微生物在環(huán)保和農(nóng)業(yè)中的應用,急!請以簡單題或者論述題的方式給出答案!謝謝
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微生物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用
1.1微生物農(nóng)藥是利用微生物菌體或其代謝產(chǎn)物來防治植物病蟲害的一種生物制劑,它是通過從自然界采集患病體,進行分類篩選病原體或病菌拮抗微生物,經(jīng)人工培養(yǎng)、收集、提取而制成的。這些病原體和拮抗物及其產(chǎn)物為昆蟲吞食、動植物接觸感染后,由于微生物自身活動產(chǎn)生毒素,導致昆蟲新陳代謝受阻,組織器官受到破壞,有害植物病毒細胞死亡,從而
達到消滅病蟲害的目的。
1.1.1蘇云金桿菌殺蟲劑蘇云金桿菌殺蟲劑是目前應用較普遍的一種殺蟲細菌,它于1911年由貝爾林耐從患病地中海粉螟上分離獲得,這種細菌在自然條件下可感染多種有害昆蟲。蘇云金桿菌殺蟲原理是隨著桿菌營養(yǎng)體生長,細胞原生質(zhì)凝聚,產(chǎn)生芽孢和伴孢晶體,伴孢晶體是蘇云金桿菌的主要毒素,在昆蟲堿性腸液或酶類作用下被水解為毒肽,導致敏感昆蟲死亡。據(jù)統(tǒng)計,蘇云金桿菌及其變種對敏感鱗翅目、膜翅目、雙翅目等多種昆蟲有防治作用,如玉米螟、菜青蟲、稻縱鱗螟、松毛蟲等:如與少量化學農(nóng)藥結(jié)合使用,對不敏感昆蟲如棉鈴蟲、豆莢螟、斜紋夜蛾等也能起到很好防治作用實用中應避開家蠶、柞蠶養(yǎng)殖區(qū),因為該菌劑對蠶類有致毒作用。蘇云金桿菌的工業(yè)生產(chǎn),以玉米粉、豆餅粉、葡萄糖為培養(yǎng)料,采用液體深層發(fā)酵法獲得菌粉,農(nóng)村用工業(yè)菌粉為接種劑,配以麥麩和鮮石灰粉發(fā)酵形成菌劑,應用與生產(chǎn)。
1.1.2白僵菌殺蟲劑白僵菌殺蟲劑是目前普遍應用的
真菌殺蟲劑,性能穩(wěn)定,在20世紀8O年代,全國應用臼僵菌防治農(nóng)林害蟲面積達到18O萬公頃,殺蟲效果達到85%以上。白僵菌殺蟲主要通過體壁接觸感染,也能通過消化道、氣孔及傷口等途徑進入蟲體。在蟲體內(nèi)繁殖,產(chǎn)生一種草酸鈣結(jié)晶,降低蟲體內(nèi)血淋巴酸度,使昆蟲代謝紊亂,變黑死亡。白僵菌主要防治大豆食心蟲、松毛蟲、玉米螟、水稻葉蟬、蘋果食心蟲等,防治措施采用大面積噴施粉劑或感染活蟲體造成二次感染的方法,高溫、高濕條件效果更好。自僵菌的生產(chǎn)采用固體發(fā)酵法,以玉米粉、鋸木屑等為培養(yǎng)料,大床發(fā)酵,最后干燥,制成成品。
1.1.3昆蟲病毒殺蟲劑昆蟲病毒是一類具有專一性的殺蟲劑,一種病毒只感染同種昆蟲而對其它昆蟲及其天敵無毒害。國家從農(nóng)、林、桑、果、蔬等作物害蟲中分離出近8O種昆蟲病毒。其中26種進行了大規(guī)模試驗,現(xiàn)在防治面積達到1.3萬hm:。昆蟲病毒粒子通過口腔被害蟲取食,在害蟲體內(nèi)特定部位如血管、中腸、氣管等處增殖,導致昆蟲組織器官壞死,達到殺蟲目的。昆
蟲病毒可感染螨類、鱗翅目、雙翅目、膜翅目等7O多種宿主 目前生產(chǎn)昆蟲病毒方法,主要用人工飼養(yǎng)昆蟲和從叫問收集昆蟲進行接種感染,以收集患病蟲體加工成病毒制劑,兌水應用,成品病毒樣品加入活性炭或菜油效果顯著。
1.1.4農(nóng)用抗生素抗生素是抗生菌分泌的次生代謝產(chǎn)物,它能以極低濃度抑制其他微生物生長??股刈钤缬糜卺t(yī)療,1958年, 日本發(fā)現(xiàn)世界上第一個農(nóng)用抗生素——滅瘟素S,并成功用于防治稻瘟病。其抗菌機理是抑制細菌細胞壁合成,破壞菌體細胞膜通透性,抑制核酸形成,達到消滅病菌作剛。農(nóng)片j抗生素性能穩(wěn)定,選擇性較強,例如井岡霉素只能防治水稻紋枯病、花生
葉斑病、玉米大斑病等,769抗菌素只能防治小麥黑穗病、高粱散黑穗病等。農(nóng)用抗生素有l(wèi)T業(yè)生產(chǎn)和土法生產(chǎn)兩種,都是利用菌種發(fā)酵培養(yǎng)原理生產(chǎn)。
1.1.5微生物激素微生物激素是一種植物生長調(diào)節(jié)
劑,一般以極低的濃度促進植物細胞的發(fā)育,使植物莖桿伸長,葉面增大,刺激果實生,或者促進作物提前抽穗開花,提早成熟,也能打破種子休眠 激素作用機理是在植物體內(nèi)促進或抑制酶類、糖類合成,誘導植物細胞發(fā)育,達到促進增長的效果?,F(xiàn)在使用普遍的有五大類植物激素:赤霉索、生長索、細胞分裂素、脫落酸、乙烯。其中,前三種為促進型激索,后兩種為抑制型激
素。激素生產(chǎn)一般用閻體發(fā)酵或r[業(yè)發(fā)酵進行。
許多化學殺蟲劑對環(huán)境具有不利影響,對人類的健康形成了巨大的威脅,因此不得不減少對化學殺蟲劑的依賴,施用時進行更加規(guī)范的控制。而且許多害蟲對廣泛使用的化學殺蟲劑產(chǎn)生了抗性?;蚬こ碳夹g的應用為農(nóng)業(yè)微生物遺傳改良與各類微生物殺蟲劑的開發(fā)開辟了新的途徑,目前的研究已經(jīng)顯示了這項技術發(fā)展的巨大潛力。應用基因工程技術生產(chǎn)和修飾改造這些生物殺蟲劑,對微生物制劑用于蟲害治理開創(chuàng)了新局面。
環(huán)抱中 生態(tài)廁所
農(nóng)業(yè) 高溫堆肥
微生物在農(nóng)業(yè)上取得了哪些成就?
自然界中有不少微生物(病毒、細菌、真菌和線蟲)具有殺蟲、殺菌、除草及植物生物調(diào)節(jié)活性。這種微生物具有很高的專一性,其對靶標害物具有極高的選擇性,而對其他生物卻十分安全。在現(xiàn)今的直接應用的微生物源農(nóng)藥中,以蘇云金桿菌(B·T)居主要市場,約占整個微生物源農(nóng)藥的70%以上,其中半數(shù)在美國。目前的B·T商品約數(shù)百種,可防治百余種有害昆蟲。此外,美國的Mycogen公司生產(chǎn)的熒光極毛菌、孟山都公司的賽氏桿菌,以及Fairfax公司生產(chǎn)的日本金龜子芽孢桿菌等也是已產(chǎn)業(yè)化的細菌殺蟲劑。同樣,在中國B·T劑的生產(chǎn)與應用也基為廣泛,據(jù)悉已有50余家工廠從事此藥劑的應用開發(fā)。同樣,采用病毒進行防治蟲的研究開發(fā)較為廣泛。在德國、美國等國家均已開發(fā)了不少產(chǎn)品,如蘋果蠢蛾顆粒體病毒、舞毒蛾核多角體病毒等。在中國,也開發(fā)了用于防治松毛蟲和棉鈴蟲的核多角病毒,并有少量生產(chǎn)。此外,用真菌治蟲也是一個重要方面,如果白僵菌治蟲已成為大家所熟知。Chr.Hansen,Koppert等公司亦開發(fā)了用輪技孢菌治蟲的產(chǎn)品。另外,也有用線蟲、原生動物進行防蟲治蟲的,并已產(chǎn)業(yè)化。在殺菌劑方面也出現(xiàn)了不少防治病害的以菌治菌的產(chǎn)品,如KemiraOy公司用于防治真菌病害的細菌產(chǎn)品——Mycostop;WRGrace、EcologicalLabs、Bio—Innovation等公司以綠粘帝霉、大隔孢伏革霉、木霉屬等真菌來防治各種真菌病害。此外,Bio—Care公司生產(chǎn)的放射形土壤桿菌、Bumsphillips公司生產(chǎn)的熒光極毛桿菌則作為防治各種細菌的細菌產(chǎn)品。同時,也有用真菌產(chǎn)品作為“除草劑”以達到以菌治草的,如Ecogen、Philom、Bios等公司的盤長孢狀刺盤孢產(chǎn)品、Abbott公司的棕櫚疫霉產(chǎn)品均可用于防除雜草。由于人們對微生物源農(nóng)藥的開發(fā)興趣越來越濃厚,近年來又出現(xiàn)了不少新的直接作為農(nóng)藥的微生物原農(nóng)藥。如日本煙草公司開發(fā)了用于防除草坪雜草早熟禾的細菌除草劑(Xanthomonascapestris);俄羅期科學院則開發(fā)了用于防治蚜蟲和紅蜘蛛等害蟲的細菌性殺蟲劑雙毒桿菌。英國作物保護學會則于1997年4月舉行了一次有關微生物源殺蟲劑發(fā)展前景的世界性會議。會上,美國氰胺公司介紹了采自非洲蝎子的工程棒狀病毒的田間殺蟲效果;英國的天然作物保護公司則介紹了生產(chǎn)Beauveriabassiana的生產(chǎn)劑型。會議中,充分肯定了微生物源殺蟲劑的作用,并肯定了其前景。
微生物肥料和微生物農(nóng)藥可以防止農(nóng)作物病蟲害,增加產(chǎn)量,提升品質(zhì),是綠色農(nóng)業(yè)和有機農(nóng)業(yè)的必備農(nóng)資。有機肥的生產(chǎn)過程也是靠微生物分解秸稈、糞便等生物質(zhì)所得。而食用菌的生產(chǎn)本身就是真菌微生物菌種接種于培養(yǎng)基后生長出來的子實體。