生孢子首先附着于寄主体表,一旦能正常萌发生长,则产生入侵菌丝,最终导致寄主死亡。绿僵菌对寄主的入侵是寄主与病原菌之间的生理生化作用的综合结果,可通过体壁、气门、消化道等多种途径侵染宿主,其中,体壁途径是主要方式。这种侵染方式体现了真菌的特点。在这个过程中绿僵菌形成特殊结构(如附着胞等),同时分泌各种相应的酶(如几丁质酶等),破坏寄主体表,侵入寄主体内,与此同时,需要克服昆虫体表上的某些物质的抑制作用以及寄主体内的一系列免疫活动。其致病过程一般可以分为以下5个阶段。1.孢子附着于昆虫体表主要是通过非特异性的物理结构,即绿僵菌分生孢子表面的“小杆层”可附着于昆虫表皮。2.孢子萌发分生孢子附着在寄主昆虫体壁后,经过一系列生化反应,在适宜的温度、湿度条件下萌发,分生孢子萌发形成的芽管直接穿透表皮或形成附着胞牢固的附着在表皮上,然后从附着胞上长出细长的侵入丝深入表皮,这个过程是在芽管萌发生长时产生的机械压力和其在生长过程中分泌的相关酶的联合作用下共同完成。分泌的酶可降解体壁中的蛋白质和几丁质等物质,从而使孢子萌发的芽管得以穿透体壁。3.菌丝在虫体内大量生长菌丝侵入虫体后,可以在昆虫体腔和组织内大量生长繁殖,破坏了昆虫的各种细胞和组织,对昆虫体内和体表组织的蛋白质代谢产生影响,使淋巴中的过氧化物酶活性降低等一系列破坏作用。4.产生毒素大部分虫生真菌在侵入寄主之前就已经战胜了寄主的保卫反应,这是因为毒素起了重要的作用,绿僵菌可以产生一系列环状六肽素,又称破坏素,多为小分子缩羧肽及蛋白酶类,其中破坏素A和破坏素E的杀虫活性最强。首先是这些毒素可以抑制寄主细胞的免疫反应,如降低昆虫吞噬细胞的数量和活性,改变浆细胞的形态,引起体液免疫中酚氧化酶活性的改变等。5.寄主死亡菌丝在寄主体内开始大量繁殖,侵入寄主的所有器官,最终导致使虫体僵硬;菌丝从寄主体内穿出,产生新的感染单位并发生扩散。关于绿僵菌将寄主致死的原因,传统的观点认为,是菌丝在虫体内迅速增殖,大量消耗吸收了寄主的营养而最终导致寄主死亡。在绿僵菌的作用下,虫体活动减弱,部分试虫还抽搐、翻腾,头部扬起并左右晃动,体色逐渐由绿色变为灰色。随后,虫体呈灰褐色,出现僵直状死亡,保湿培养,虫体长出白色菌丝,后被绿色分生孢子覆盖。1.绿僵菌菌剂的剂型用绿僵菌防治农林害虫已有近百年的历史,但制剂的商品化进展却十分缓慢,在绿僵菌生产工艺方面,单纯的液体发酵生产的孢子或菌体,因活性和耐储性降低而受到限制。目前,工业上主要采用传统的液固双相发酵生产工艺生产真菌孢子粉,固相发酵阶段存在搅拌不均、通透性差、发酵周期长和设备价格偏贵等缺点。(1)粉剂是直接将绿僵菌的分生孢子粉与一定量的填充物或添加物的制成品混合的产品形式,填充料是一些吸收性能较差的惰性物质,最常用的填充物质是滑石粉、陶土、黏土等。一般的粉剂含重量为5%~10%的孢子和90%~95%的填充料,填充料的pH值及其缓冲能力、对化学抑制性物质的吸收能力及其对微环境的优化能力都是影响粉剂中孢子存活率、活性的主要因素。(2)可湿性粉剂这是绿僵菌的孢子粉加入湿润剂和载体混合而成的一种剂型。可湿性粉剂含有50%~80%孢子、15%~45%填充料、1%~10%调配剂和3%~5%湿润剂。(3)油剂这是以油为稀释剂,将分生孢子制成孢悬液的一种形式,在相对湿度很低的环境中有利于孢子萌发,高温环境下又能延长孢子的寿命,还有利于孢子对疏水基质的吸附如昆虫体壁或植物表面。与水剂相比,油剂在低的相对湿度下更有利于孢子的萌发,同时,在高温下也更能延长孢子的寿命。油剂还有利于孢子对疏水基质的吸附,如昆虫体壁或植物表面。(4)干菌丝为液体发酵产物的应用提供了新的空间,丰富了真菌杀虫剂的剂型,在解决干菌丝制备的一些瓶颈问题后,该剂型应该得到较为广泛的推广应用。(5)颗粒剂这是指分生孢子(或菌丝等侵染体)与载体混合搅拌而成的一种颗粒状制剂,将原菌粉吸入过筛的炉渣或沙子中即可得简单的颗粒剂。典型的颗粒剂含5%~20%孢子、80%~95%载体和1%~5%黏合剂。(6)漂浮剂这是针对水田环境而研发的,利用一些辅助材料使得制剂漂浮在水面上,或吸附于水稻等作物的茎秆上,从而在水面形成了绿僵菌菌环,水田害虫沿着稻株潜水或上浮时容易沾染绿僵菌,从而被感染致病或死亡。2.影响绿僵菌杀虫效果因素(1)化学试剂绿僵菌制剂杀虫速率较慢的缺点,有效解决的途径之一是与化学杀虫剂混用。因此,在野外使用绿僵菌时应避免与这些除草剂同时使用或混用。人们为了克服这个缺点,研究者们将低浓度的化学杀虫剂、植物源杀虫剂及其他生物杀虫剂与真菌杀虫剂混合制剂以取得更快、更好的杀虫效果,这样既可显著的提高防效,又能减少化学杀虫药物的使用量,从而达到节约成本和绿色农业的效果。(2)高温绿僵菌分生孢子萌发的最适宜温度为28℃,绿僵菌在25~32℃有较好的杀虫效果,28℃时杀虫效果最好,当温度高于28℃时,绿僵菌的杀虫效果优于白僵菌。(3)病毒意大利蝗痘病毒包涵体在环境中较稳定,能长期保存,能起到长效作用,将此病毒与绿僵菌混合接种蝗虫具有很强的杀虫效果。利用生物杀虫剂杀虫的互补性和共同作用防治蝗虫,具有重要的实际意义。1.绿僵菌与化学农药配施效果宋漳 (2001) 研究了化学杀虫剂对绿僵菌的影响及菌药混用效果,结果表明,6种化学杀虫剂皆对绿僵菌分生孢子有程度不同的抑制作用,浓度愈高,抑制作用愈强,但氧化乐果对绿僵菌孢子萌发抑制作用最小。对马尾松毛虫的生物测定结果表明,绿僵菌 (含孢量为1.9×1010个/L) 与敌杀死 (1∶60000),辛硫磷 (1∶10000),灭杀毙 (1∶25000) 和灭幼脲1 (1∶15000) 混用有明显的增效作用,其LT50值比单用绿僵菌 (含孢量为1.9×1010个/L) 分别提前了7d、6d、5d和3d。秦长生(2008)研究了绿僵菌相容性杀虫剂筛选及混用防治椰心叶甲,根据6种常用杀虫剂的常规使用浓度、亚致死浓度、次亚致死浓度对金龟子绿僵菌菌株菌落生长的影响结果,筛选了与绿僵菌相容的杀虫剂,并选用适当剂量的杀虫剂与绿僵菌混用,防治椰心叶甲,结果表明,供试的6种杀虫剂对绿僵菌生长有不同程度的抑制作用,其中,杀虫单的抑制作用最弱,亚致死剂量药剂5d后对菌落生长的抑制率为15%,10d后下降到5.90%,次亚致死剂量5d和10d对菌落生长的抑制率均低于5%,与绿僵菌有较好的相容性。低剂量杀虫单与绿僵菌混用防治椰心叶甲成虫具有协同作用,亚致死剂量和次亚致死剂量的杀虫单和绿僵菌混用,防治椰心叶甲的致死率分别达93.33%和81.11%,要明显高于单独使用绿僵菌(75.56%)和单独使用亚致死和次亚致死剂量杀虫单(10%~30%),具有较好的应用前景。2.绿僵菌与生物农药配施效果高书晶(2010)研究了杀蝗绿僵菌与植物源农药混用对亚洲小车蝗的杀虫效果,室内测定结果表明,植物源农药印楝素和苦参碱与绿僵菌混合施用时对亚洲小车蝗的防效显著增强,表现明显的协同作用。印楝素和绿僵菌混用与单独施用绿僵菌相比对亚洲小车蝗的LT50缩短了约3.17d,苦参碱和绿僵菌混用与单独施用绿僵菌相比对亚洲小车蝗的LT50缩短了约1.81d;田间小区试验表明,印楝素和苦参碱与绿僵菌混合施用的防效都达到90%以上。差异显著性分析表明混合施用和单独施用绿僵菌的差异显著。因此,植物源农药与绿僵菌可以结合用于防治亚洲小车蝗,其机理是农药通过影响昆虫外骨骼的发育,使真菌杀虫剂更易侵入虫体。3.绿僵菌不同放菌方式的应用效果陆永跃(2003)研究了绿僵菌不同放菌方式对香蕉假茎象甲种群的控制作用,结果显示,田间布施绿僵菌对香蕉假茎象甲种群有一定的控制作用。接种式放菌后3个月寄生率达到高峰,未清理蕉园、清理蕉园和对照蕉园象甲成虫寄生率分别为18.60%、14.29%和4.0%。其后未清理蕉园寄生率为8%~16%,清理蕉园寄生率为5%~9%。淹没式放菌处理不同类型蕉株对香蕉假茎象甲均有较强的控制作用,且处理留头蕉茎的控制作用强于处理成长蕉株。当绿僵菌孢子浓度为8×108ml时,成长蕉株、秋季留头蕉茎和冬后留头蕉茎上假茎象甲被绿僵菌寄生所对应的存活率分别为0.3215、0.1286和0.1062,干扰作用控制指数分别为0.3568、0.1415和0.1222。应用无纺布菌条防治光肩星天牛和松褐天牛广泛使用,每棵树木上均放置无纺布菌条,是一种淹没式的放菌方式,虽能取得一定防治效果,但成本较高,无法在山高坡陡树灌丛密的森林中大面积应用。为提高其使用价值,夏成润(2005)研究了金龟子绿僵菌无纺布菌剂与引诱剂结合使用防治短角幽天牛的试验,结果显示了绿僵菌无纺布菌条与引诱剂结合防治短角幽天牛具较大潜力。昆虫杆状病毒是已知昆虫病毒中的最大类群,也是发现最早、研究最多的昆虫病毒。昆虫病毒的最大特点是能够形成包涵体,一个包涵体中含有一个或多个病毒粒子。根据包涵体是否存在可将其分为包涵体病毒(occluded baculovirus,OV)以及非包涵体型杆状病毒(nonoccluded baculovirus,NOV);其中,将包涵体病毒按形态又可分为核多角体病毒属(nuclear polyhedrosis virus,NPV)和颗粒体病毒属(granulosis virus,GV)。而核多角体病毒属又可根据病毒粒子包膜中的粒子数不同,而划分为多粒包埋型核多角体病毒(multiple nuclear poly.hedrosis virus,MNPV)和单粒包埋型核多角体病毒(single nuclear polyhedrosis virus,SNPV)。1.核型多角体病毒(NPV)NPV是一类在昆虫细胞核内增殖的、具有蛋白质包涵体的杆状病毒,多在寄主的血、脂肪、气管、皮肤等细胞的细胞核内发育,故称核型多角体病毒。它的数量在昆虫病毒中占首位,例如,在我国已报道的290余种昆虫病毒中,NPV就占了212种。核型多角体病毒寄主范围较广,主要寄生鳞翅目昆虫。经口或伤口感染。经口进入虫体的病毒被胃液消化,游离出杆状病毒粒子,通过中肠上皮细胞进入体腔,侵入细胞,在细胞核内增殖,之后再侵入健康细胞,直到昆虫致死。病虫粪便和死虫再传染其他昆虫,使病毒病在害虫种群中流行,从而控制害虫危害。病毒也可通过卵传到昆虫子代。专化性强,一种病毒只能寄生一种昆虫或其邻近种群,只能在活的寄主细胞内增殖。2.质型多角体病毒(CPV)昆虫质型多角体病毒在昆虫细胞质内增殖,具有蛋白质包涵体,侵染昆虫中肠细胞,宿主范围相对较广,约250种,其中,80%为鳞翅目,16%为双翅目,3%为膜翅目,1%为鞘翅目和脉翅目。质型多角体病毒主要通过食入感染,且它只感染昆虫的消化道。全世界已记载过的CPV的宿主已超过200种。我国对昆虫质型多角体病毒的研究从家蚕病害的研究开始,已报道的有30种,其中,研究得最多的是家蚕CPV。此外,还研究过马尾松毛虫CPV、油松毛虫CPV、茶毛虫CPV、棉铃虫CPV、舞毒蛾CPV、小地老虎CPV和黄地老虎CPV等。3.颗粒体病毒(GV)颗粒体病毒主要通过食入来对昆虫进行感染,它可以感染的昆虫组织多为真皮、脂肪组织、肠皮膜细胞。其杀虫机理是,包涵体进入虫体后,在碱性胃液的作用下释放出病毒粒子,病毒粒子在昆虫体内大量增殖,影响昆虫正常的血液循环,从而导致昆虫细胞的死亡。杆状病毒是昆虫及某些无脊椎动物的重要病原体,是研究最为深入的昆虫病毒。昆虫杆状病毒对许多害虫比较敏感。杆状病毒占所有可感染昆虫病毒的60%以上。目前,至少已有600多种昆虫(主要是鳞翅目昆虫)和其他无脊椎动物中发现杆状病毒感染。它们对宿主具有高度的专一性,对脊椎动物和植物则十分安全。杆状病毒应用最成功的例子是巴西黎豆夜蛾NPV,在大豆上应用近100万hm2。棉铃虫NPV在中国每年应用近10万hm2。野生型昆虫杆状病毒杀虫剂具有对人畜、环境安全,且不产生严重抗性的优点,但是,其缺点也很明显。首先是杀虫谱狭窄,相对于化学农药的广谱,其一般只对几种昆虫起作用,如家蚕病毒(BmNPV)不感染柞蚕,而柞蚕病毒也不感染家蚕,有些病毒虽然也交叉感染,但其对其他宿主的感染毒力显著降低。其次是潜伏期长,杀虫速度缓慢。其对害虫的田间致死时间一般需7~14d,而不像化学农药那样快速杀灭害虫。由于杆状病毒的上述特点,特别是它对人畜、天敌和环境比较安全,因此,它是生产绿色食品必不可少的生物农药,其市场前景看好。但是,野生型杆状病毒制剂由于杀虫速度相对较慢,寄主范围窄等缺陷,限制了其商业化生产和推广应用速度。野生型杆状病毒制剂由于杀虫速度相对较慢,施用后4~14d才表现出杀虫活性,且繁殖体系难以扩大,寄主范围窄等缺陷,对高龄害虫需用量大等缺点,限制了其商业化生产和推广应用速度,商品化生产困难。因此,应用价值没有得到充分发挥,生产和推广受到极大的限制。为了提高其毒力,加快杀虫效率,通过基因工程技术对杆状病毒进行重组,以获得新一代高效、安全的病毒杀虫剂。构建重组杆状病毒杀虫剂的方法也在不断创新,主要技术路线有3条:一是鉴定并去除某种非必需基因来增加杀虫效果;二是插入某些外源基因以提高杀虫速度;三是通过修饰、缺失与宿主范围相关的基因来拓宽病毒的杀虫谱。其中,插入外源基因是目前构建重组病毒杀虫剂最主要的方法。目前,人们主要对其进行基因重组改造,已成功实现重组表达的有利尿激素、保幼激素酯酶、羽化激素、蝎子毒素、植物蛋白酶抑制剂、昆虫病毒增强蛋白基因等。这些外源基因大致有3类型:①昆虫激素类物质,能破坏害虫的正常生长,引起体内生理调控紊乱;②细菌毒性和昆虫毒素,作用于害虫,引起害虫麻痹,停止进食,提早死亡;③植物蛋白酶抑制剂,能使害虫消化功能受阻,生长发育不良或导致死亡。野生型病毒比重组病毒具有更强的环境适应能力,在野外环境中,最终占优势的往往是野生病毒。这说明重组病毒对环境的影响和危险较低。与其他杀虫剂相比,杆状病毒杀虫剂的特点主要表现在以下6个方面。(1)杆状病毒对脊椎动物及所有植物均无病原性,且不能进入哺乳动物细胞核中,因此,不会对哺乳动物造成危害。(2)大多数杆状病毒的宿主域只限于昆虫的某一个科或属,宿主域较为狭窄,与相对无选择性的化学农药相比风险较小,对害虫的天敌、有益的昆虫和人体无害。(3)已成为严重公害的化学杀虫剂残毒问题应用杆状病毒杀虫剂在环境中不会遗留有害残毒,对环境无污染。(4)杆状病毒杀虫剂可与其他防治手段和谐共存,在害虫综合治理计划中具有更大的应用范围。(5)杆状病毒可以很好地适应和回避昆虫的防卫机制,没有严重的抗性问题,但重组杆状病毒杀虫剂尚未大面积推广,因此,有关安全性还需要大量的田间应用试验。(6)活体微生物杀虫剂的作用方式通过微生物增殖使昆虫感染疾病,在昆虫体内有一个生病的过程。但是这相对化学农药立竿见影的效果来说,它的作用速度较慢,一般要10~20d才显露出来。但害虫一旦感染后,一般都滞食或停止摄食直至死亡。作为化学农药的替代品,杆状病毒要得到更大的规模推广应用,必须解决以下几个方面的问题:①提高病毒的杀虫活性和作用速度;②提高在恶劣环境(如高温、干旱、高辐射等)条件下的可应用性;③提高生产效率和减少生产成本;④提供药效持久、使用方便的新剂型;⑤深入了解病毒在害虫—作物系统的适应性,充分发挥病毒可持续控制害虫的作用;⑥充分发挥病毒杀虫剂在环境友好方面的优越性,并为使用者和公众所普遍接受。由于病毒是专性细胞内寄生物,只能在活的寄主细胞内增殖,它是通过大量饲养健康幼虫—幼虫喂食病毒后死亡—从虫尸中提取病毒的途径来生产的。某些昆虫集群饲养难度较大,通过这些昆虫来繁殖病毒,操作繁琐,生产成本高。因此,有的地方难以接受,给推广带来一定的影响。因此,杆状病毒杀虫剂的生产只能采用原寄主整体昆虫(体内法)或其离体的细胞培养生产(体外法)。1.体内法是美国Sandoz公司20世纪70年代末研发成功,并用于HZNPV(商品名:ELCAR)杀虫剂的生产。该方法生产成本较低,增殖的病毒遗传稳定性较好。但体内法劳动强度较大,在达到一定规模后,进一步扩大并不能减少单位产品的成本。另据报道,昆虫自身引发的某些微有机体对病毒产品的污染也难以避免。2.体外法是通过大量培养昆虫细胞进行生产。大规模培养昆虫细胞的方法很多,综合起来可分为两种类型:贴壁细胞培养和悬浮细胞培养。体外法具有很大的灵活性,不存在体内法的缺点。但脆弱的昆虫细胞培育需氧量很大,在大发酵器中培育,充分供氧难以实现。若采用连续培养法,病毒在体外经多次传代,会产生“传代效应”即病毒突变而使某些基因片段丢失,导致缺损感染现象。这些突变的病毒与原接种病毒相比,在基因组特性、病毒毒力等方而有较大的差异,尤其降低了病毒的毒力。另外该法设备投资大,培养基及牛血清等价格高昂,所生产的病毒难以在价格上与其他杀虫剂竞争。但目前细胞培养法在一些方面取得了重要进展,包括无血清介质的开发利用、细胞耐受株的研究以及发酵手段上的改进等。因此,采用整体活虫生产病毒杀虫剂仍是当前杆状病毒杀虫剂生产的主要方法。用此法生产重组杆状病毒杀虫剂时,由于其杀虫效果明显提高,使幼虫提前死亡,也就必然导致病毒产量降低。要解决该问题,一是降低昆虫细胞培养成本,开发细胞耐毒耐受株;二是改良现存的活体昆虫生产方式,如确定幼虫的最佳感染时期、感染剂量以及收获病毒的最佳期,实现在大龄幼虫期进行病毒生产;三是寻找替代宿主,利用替代宿主易繁殖、饲养技术成熟的特点进行大规模生产,同时解决一种宿主不能生产多种病毒的问题。苜蓿银蚊夜蛾核型多角体病毒作为新型生物杀虫剂已应用于农作物病虫害防治。范晓军(2007)对构建的重组杆状病毒(AcMNPV-BmKIT-Chi)进行了杀虫活性和生物安全性初步研究。结果显示,重组病毒和野生型病毒的LC50分别为7.5×102PIB/ml,3.3×104PIB/ml,重组病毒比野生型病毒具有更好的杀虫活性;检测了该重组病毒和野生型病毒对小鼠的易感性,所试小鼠未见明显急性毒性反应,高剂量重组病毒灌胃小鼠的脾脏增大,小鼠胸腺、脾、肾组织切片未有异常,重组病毒对小鼠具有较高的生物安全性。胡蓉(2002)测定了AcNPV.Bt.En复配剂对甜菜夜蛾幼虫的毒力,AcNPV的添加对Bt具有增效作用,并且两者在不同配比条件下,显示出不同的杀虫效果。当Bt与1.0×105PIB/mg的AcNPV复配时,LC50=(19.7±2.6)μg/ml,该混剂对Bt单剂的共毒系数为355,明显高于Bt与1.0×103~1.0×104PIB/mg 的AcNPV复配时的共毒系数(CTC分别为236和174)。化学农药的广泛使用带来了一系列的环境问题,也给人类带来了严重的危机感。于是,生物防治成为害虫综合治理的主要手段之一。低毒、低残留、易降解对环境友好的生物农药成为当今农药届研究的热点,如植物的次生化合物质、苏云金芽孢杆菌、白僵菌、绿僵菌、昆虫病毒等已被大量应用于害虫的综合治理中,为害虫的生态控制带来了显著的成效。在害虫的生物防治策略中,昆虫病原线虫(Entomopathogenic nematodes)是近几十年发展起来的一种有潜能的生物防治因子,昆虫病原线虫是一类新型的生物杀虫剂,由于它具有较高的毒力、杀虫范围广、能主动寻找寄主、易于人工培养且成本低廉、使用安全等优点,而成为当前国际生防领域研究热点之一。昆虫病原线虫广泛分布于斯氏线虫科(Steinemematidae)和异小杆线虫科(Heterorhabditidae)。在分类上属于动物界(Animalia)、线虫门(Nematoda)、尾感器纲(Secernentea)、小杆目(Rhabditida)。昆虫病原线虫一生可分为卵、幼虫和成虫3个虫态。幼虫期共4个龄期,其中,只有第3龄幼虫可存活于寄主体外,也是唯一具有侵染能力的虫态,又称为侵染期幼虫(Infective juveniie)。1.斯氏线虫斯氏线虫是害虫防治中研究最多的线虫种类。因其较易饲养和处理,常用于庭院和花园。在田间应用中,小卷蛾斯氏线虫(Steinernema carpocapsae)是防治毛虫幼虫是最有效的。在实验室和田间试验中,它可以防治草地螟、夜蛾和钻蛀虫(木蠹蛾)。夜蛾斯氏线虫(Steinernema feltiae)防治蚊类幼虫非常有效。有时也用于防治蘑菇蝇蚊和温室中的其他土栖害虫。但是,斯氏线虫对防治蛴螬、根蛆、松墨天牛等效果不好。某些商业产品声称对某些害虫防治有效,其仅仅是根据人工条件下的实验结果,通常不能反映田间的应用效果。2.异小杆线虫异小杆线虫的应用不是很普遍,主要是由于其比较难饲养,并且对环境条件更加敏感。然而,在防治蛴螬方面,其田间试验效果要比斯氏线虫效果好。异小杆线虫对防治苗圃害虫也很有效,如取食植物根部天牛和柑橘叶甲。3.索科线虫我国幅员辽阔、地形地貌复杂、气候多样、昆虫种类繁多,拥有较丰富的索线虫资源。昆虫寄生索科线虫广泛寄生于蔬菜等农、林、医害虫体内,它能主动侵染宿主,其寄生率即等于害虫的死亡率,并可在自然界再循环,有后续的防治作用;保护利用索科线虫的自然控制作用,可以不用或减少使用农药,因而具有巨大的生防潜力和广阔的应用前景。开始不表现明显病症,后行动迟钝、腹部异常膨大、食量减少或不取食。虫体异常透明,可从病虫外看到线虫。昆虫病原线虫(Entomopathogenic nematodes)是昆虫的重要天敌类群之一,现已发现3000种以上的昆虫被线虫寄生,被寄生昆虫主要表现为发育不良、生殖力减退、滞育或死亡,在昆虫病原线虫一共生菌复合体对昆虫的致病作用中,起主要作用的是共生菌。昆虫病原线虫共生细菌寄生于昆虫病原线虫肠道内,二者互惠共生。目前报道的昆虫病原线虫细菌革兰氏染色阴性,该菌兼性厌氧、化能异养,属肠杆菌科(Enterobacteriaceae),包含两个属:嗜线虫致病杆菌属(Xenorhabdus)和发光杆菌属(Photorhabdus)。侵染期线虫将共生菌释放到昆虫的血腔后,这些细菌迅速繁殖,即在昆虫血腔内释放共生菌,共生菌大量繁殖并分泌杀虫物质,产生毒素导致昆虫患败血症,并分解昆虫组织,为线虫生长提供营养,同时,产生抗菌物质抑制其他杂菌的生长,为线虫的繁殖发育提供理想的环境。近几十年研究发现,昆虫病原线虫共生菌能够产生多种有应用潜力的生物活性代谢产物:抑菌物质、杀虫蛋白、抗肿瘤物质和胞外酶等,其中产生抗生素是昆虫病原线虫共生菌的普遍特征,也是共生细菌抑制其他微生物在昆虫尸体内定殖的主要原因。大量研究表明,这些抗生素具有较广的抑菌谱,能广泛抑制细菌、真菌和酵母菌等。昆虫病原线虫及其共生菌的杀虫机理是一个非常复杂的问题。目前对其杀虫机理的了解主要包括以下5个方面。(1)线虫及其共生菌对寄主血淋巴有破坏作用有效的昆虫病原线虫必须能躲避或破坏昆虫的各种防御机制(内部的和外部的)。当线虫侵入寄主后,寄主的血淋巴对外界异物的侵入有各种不同的防御反应,主要是寄主吞噬细胞和其他m细胞对共生菌初期产生的抵抗作用,一般在3~12h达其抵抗最大阈值。24h后共生菌能破坏这种抵抗反应并大量繁殖,进而破坏寄主的主要器官。(2)线虫和共生菌均能产生毒素线虫产生的毒素除了直接作用于寄主血淋巴外,还可能在保护共生菌免受寄主的防御机制中起作用,破坏寄主的免疫系统,使共生菌能在寄主血淋巴中快速增殖,最后使寄主死亡。和许多其他革兰氏阴性细菌一样,线虫共生菌在生长过程中能产生内毒素和外毒素。有些昆虫可能被外毒素杀死而其他昆虫可能对内毒素和线虫毒素更敏感。(3)共生菌次级代谢物也有杀虫作用共生菌代谢物抑制多种微生物的有效组分已被分离,这些组分除了能广泛抑制细菌、真菌和酵母菌外,对昆虫还具有毒杀作用。(4)虽然共生细菌是引起寄主昆虫死亡的主要原因,线虫分泌的毒素对昆虫也有致死作用1.紫外光由于昆虫病原线虫对干燥和紫外线辐射较敏感,太阳辐射对昆虫病原线虫有很强的杀伤力,在紫外线直接照射时,只需几分钟线虫就会死亡。所以,对叶部昆虫的防效不是很好,但近年来随着抗干燥剂和抗辐射剂的推广应用,昆虫病原线虫也被广泛应用于叶面害虫的防治。对线虫与多种保护剂,如抗蒸发剂、保水剂、黏合剂、紫外保护剂等的混用增效作用系统研究发现,保护性助剂的应用对于保护线虫、提高大田实际防效有明显作用。2.湿度湿度被认为是最重要的气候因子。线虫不能忍受干燥,即使90%以上的高湿度,露于空气中的线虫也会很快死亡。3.温度温度是影响昆虫病原线虫存活和防效的重要因子。温度影响线虫的成熟和生长、繁殖、迁移率、保存和线虫的呼吸。温度是影响线虫成活的最主要因素,不同线虫品系对温度的耐受差异可能与其最初的自然生长环境有关。经过适当前处理,线虫可以在液氮中长期贮存或者耐受短期高温。4.土壤土壤的质地及理化性质也是影响线虫防效的重要因子,S.glaresi在沙土中比在泥土块中更快感染龟背蔗龟,致死率也更高;S.feltiae(Agriotos)对碱性土壤的忍耐力比酸性强,25℃下,在pH值为5~11的水溶液中,10d后未发现明显死亡,而pH值为3~4的水溶液中则出现明显死亡。5.杀虫剂许多昆虫病原线虫对多种化学农药及抗菌素和黏附剂等具较强的抵抗能力,因此,在农林病、虫、杂草的综合防治中,将它们与线虫混用,可降低防治成本并有效地提高防治效果。研究发现乐果、乙酰甲胺磷、代森铮、辛硫磷、敌杀死等对斯氏线虫比较安全,田间利用线虫与乐果混用防治竹象虫,可明显提高防效和保笋率。主要线虫杀虫剂产品,小卷蛾斯氏线虫、夜蛾斯氏线虫、格氏斯氏线虫、蝼蛄斯氏线虫、嗜菌异小杆线虫、大异小杆线虫等。依据昆虫病原线虫产品的特征可将其分为液剂、颗粒剂、水分散性颗粒剂、粉剂、线虫胶囊、虫尸剂。1.液剂贮存前,先将线虫用抗生素清洗,然后把溶液贮存在真空、充有氮气和二氧化碳的密封容器中。溶液中还可以继续添加其他抗生素,线虫液剂可根据需要溶于一定量的水中直接喷施。2.颗粒剂、水分散性颗粒剂将昆虫病原线虫溶液用一定的喷雾设备以液滴的形式一滴一滴的喷出,液滴落在装有粉状物质的圆盘上,圆盘转动或振动使液滴外包裹一层粉状物质,形成内部含水、大小为1~10mm的小颗粒即水分散性颗粒。使用时,水分散性颗粒可以在短时间内甚至几分钟内恢复昆虫病原线虫活力,便于溶水后施用。3.粉剂用直径小于50μm非纤维状纤维素与昆虫病原线虫溶液混合制成,纤维素吸水诱导线虫进入脱水休眠状态。使用前需水化恢复线虫活力,然后溶于水中直接喷施,它一般不会堵塞喷雾设备。4.线虫胶囊用水凝胶、复合剂、昆虫病原线虫混合均匀形成直径为0.4~5mm线虫胶囊,可以直接以固体状施用,或用藻酸钠溶液溶解线虫胶囊再以液状喷施。5.虫尸剂它是在线虫感染的虫尸体表包裹两层包装材料后适当脱水干燥制成,在田间试用取得了很好的防治效果。商业性生产的线虫制剂的贮存要求成本低并使线虫经常处于质量好、合适应用的条件下。要达到这个目的,必需抑制线虫的活动,以防止其体内含的脂类和糖原储备下降。过去常用的方法是把线虫清洁后保存在低温通气的水中或混以海绵、活性炭等低温贮存,不同线虫种对贮存要求的温度不同,其中斯氏属线虫通常保存在5~10℃的低温下,异小杆属线虫则在10~15℃中。近年来逐步发展了较为稳定的、质量较好的线虫制剂,即用活性炭、聚丙烯酰胺、藻酸盐凝胶或通过黏土等物质使线虫部分干燥。活动处于抑制状态以降低其代谢,从而使线虫获得保存。1.昆虫病原线虫与黏合剂混用由于昆虫病原线虫对湿度、温度和紫外光等环境条件要求较高,难于适应现有的生态环境,因而成为其大面积推广应用的障碍。徐洁莲(2000)研究了昆虫病原线虫与黏合剂混用的增效试验,应用一定浓度的水溶性黏合剂POA与病原线虫混合,试验连续2年采用喷雾法,使用喷枪,把不同处理的线虫液喷于龟背天牛幼虫、桑天牛幼虫最末2个排粪孔,清除地面的粪粒,7天后检查幼虫是否有排粪,确定幼虫是否死亡。结果表明,该方法可提高线虫的存活率、毒力及对寄主的致死速度。LRT50为0.74,共毒系数大于100,混剂增效显著。田间防治龟背天牛、桑天牛的效果比单用病原线虫提高10%~25%。POA是一种有利用价值的增效剂。昆虫病原线虫制剂商品化过程中,延长有效货架时间,以便于长距离运输和选择田间应用的最佳时间,是线虫产业化生产的关键技术之一。2.昆虫病原线虫与农药混施昆虫病原线虫的单独使用时剂量大,成本较高,为了提高昆虫病原线虫小卷蛾斯氏线虫(S.carpocapsae)品系对褐纹甘蔗象的防治效果,降低使用成本,王果红(2007)利用昆虫病原线虫与化学农药混用防治褐纹甘蔗象,将4000条/ml感染期线虫与48%毒死蜱EC(1000mg/L)、70%吡虫啉(500mg/L)混合施用于国王椰子,7d后对幼虫的防效为96%,明显优于单剂毒死蜱(68.96%)、单剂吡虫啉和小卷蛾斯氏线虫(68.42%~76.52%)的防效;混剂处理7d对成虫的防效为88.89%,亦明显优于单剂毒死蜱(72%)、单剂吡虫啉(2.5%)和小卷蛾斯氏线虫(27.78%~52.63%)。东北大黑鳃金龟是黑龙江省地下害虫的优势种,为了探索防治该害虫的有效方法,张丽坤(1999)研究了斯氏线虫与常用杀虫剂混用时对东北大黑鳃金龟的毒杀效果,将40%氧化乐果稀释500倍、1000倍、2000倍和4000倍4个浓度,其他3种杀虫剂按有效成分的含量与氧化乐果稀释相同浓度,用清水作对照。分别取稀液5ml装入培养皿中(药液高不超过1cm),每皿加入相同数量斯氏线虫,12h、24h、48h、72h后分别从各培养皿中取样,显微境下观察,测定线虫的死亡率。结果得出,该线虫对氧化乐果、灭杀毙、辛硫磷均有较强的抗性,而甲基异柳磷对该线虫有较大的毒性。室内试验表明,该线虫分别与氧化乐果及灭杀毙混用对蛴螬的毒杀均有明显的增效作用,它与氧化乐果混用的共毒系数略高于与灭杀毙混用。微生物除草剂是指能在人们控制的条件下有效地被用来防除特定杂草的活体微生物产品或微生物代谢产物,即利用活体微生物和利用微生物产生的代谢产物进行杂草防除。狭义的微生物除草剂是指“直接利用微生物本身进行杂草防治”;广义而言,微生物除草剂是指利用能快速繁殖的杂草病原菌活体或由微生物产生的具有杀(抑)草毒性的代谢产物来开发的杂草生防制剂。由杂草病原菌的繁殖体和适宜的助剂组成的微生物制剂叫做活体微生物除草剂。利用微生物所产生的对植物具有毒性的代谢产物进行杂草防治的除草剂叫做微生物源除草剂,也叫做农用抗生素除草剂。活体微生物除草剂是将杂草的致病菌进行大量培养,制成标准化的制剂,像化学除草剂一样,当杂草处于敏感生长阶段时,于苗前或者苗后施用,使杂草病害流行,从而实现控制杂草的目的。该方法在短时间内可有效地控制草害,适用于防治农田、草坪及公园中的杂草。按照发展生物除草剂的标准,有望作为候选或已发展成生物除草剂的有36种,已经使用或商品化或极具潜力的有19种。活体微生物除草剂的作用方式是孢子、菌丝等直接穿透寄主表皮,进入寄主组织、产生毒素,使杂草发病并逐步蔓延,影响杂草植株正常的生理状况,导致杂草死亡,从而控制杂草的种群数量。已报道的有除草潜能的微生物类型主要是:真菌、细菌、病毒等。1.具有杂草生物防治的真菌主要包括了9个属:①刺盘孢菌属;②疫霉属;③镰刀菌属;④交链孢霉属;⑤柄锈菌属;⑥尾孢霉属;⑦叶黑粉菌属;⑧壳单孢菌属;⑨核盘菌属。2.从杂草根系土壤的微生物菌群中筛选出的具有除草活性的细菌可以作为开发微生物除草剂的重要资源,正日益受到广泛的重视。具有除草潜能的根际细菌主要集中于8个属:①假单孢菌属;②肠杆菌属;③黄杆菌属;④柠檬酸细菌属;⑤无色杆菌属;⑥产碱杆菌属;⑦欧文氏菌属;⑧黄单胞细菌。Camperico是日本新研究的茎叶处理细菌除草剂,其有效成分是细菌Xanthomonsas campestris pv.poannua,用于防治高尔夫球场的早熟禾,防效可达90%以上,且专化性强,具有种间选择性。目前,活体微生物除草剂是国外研究和开发的热点,这是由于它有许多化学除草剂所不具备的优点:①微生物资源丰富,繁殖速度快,生产周期较短;②对人、畜、天敌等非靶标生物安全,而且不会污染环境;③由寄主杂草分离得到的植物病原菌对寄主植物一般具有种间特异性,选择性较高。微生物源除草剂是利用微生物所产生的次生代谢产物——即植物毒素,进行杂草防治的一种新型的微生物除草剂。微生物能产生很多的代谢产物,它们有结构和生物活性多样性及易被生物降解的特点。在这些代谢产物中有使植物感病,产生病斑或枯萎的活性物质成分,而这种活性物质成分侵入寄主植物,使其感病,破坏其细胞结构,以达到杂草防治的目的。微生物源除草剂的作用机理完全不同于活体微生物除草剂,前者主要作用于植物体内敏感的分子靶标,但这些靶标与化学合成除草剂之间很少存在共同的分子靶标部位。微生物所产生的这些次生代谢产物,无论在大小或在化学结构方面都存在较大的差异,它们有的是多肽类物质,有的是萜类化合物,有的是大环脂类化合物,还有的是酚醛树脂类化合物等。这些植物毒素在宿主特异性方面也存在很大差异,有些只对单一植物种或仅对一个品种具有毒性,而这些毒素则对宿主外的一些植物也具有毒性。后者往往即便是非特异性的也具有一定的选择性,像由链霉菌属的放线菌所得的茄香霉素,它对稗草和马唐等具有除草活性是非特异性的,但对栽培作物诸如水稻等则无毒害,又具有选择。以下按植物毒素的来源分别加以介绍:1.来源于真菌的植物毒素来源于真菌的其他植物毒素,如AAL-toxin、cornexistin和tentoxin等都具有除草活性。AAL-toxin及其一些结构类似物能抑制神经酰胺合成酶的活性,引起鞘氨醇的迅速积累,细胞膜的破裂。2.来源于细胞的植物毒素产植物素养素的细胞大多是革兰氏阴性菌,常见的有假单孢菌属、欧文氏菌属、黄单孢菌属和少量革兰氏阳性菌,如疮痂病链霉菌和缠绕棒杆菌和一些非荧光假单孢菌。病原细菌Pseudomonas syringae pv.phaseolicola能使Kudzu的叶片出现萎黄病的病症,产生局部坏死。经研究发现这种缺绿症是该菌所产生的植物毒素phaseolotoxin所致。这种毒素一旦进入植物内部将向枝端感染,导致植株的矮化、失绿、严重的导致植物叶片坏死。微生物源除草剂与许多人工合成的传统除草剂相比,有以下的特点:①化学结构新颖,一般农药化学难以合成,是一种的潜在的新型植物毒性化合物;②与活性微生物除草剂相比,更易储存、利于剂型加工和使用方便;③天然植物毒素一般为多靶标作用位点和方式,不容易引起杂草产生抗性;④选择性较强,有相当一部分植物毒素为寄主专化性毒素,易于在环境中降解,而且大多数对哺乳动物低毒,对非靶标生物较安全;⑤开发和登记等费用都要低于化学除草剂。微生物除草剂产品通常应具有贮藏期长、使用简便、成本低和高效的特点。目前,生物除草剂研究多是利用真菌进行生产除草剂,真菌的孢子是目前认为最适宜作为生物除草剂的部分。而在几种常见的孢子当中,无性繁殖的孢子或分生孢子在实验条件下最容易生产,并且是在自然条件下传播病害的最普遍方式。因此,孢子是作为真菌除草剂侵染接种体的最佳材料。许多真菌生物除草剂在使用前可以以干孢子粉的形式在常温下贮存1~2年。孢子是在液体或固体基质上发酵培育的,经过机械收获孢子和烘干处理,可加工成孢子粉制剂备用。在近期研究中剂型成为首要问题,从剂型入手可以减少生物除草剂对露水的依赖。1.固体剂型固态剂型的真菌除草剂通常是由在液体发酵中不能产生孢子的真菌通过固体基质发酵的方法生产获得。许多种谷物被用做真菌生长载体和生物除草剂的生产使用材料,包括稻、大麦、粟、小麦等。真菌在其中经过一段时间的培养之后,将培养物质干燥磨碎成颗粒状后使用。真菌除草剂制成固体颗粒剂型使用有以下特点:真菌制成胶囊剂,缓慢释放,在极端环境中具有缓冲能力;固体颗粒中的营养成分能充当真菌的营养补充,使真菌产生较长的持效性。2.液体剂型液体剂型的真菌除草剂往往用于苗后的杂草控制,最简单的液体剂型是孢子水悬液,通常加入0.1%吐温20(Tween 20)做湿润剂,这种制剂通常作为标准对照和用于与新的复杂剂型比较。在病原真菌感染杂草的理想条件下,这种简单的水悬液也可取得良好效果。液体剂型主要包括以下3种。(1)改良型乳剂改良型乳剂是由含有小液滴的连续油相组成,这种剂型的生产潜力是能够降低生物除草剂的蒸发作用。这种剂型克服了对露水的依赖同时能降低所需病原菌孢子的浓度,但它仍存在缺陷。由于它所需油的含量较高(>30%),使得成本增加,并增大了制剂的黏稠度,需要特殊的喷洒装置例如空中辅助喷头。此外,高剂量的油可能对植物产生毒害从而影响非靶标植物的生长。(2)油包水的水乳剂(WOW)将含水的细小油滴分散在连续水相而制成的。这种乳液含有至少一种亲脂性表面活性剂和一种亲水性表面活性剂。病原菌孢子可以存在于最内层的水相或最外层的水相,或在两水相都能存在。WOW乳液实质上已被人们认识一段时间,尽管已应用于医药、化妆品、食品工业,但未曾用于农业和园艺方面,有待进一步开发利用。(3)其他液体剂型人们试图用长链脂肪醇作外层包裹剂来减少水分蒸发,但问题在于外层包裹物对污染物敏感、易分解。病原菌孢子萌发刺激物如铁螯合剂、营养物质等都能缩短病原菌对低湿度的敏感期。植物毒素和一系列酶及酶抑制剂可作为助剂使用,后者通常对任何病原菌及除草化合物都具有特效。水剂是真菌除草剂最常用的剂型。这是因为水价廉易得,使用及后处理方便,对环境无副作用,并且植物病原菌保持活力都需要自由水的存在。最简单的真菌除草剂应用方式就是对水喷施,但是,许多杂草表皮层覆盖有一层蜡质,阻止了液态真菌除草剂在其表面的吸附和均匀分布。制剂中有限数量的真菌孢子在杂草表面能够尽可能均匀分布显得尤为重要。表面活性剂具有润湿杂草植株,促进真菌孢子在植株表面均匀展布的作用。1.Devine制剂1981年在美国获得登记注册,是第一个被注册的真菌除草剂。该菌最早分离自柑橘林中垂死的Morrenia odorata Lind.植株,最高防效可达95%,施药后的有效除草期可达2年以上。然而所有藤本植物对该制剂都具有敏感性,因此,对它的使用受到限制。2.Collego制剂由美国开发的已商品化的最成功的茎叶处理真菌除草剂。“Collegeo”是一种含干燥孢子的可湿性粉剂,施后防效可达90%以上。它是将长孢状刺盘孢(Colletotrichum gloeo-sporiocidef.sp.aeschynomene)的孢子加工成可湿性粉剂,该制剂可用于防除水稻及大豆田中的弗吉尼亚田皂角等杂草。Collego制剂对杂草专一,用喷雾器对叶面作常规喷雾即可。它的应用、储藏和施用方式与一般苗后茎叶处理除草剂类似。3.Biomal制剂这是加拿大第一个注册的微生物除草剂,为一种包含橙刺盘孢菌锦葵专化型真菌孢子的制品,用于控制圆叶锦葵、苘麻等杂草。该真菌在茎和叶柄上引起凹陷溃烂,剂量为每毫升2×106孢子的悬浮液将产生最好的的杂草控制效果,但该真菌侵染杂草要求10h以上结露期的30℃以下的温度条件使用。4.Casst制剂从Alternaria spp.分离出的真菌除草剂,主要用来防除决明(Cassiatoral.)。5.Bialaphos制剂这是从1株链霉菌(Streptomyces hygroscopicus)培养物中分离并开发的1种广谱性内吸型除草剂。化学结构为2-氨基-4-甲基磷酰-乙酰-丙氨酰-丙氨酸。它对杂草的作用比百草枯缓慢,但比草甘膦迅速。6.Biochon(Koppert)制剂从温带森林中分离出的一种重要树木腐烂真菌,用于防止伐树树椿再生,病原菌在树内发展并扩散至维管系统而阻断导管使植株死亡,处理后2年内伐根95%死亡,以真菌菌丝体水悬液出售。7.鲁保1号(Colletorcichum gloeosporioides)制剂这是20世纪60年代初期我国山东省农业科学院植保所开发的生物除草剂,是在大豆菟丝子上分离得到的一种寄生性病原菌—胶孢炭疽菌菟丝子专化型,适用于防治蔬菜、大豆、亚麻、瓜类等作物田中所发生的菟丝子,用菌粉11~15kg/hm2,加水稀释,在菟丝子发生初期喷雾2次。8.Camperico(Pseudomonas gladiolipv.gladioli)制剂主要防除高尔夫球场等处的早熟禾,防效可达90%以上,且专化性强,具有种间选择性。影响生物除草剂开发应用的因素如上所述,微生物除草剂相对于化学合成除草剂而言,有许多优势,因此,成为研究的热点。但其研究开发及应用的弱点也阻碍了其商品化。1.寄主单一微生物除草剂比化学合成除草剂对目标杂草有较强的选择性。而在一个复杂的农业生态系统中往往是多种杂草并存的,只能防除一种或几种杂草的微生物除草剂很难达到理想的除草效果,这些除草剂只能在特定场合发挥它们的特有作用。为了克服这一弊端,可将两种或两种以上的微生物混合作为一种微生物除草剂。2.发酵与制剂加工困难目前,工业上主要依靠发酵工艺来大规模地生产菌体。但是,有些真菌不易繁殖,产孢量较低,孢子活力也差,多代繁殖后致病力下降,或加工成制剂后稳定性变差等,都会影响其大批量生产和商品化。由于微生物除草剂是活的生物体,是不溶于水的颗粒物质。这种颗粒性和疏水性直接影响到了制剂的润湿性、分散性和悬浮性等物理性能,使该剂型的加工比化学除草剂更加困难。例如,我国20世纪60年代生产的防除大豆田菟丝子的微生物除草剂“鲁保一号”,经过长时间的人工培养和保存。菌种的生活力明显减弱,产孢量下降,菌剂对大豆菟丝子的致病力降低,甚至丧失应用价值。菌种的严重退化,使“鲁保一号”的生产、应用很快陷入困境,几乎濒于消亡的边缘。而抗生素除草剂的开发也涉及菌体的生产,同时,还存在分离提取和鉴定毒杀植物性质的次生代谢产物,流程比较复杂,目标分离物含量甚微等因素使其研究开发的成本较高,从而影响着商品化进程。3.防效受环境因素影响微生物除草剂中发挥作用的是活的微生物体,因此,其施用和防效比化学除草剂更依赖环境条件。露水持续时间与湿度直接影响真菌孢子及繁殖体的萌发、入侵、孢子产生及再侵染,从而影响微生物除草剂的防效。Collego的成功应用主要归因于稻田和大豆地的高湿度环境,由于大多数真菌能在较宽的温度范围内萌发和侵染,所以,温度比湿度对防效的影响较小。但是真菌入侵后,一般温度较高时,其发病快、防效高。许多菌株往往因为对环境条件(温度、湿度及着露期)要求过于苛刻而难于商品化。4.微生物除草剂与化学除草剂、化学农药的相互影响杂草、虫害和病害常可能在同一生态系统中发生。因此,同时或先后施用除草剂及化学农药是经常遇到的情况。微生物除草剂与其他农药同时或先后使用,会抵消一方或双方的作用,使其推广大受限制。若它们之间相互作用对一方或双方有利,则有助于微生物除草剂的大面积推广。韦韬(2011)研究了稗草生防菌新月弯孢菌Culvularia lunata菌株J15(2)的安全性和致病力。结果显示,菌株J15(2)只能在稗草上侵染并扩展;接种孢子后保湿24h,对2叶期稗草抑制率可达55.6%,对1.5叶期稗草抑制率可达100%;保湿48h,对2叶期稗草防效提高至91.6%;接种孢子量需达1012孢子/hm2才能较好地抑制稗草生长;土壤带菌亦可抑制稗草生长。该菌与化学除草剂精唑禾草灵或二氯喹啉酸混用能显著提高除稗效果,菌株J15(2)3.3×1012孢子/hm2分别与精126117唑禾草灵有效剂量3.83g/hm2、二氯喹啉酸有效剂量250.00g/hm2混用,对稗草防效分别为99.5%和88.6%,远高于这两个除草剂单用时的药效。该试验结果表明,菌株J15(2)具有作为微生物除草剂的开发潜力。韦韬(2011)研究了稗草生防菌新月弯孢菌Culvularia lunata菌株J15(2)的安全性和致病力。结果显示,菌株J15(2)只能在稗草上侵染并扩展;接种孢子后保湿24h,对2叶期稗草抑制率可达55.6%,对1.5叶期稗草抑制率可达100%;保湿48h,对2叶期稗草防效提高至91.6%;接种孢子量需达1012孢子/hm2才能较好地抑制稗草生长;土壤带菌亦可抑制稗草生长。该菌与化学除草剂精唑禾草灵或二氯喹啉酸混用能显著提高除稗效果,菌株J15(2)3.3×1012孢子/hm2分别与精126117唑禾草灵有效剂量3.83g/hm2、二氯喹啉酸有效剂量250.00g/hm2混用,对稗草防效分别为99.5%和88.6%,远高于这两个除草剂单用时的药效。该试验结果表明,菌株J15(2)具有作为微生物除草剂的开发潜力。姜述君(2010)研究了生防菌Alternaria amaranthi-3对反枝苋的防治效果,结果显示,接种浓度显著影响菌株的致病力,在48h露期条件下,接种孢子浓度为105个/ml时,菌株水剂对反枝苋幼苗生长抑制率为35.55%;浓度为107个/ml时,生长抑制率达到75.25%。露期对该菌株的致病力也有较大影响,在不保湿条件下,菌株水剂对反枝苋的生长抑制率为26.43%,而保湿48h处理的生长抑制率达到77.96%。Span 80︰Tween 80=1︰3的复配乳化剂和大豆油制备的水乳剂可显著降低露期对菌株防效的影响和提高菌株的致病力,无露期时,菌株水乳剂对反枝苋的生长抑制率达到88.35%,显著高于水剂;48h露期条件下,菌株水乳剂处理的生长抑制率为90.59%,而菌株水剂处理为77.96%。表明通过剂型的改进菌株Alternaria amaranthi-3能有效防除反枝苋。李海涛(2005)自猝倒病株发病部位分离得到一株寄生疫霉菌菌株,回接健康麦瓶草幼苗,呈现同样病症。土壤接种盆栽试验结果表明,在供试的作物和杂草范围内,该菌的寄主范围相对专一,感病植物主要集中在十字花科、苋科和石竹科;无菌培养滤液强烈抑制麦瓶草幼苗胚根生长,抑制率为86.1%;该生防菌及其代谢产物具有开发微生物除草剂的潜力。对该菌的生物学特性研究表明:菌丝菌落生长的最佳条件为番茄培养基(液),20~28℃,光照,震荡增大通气量有利于菌丝体生长。偏碱性有利于生防菌菌落的生长,但液体培养环境下对培养基的初始酸碱度要求不严格。 -
报告(二十九)高粱蚜(Sorghum Aphid)
出版时间:2013高粱蚜(Melanaphis sacchariZehntner),异名Longiunguis sacchari Zehntner,别名甘蔗蚜、甘蔗黄蚜,属同翅目(Homoptera),蚜科(Aphididae)。高粱蚜分布广泛,遍及我国各高粱栽培区。高粱蚜在高粱整个生育期均可为害,以成蚜、若蚜集聚在高粱叶背刺吸植株汁液。初发期多在下部叶片为害,逐渐向上部叶片扩散。叶背布满虫体,并分泌大量蜜露,滴落在叶面和茎秆上,油亮发光,故称“起油株”。蜜露覆盖影响植株光合作用,且易引起霉菌寄生,致被害植株长势衰弱,发育不良。蚜虫为害后,叶片变红、枯黄,小花败育,穗小粒少,产量与品质下降。此外,蚜虫还可传播高粱矮花叶病毒,对产量影响更大。图3-81 高粱蚜虫田间为害状在田间,高粱蚜主要在寄主叶片背面,由下向上扩展为害,而玉米蚜主要在心叶或穗部刺吸为害。高粱蚜除为害高粱外,还可为害玉米、谷子、小麦及其他禾本科植物。高粱蚜的体色有两种:一种为淡黄色或黄豆色,另一种为紫红色。无翅孤雌蚜体长1.5~2.0mm,腹部中央有成列的褐色横纹。触角6节,为体长的1/2,除第5节端部和第6节为黑色外,其余为淡褐色。腹部第1~5节背侧各有1条暗色斑纹。腹管短,黑色。尾片黑色,圆锥形,与腹管等长,基部稍缢缩。有翅孤雌蚜体长1.5mm,有翅。头、胸部、触角、足、腹管、尾片、尾板均黑色,其余均黄色。触角6节,为体长的2/3,第3节有8~13个感觉圈。腹部第1~7节背面各有1条深色横带。卵椭圆形,黑色,长约0.5mm。图3-82 高粱蚜虫(紫色型)为害状(叶片霉污)(右)图3-83 高粱蚜虫(黄色型)为害状高粱蚜发生世代短,繁殖快,每年可繁殖16~20代。北方以卵在荻草上越冬,南方以成虫及若虫在被害株的茎秆及叶鞘内越冬,广西南部全年都可繁殖为害。高粱蚜越冬卵孵化后,在荻草上繁殖1~2代后,迁入高粱田繁殖为害,9月份回迁到荻草上产卵越冬。高粱蚜发生数量受多种环境因素影响,以气象和天敌因素最为密切,春夏干旱极易导致蚜虫大发生。高粱蚜具有两性世代和孤雌胎生世代。图3-84 高粱蚜虫(紫色型)(若虫、成虫)图3-85 高粱蚜虫(黄色型)(若虫、成虫)高粱蚜在平均气温7℃以上即可繁殖为害,旬均气温23℃、相对湿度85%左右最适于生存。暴雨会使得高粱蚜被冲刷,有一定的抑制作用。高粱蚜天敌种类多,有蜘蛛、瓢虫、食蚜蝇、草蛉、蚜茧蜂、步行甲及蚜霉菌等。天敌密度高时对其种群数量增长有抑制作用。不同高粱品种的抗蚜性存在显著差异,我国各地均有一些抗蚜或耐蚜品种。1.种植抗虫品种 高粱杂交种如辽杂6号、辽杂7号、辽杂10号、锦杂93号等对高粱蚜虫具有抗性,应因地制宜选用抗虫品种。高粱品系TAM428、L407A、L407B等对高粱蚜虫具有高度抗性,可作为抗蚜育种材料。2.农业措施防治 可采用高粱、大豆间作,改善田间小气候,增加湿度,控制高粱蚜繁殖为害。3.化学防治 在蚜虫早期点片发生期及为害盛期前进行药剂防治。①施撒毒砂:用40%乐果乳油50ml,对等量水拌匀后,再加入10~15kg细沙,制成毒砂扬撒在高粱株上。②乐果涂茎:将40%乐果乳油稀释成100倍液进行涂茎(1~2)节,逐株涂抹,不可漏涂。③喷雾:10%吡虫啉乳油,或50%抗蚜威乳油,或2.5%溴氰菊酯乳油或20%杀灭菊酯乳油,或40%乐果乳油喷雾。禁用对高粱敏感的敌敌畏、敌百虫等有机磷农药,以免造成药害。 -
报告(二十六)高粱条螟(Sorghum Striped Borer)
出版时间:2013高粱条螟(Proceras venosatumWalker,异名Diatraea venosata Walker),属鳞翅目(Lepidoptera),螟蛾科(Pyralidea)。世界上,越南、印度尼西亚、菲律宾、印度等亚洲国家有发生。在我国,分布于东北、华北、华东、华南等地区。高粱条螟主要以幼虫蛀食作物茎秆为害。初孵化幼虫潜入心叶丛取食,仅存表皮、呈薄纸状,龄期增大则咬成不规则小孔或蛀入茎内取食为害,有的咬伤生长点,使高粱形成枯心状,受害茎秆易折。高粱进入孕穗期,幼虫取食穗节。受害植株营养及水分输导受阻,长势衰弱,茎秆易折,穗发育不良,籽粒干瘪,青枯早衰,遇风倒伏则损失更大。此外,高粱条螟为害常常引发高粱穗、粒腐病,加重产量损失和品质下降。高粱条螟主要为害高粱、玉米、甘蔗和谷子等禾本科作物。成虫黄灰色,雌蛾体长10~14mm,翅展25~34mm,雄蛾稍小。成虫头、胸背面灰黄色,腹部黄白色。前翅灰黄色,顶角尖锐,其下部略向内凹,外缘略成一直线,翅面上有20多条黑褐色纵线,中室外端有一小黑点,外缘脉间有7个小黑点。后翅色较淡,雄蛾淡黄色,雌蛾银白色。卵扁平,椭圆形,初产乳白色,后变深黄色,表面有细微的龟甲状纹。卵常以数粒至数十粒排成人字形双行重叠的卵块。老熟幼虫淡黄色,体长20~30mm。幼虫分夏、冬两型,夏型腹部各节背面有4个黑色斑点,上生刚毛,排成正方形,前两个卵圆形,后两个近长方形;冬型幼虫各节毛片白色。各型幼虫越冬前蜕皮1次,蜕皮后体背出现4条褐色纵纹,黑色斑点消失。蛹红褐或暗褐色,有光泽,长14~15mm,腹部末端较钝圆,背面有2对尖锐的小凸起,蛹外有薄茧。图3-72 高粱条螟为害状(啃食叶片、钻蛀茎秆)图3-73 高粱条螟为害状(啃食籽粒导致霉烂、穗早衰)图3-74 高粱条螟幼虫(左:冬型;右:夏型)图3-75 高粱条螟(左:成虫;右:蛹)(王振营摄)高粱条螟在我国东北南部、华北大部和黄淮流域1年发生2代,江西发生4代,广东及台湾发生4~5代。以老熟幼虫在高粱秆及玉米秆中越冬。北方越冬幼虫于5月中下旬化蛹,南方于3月上中旬即可出现成虫,成虫喜夜晚活动。卵多产在叶背的基部及中部,也有产在叶面和茎秆上,每头雌虫可产卵200~300粒,卵期5~7天。二代区幼虫于6月中下旬为害春玉米及高粱。初孵幼虫极为活泼,孵化后迅速爬至叶腋,再向上钻入心叶内,少数吐丝下垂落在下部叶上啃食叶肉,留下透明表皮,稍大后蛀成不规则小孔。在心叶内为害约10天发育至3龄,其后蛀入茎内或在叶腋间继续为害。钻蛀部位多在茎节中间,与玉米螟多在茎节附近蛀入不同。幼虫食害茎节的肉质部,做环形为害,遇风折断如刀割状。幼虫一般分6、7龄,有的可达9龄,幼虫期20~30天。第一代成虫7月下旬至8月上旬盛发,产卵盛期在8月中旬,幼虫8月中下旬为害夏玉米、高粱,直到收获,以老熟幼虫越冬。在南方,1~4代幼虫从4~11月均可为害甘蔗,冬季以第4代幼虫在甘蔗干枯叶鞘茎内及落地残碎叶片中越冬。高粱条螟越冬基数较大,自然死亡率低,春季雨水较多的年份第一代发生重,一般田间湿度较高对其发生有利。参照玉米螟防治方法进行,但要注意心叶期施药应在条螟蛀茎之前进行,即幼虫在心叶内为害时最好。