微生物杀虫剂

害虫的危害

昆虫是动物世界中的大家族,它们与人类的关系相当密切。昆虫家族中有些成员对人有益,例如能够直接为人类制造有用产品的蜜蜂、家蚕等,能够帮助人类消灭某种害虫的金小蜂、草蛉等。也有些种类直接危害人类的健康,如苍蝇、蚊子、蟑螂等。还有许多种昆虫,它们虽然不会直接伤害我们的身体,但它们会危害人类种植的蔬菜、粮食作物、果树等多种植物。比如

菜粉蝶的幼虫——菜青虫专吃青菜、卷心菜等蔬菜的叶子,会将一张张好端端的菜叶吃到只剩下叶柄和叶脉。又比如在旧中国曾发生过的多起蝗灾,就是由蝗虫引起的,这种可恶的昆虫会将农民们辛辛苦苦种出的粮食全部吃光,最后造成颗粒无收。在苹果、梨等水果中,我们有时会发现一种白色的小虫子,它叫食心虫,专门蛀食水果,是果树的一大害虫。在人们心目中象征着虬劲和坚韧的各种松树也会遭到松毛虫等多种昆虫的侵袭。还有一些我们熟悉的昆虫,如蟋蟀、油葫芦、蝉、天牛、蚱蜢、金龟子、许多漂亮的蝴蝶等也都是危害多种植物的害虫。有人作过统计,每年的粮食产量就因为这些害虫的影响而减少 30%。

使用农药的后果

为了消除害虫对植物的影响,从本世纪 40 年代起,人们开始大量使用有毒的化学农药来杀灭各种害虫。虽然在刚开始使用这些化学农药时,控制虫害的效果相当明显,然而在使用过程中,人们逐渐发现化学农药有许多缺点。首先,化学农药在杀死害虫的同时,也杀死了大量的益虫;又由于害虫对化学农药会逐渐产生抵抗力,人们在使用化学农药时只好不断增加剂量,生产单位也不断推出新的农药品种。有些农药成分的毒性很大,而且在土壤中不能很快地被分解。多年以后,这些有毒的化学农药就对人类和环境造成了极大的危害。

比如,本世纪中期,在日本九州鹿儿岛的水俣市,当地居民曾发现,他们那儿的猫会发疯一样惊恐不安,好像身上着了火似的要跳入大海。有人在对这一“狂猫跳海事件”做了研究后发现,那些猫吃了被含汞农药污染了的鱼类和贝类。农药中的汞进入动物体内后,不会马上被排泄,而是积累在肝、肾、脾、脊髓中,当含量达到一定时,就会出现农药中毒现象。猫吃了这种由含汞农药污染的水产品就会中毒,人吃了同样也会出现中毒现象。

本世纪 60 年代,许多国家还在大量使用“DDT”和“六六六”杀虫剂。这两种杀虫剂虽然具有良好的杀虫效果,但它们在自然界及人体内都不容易被分解,而会逐渐地积累起来,最终伤害我们的身体。有人认为,目前许多种癌症发病率持续上升的原因,也可能就是这类不易被分解的化学农药对人类危害所造成的。更可怕的是,这类有毒的杀虫剂还会危及我们下一代的健康。前几年就有报道说,曾在人奶中化验出有毒的“六六六”。

在我国,由于杀虫剂使用不当而引起的食物中毒事件时有发生。经常会有人因食用带有农药的鸡毛菜或苜蓿后出现严重的食物中毒现象。

类似的例子还可举出许多。所有这一些都是大自然对人类滥用化学农药、不爱护环境的报复。最近几年里,人们越来越意识到,为了人类的今天和明天,我们应该停止使用那些对人类有害的杀虫剂。

鱼和熊掌也可兼得

如果真的不用杀虫剂,害虫就会泛滥,人类又将面临新的灾难。如何才能合理地解决这一矛盾?人们开始寻找一种既能杀灭害虫,又能避免环境污染、人类免受其害的两全之策。于是又有人想到了那些神通广大、能力非凡的微生物。

目前已经知道,在微生物中有许多细菌、真菌和病毒,它们的确能使害虫感染上某种疾病而死亡,从而起到杀灭害虫的作用。

在细菌中,有多种球状细菌和杆状细菌都对害虫有很强的杀伤力,但其中有一类苏芸金杆菌,它们的威力特别大,能够对 100 种以上害虫有不同程

度的致病力。这类细菌大约有 17 个变种,如青虫菌、杀螟杆菌、松毛菌等。虽然不同的苏芸金杆菌能杀死不同种类的害虫,但所有的苏芸金杆菌在生长过程中,细胞内都会产生一种叫伴孢晶体的蛋白质结晶。这种蛋白质结晶对许多害虫有强烈的毒性,会使害虫患败血症而死亡。苏芸金杆菌能杀灭的常见害虫有以青菜等蔬菜叶子为食的菜青虫,危害粮食作物的稻螟虫、玉米螟、粘虫,会降低棉花产量和质量的棉铃虫,使松树等针叶林遭受损失的松毛虫, 威胁人类健康的蚊子等等。

能使昆虫患病的真菌有 530 多种。目前已经成功使用的有白僵菌、绿僵

菌和赤座霉等真菌。其中以白僵菌应用较广泛。能感染白僵菌的昆虫数达 200 种左右。当白僵菌侵入昆虫体内后,就以虫体内的物质为营养大量繁殖,最后长满体腔,使昆虫死亡。昆虫死后身体表面呈白色茸毛状,虫体僵硬,所以这种真菌被叫做白僵菌。利用白僵菌可防治玉米螟、松毛虫、食心虫和危害水稻生长的黑尾叶蝉等多种常见的农林害虫。由于白僵菌也会感染家蚕, 因而不宜在养蚕地区使用。

目前人们已发现大约 300 多种病毒能分别侵染 700 多种昆虫。有的杀虫病毒在侵染害虫后,会在害虫体内大量繁殖,破坏虫体细胞,最终造成害虫生理机能损坏而死亡。有些杀虫病毒的表面包有一层被膜,它们对害虫的感染力可以保持数年之久,并且还能通过虫卵传给后代。根据使用结果来看, 棉铃虫、松毛虫、粘虫,危害多种果树和园林树木的刺蛾、杨扇舟蛾,破坏桑树的桑毛虫等害虫都可被杀虫病毒置于死地。

大有作为的微生物

利用微生物使害虫致病,从而达到防治虫害目的的生物防治技术被称为微生物防治。如今,许多国家都已开始运用这一防治技术。比如,前苏联、日本等国就曾通过飞机喷洒苏芸金杆菌来防治害虫,并取得了很大的成功。我国现在也比较重视微生物防治技术。比如,在辽宁省朝阳地区就曾利用松毛菌制剂喷洒 2668 万平方米森林,平均杀虫效率达到 87%。我国还大面积应用白僵菌防治玉米螟和松毛虫,效果也比较理想。人们还开展了从棉铃虫、菜青虫、桑毛虫、松毛虫等多种昆虫分离得到的杀虫病毒来防治虫害方面的研究工作。

与化学农药相比,微生物杀虫剂有许多优点。首先,微生物杀虫剂使用后不留残毒,对人、畜、各种植物和自然环境都安全无害;其次,微生物杀虫剂不容易使害虫产生抗药性,始终具有较高的杀虫效率;再则由于微生物在环境中存活力强,具有使用一次、多年有效的特点;第四,由于微生物繁殖快、容易培养,所以从生产成本的角度来看,生产微生物杀虫剂的成本较低。

生产微生物杀虫剂,需要大量培养那些能够杀灭害虫的微生物。如今实现这一步操作主要依靠工业化的生产方式,在大型的发酵罐中进行。所以说, 微生物杀虫剂的生产实质上也是现代发酵工程的实际应用。