開展生物農(nóng)藥研究 拓展蠶業(yè)工作新亮點

林娟帶　于永霞　梁思思

摘要：長期大量使用化學(xué)農(nóng)藥不僅污染環(huán)境，也直接污染農(nóng)產(chǎn)品，造成食品安全問題；高效、低毒、無污染的生物農(nóng)藥正成為農(nóng)藥研制、開發(fā)與應(yīng)用的熱點。作為廣西蠶業(yè)綜合性機(jī)構(gòu)的廣西蠶業(yè)科學(xué)研究院，充分利用現(xiàn)有的各種科研資源開展生物農(nóng)藥研究，是蠶桑資源綜合利用和蠶業(yè)科研工作的新亮點，符合21世紀(jì)發(fā)展生態(tài)綠色農(nóng)業(yè)的要求。

關(guān)鍵詞：生物農(nóng)藥；蠶病微生物；蘇云金桿菌B.t.；白僵菌

中圖分類號：S482.292 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-4374{2012）02-0096-03

化學(xué)有機(jī)農(nóng)藥（后稱化學(xué)農(nóng)藥）在20世紀(jì)40年代大量出現(xiàn)，并逐漸發(fā)展形成現(xiàn)代農(nóng)藥，極大地增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)防治病、蟲、草害的能力，為挽回病蟲草害給農(nóng)作物造成的損失作出了重大貢獻(xiàn)，更為解決人們的溫飽、改善人們生活作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，成為20世紀(jì)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料。我國自20世紀(jì)80年代，農(nóng)村實行分田到戶，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以戶為單位，之后的20-30年，農(nóng)民在耕作過程中以降低勞動強(qiáng)度實現(xiàn)高效增產(chǎn)為目的，不僅大量地使用化學(xué)肥料，也大量地使用化學(xué)農(nóng)藥。同時，為確保農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定高產(chǎn)，解決我國8～13億人口的溫飽問題，國家大力支持化肥、農(nóng)藥等重要農(nóng)資料的生產(chǎn)和使用。至2008年為止，在我國農(nóng)業(yè)部登記的農(nóng)藥產(chǎn)品就有25000多個。農(nóng)藥成為了不可或缺的農(nóng)業(yè)資料。但因長期大量使用化學(xué)農(nóng)藥，不僅污染環(huán)境也直接污染農(nóng)產(chǎn)品，造成食品安全問題。隨著社會的發(fā)展，人們渴望良好的生態(tài)環(huán)境，呼吁發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，要求保障食品安全，這些也是國家可持續(xù)健康發(fā)展的需要。因此，我國和世界各國一樣采取了減少或限制一些化學(xué)農(nóng)藥尤其是殘留性大，對人畜有劇毒作用的化學(xué)有機(jī)農(nóng)藥的生產(chǎn)和使用。高效、低毒、無污染的生物農(nóng)藥成為農(nóng)藥研制、開發(fā)與應(yīng)用的熱點。

1.生物農(nóng)藥的定義

生物農(nóng)藥是指用來防治植物病、蟲、草等有害生物的生物活體及其生理物質(zhì)和轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物，并經(jīng)制成商品上市流通的生物制劑。按照Copping和Monn的定義，生物農(nóng)藥包含活體微生物（病毒，細(xì)菌，真菌）、昆蟲致病線蟲、植物源農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥、微生物次生代謝產(chǎn)物（抗生素）、昆蟲信息素和用于表達(dá)抗蟲抗病、抗病毒、耐除草劑的基因以及昆蟲天敵。

2.蠶病原微生物分離出的活體生物農(nóng)藥概況

2.1蘇云金桿菌B.t.（細(xì)菌）活體生物農(nóng)藥

1901年，日本人石度從患病家蠶中分離出屬于革蘭氏陽性桿菌的蘇云金桿菌B.t.。1938年法國開發(fā)出第一個B.t.商品制劑用于防治地海粉螟，此后世界各地開展了廣泛的研究，不斷發(fā)現(xiàn)B.t.新亞種或變種，目前已分離到5000株B.t。B.t.經(jīng)口進(jìn)入體內(nèi)感染昆蟲，在昆蟲體內(nèi)生長繁殖過程中形成伴孢蛋白質(zhì)晶體，產(chǎn)生內(nèi)毒素和外毒素，致昆蟲中腸潰爛，屬于胃毒廣譜性殺蟲劑，對鱗翅目、雙翅目、膜翅目等10目570種昆蟲有不同程度的致病力和毒殺作用，用于防治水稻螟蟲、蔬菜菜青蟲和小菜蛾、果樹的卷心蛾和桃小食心蟲、玉米螟、棉花鈴蟲、倉儲大蠟螟、衛(wèi)生蠅蚊等等。我國對蘇云金桿菌B.t也開展了廣泛的研究，其中已廣泛生產(chǎn)和使用的有蠟螟亞種和武漢亞種，防治稻包蟲、菜青蟲、松毛蟲等等。

2.2白僵菌（真菌）活體生物農(nóng)藥

1953年首次報道的白僵菌引起家蠶（鱗翅目）傳染性病害“白僵病”，證實了白僵菌在蠶幼蟲體內(nèi)能生長發(fā)育。白僵菌主要?dú)⑾x機(jī)理，是大量分生孢子通過與蟲體表面接觸，在一定溫度條件下孢子吸水膨脹長出芽管形成附著孢，附著在蟲體表皮上，使芽管侵入蟲體后大量繁殖和菌絲生長，最后菌絲強(qiáng)烈吸收蟲體水分使蟲體僵硬形成僵病。采用接觸或污染的方法可以傳播發(fā)病。至今，科學(xué)家們已成功生產(chǎn)和廣泛使用白僵菌防治松毛蟲、玉米螟、稻葉蟬、果樹害蟲、地下害蟲，并已形成一整套成熟的白僵菌生物農(nóng)藥生產(chǎn)工藝流程及使用方法。我國在過去的40多年中試驗和應(yīng)用白僵菌防治害蟲種類達(dá)40多種，每年防治面積670萬hm²，廣泛使用在林業(yè)防治松毛蟲，農(nóng)業(yè)防治玉米螟、稻蠅蟲、桃樹食心蟲及地下金龜子類害蟲，近年來又?jǐn)U展到茶樹和蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物的病蟲害防治上。

2.3生物農(nóng)藥在我國的前景市場效益

以白僵菌為例。目前我國森林面積1.75億hm²、耕地面積為1.21億hm²。如果我國一半的森林和耕地每年使用2次蘇云金桿菌B.t或白僵菌生物農(nóng)藥，按用量每公頃22.5萬億孢子（成品藥量4.5kg）算，則用量為1.48億hm²×4.5kg/hm²×2次=13.32億kg；以敵敵畏為例，同樣設(shè)我國一半的森林和耕地每年使用2次敵敵畏農(nóng)藥，使用濃度1500倍，每公頃用藥5.25kg兌水噴霧，則每年用藥1.48億hm²×5.25kg/hm²×2=15.55億kg折合388.75億元（作者單位倉庫數(shù)據(jù)：市場敵敵畏價格為131.25元/5.25kg）。也就是說，白僵菌生物農(nóng)藥每年可以有13.32億kg的市場需求和388.75億元的經(jīng)濟(jì)效益空間，基于其環(huán)保特性，其社會效益更是不可估量。

2.4問題

20世紀(jì)九十年代，廣西林區(qū)使用白僵菌防治林木害蟲，巧遇周邊蠶區(qū)蠶病暴發(fā)，引發(fā)廣西林業(yè)和蠶業(yè)關(guān)于白僵菌可否推廣使用的爭議，此爭議至今懸而未果。

3.關(guān)于廣西開展生物農(nóng)藥研究的思考

3.1研究院利用蠶病微生物開展生物農(nóng)藥研究的可行性

3.1.1廣西蠶業(yè)科學(xué)研究院（下簡稱：研究院）隸屬廣西農(nóng)業(yè)廳，成立于1964年，是集蠶業(yè)科學(xué)研究、蠶桑良種繁育、蠶業(yè)技術(shù)推廣、蠶種質(zhì)量監(jiān)督檢驗等職能于一體的蠶業(yè)綜合性公益機(jī)構(gòu)。內(nèi)設(shè)置有蠶業(yè)科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)中心、桑蠶原種繁育場、桑蠶普種繁育場、蠶種管理中心、蠶種檢疫中心、桑蠶資源利用科、生物技術(shù)中心，并擁有桑蠶育種、蠶病毒研究、蠶桑資源利用、蠶藥研制及經(jīng)營銷售等高級研究人員29名、中級科研技術(shù)人員38名，科技人員共122名。

3.1.2研究院擁有用于生物農(nóng)藥試制的菌源及獲取其更多的渠道。在生產(chǎn)科研過程中和服務(wù)點的蠶農(nóng)生產(chǎn)過程中蠶病時常發(fā)生，為試制生物農(nóng)藥提供了菌源。

3.1.3桑蠶資源利用科生物技術(shù)中心，自成立以來的11年，運(yùn)用先進(jìn)的生物技術(shù)組培成功了羅漢果、生姜、一品紅、食用菌等多種植物，尤其是2009和2011年批量生產(chǎn)食用菌。生物技術(shù)中心組培技術(shù)進(jìn)一步提高并積累了豐富的經(jīng)驗形成一整套相當(dāng)成熟的組培工藝，既為桑蠶資源綜合利用開了個好局，成為利用蠶病微生物試制生物農(nóng)藥良好的鋪設(shè)。

3.1.4研究院的技術(shù)開發(fā)中心蠶病組長期從事蠶病研究工作，利用蠶病提制生物農(nóng)藥，是蠶病研究工作廣度和深度的拓展。

3.2研究院利用蠶病微生物開展生物農(nóng)藥研究的必要性

隨著“十五”期間我國東桑西移，2002年廣西將蠶業(yè)定位為優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，2005年就拿下了蠶繭產(chǎn)量全國第一的目標(biāo)。目前，廣西蠶桑產(chǎn)業(yè)遍布全區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)725個。2011年廣西桑園面積20萬hm²，蠶繭產(chǎn)量20萬t，連續(xù)6年居全國第一位。蠶業(yè)成為廣西農(nóng)業(yè)發(fā)展農(nóng)民致富的新支柱產(chǎn)業(yè)。

2007年，黨的十七大提出發(fā)展中國特色社會主義，建設(shè)生態(tài)文明：堅持生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，使人民在良好生態(tài)環(huán)境中生產(chǎn)生活，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會永續(xù)發(fā)展。隨著社會的不斷進(jìn)步和發(fā)展，生物農(nóng)藥不可阻擋地在21世紀(jì)得到推廣應(yīng)用和普及，包括從蠶病微生物中分離出的蘇云金桿菌B.t.和白僵菌活體生物農(nóng)藥。蠶病微生物中分離出的蘇云金桿菌B.t.和白僵菌活體生物農(nóng)藥的廣泛使用，必定加大蠶業(yè)病害防治上的難度，無疑成為橫亙在我們蠶業(yè)傳統(tǒng)路上的一道坎。要跨越這道坎，就要積極利用我們蠶業(yè)科學(xué)研究院自有的各種資源、建立科研項目、爭取國家科研項目經(jīng)費(fèi)、引進(jìn)技術(shù)設(shè)備開展研制蠶病微生物活體生物農(nóng)藥的相關(guān)工作，只有這樣，才能更好地規(guī)避風(fēng)險，確保蠶業(yè)生產(chǎn)在生物農(nóng)藥普及的新形勢下穩(wěn)步前行。

3.3研究院開展生物農(nóng)藥研究的方向

（1）從蘇云金桿菌B.t.和白僵菌入手，通過試制性研究，探索利用蠶病微生物生產(chǎn)生物農(nóng)藥的新工藝；（2）從蘇云金桿菌B.t.入手，開展基因質(zhì)子導(dǎo)人生物工程，以期構(gòu)建對蠶安全的B.t工程菌株；（3）通過田間試驗，探索規(guī)避生物農(nóng)藥對蠶業(yè)生產(chǎn)負(fù)作用之風(fēng)險的途徑；（4）償試開展蠶信息素的研究等。

4.結(jié)束語

蠶病微生物如白僵菌廣泛存在于環(huán)境中，其寄主范圍極廣，主要有鱗翅目、膜翅目、蚤目、螳螂、蜚蠊目和紡足目等15目149科521屬707種，此外還可以侵染蛛形綱及多足綱多節(jié)肢動物中的蜱螨目，生產(chǎn)上多用于防治松毛蟲、松葉蜂、松尺蠖、玉米螟、大豆食心蟲、高粱螟、甘薯象鼻蟲、稻飛虱等25種害蟲。蠶業(yè)部門有著生物農(nóng)藥研究信手可取的材料資源。在有著光明前景的生物農(nóng)藥正成為研究熱點的新形勢中，廣西蠶業(yè)科學(xué)研究院，作為廣西蠶業(yè)綜合性機(jī)構(gòu)，充分利用現(xiàn)有的各種科研資源，從蘇云金桿菌B.t.和白僵菌入手，開展低毒、無污染前景廣闊的生物農(nóng)藥的研究，則是蠶桑資源綜合利用和蠶業(yè)科研工作的新亮點，是使廣西蠶業(yè)在發(fā)展中必須的規(guī)避生物農(nóng)藥風(fēng)險，符合新形勢下發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的要求。