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生态环境·植保

生物农药在农业种植实践中的应用

  • 黎永忠
展开
  • 连州市龙坪镇农业综合服务中心,广东清远 513400

黎永忠(1968—),男,广东连州人,助理农艺师,从事农业种植技术推广工作。

Copy editor: 何艳

收稿日期: 2024-07-30

  网络出版日期: 2025-04-14

Application of biopesticides in agricultural planting practices

  • LI Yongzhong
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  • Lianzhou City Longping Town Agricultural Comprehensive Service Center, Qingyuan 513400, China

Received date: 2024-07-30

  Online published: 2025-04-14

摘要

本文综合文献回顾与实践应用,对生物农药的定义、分类及其作用机理进行了阐述,分析了其在病虫害防治、杂草控制、土壤改良等农业领域的应用,并提出了促进其在农业种植领域推广应用的策略。生物农药是指利用生物活体或其代谢产物对农业有害生物进行有效防治的一类农药制剂,其分类涵盖了微生物农药、植物源农药、动物源农药等多种类型。目前,生物农药在农业种植领域的应用主要体现在病虫害防治、杂草控制及土壤改良等方面,并展现出良好的应用价值和发展潜力。在病虫害防治方面,其通过特异性作用机制实现病虫害的生态防控;在杂草治理方面,基于毒杀或抑制作用的生物除草剂表现出显著效果;在土壤改良方面,则通过调控土壤微生物群落结构促进土壤生态功能提升。针对生物农药的推广和应用,提出加大生物农药科普宣传力度,提高公众对生物农药的认知水平;完善市场监管体系,确保产品的安全性和有效性;加强生物农药技术研发,提升产品效能与稳定性等策略。本文为推进生物农药的推广和应用提供参考。

本文引用格式

黎永忠 . 生物农药在农业种植实践中的应用[J]. 安徽农学通报, 2025 , 31(7) : 60 -63 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.07.015

Abstract

Based on literature review and practical application, the definition, classification and action mechanism of biopesticides were described in this paper. The application of biopesticides in agricultural fields such as disease and pest control, weed control, and soil improvement was analyzed, and strategies to promote the application of biopesticides in agricultural planting were proposed. Biopesticides refer to a category of pesticide formulations that utilize living organisms or their metabolites to effectively control agricultural pests, encompassing microbial pesticides, plant-derived pesticides, animal-derived pesticides, and other types. Currently, the application of biopesticides in agricultural production primarily manifests in disease and pest control, weed management, and soil improvement, demonstrating significant application value and development potential. In terms of disease and pest control, biopesticides achieve ecological management through specific mechanisms of action; in terms of weed control, bioherbicides based on toxic or inhibitory effects show notable efficacy; and in terms of soil health maintenance, they enhance soil ecological functions by regulating microbial community structures. To promote the adoption and application of biopesticides, the following measures were proposed: intensifying public education on biopesticides to raise awareness, improving market supervision systems to ensure product safety and efficacy, and strengthening technological research and development to enhance product performance and stability. This research provides valuable references for advancing the promotion and application of biopesticides.

长期不当施用化学农药对农业生产造成的负面影响日益凸显,不仅威胁生态环境安全,还可能引发一系列农产品质量安全问题。相对而言,生物农药以其来源广泛、低毒环保、不易产生抗药性等优势,正逐渐成为化学农药的重要替代品[1]。生物农药是指利用生物活体或其代谢产物对农业有害生物(包括害虫、病原菌、杂草、线虫及鼠类等)进行有效防治的一类农药制剂,涵盖了微生物农药等多种类型[2]。在生物农药研究领域,张灵玲等[3]从土壤、昆虫、贮藏物、仓库尘埃、植被等多种生态环境中分离苏云金芽孢杆菌菌株,对其种类和特性进行了确认,并从形态学、生理生化特征、基因序列等方面进行系统研究,初步构建了生物农药Bt资源库。该资源库的建立为生物农药的深入研究和开发应用提供了重要的基础支撑。近年来,随着生物农药技术逐步成熟,其产品体系和市场机制不断完善[4-5],生物农药的研发和应用取得了显著进展。
本文阐述了生物农药的定义、分类及作用机理,分析了生物农药在病虫害防治、杂草控制、土壤改良等领域的应用,并提出了促进生物农药在农业种植领域推广应用的策略,旨在为推动生物农药在农业种植领域的广泛应用提供参考,进而促进农业绿色转型和可持续发展。

1 生物农药的定义、分类及作用机理

1.1 生物农药的定义

生物农药是指利用生物活体(如真菌、细菌、昆虫病毒、转基因生物、天敌等)或其代谢产物(如信息素、生长素、萘乙酸等)针对农业有害生物进行杀灭或抑制的药剂。张兴等[6]在2002年对生物农药的定义、分类及特点进行总结,将生物农药定义为可用来防除病、虫、草等有害生物的生物体本身以及源于生物可作为“农药”的各种生理活性物质。

1.2 生物农药的分类及作用机理

对于生物农药的分类及管理规范,不同国家和地区间存在较大差异,这种差异的产生主要来自生物农药的多样性和复杂性,以及在农药管理方面的不同需求和实际情况。
宋俊华等[7]对生物农药的分类进行了详细阐述。(1)微生物农药以细菌、真菌、病毒和原生动物或基因修饰的微生物等活体为有效成分,如苏云金杆菌、金龟子绿僵菌、球孢白僵菌等;(2)植物源农药的有效成分直接来源于植物体,如苦参碱、鱼藤酮、印楝素等;生物化学农药是天然产生的、通过非毒理机制发挥病虫害防治功效的物质,或人工合成的与天然化合物结构相同的物质,如赤霉素、乙烯利等植物生长调节剂,以及天然的昆虫生长发育调节剂等;(3)动物源农药是利用动物(如寄生蜂、草蛉、食虫和食菌瓢虫及某些专食害草的昆虫等)产生的激素、毒素、信息素等制成,常见的动物源农药有吡虫啉、扑虱灵、农梦特、卡死克、菌毒清等。
谭海军[8]基于生物农药的成分、来源、作用机理及其在农业生产中的应用等多方面因素,对生物农药的类别和作用机理进行了阐述。(1)生物化学农药主要干扰害虫的生长发育、交配行为、信息传递等生理过程;(2)植物源农药主要干扰害虫的神经系统、破坏其生理平衡或抑制病原菌的生长等;(3)微生物农药主要通过感染、寄生、竞争等方式,直接作用于害虫或病原菌的体内或体表,破坏其生理结构或功能;(4)农用抗生素主要抑制病原菌的蛋白质、细胞壁或核酸合成等生理过程;(5)天敌生物主要利用天敌与害虫之间的捕食或寄生关系,直接减少害虫的数量或抑制其繁殖能力。天敌生物农药还能通过改变害虫的行为习性或种群结构等方式间接控制害虫的为害。

2 生物农药在农业种植中的应用

2.1 在病虫害防治中的应用

生物农药作为一种环境友好型病虫害防治手段,在减少化学农药依赖,降低环境污染和保障农产品安全等方面展现出显著优势。孙梅梅等[9]通过系统评价4种生物农药对水稻主要害虫(稻纵卷叶螟、二化螟和稻飞虱)的防治效果,揭示了不同生物农药的靶标特异性。结果表明,甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂对二化螟和稻纵卷叶螟表现出卓越的防治效果,两次施药后14 d的防治效果分别达到99.4%和100%;球孢白僵菌可分散油悬浮剂对稻纵卷叶螟和稻飞虱的防治效果显著,但对二化螟的防效较差,表明该药剂在特定害虫防治上具有一定的选择性;金龟子绿僵菌可分散油悬浮剂与短稳杆菌悬浮剂均对二化螟有较好的防治效果,两次施药后14 d的防治效果均接近97%,但短稳杆菌悬浮剂对稻飞虱基本无效。以上研究结果不仅证实了生物农药的防治潜力,同时强调了针对靶标害虫种类进行科学选择的重要性,为生物农药的精准应用提供了理论依据。干思泉[10]通过室内生物测定试验,评价了甲维盐、苏云金杆菌、棉铃虫核型多角体病毒和球孢白僵菌4种生物药剂对朱红毛斑蛾幼虫的毒力效应。通过定量分析供试幼虫出现症状的时间、累计死亡率等关键指标,综合考虑毒性、速效性和持效性3个维度,认为甲维盐是防治朱红毛斑蛾较高效且相对低毒的药剂。这一研究进一步证实,针对不同作物病虫害系统筛选适宜的生物农药,并基于其作用特性进行科学施用,能够有效控制病虫害种群密度,在保障农作物产量和品质的同时实现绿色防控目标。

2.2 在杂草控制中的应用

生物除草剂作为杂草控制的有效手段,其主要利用微生物、植物、动物等生物体或其代谢产物来实现对杂草的控制。王禹博等[11]按照来源和作用机制将生物除草剂分为微生物除草剂、植物源除草剂和动物源除草剂。(1)微生物除草剂。该类除草剂主要利用真菌、细菌、病毒等病原菌对杂草的侵染能力进行杂草防治,例如,以炭疽胶孢菌活孢子为原料研制的微生物除草剂“鲁保一号”,已被证实能有效防治大豆菟丝子[12]。(2)植物源除草剂。此类除草剂通过利用植物体产生的对杂草有毒杀或抑制作用的物质来防治杂草,如生物碱、糖苷、有机酸等。(3)动物源除草方法。该类除草方法利用昆虫、鱼类等动物对杂草的取食或破坏作用来防治杂草。目前,动物源除草剂较为少见,但部分昆虫或鱼类展现出潜在的杂草控制能力。

2.3 在土壤改良中的应用

生物农药作为一种新型环保型农业投入品,其毒性较低,对人、畜、天敌及农作物安全性较高。目前,生物农药在土壤改良领域也发挥着重要作用,通过改善土壤结构、提升土壤肥力、调节土壤微生态平衡,为农作物的生长提供更加健康和可持续的土壤环境。刘悦等[13]验证了生物农药对玉米大斑病和小斑病的防治效果,其中枯草芽孢杆菌对玉米大斑病有着较好的防治效果,防效最高可达85.46%,玉米的最高增产率达18.88%;哈茨木霉菌对玉米小斑病有着较好的防治效果,防效最高可达83.06%,玉米的最高增产率达17.07%。与清水对照组相比,施用枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌的土壤中的细菌、放线菌数量明显增多,真菌数量明显减少,且差异具有统计学意义(P<0.05)。土壤微生物数量的增加反映了微生物多样性的提升,进而指示土壤生态系统的稳定性增强,增强了其对病害和逆境的抵抗力。在该试验中,枯草芽孢杆菌和哈茨木霉菌作为功能性微生物,施用后在土壤中成功定殖,并能够发挥多重生态功能。

3 生物农药在农业种植实践中的推广策略

实践中,生物农药在病虫害防治等研究方面已取得显著成效,但其在农业生产中的大规模推广应用仍面临诸多挑战,涉及农民认知、市场监管体系、产品研发等多个方面。因此,在明确生物农药应用效果的基础上,亟需制定科学合理的推广策略,以促进其在农业生产中的广泛应用,推动农业绿色转型。

3.1 加大生物农药科普宣传力度

各地农业技术推广机构需充分利用电视、广播、报纸等媒介,以及互联网、社交媒体、短视频平台等新兴媒介,广泛宣传生物农药的优势、使用方法及成功案例。邀请农业技术专家进行现场讲解和答疑,以提高农户的信任度和使用意愿。赵海玲等[14]提出通过举办培训班、现场指导、发放技术资料等方式,加强基层农技人员、农药销售人员及农户的技术培训,普及生物农药的使用方法及注意事项;在重点农业区域建立生物农药应用示范田,展示其防治效果和经济效益,并组织农民进行现场观摩,直观展示生物农药的优势。

3.2 完善市场监管体系

加强对生物农药注册与审批流程的管理,通过有效的市场监管保障生物农药的质量与安全。胡志林[15]在研究中提出,必须严格控制生物农药的注册与审批流程,提高生物农药的市场准入门槛,确保每一款上市产品都经过科学评估,以保障生物农药的安全性和有效性,有效遏制低质、伪劣产品进入市场。同时,完善生物农药的质量监控和风险评估体系,通过定期抽检、数据分析和风险预警等方式,及时发现并解决潜在的问题,保障市场上流通的生物农药品质的可靠性。

3.3 加强生物农药技术研发

加大对生物农药领域的研发投入,包括基础理论研究、应用研究和产品开发,以提升生物农药的防治效果与产品稳定性。周蒙[16]研究提出,通过构建产学研深度融合创新体系,鼓励科研机构与企业紧密合作,促进科技成果的快速转化与应用,缩短科研成果从实验室到田间地头的距离。通过国际合作与交流,积极引进先进的生物农药研发技术和经验,吸引高技术人才,引进先进设备,快速提升生物农药的研发能力并拓宽技术视野,为生物农药的研发注入新的活力。
综上,生物农药作为一种环境友好型农业投入品,其在病虫害综合防治、杂草生态治理及土壤改良等农业关键领域展现出良好的应用价值和发展潜力。然而,生物农药的推广与应用是一个系统工程,需要构建多维度的推进机制。通过加强对生物农药的科普宣传力度、完善市场监管体系、加快生物农药技术研发等措施,提高对生物农药的认知水平,掌握生物农药的使用标准与方法,提高生物农药的研发能力。随着技术的不断创新和体系的持续完善,未来生物农药技术将为促进农业绿色转型和实现农业可持续发展作出更大贡献。
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