福建农林大学生命科学学院

植物病害生物防治综述

专业年级：10级生物信息学

姓 名：佘忠

学 号：102254010038

时间：2012.12.11

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植物病害生物防治综述

福建农林大学生命学院2010级 姓名：佘忠

摘要：植物病害生物防治是利用有益微生物和微生物代谢产物对植物病害进行有效防治的技术和方法，该文主要介绍了植物病害生物防治的作用机理，如抗菌作用、溶菌作用等，概括了生物防治微生物的种类，细菌、真菌、放线菌、酵母菌；以及结合生物防治的原理和应用现状，讲述微生物防治植物病害时存在的问题、对策，和对植物病害生物防治的前景展望。 关键词：植物病害，生物防治，作用机理，应用现状，微生物防治

植物病害的生物防治(biological contro1)是指利用有益生物和生物代谢产物对植物病害进行有效防治的技术与方法。它的实质就是利用生物种间关系、种内关系,调节有害生物种群密度,即生物群防治生物群【1】。生物防治无毒、无害、无污染、高效，不仅符合人们对绿色食品的需求，而且为农业的可持续发展提供保障【2】。

化学防治是利用各种化学物质及其加工产品控制有害生物危害的防治方法。我国农药的生产和使用量都非常大，这些年来农药产量都在100万t以上。由于长期依赖于农药的使用，许多重要的病虫害都产生了抗药性【3】。此外化学农药虽然具有防效高、速度快、杀虫抗菌谱广、使用简单等特点，成为防治病虫害夺取农业生产丰收的一个主要手段。但长期大量使用化学农药，易使土质退化、环境污染、病原菌产生抗药性，产生3R问题，即三害(3R，Resistance，Residue，Resurgence)。与传统的化学防治相比，生物防治具有不污染环境、对人和其他动物安全、防治作用持久、产品无残留、对病虫的杀伤特异性强，易于同其他植物保护措施协调配合并能节约能源等优点。特别是随着人们对保护环境意识的增强，对绿色食品需求的增加，以及对生态环境建设，保护生物多样性和农业可持续发展的要求，使得植物病虫害的生物防治和生物农药的研究开发成为了世界范围内热点。

1 植物病害生物防治的作用机理

自然界有益生物对植物病原物可以发生各种作用, 影响病原物的生存和繁殖, 从而控制植物病害的发生和发展。对病原物有害的这些生物,一般统称为颉抗生物。颉抗生物的主要作用有抗菌作用,溶菌作用,重寄生作用,竞争作用,交互保护作用,捕食作用。

抗菌作用( antibiosis) , 颉抗生物通过其代谢产物来影响病原物的生存活动, 这种代谢产物称为抗菌物质或抗菌素。绿色木霉(T richodermaviride) 对立枯丝核菌( Rhizoctonia solani) 的撷颃作用, 产生胶霉毒素( gliotoxin) 和绿胶菌素( viridin) 两种抗菌素。如K84 产生细菌素A84, 井冈霉素是吸水放线菌井冈变种产生的有毒的葡萄糖苷化合物。

溶菌作用( lysis) ,植物病原真菌和细菌的溶菌现象是普遍的, 溶菌的发生有自溶性和非自溶性, 生物防治中涉及的溶菌现象属于后一种, 是另一种不同生物所产生的酶的作用而引起的溶菌。

重寄生作用( hyperparasitism) ,是指一种病原物被另一种非病原物寄生。一些寄生性种子植物本身也可以发生病害,这些寄生性种子植物上的病原物也是

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重寄生物。菟丝子的炭疽病菌: 鲁保1号,防治菟丝子有很好的效果。

竞争作用( competition) ,有拮抗作用的生物可以在氧气、水、营养和空间各方面和病原菌发生竞争, 但在植物病害生物防治方面最主要的是空间竞争。不同生防菌对植物表面的定殖能力不同, 生态上同源的生防菌的适应性一般比异源的生防菌要强, 大多数具有竞争作用的微生物都是生长很快的。

交互保护作用( cross-protection)，是用接种一种微生物的方法,保护植物不受或少受后接种的病原物的侵染和危害。同种真菌或细菌的不同菌株之间, 同种病毒的不同株系之间,不同种甚至不同类的病毒之间均可发生交互保护作用。当植物病毒的两个有亲缘关系的株系感染植物时,植物在感染一个株系后就不再感染另一个株系。

捕食作用( predation) ,在植物病害生物防治中,捕食作用主要是指在土壤中的一些原生动物和线虫可以捕食真菌菌丝和孢子以及细菌等,从而影响土壤中真菌的种群密度。如一种食线虫真菌, 通过其菌丝体束缚线虫虫体并使其逐步降解或真菌寄生在线虫虫体内使虫体瓦解, 从而起到防病作用【4】 。

2 生物防治微生物的种类

用于生物防治的微生物主要包括真菌、细菌、放线菌和酵母菌等很多生物种群，但应用于植物真菌病害的常用生防微生物主要有酵母菌、细菌、放线菌和霉菌。

2.1 真菌

目前已报道的生防真菌有腐生真菌、寄生真菌和植物致病菌中的低致病菌系多种。主要有以下几种：

2.1.1 木霉菌

目前对生防真菌研究和应用较多的是木霉菌，广泛存在于土壤表面，可从植物病残体、种子、球茎表面分离到，主要用于防治土传真菌病害【5】。木霉菌作为一种资源丰富的拮抗微生物，在植物病害生物防治中具有极其重要的作用。木霉菌的拮抗作用具有广谱性，据资料显示，至少对l8个属29种病原真菌有拮抗作用

【6】， 木霉菌对许多植物病原菌具有寄生或拮抗作用，如哈茨木霉、绿色木霉、钩状木霉、长枝木霉、康氏木霉以及新近归为粘帚霉属的绿粘帚霉等。田连声等

【7】利用木霉菌5 菌株的培养物防治草莓灰霉病，防治效果可与常用的化学农药多菌灵相媲美，其防效均在80％以上。赵国其等【8】用绿色木霉处理西瓜幼苗，能有效增强瓜苗长势，促使根系生长旺盛， 抑制西瓜枯萎病菌生长。唐家斌等【9】研究表明黄绿木霉的乃菌株对水稻纹枯病菌具有很高的抑菌率。宋晓妍等【10】发现木霉菌株SMF5 对棉花黄萎病菌具有强烈抑制作用。黎起秦等【11】研究表明康氏木霉、哈茨木霉、拟康氏木霉及粘帚霉对西瓜枯萎病菌、生菜菌核病菌和番茄青枯病菌均有较强的抑制作用。

2.1.2 毛壳菌

毛壳菌通常存在于土壤和有机肥中，如植物残体、草食和杂食动物及鸟类的粪便中，它可以有效降解纤维素和有机物，并对土壤中的其它微生物产生拮抗作用。因此，毛壳菌成为植物病原菌的生物防治菌并被广泛应用。

【12】 早在1954 年Martin 和Moore发现，巴西的各品种燕麦的种子被球毛壳和

螺卷毛壳侵染后，会对维多利亚长蠕孢毒素的作用产生抵抗力。毛壳菌有300 多

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个种，可预防谷物秧苗的枯萎病、甘蔗猝倒病、降低番茄枯萎病、苹果斑点病的发病率，对立枯丝核菌、拟茎点霉属、甘蓝格链孢属、葡萄孢属、毛盘孢属及其交链孢属的病原菌有一定的抑制作用【13】。

2.1.3 淡紫拟青霉菌及厚壁孢子轮枝菌

淡紫拟青霉菌及厚壁孢子轮枝菌主要是在控制植物病原线虫方面有很好的功效。刘杏忠等【14】用淡紫拟青霉的培养料施入土壤对大豆孢囊线虫可持续2～3 年的防效，造成大量的空孢囊。林茂松等【15】用厚壁孢子轮枝菌防治南方根结线虫卵寄生率达90.8％。

2.1.4 菌根真菌

菌根真菌主要是促进植物对氮、磷等营养元素的吸收，尤其在逆境条件下，能够提高植物的抗病能力。对菌根真菌的接种显示：接种株叶片光合速率显著提高，植株干物质量有所增加，或者土壤中微生物的数量有所增加，根区土壤的微生态环境得到改善，为下一代作物生长积累了养分。

2.2 细菌

在生防细菌中研究较多的是芽孢杆菌，此外还有放射性农杆菌、荧光假单胞杆菌和某些病原细菌的无毒性突变体等。

2.2.1 芽孢杆菌

芽孢杆菌的抑菌范围很广，包括根部病害，枝干病害、叶花部病害和收获后果品病害。如棉花枯萎病、黄萎病、立枯病、小麦赤霉病、番茄青枯病、苹果红腐病及其他一些土传和地上部病害。由于其具内生芽孢，抗逆性强，营养要求简单，繁殖速度快并在植物根圈易于定殖，所以被广泛应用于植物病害的生物防治中。目前应用于生防的芽孢杆菌种类主要有枯草芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌和短小芽孢杆菌等。国外利用枯草芽孢杆菌防治丝核菌、腐霉菌、镰刀霉等引起的病害，均取得较好的效果。

2.2.2 假单胞菌

假单孢菌属细菌大量存在于植物的根围，许多菌株对植物有抑制病害、促进生长的作用，其中荧光假单孢杆菌是报道最多、在防治土传病害方面应用效果较好的一类生防菌，对马铃薯、黄瓜、甜菜、豌豆、胡萝卜、小麦等常见土传病害如猝倒病、枯萎病、软腐病、小麦全蚀病等皆有不同程度的防治效果，且该菌附着在植物根际，兼有对病原菌的拮抗作用和对其根际主要微生物直接或间接作用

【16】的综合效果。

2.2.3 土壤放射杆菌

20世纪70年代，澳大利亚Kerr等从土壤中分离得到土壤放射杆菌，该菌可以产生含核苷类物质的细菌素Agrocin 84，在生产中利用活体菌剂或该菌的次生代谢物Agroein 84 均可有效地防治由根瘤土壤杆菌引起的桃、樱桃、葡萄、玫瑰等植物的根癌病。近年来，我国分离出对葡萄根癌病有显著防效的土壤放射杆菌HLB2，E26 和M115，经大田试验防效为85％～100％。

2.3 放线菌

用在植物病害生防中的放线菌主要是链霉菌属及其相关类群，目前已有许多的成型制剂广泛应用于农业、工业和医学领域。如我国研制开发的井冈霉素、农用链霉素和多效霉素等生物农药已被大量使用，取得了良好的经济效益、生态效益和社会效益。但由于井冈霉素只对病菌有抑菌作用，而无杀菌作用，因此无法

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根治纹枯病。所以，又相继开发了梧宁霉素、内疗素、768、S-921、农抗120 等，近年来都得到了广泛的应用。

其中农用链霉素可以有效控制杨树腐烂病、十字花科软腐病、黄瓜黑星病、辣椒疫病、棉花枯萎病、番茄早疫病、灰霉病及番茄溃疡病菌等多种植物细菌性病害【17】。

2.4 酵母菌

酵母菌常用于果蔬生物防治，其最大的优点在于它能在较干燥的果蔬表面生存，能迅速利用营养进行繁殖，且受杀虫剂的影响小；不产生抗菌素，可以避免病菌对抗菌素产生抗性而降低生防效果。近几年来筛选了大量的酵母菌，如防治苹果灰霉病的Kloeckera apiculata 和Candida tenuis 等；防治柑橘绿霉病的Candida famata；还有防治苹果、梨、草莓、猕猴桃、葡萄灰霉病、青霉病、软腐病和黑斑病等多种病害的Rhodotorula glutinis 和Cryptococcus laurentii； 防治桃褐腐病的Pesudomonas syingae 等。

3 利用微生物防治植物病害时存在的问题及其对策

3.1 生防微生物在植物病害防治中存在的问题

3.1.1 在田间自然条件下生防微生物定殖能力差

由于大多数生防微生物是在试验条件下筛选鉴定的，实验条件与田间自然条件区别较大，所以这些生防微生物在田间施用后往往因定殖能力弱，形不成足够的生物群体而降低防效，影响防治效果。

3.1.2 生防微生物的抗药能力差

实验室条件下筛选的生防微生物，在田间由于残留的农药或施用农药的影响，种群数量迅速下降，影响其生防效果。

3.1.3 菌株稳定性问题

目前生防微生物制剂多为活菌制剂，田间施用时常受到温度、湿度、土壤pH 值等外界因素的影响，因此防治效果也不稳定。

3.2 解决生防微生物在植物病害防治中存在问题的对策

解决生防微生物在植物病害防治中存在问题的对策主要有：1）向土壤中添加刺激生防微生物产生抗菌素或诱导生防微生物种群增加的物质， 如壳聚糖等；

2）进行菌株改良。利用诱变育种、转化技术及原生质融合进行菌株改良；3）培育抗性转基因植物，经多代选择，获得稳定的抗病植物； 4）研发新型生物农药；将菌株的抗性基因应用于农药生产，生产出新一代生物农药。

4 植物病害生物防治前景展望

现代生物技术日新月异, 为生物防治提供了新的契机,为生防微生物提供了更加广阔的应用前景。利用基因工程技术和原生质体融合等基因改良方法筛选耐化学农药、耐低温干燥及高效表达水解酶活性的生防工程菌株。同时不仅要注意到生物农药的开发,还要注意到改变生态环境。植物病害生物防治强调生态系统的良性循环和环境保护，其社会效益、生态效益、长远利益将会愈来愈引起人们

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的重视，是符合我国农业生产持久稳定发展要求的长期策略。

目前，我国微生物防治虽已位于世界先进行列，但是基础研究欠缺，深入的理论研究常受条件限制，尤其是在较活跃的领域，开展的工作较少，与国外相比，在生防微生物研究及应用的技术手段多样性方面差距较大。生防微生物对农药的反应敏感、种类比较单一， 抗菌谱较窄、生防菌在植株上定殖较难、生防效果不稳定，对有益基因的克隆仅限于一些抗虫基因、拮抗和促生的结合比较困难、微生物防治措施不够完善、可利用的拮抗微生物资源太少，还需进一步挖掘与应用。

参考文献:

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[2] 王玉霞, 李晶, 张淑梅, 等.芽孢杆茵对黄瓜根腐病的防治效果[J].生物技术, 2004, 14( 3) : 57.

[3]高希武．我国害虫化学防治现状与发展策略[J]．植物保护，2010，36(4)：19—22．

[4] 宗兆锋, 康振生. 普通植物病理学原理[ M] . 北京:中国农大出版社, 2002.

[5］ 田连生， 张根伟. 木霉菌剂防治番茄枯萎病效果［J］. 现代化农业， 2002， 10： 14.

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［7］ 田连声， 王伟华. 利用木霉防治大棚草莓灰霉病［J］. 植物保护， 2000， 26 （2）： 47-48.

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［17］ 杨文博， 冯波， 佟树敏. 链霉菌S01 菌株几丁质酶对植物病原真菌的拮抗作用［J］. 微生物学通报，1997， 24 （4）： 224-227.

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第二篇：论述生物防治的优点

害虫的生物防治作业

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学 号：

班 级：

任课教师：

论述生物防治的优点

一、生物防治的定义

从应用的意义上讲，可定义为“利用天敌将有害生物所造成的危害减少到可接受的程

度”。从更为科学的角度来讲，可定义为“一种自然的生态能力，即由天敌对植物和动物数

量的调节作用” 。

生物防治是一门研究利用天敌控制植物病害、虫害和农田杂草的理论和实践的科学；或

称之为寄生物、捕食者、病原微生物和侵食杂草的植食性物种的管理科学（Stehr，1975）

其研究内容包括生物防治的基本理论；天敌的主要类群；天敌资源调查评价方法；天敌标本

采集、制作与保存方法；寄生性天敌、捕食性天敌和病原微生物保护利用的原理和方法等。

二、生物防治概况

我国是世界上发现和应用害虫天敌最早的国家。早在三千年前，我国《诗经》中就记载

过胡蜂类捕捉蛾类幼虫的许多国家已实现了天敌和病原微生物的工厂化生产现象。解放后我

国各地相继开展了大量的生物防治实验，均取得了良好效果。国外对生物防治工作十分重视，

在应用上也取得了许多进展。生物防治组织机构相继出现，如花汉宫生物防治实验室 英国（19xx年），国际生物防治协会（CIBC）， 欧洲地中海和近东等地区的国家（19xx年）

生物防治实验室，加拿大（19xx年），生物防治国家机构，美国、苏联、瑞士、罗马尼亚、

澳大利亚、日本、巴基斯坦等。

三、生物防治的优点

1有效地控制害虫

2减少环境污染，降低残毒的遗留量

3降低农业成本，增加农民收入

四、生物防治的原则、途径和方法

生物防治是以农田生态系统的理论为基础的。食物链是农田生态系统的基本单元。生物

种间的相互依存和制约关系都是在一定地域内的食物链、食物网和生物群落中发生和演替

的。

人类在消灭有害生物时如果忽视这种依存关系，常会破坏生物的自然平衡，反而引起有

害生物的再猖獗，甚至会引起次要害虫上升为主要害虫。如果在防治时注意保护天敌，利用

天敌对有害生物的自然控制作用，效果将十分明显。

生物防治的出发点是保护利用天敌、控制有害生物的危害和减少对环境的污染。

有害生物防治的主要途径有保护利用本地天敌和输引外地天敌两个方面。对有些优势天

敌可通过人工大量繁殖的手段增加种群的数量。

生物防治的总目标是使某种有害生物的天敌在田间保持相对稳定的种群，发挥它们与有

害生物相互制约和相互依存的作用，通过保护利用本地天敌、输引外地天敌的途径，达到控

制有害生物种群数量的目的。

4，1,1保护利用本地天敌

直接保护天敌资源、应用农业技术增加天敌数量、增加天敌的食料、配合其他防治方

法增加天敌的数量。

4,1,2输引外地天敌

人为因素带进新的有害生物时，由于没有有效天敌的控制，如果生态环境适宜，就可

能迅速地繁殖发展成为重要有害生物。对于这类有害生物需采用从原产地输入天敌的方法加

以控制。某些本地有害生物，如当地缺乏有效的天敌，也可从外地引进近缘种有害生物的天

敌或利用不同地区同种天敌的地理宗来控制。

4,1,3人工大量繁殖天敌

在田间天敌数量较少而不足以控制有害生物的种群数量时，或从国外及外地输引少量

天敌时，都有必要对天敌进行人工大量繁殖，以满足移植和释放的需求。

人工繁殖天敌之前首先要明确天敌在当地的适应性、控制能力、生物学特性、寄主范围、生

活历期、对温湿度条件的要求、繁殖能力、人工繁殖的条件等问题。

五、近年来害虫防治成功和失败的例子

一、澳洲瓢虫防治吹绵蚧

十九世纪，美国加利福尼亚州的柑桔种植业刚刚兴起，金黄色的累累果实给人们带来了

丰收的喜悦。但一种名叫吹绵蚧的害虫传入加州，给柑桔生产带来极大的危害，加州新兴的

柑桔业大有被摧毁之势。原来，1860年，美国加洲无意从澳洲带进柑桔吹绵蚧，于是科学

家们决定到吹绵蚧的原产地澳大利亚去寻找天敌。 1888 年11 月30 日，129 头澳洲瓢虫

肩负着剿杀吹绵蚧的重任，被运到美国加州。经过检查、饲养之后，这群“杀手”被释放到

柑桔园中。瓢虫大量产卵，迅速繁殖和扩散。加利福尼亚南部猖獗为害十余年的吹绵蚧在短

短的几个月内即被澳洲瓢虫“剿杀”到无害的水平，到1889年底就彻底清除了吹绵蚧的灾

害,挽救了加州年轻的柑橘业，加州的柑桔业重新获得新生。在某些人看来似乎盲目的幸运。

事实上，Koebele到澳大利亚去寻找吹绵蚧的天敌是由于基础研究驱使他到那里去。大量的

证据指出澳大利亚是柑桔粉蚧的原产地，而有效的天敌确实在那里找到了。19O9年两批澳

洲瓢虫自美国加利福尼亚和夏威夷引进到我国台湾省防治吹绵蚧效果甚好,并建立了种群。

这是我国最早的国外天敌引种成功的记录(陆庆光,1997）。20世纪50年代，广东等地引进澳

洲瓢虫防治吹绵蚧。

二、核桃蚜茧蜂防治核桃蚜

20世纪早期以来核桃蚜Chromaphis juglandicola就是加利福尼亚核桃Juglands regia的

严重害虫。几十年来丝毫没有想到对它采取生物防治，而对其每年在几千亩核桃地中的爆发

则照例采取化学防治。蚜虫的化学防治是很费钱的，同时有许多负面影响（破坏生态、再猖

獗、次要害虫发生、抗性、对其他动物不利）。多年来人们广泛地认为蚜虫的生物防治希望

不大。20世纪五十年代中期在加利福尼亚对紫苜蓿斑点蚜防治所取得的显著成功 (van den

Bosch等1964)消除了人们的顾虑。

前提：(1)核桃蚜在加利福尼亚是单食性的——只限于核桃的生境；(2)核桃的生态系统

是长期稳定的系统；(3)核桃蚜在本地没有天敌；(4)已知近缘科Callaphidiidae(包括紫苜蓿斑

点蚜)在旧世界有重要的寄生昆虫。

经过：核桃原产地从欧洲的东南部延展到中国。起初，在法国东南部嘎纳附近采集一种

寄生核桃蚜茧蜂(Trioxys pallidus) 1、该地气候在有些方面与加州有些地方的气候相似。2、

一个加利福尼亚大学采集员碰巧在那个地方。3、这种寄生昆虫在噶纳易于采到。19xx年春

天运到了加利福尼亚。经检疫处理后，再拿到养虫室大量繁殖(van den Bosch等1962) 。1959

年年底以前进行规模可观的野外移殖，很快在加利福尼亚南部沿海的好几个地点定殖，且数

量大增。在圣地亚哥它们能够摧毁蚜虫种群达一个很高的百分数。但这个地区是种植核桃的

边缘地区。核桃的主要产区是在热旱的内地特别是在中央大峡谷。在圣华金山谷(中央大峡

谷的南部)大约移殖了75，000法国产核桃蚜茧蜂，在移殖后的一些季节中并未有所寻回。 转折：在加利福尼亚内地试验失败，表明这种法国产的茧蜂缺乏在高热和低湿的夏天能够繁

衍或生存的遗传特性。因此，试验人员决定到气候上与中央大峡谷相似的地区去寻找新的品

系。这种寻找工作在伊朗中部高原地区进行——那里夏天的气候几乎与圣华金山谷的相同。

核桃蚜茧蜂于19xx年暮春从伊朗采集到，当年的夏天和秋天在加利福尼亚中部的好几个地

区移殖，取得了振奋人心的结果。仲夏 (不利时节)作了一些小规模的移殖，而在所有的移

殖地点都有所寻回。秋天调查发现其已经起了高度的寄生作用，且至少从移殖中心向外扩散了一英里。该蜂度过了1968—69年的冬天，数量增加和扩散加大 。19xx年秋天核桃蚜茧蜂已经在中央峡谷和围绕旧金山湾的几个峡谷广为定殖 。结果：19xx年，已经分布到约50，000平方英里的所有加利福尼亚中部和北部的核桃种植地区(van den Bosch等，1970) 。19xx年春天，核桃蚜茧蜂对核桃蚜有一种普遍摧毁的攻击力，寄生率超过90%。

结论：核桃蚜茧蜂法国品系的失败对照伊朗品系的成功，不容量辩地证明了在生物防治工作中使用天敌的适应品系的重要性。同时，在天敌引进过程中，目标地的环境特性是一必须考虑的因素。