白僵菌是一种子囊菌类的虫生真菌,主要种类包括球孢白僵菌和布氏白僵菌等,常通过无性繁殖生成——分生孢子,菌丝有横隔有分,白僵菌可以侵入6个目15科200多种昆虫、螨类的虫体内大量繁殖,同时产生白僵素(非核糖体多肽类毒素)、卵孢霉素(苯醌类毒素)和草酸钙结晶,这些物质可引起昆虫中毒,打乱新陈代谢以致死亡。
白僵菌分类
常见白僵菌共有三种:
球孢白僵菌、小球孢白僵菌、布氏白僵菌。依据形态指标、生理生化指标及核酸指标将
白僵菌属分为7个种,分别是
球孢白僵菌、
布氏白僵菌、白色白僵菌、
多形白僵菌、蠕孢白僵菌、
粘孢白僵菌和苏格兰白僵菌。球孢、小球孢、布氏三种
白僵病菌,其不同
发育阶段,虽具有共同的
形态特征,但也存在一定的差异。其区别是:球孢和小球孢白僵菌,
分生孢子虽都为球形或卵形(约各50%),均生于对称成直角的茸状
产孢细胞顶端,
分生孢子梗呈直角分支
聚成集团。所不同的是前者孢子大,一般2.5—3.0微米,
菌落呈
平绒状,在明胶
培养基本逐渐从白色变到乳白色,而在
马铃薯琼脂培养培养的底部无色或淡黄色。后者孢子较小,一般为2-2.5微米,菌落白色至乳白色初为疏茸状或棉絮状,后期形成乳粉状的孢子层,不使马铃薯琼脂培养基斜面变色,但在清淅明交培养基上呈粉红色,颜色很不显著,而且10天后便消失。布氏白僵菌不同于前两种的主要特征,是其分生孢子大多是亚园形或椭圆形,而且分生孢子开差较大,一般为2.0-6.0×1.5-4微米,生于产孢细胞顶端新延伸的“乙”形丝形器上,
菌落表面高低不同,白色,初为茸毛状或棉絮状,后期形成粉状,在
明胶培养基的底部呈
深红色至桑色,某些菌丝命名
马铃薯培养基呈不同程度浅紫色至红色。
球孢白僵菌菌落呈绒状、丛卷毛至粉状,有时呈绳索状,但很少形成
孢梗索。菌落培养初期多呈白色,后来变成淡黄色,偶成淡红色;背面无色或淡黄色至粉红色。
如今在
农业部登记的白僵菌有球孢虫白僵菌(主要用于防治
松毛虫和
玉米螟)和布氏白僵菌(主要用于防治花生蛴螬)两种,登记剂型有粉剂、
可湿性粉剂或油悬浮剂。
球孢白僵菌(Beauveria bassiana)为子囊菌类的真菌,可工业化培养生产,利用其产生的分子孢子加工成
微生物杀虫剂。原药外观为乳白色直至淡黄色粉末。分生孢子主要通过表皮降解酶作用,笌管穿透昆虫体壁,在昆虫体内增殖,吸收昆虫体内营养和水分,进而致死目标害虫。
所谓
白僵虫就是白僵菌的
分生孢子落在昆虫体上,在合适温湿条件下,即可发芽直接侵入昆虫体内,以昆虫体内的血细胞及其他
组织细胞作为营养,大量增殖,以后菌丝穿出体表,产生白粉状分生孢子,从而使害虫呈白色僵死状,称为白僵虫。白僵菌制剂对人、畜无毒,对作物安全,无残留、无污染,但能感染
家蚕幼虫,形成
僵蚕病。
活性成分
白僵菌分生孢子在寄主表皮或气孔、消化道上,遇适宜条件开始萌发,出生芽管。同时产生
脂肪酶、
蛋白酶、几丁质酶溶解昆虫的表皮,由芽管入侵虫体,在虫体内生长繁殖,消耗寄主体内养分,形成大量菌丝和孢子,布满虫体全身。同时产生各种毒素,如
白僵菌素(Beauvericin),纤细素(Tenellin)和
卵孢霉素(Oosporein)等。白僵菌素为含N-甲基
氨基酸的
环状肽。白僵菌素为针状无色
晶体,加
醋酸铅于水溶液中可产生絮状白色沉淀,对
茚三酮显正反应。
产品宣传
白僵菌能够在
自然条件通过体壁接触感染杀死害虫。白僵菌可寄生15个目149个科的700余种昆虫,对人畜和环境比较安全、害虫一般不易产生
抗药性、可与某些化学农药(杀虫剂、
杀螨剂、杀菌剂)同时使用。1995年美国环保署(EPA)允许Mycotech公司生产的
球孢白僵菌制剂MycotrolRWP,用于防治蚜虫和
粉虱,白僵菌在国际上已有17种产品注册登记,用于防治
蛴螬、
家蝇、
介壳虫、
白粉虱、
蚜虫、
蓟马、
马铃薯叶甲、
蜚蠊、
蝗虫、蚱蜢、
蟋蟀、
棉铃象、棉跳
盲蝽、玉米螟、
天牛、甘蔗
金龟子等害虫。白僵菌高孢粉是
国家林业局推广的高效
生物杀虫剂之一,可广泛应用于
森林害虫,蔬菜害虫,旱地农作物害虫等。多年来,国内应用白僵菌对近40种农林害虫防治成功,如今在生产中使用的主要有:松毛虫、玉米螟、蛴螬、
蝗虫、马铃薯甲虫、
松褐天牛、白蚁、茶小绿叶蝉、桃小食心虫等。白僵菌防治最成功的是苗圃、草坪、农田等的蛴螬,蛴螬危害花生、大豆、草坪、蔬菜、苗圃等多种作物。在
有机农产品、茶叶生产中广泛应用。
白僵菌高孢粉无毒无味,无环境污染,对害虫具有
持续感染力,害虫一经感染可连续浸染传播。
一、无
农残。在农产品频频因
农药残留超标被拒之门外的今天,即使施用白僵菌后立刻收获产品也不会造成任何农药残留。
二、无抗性。害虫对化学农药的抗性使得其杀虫效果逐年减退。 白僵菌通过在自然条件下与害虫的体壁接触感染致死,害虫不会对其产生任何抗性。连年使用,效果反而越来越高。
三、再生长性。白僵菌新型
生物农药含有活体真菌及孢子。施入田间后,借助适宜的温度、湿度,可以继续繁殖生长,增强杀虫效果。
四、高选择性。不同于化学农药不分敌我的将
益虫、害虫尽数毒杀,白僵菌
专一性强,对
非靶标生物如
瓢虫、
草蛉和食蚜虻等益虫影响较小。从而整体田间
防治效果更好。
市场前景
在中国,白僵菌防治最成功的是森林、苗圃、草坪、农田等的蛴螬、玉米螟、松毛虫、
茶小绿叶蝉等。仅蛴螬、玉米螟、茶小绿叶蝉三种就已构成了巨大的
潜在市场。
蛴螬危害花生、大豆、草坪、蔬菜、苗圃等多种作物,危害面积达数亿亩,仅以花生为例,我国种植300万公顷花生,均受蛴螬危害,按20%面积用白僵菌防治计算,需防治60万公顷,需白僵菌制剂9000吨,合高孢粉400吨左右。
玉米螟是危害玉米的主要害虫,仅
东北地区发生面积即达800万公顷,引起产量损失10%左右,如20%发生面积用白僵菌防治,计需白僵菌制剂1600吨。
茶小绿叶蝉是茶园上的常发害虫,常年防治面积在250万公顷左右,按10%面积25万公顷计算,需白僵菌高孢粉50吨。近年来白僵菌防治松毛虫面积每年在60万公顷,需白僵菌高孢粉90吨。
国内市场白僵菌高孢粉年需求在2000吨左右。
药剂特性
白僵菌菌落为白色粉状物,产品为白色或灰白色粉状物。菌体遇到较高的温度自然死亡而失效。其杀虫有效物质是白僵菌的活孢子。孢子接触害虫后,在适宜的温度条件下萌发,生长菌丝侵入虫体内,产生大量菌丝和分泌物,使害虫生病,约经4-5天后死亡。死亡的虫体白色僵硬,体表长满菌丝及白色粉状孢子。孢子可借风、昆虫等继续扩散,侵染其他害虫。
白僵菌需要有适宜的
温湿度(24~28℃,
相对湿度90%左右,
土壤含水量5%以上)才能使害虫致病。害虫感染白僵菌死亡的速度缓慢,经4~6天后才死亡。白僵菌与
低剂量化学农药(25%
对硫磷微胶囊、48%
乐斯本等)混用有明显的
增效作用。
作用机理
主要通过昆虫表皮接触感染,其次也可经消化道和
呼吸道感染。侵染的途径因昆虫的种类、虫态、
环境条件等的不同而异。
扫描电镜或
荧光染色观察发现,
球孢白僵菌高毒菌株在
棉铃虫幼虫
体壁上短暂生长即形成入侵结构,而低毒菌株在幼虫体壁上产生细长的
匍匐菌丝,这些
菌丝会从害虫体内吸收营养,最终导致害虫死亡。
在浸染
黑尾叶蝉时有两种方式,第一是通过皮肤侵染。萌发的
分生孢子在虫体体壁
几丁质较薄的
节间膜处长出
芽管,芽管
顶端分泌出溶
几丁质酶使
几丁质溶解成一个小孔,
萌发管进入虫体。这时大概感染24小时。萌发的芽管借酶的作用,不断溶解体壁几丁质向前伸长,直至体壁
上皮细胞才生成的菌丝也进入体壁,然后侵入
血淋巴组织,菌丝起初沿着
细胞膜发育生长,再穿过细胞膜进入细胞内,于是
原生质和
细胞核失活,养料被耗尽,大量解体消失。大量皮下细胞层的破坏是由于
体腔内菌丝侵染的结果,此时菌丝受到昆虫、体内的
血细胞的包围,血细胞出现空泡,
着色力降低。同时菌丝产生许多
芽生孢子。芽生孢子萌发后,产生新的菌丝,以此反复不断增殖,冲破血细胞屏障进入体腔。在体腔内又以芽生孢子、分生孢子等方式繁殖,扩散到虫体所有组织,如消化道、
马氏管、
脂肪体等,这时约侵染48~72小时。感染96小时后,昆虫
组织器官大部分被破坏,菌丝成束穿出体表,形成
气生菌丝,并开始形成
分生孢子梗和分生孢子。侵染120~118小时,虫体表长出大量气生菌丝,分生孢子梗和分生孢子并释放出来,此时除部分体壁处,其他组织皆被破坏,养料亦被耗尽。
真菌孢子萌发,其芽管进入虫体后在血腔内
自由浮动,逐渐增长变为菌丝,这些菌丝通过吸收虫体内的水分和养分,不断伸长、分枝、增殖,并入侵器官部位,使整个虫体充满
菌丝体。在该过程中,菌体会产生
草酸钙结晶,降低血淋巴的酸度,使机体代谢发生紊乱。
在适宜条件下,已被致死宿主体内的菌丝体产生分生孢子,虫体表层破碎,孢子随风释放感染其他虫体,形成循环侵染。
毒性:
用50亿/g活孢子制剂
大白鼠腹腔注射和灌胃LD50分别为0.6±0.1g/kg及10.0g/kg,而用纯孢子腹腔注射大白鼠LD50为128士12mg/kg,为低毒类
微生物农药,对人、畜无
致病作用,属弱的变态反应源,无“三致”问题。该制剂对人畜无毒,对果树安全,但对蚕有害。
质量标准
高
孢粉1000亿/克,粉剂为平均活孢子80亿/g,幅度50~120亿/g,孢子萌发率90%以上,水分5%以下。
颗粒剂,含活孢子50亿/g。油
悬浮剂100亿/ml。
主要剂型
防治对象
使用方法
1、防治
森林害虫,在生产防治上,主要采取地面或飞机喷洒白僵菌制剂的方式进行施药。也可在雨季从林间采集森林叶部
害虫活
幼虫集中撒上白僵菌原菌粉,或配成含量为5亿孢子/ml的菌液,
采活虫在菌液中沾一下再放
回树上任其自由爬行。这些带菌虫死后,长出很多
分生孢子,即形成许多白僵菌流行点,逐步促成林间害虫
白僵病流行。
2、菌粉用水溶液稀释配成菌液,每毫升菌液含孢子1亿以上。用菌液在蔬菜上喷雾。
3、苗粉与2.5%
敌百虫粉均匀混合,每克混合粉含活孢子1亿以上,在蔬菜上
喷粉。
4、将病死的
昆虫尸体收集研磨,配成每毫升含活孢子1亿以上(每100
个虫尸加工后,兑水80-100公斤)即可在蔬菜上喷雾。
5、松毛虫:用孢子150~180万亿个,可直接对水喷雾。也可将菌粉与防治松毛虫的化学杀虫剂的粉剂如
敌百虫混合,使含孢1亿/g,用混合粉22.5~30kg/hm2。也可采集发病死亡虫尸,放到松林中,扩大染病面积。
6、防治玉米螟可向
喇叭口撒颗粒剂(按1:10与煤渣混合),每株约2g,或灌菌液。
油悬浮剂可用超低量喷雾。
注意事项
(1)养蚕区不宜使用。(2)菌液配好后要于2小时内用完,以免过早萌发而失去侵染能力,颗粒剂也应随用随拌。不能与
化学杀菌剂混用。(3)贮存在阴凉干燥处。(4)人体接触过多,有时会产生
过敏性反应,出现
低烧,皮肤刺痒等,施用时注意皮肤的防护。(5) 不能与化学杀菌剂混用。