微生物除草剂的发展及存在的问题

摘要：大概有3万种杂草广泛的分布在世界各地，其中1800多种杂草对作物造成的经济损失每年可达9.7%[1]。因此，杂草控制一直是植物保护方面的一个重要内容。而应用微生物进行杂草的生物防治工作，其发展非常迅速，有许多微生物除草剂研究成果已进入应用阶段并转化为商品。文章探讨了微生物除草剂的发展及存在的问题。

关键词：微生物；除草剂；发展；问题

中图分类号：S451 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2013）-06-0075-1

过去，化学除草剂能有效的应用到各种杂草的防治上，但是同时也产生了许多严重的负面影响[2]，如：（1）许多除草剂分解较慢，残留在土壤中，影响后茬作物的产量与品质；（2）影响植物的光合作用和代谢作用；（3）降低作物抗性和营养成分含量；（4）引起杂草及其他生物群落发生变化；（5）降低土壤肥力；（6）污染地下水，增加人畜患病机率。因此，随着全球环保意识的增强，生物除草剂尤其是微生物除草剂逐渐获得人们的重视。主要是由于生物除草剂能够有效的控制杂草而且对环境非常的友好，这两点非常有研究和应用的价值。但是，对于生物除草剂对作物和环境的全面影响情况，目前还没有得到很好的、细致的调查。

1 微生物除草剂的特点

应用生物学方法控制杂草的研究已有200多年的历史，但是所涉及的生态方法基本上都是通过利用杂草的天敌，如草食动物和病原微生物。[3]根据微生物除草剂的定义，真正的微生物除草剂的研究是始于上个世纪中叶，并且发展迅速。在过去的10年当中，人们从杂草中筛选得到一种植物毒素，通过研究发现这种毒素具有潜在的除草活性。因此，专家们建议，这些植物毒素可以作为一种新型的生物除草剂来替代化学除草剂进行深入的研究。作为微生物除草剂的植物毒素可以分为三种类型：细菌、真菌和放线菌的衍生物。然而，能够产生植物毒素并用做微生物除草剂的微生物必须符合一定的要求：（1）能够通过生物技术进行复制；（2）喷施后，微生物生长速度快，或者具有在一定时间内杀死杂草的能力；（3）适合进行工业化生产；（4）能够用于包装、运输和使用。而对微生物除草剂的防治效果的考察，通常是从除草剂的有效性和专一性方面来进行，包括控制杂草的水平、速度、操作难易度等。[4]而外界环境如温度、水分等则是影响生物除草剂发挥功效的关键因素，如影响真菌孢子及繁殖体的萌发、入侵、孢子产生和再侵染。因此，在微生物除草剂的研究中，环境应用条件是关键的考虑因素。

2 真菌微生物除草剂

据不完全统计，我国拥有世界10%的生物资源，其中微生物种类有3 万种，生物多样性的丰富程度列全球第8位。[5]20世纪60年代，我国研究的第一个微生物除草剂是一种对大豆菟丝子有特殊防效的微生物菌剂[6]，Devine是美国第一个注册的微生物除草剂，之后其他生物除草剂如Collego，BioMal等相继注册。[7]所有的这些微生物除草剂都是由真菌孢子制备而成。目前报道真菌微生物除草剂相关的真菌有疫霉属（Phytophthora）、镰刀菌属（ Fusarium）、叶黑粉菌属、核盘菌属（Sclerotinia）等。真菌的孢子是目前认为最适宜作为生物除草剂的部分，因为真菌孢子具有稳定性、较长的寿命、较好的活性、侵染力最好等优势。[8]但是它们很难作为产品来进行大规模生产，因为真菌孢子对生存条件有特殊的要求，因此这些药物还没有被人们广泛的接受，也没能带来显著的经济利润。

3 细菌微生物除草剂

20世纪90年代，科学家们把生物除草剂的研究兴趣转向了细菌。虽然真菌除草剂的结构和功能得到了广泛的研究，但是细菌除草剂的研究较少，主要有一些基于细菌发酵粗毒素能够防治和杀死杂草的报告。[9]研究者们从杂草的根际分离一些具有除草活性的菌株，通过培养来获得外源性毒素防治杂草。在加拿大西部，人们从草原上分离到大约有1000多株根际细菌，这些菌株对一年生禾本科杂草具有抑制作用。表明这些菌株可能成为潜在的生物防治剂。目前报道的细菌性生物除草剂相关菌种主要有假单孢菌属（Pseudomonas）、黄杆菌属（Flavobacterium）、黄单胞细菌（Xanthomonas）等，这些由杂草分离的病原细菌，具有种间特异性，对环境安全。与真菌相比，细菌具有许多优点，如持有较短的增长期，简单的发酵技术，生产过程容易控制，能够分泌次生代谢产物，残留物易于降解等。[10]此外，细菌能够产生次级代谢产物，与真菌孢子不同，真菌孢子作为除草剂需要严格的条件，而且其残留物很容易退化失效。细菌除草剂具有良好的应用和研究前景，并有可能成这一领域的研究焦点。

参考文献

[1] 吴保峰，刁治民，熊亚.微生物除草剂的研究现状及应用前景.青海草业，2004，13（2）：34-39.

[2] 刘正日.警惕：滥用除草剂贻害无穷.湖南烟草，2011，3：56

-57.

[3] 李旭颖.植食性昆虫与寄主植物之间的相互关系和影响.科技创新导报，2011，11：130.

[4] 强胜.生物除草剂研究的最新进展.杂草科学，1997，11

（4）：9-10.

[5] 国家环保总局.中国生物多样性国情研究报告.北京：中国环境科学出版社，1998.

[6] 高昭远，干静娥.菟丝子的生物防除—“鲁保一号”的研究进展.生物防治通报，1992，8（4）：173-175.

[7] 王爱军，张会欣，郝卓莉.国内外生物农药概况与发展趋势.石家庄职业技术学院学报，2010，6：54-56.

[8] 李新，谢明，谭万忠，万方浩.杂草生防真菌的研究进展.中国生物防治，2009，25（1）：83-88.

[9] 江佳富，王俊，蔡平，孙江华.杂草生物防治研究回顾与展望.安徽农业大学学报，2003，30（1）：61～65.

[10] 石楠，张利平，吕志堂，等.除莠活性链霉菌的系统发育研究及其活性产物分析.微生物学报，2004，44（2）：148-151.

作者简介：庞海龙（1979-），男，辽宁盘锦人，辽宁省盘锦市芦苇湿地保护中心农艺师，研究方向：水稻病虫害。