利用微生物防治害蟲(chóng)至少已有百年的歷史,近年來(lái)“以菌治蟲(chóng)”的研究更受世人重視。已知的殺蟲(chóng)微生物近 1 600 種,包括細菌、真菌、病毒、立克次氏體和原生動(dòng)物,其中主要的是細菌、真菌和病毒。但至今,真正實(shí)用的殺蟲(chóng)微生物種類(lèi)并不多,還有一些正在發(fā)掘和研究中。
(一)、微生物殺蟲(chóng)劑的特點(diǎn)與分類(lèi)
微生物殺蟲(chóng)劑選擇性強,可以避免對人、畜和害蟲(chóng)天敵的毒害,害蟲(chóng)對微生物殺蟲(chóng)劑的抗藥性也不易發(fā)生,可以解決和緩和由于大量施用化學(xué)農藥而造成的多種不良后果。但利用微生物殺蟲(chóng)劑也有它不利的一面,由于它選擇性較強,這對同時(shí)發(fā)生幾種害蟲(chóng)的防治具有局限性。微生物殺蟲(chóng)劑的殺蟲(chóng)效果往往受環(huán)境條件的明顯制約,如真菌制劑在干旱條件下則很難發(fā)揮作用。另外,微生物殺蟲(chóng)劑作用的發(fā)揮需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程,即有個(gè)害蟲(chóng)受侵染發(fā)病的過(guò)程,所以效果遲緩,必須選擇適宜的防治時(shí)間才能獲得有效防治效果。
按殺蟲(chóng)微生物的主要特點(diǎn),可分為兩類(lèi),一類(lèi)是能殺死害蟲(chóng)的生物毒素,如蘇云金桿菌等,它們被敏感害蟲(chóng)吞食,或由其他途徑侵入蟲(chóng)體后,敏感害蟲(chóng)中毒死亡。另一類(lèi)是敏感害蟲(chóng)的傳染性病原體,敏感害蟲(chóng)被感染后發(fā)病,并成為傳染源擴散,使敏感害蟲(chóng)流行病害。例如白僵菌、金龜子乳狀病桿菌和各種昆蟲(chóng)病毒等等。
(二)、蘇云金桿菌及其他殺蟲(chóng)細菌
蘇云金桿菌( Bacillus thringiensis Berliner )是以分離地德國的蘇云金( Thuringen )命名的。 1909 年德國蘇云金地方的一個(gè)面粉廠(chǎng),發(fā)現一批染病的地中海粉螟( Anagasta kuhniella )幼蟲(chóng),由柏林納( Berliner )首先分離出這種細菌, 1915 年命名為蘇云金桿菌。 1930 年以后,開(kāi)始用于防治農業(yè)害蟲(chóng)。我國于 1950 年引進(jìn)蘇云金桿菌,以后又相繼分離出殺螟桿菌、青蟲(chóng)菌、松毛蟲(chóng)桿菌和 140 桿菌等。
蘇云金桿菌( Bacillus thuringiensis )是 G + 的好氧性芽孢桿菌,營(yíng)養體大小 (1.0~l.2) m m × (3.0~5.0) m m ,兩端鈍圓,周生鞭毛能運動(dòng),少數無(wú)鞭毛,單個(gè)或 2~5 個(gè)細胞成鏈狀。營(yíng)養體長(cháng)到一定階段,細胞內含物出現濃縮凝聚現象,隨后在細胞的一端逐漸形成橢圓形或圓形的芽孢,在另一端則出現一個(gè),兩個(gè)或多個(gè)菱形或正方形等不同形態(tài)的晶體,稱(chēng)為伴孢晶體,大小約 0.6 m m × 2.0 m m 。蘇云金桿菌對營(yíng)養條件要求不高,能利用多種碳源、氮源。生長(cháng)最適溫度 28 ℃ ~30 ℃,適宜酸堿度中性。培養時(shí)要求通氣。
蘇云金桿菌在蛋白胨、牛肉膏、瓊脂培養基上形成的菌落呈圓盤(pán)狀、直徑 lmm 左右,顏色灰白而濕潤,邊緣不整齊,表面無(wú)光澤,有較粗糙且均勻的放射狀皺紋。不同變種菌落形態(tài)有差異,如青蟲(chóng)菌、殺螟桿菌、松毛蟲(chóng)桿菌菌落則表面光滑。
根據不同菌株的鞭毛抗原 (H 抗原 ) 、酯酶圖形及生化特性的差別,可將蘇云金桿菌區分為若干亞種。
蘇云金桿菌產(chǎn)生的毒素主要是伴孢晶體,又稱(chēng)δ - 內毒素。它是一種蛋白質(zhì)晶體,完整的伴孢晶體并無(wú)毒性,當它被敏感昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng)吞食后,在腸道堿性條件和酶的作用下,伴孢晶體能水解成毒性肽,毒性肽分子量大小依變種的不同而不同。
對伴孢晶體毒素敏感的昆蟲(chóng)種類(lèi)主要有鱗翅目、雙翅目和鞘翅目的幼蟲(chóng),但并不是這三目中的所有種都敏感。當敏感幼蟲(chóng)吞食含伴孢晶體和芽孢的混合制劑后,在腸道中被水解產(chǎn)生的毒性肽很快發(fā)生毒性,幼蟲(chóng)停止取食,麻痹,進(jìn)一步作用使中腸的上皮細胞遭受破壞,芽孢侵入血腔,并在那里萌發(fā)和繁殖,使幼蟲(chóng)患敗血癥,同時(shí)腸液也進(jìn)人血腔使血液 pH 值上升( 6.8~ 8.0 ),幼蟲(chóng)全身癱瘓,蟲(chóng)體軟化、腐爛、發(fā)黑,最終死亡。
一些蘇云金桿菌的變種還可分泌一種水溶性的蘇云金素,又稱(chēng)β - 外毒素,由于它能忍耐 121 ℃( l5min )的高溫和對家蠅幼蟲(chóng)有毒性,故又稱(chēng)熱穩定外毒素或蠅毒素。蘇云金素是廣譜毒素,對較多目的昆蟲(chóng)有毒性。此外蘇云金桿菌還有產(chǎn)生卵磷脂酸 C 、幾丁質(zhì)酶、葉蜂毒素等多種有毒效的成分。
蘇云金桿菌類(lèi)的生產(chǎn),我國主要采用液體發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)的方法。工業(yè)產(chǎn)品每 ml 活孢子數應達到 100 億以上,晶體和孢子的比例越大表示晶體毒素含量高,質(zhì)量好;钛挎邤岛投玖Σ灰欢ㄏ嚓P(guān)。
蘇云金桿菌制劑的使用,可以噴霧、噴粉、潑澆,也可制成毒土或顆粒劑。一般常用濃度為每 ml 菌液含 500 萬(wàn) ~5000 萬(wàn)活孢子。在農林、貯糧和環(huán)衛害蟲(chóng)中,應用蘇云金桿菌制劑防治菜青蟲(chóng)、小菜蛾、稻苞蟲(chóng)、稻縱卷葉螟、棉造橋蟲(chóng)、玉米螟、茶毛蟲(chóng)、煙青蟲(chóng)、松毛蟲(chóng)、避債蛾、銀度谷螟、米蛾、蚊等,已取得顯著(zhù)效果。
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