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农用抗生素及其使用技术

 九歌珍藏阁 2017-11-01

【栏目片头】传授知识、智慧农民,倡导文明、和谐农村,这里是中央人民广播电台中国乡村之声《乡村讲堂》。

 

1.主持人:听众朋友、农民朋友们,大家好!众所周知,病虫害的发生对于植物的生长发育是非常不利的,轻者可能造成减产,重者会导致农作物坏死、绝产。人们一直在寻找有效防治病虫害的方法。农用抗生素是一种微生物产生的次级代谢产物,可以用于防治作物病虫草害,它和化学农药的主要区别在于是生物合成的,具有活性高、对防治对象的效果好,对使用环境的污染少等优点。那什么是农用抗生素?我们应该如何使用呢?今天我们就来介绍一下。为我们作介绍的专家是国家生物农药工程技术研究中心主任杨自文。

 

专家:大家好,下面我来介绍一下农用抗生素及其使用技术。

 

2.主持人:好的,那杨老师,您先来介绍一下什么是农用抗生素?

 

专家:农用抗生素(agricultural antibiotics),简称农抗,是指由微生物发酵产生、具有农药功能、用于农业上防治病虫草鼠等有害生物的微生物次生代谢产物。按用途区分,有杀菌剂、杀虫剂、杀螨剂、除草剂和植物生长调节剂。

 

与一般化学合成农药相比,农用抗生素具有以下特点:①结构复杂;②活性高、用量小、选择性好;③易被生物或自然因素所分解,不在环境中积累或残留;④生产原料为淀粉、糖类等农副产品,属于再生性能源;⑤采用发酵工程生产,同一套设备只要改变菌种即可生产不同的抗生素,生产菌大多是土壤中的放线菌,也有真菌和细菌。 

 

3.主持人:这是农用抗生素的概念以及特点。那农用抗生素是什么时候出现的呢?他的发展过程您能不能简单介绍一下?

 

专家:农用抗生素是在20世纪40年代医用抗生素发展的基础上研究开发的。1961年,日本开发了杀稻瘟素-S用于防治稻瘟病,是世界上第一个大规模生产的农用抗生素,它成功地取代了公害严重的有机汞制剂。60~70年代,日本又开发了春日霉素、多氧霉素、有效霉素等高效品种。

 

中国从50年代起研究开发农用抗生素,陆续投产了赤霉素、灭瘟素、春雷霉素、多抗霉素、井冈霉素和阿维菌素等品种。其中产量最大的是阿维菌素和井冈霉素。

 

4.主持人:可以看出,农用抗生素的发展时间并不长。那目前研发情况如果?都有哪些类型呢?您来介绍一下。

 

专家:种类较多,大致可分为:

 

四环类:其化学结构中含有四个相联的环。如四环素、金霉素、土霉素。

 

氨基糖苷类:其结构中含有氨基糖。如链霉素、庆大霉素、卡那霉素。

 

大环内酯类:其结构中含有大的内酯环。如红霉素、阿维菌素。

 

多烯类:其结构中含有共轭双键,如制霉菌素、纳他霉素、四霉素等。

 

聚醚类:如莫能菌素。

 

多肽类:如杆菌肽、多粘菌素。

 

核苷类:如丰加霉素、多氧霉素。

 

5.主持人:他们的作用机制是怎么样的呢?

 

专家:抗细菌抗生素的作用机制

 

抑制细胞壁合成:如青霉素、井冈霉素、多抗霉素。

 

抑制蛋白质合成:如春雷霉素、灭瘟素。

 

抗真菌抗生素的作用机制

 

阻碍原生质膜合成:如多烯类抗生素。

 

抑制核酸合成:如灰黄霉素。

 

杀虫抗生素的作用机制

 

作用于神经系统:如阿维菌素。

 

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6.主持人:欢迎回来,今天为您介绍农用抗生素及其使用技术,做客我们节目的专家是国家生物农药工程技术研究中心主任杨自文。刚刚我们介绍了农用抗生素的基本概念,下面我们来详细介绍几个主要的农用抗生素品种。首先我们来介绍一下阿维菌素。

 

专家:阿维菌素为农用兽用杀虫、杀螨剂,大环内酯双糖类化合物。阿维菌素对昆虫和螨类具有触杀和胃毒作用并有微弱的熏蒸作用,致死作用较慢。但在植物表面残留较少。

 

阿维菌素是目前用量最大的农用杀虫抗生素。

 

主要用于多种作物害虫的防治。如小菜蛾、红蜘蛛、菜青虫、金纹细蛾、美洲斑潜蝇、 甜菜夜蛾、 蔬菜根结线虫等。

 

阿维菌素对昆虫和螨类具有触杀和胃毒作用并有微弱的熏蒸作用,致死作用较慢。不能杀卵。在植物表面残留较少。

 

原药高毒,制剂低毒。无致畸致突变作用。纯品小鼠经口LD50 13.6~23.8mg/kg,大鼠经口LD5010.6~11.3mg/kg。对水生生物和蜜蜂高毒。对鸟类低毒。

 

主要为胃毒和触杀作用,通过阻断昆虫的神经传导系统,使其产生麻痹而死亡。在环境中易为光照和微生物降解,因而对环境安全。

 

使用注意事项:施药时要有防护措施,戴好口罩等。对鱼高毒,应避免污染水源和池塘等。对蚕高毒,桑叶喷药后40天还有明显毒杀蚕作用。对蜜蜂有毒,不要在开花期施用。最后一次施药距收获期20天。

 

多杀菌素是放线菌剌糖多孢菌有氧发酵产生的大环内酯类抗生杀虫剂,兼具有生物农药的安全性和化学合成农药的速效性,曾获得美国“总统绿色化学品挑战奖”。从1997年至今,多杀菌素已在近70个国家的200多种作物上批准应用。

 

多杀菌素 (Spinosad) ,商品名菜喜、催杀。

 

产生菌:刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa) 。

 

大环内酯类无公害高效生物杀虫剂。

 

用途:杀虫剂。用于十字花科蔬菜、茄果类蔬菜、瓜类蔬菜及棉花等农作物的小菜蛾、甜菜夜蛾、蓟马等。

 

毒性:极低。原药经口对大小白鼠LD50大于5000mg/kg。

 

7.主持人:阿维菌素我们还是应用比较广泛的,只是对于他的原理、用途和功效没有一个全面的了解,刚刚通过杨老师的介绍,您是否对于这种农用抗生素更加了解了呢?下面我们再来介绍一下乙基多杀菌素。

 

专家:乙基多杀菌素杀虫谱比多杀菌素更广,特别是在果树上使用时。它能防治一些重要害虫如梨果类果树上的苹果蠢蛾。该杀虫剂能防治的其它害虫包括水果、坚果、葡萄和蔬菜上的梨小食心虫、卷叶蛾、蓟马和潜叶蛾。该产品将打开一个全新市场,它的上市不是对第一代多杀菌素的替代,而是一种补充。

 

8.主持人:还有哪些主要的农用抗生素呢?杨老师,您继续介绍。

 

专家:井冈霉素:低毒,安全,环境友好,对作物及有益生物无害对水稻纹枯病及麦类纹枯病有特效 ,30-50PPM对各种作物立枯病、水稻稻曲病、有效。

 

多抗霉素:13个组分,重要活性为B和D,用药浓度约100PPM。低毒,安全,环境友好。对多种作物真菌病有效,黑斑病、灰霉病、褐斑病、霜霉病、白粉病、灰霉病等。

 

宁南霉素:抗病毒,每亩用药3-5g/次。低毒,安全,环境友好。对烟草花叶病、番茄病毒病、辣椒病毒病、水稻立枯病、大豆根腐病、水稻条纹叶枯病、苹果斑点落叶病、黄瓜白粉病等。

 

春雷霉素:对人畜安全,有效浓度30-50PPM。抗真菌病:对水稻稻瘟病有优异防效和治疗作用,对西瓜细菌性角斑病,桃树流胶病,疮痂病,穿孔病等病害有特效、番茄叶霉病有效。

 

链霉素:医用抗生素农用。主要用于作物细菌病。水稻白叶病 、果树的细菌病。蔬菜软腐病、细菌性角斑病。用药浓度为100-200 PPM。

 

中生霉素:链丝菌素   Streptothricin, 中等毒。主要用于水稻白叶枯病,蔬菜软腐病、黄瓜角斑病、苹果轮纹病、小麦赤霉病。

 

申嗪霉素:对哺乳动物安全,对环境友好,广谱性农用抗生素。主要用于西瓜枯萎病、甜瓜蔓枯病、辣椒疫病、棉花枯萎病、油菜菌核病、番茄灰霉病、水稻纹枯病。

 

赤霉素:赤霉素是广泛存在的一类植物激素。可刺激叶和芽的生长。应用于提高无籽葡萄产量、打破马铃薯休眠、促进大麦种子萌发、在杂交水稻制种中调节花期以使父母本花期相遇等。

 

脱落酸、S-诱抗素(S-ABA):S-ABA 是五大植物生长调节剂之一,主要作用:调节植物生长(促进葡萄着色:促熟、早收;高投资回报率),增强作物抗逆能力,促进作物叶片脱落,协调作用(与其他 PGR 复配使用,提高活性)。

 

其它农用抗生素:农抗120:嘧啶核苷类抗生素,低毒抗真菌剂,防治西瓜、蔬菜枯萎病、白粉病、炭疽病、小麦白粉病、炭疽病,芦笋茎枯病,水稻纹枯病,苹果腐烂病等。嘧肽霉素:胞嘧啶核苷类新型抗病毒农用抗生素,用于农作物病毒病及真菌、细菌性病害的防治。四霉素(梧宁霉素):主要用于多种真菌病害的防治。

 

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9.主持人:欢迎回来,今天为您介绍农用抗生素及其使用技术,做客我们节目的专家是国家生物农药工程技术研究中心主任杨自文。刚刚我们介绍了几个主要的农用抗生素种类,下面我们来介绍一下农用抗生素的生产工艺。

                           

 

10.主持人:需要哪些主要生产设备呢?

 

专家:空气系统:空压机、除油水过滤器、罐前精过滤器

 

蒸汽系统:锅炉、水处理装置

 

发酵系统:各型发酵罐、补料设备、各种管道等。

 

供电系统:各处电力供应。

 

控制系统:控制、记录各发酵参数,如pH值、通气量、罐温、罐压等。现代均采用电脑软件控制。

 

发酵培养基:不同的品种采用的培养基配方会有差别,要求原料来源广泛、发酵稳定。投料体积为罐容积的60~70%。常用原料:玉米淀粉、饴糖、黄豆饼粉、棉子饼粉等。

 

灭菌:采用蒸汽灭菌,注意消好死角、移种罐道、空气过滤器等。

 

移种:利用罐压差将培养好种子压入灭菌、冷却好的发酵罐。要严格操作,防止污染。

 

发酵:控制好通气、搅拌、罐温等参数。中间取样分析糖、氮等,适当补料。

 

放罐:当产物量达到一定水平时,停止发酵,进入后处理程序。

 

11.主持人:发酵之后后处理也非常重要。

 

专家:酸化:酸化的目的是降低发酵液pH值,可抑制微生物生长,沉淀发酵液中的蛋白成份,以便于提取工作。

 

加热:目的是让蛋白质变性,便于处理。

 

离心或板框过滤:将发酵液分为上清和菌丝体两部分,便于进一步处理。如井冈霉素,其水溶性良好,活性成份在上清液中,可弃去菌丝;阿维菌素不溶于水,活性成份在菌丝体中,对菌丝体进行提取即可。

 

膜浓缩、树脂吸附或离子交换:将上清液通过膜浓缩可浓缩一定分子量的活性成分;通过树脂塔,活性成份即吸附在树脂上,用适当溶剂洗脱即获得所需活性成分。

 

溶剂萃取及结晶:对不溶于水的成份,可采用溶剂萃取法。如阿维菌素,将菌丝体与溶剂混合搅拌,即可将活性成份转移到溶剂中,当达到一定浓度时活性成分结晶析出。

 

12.主持人:如何来保证农用抗生素的质量呢?我想质量检测与控制环节也非常重要。这个步骤应该如何操作呢?

 

专家:生物活性测定:抗菌剂采用敏感指示菌进行测定。杀虫剂采用敏感试虫进行效价测定。

 

化学方法:如滴定法、比色法。

 

HPLC法:现在抗生素的生产多采用HPLC方法测定活性成分,准确且快速。

 

13.主持人:环境保护也非常重要,农用抗生素如何来处里废液、废渣呢?

 

专家:农用抗生素的发酵会产生大量废液和废渣,必须妥善处置,实现清洁生产,环境友好。

 

14.主持人:到这里关于农用抗生素的生产工艺我们就介绍完了。下面我们再来介绍一下农用抗生素的应用技术。

 

专家:农用抗生素剂型:水剂:将发酵液离心、浓缩后,加入防腐剂、分散剂、稳定剂后,即得到水剂。优点:生产、使用方便。缺点:不便运输、不稳定、易降解。可溶性粉剂:水溶性良好的抗生素可加入助剂后制成可溶性粉剂。如井冈霉素、中生菌素。优点:使用方便、货架期长。悬浮剂:水溶性差的抗生素可制成悬浮剂。如阿维菌素。水分散粒剂:加入助剂后制成在水中具有良好分散性能的颗粒剂。

 

15.主持人:杨老师,农用抗生素在推广应用过程中有没有什么注意事项呢?

 

专家:储存要求:农用抗生素在储存过程中活性会下降,应存放在阴凉干燥处,并注意防腐、防霉、防热。大多数在酸性条件下稳定更好。保质期内粉剂如有吸潮结块现象,溶解后可继续使用。

 

安全用药:使用时应避免与碱性农药混用导致药效降低。虽然大多数农用抗生素系低毒,但要考虑助剂毒性。阿维菌素原药为高毒,需要关注人畜、水生生物和非靶标生物的安全。还应避免过量用药导致可能产生的药害。

 

高效用药:严格按说明书要求用药,掌握用药适期,达到最佳用药效果。粉剂在晴朗天气可早、晚两头趁露水未干时喷施,夜间喷施效果尤佳,阴雨天可全天喷施,风力大于3级时不宜喷粉。

 

16.主持人:杨老师,说了这么多,最后你能不能来谈一谈农用抗生素的发展前景。

 

专家:目前外企已经占我国农药市场份额的30%。 并呈现持续高增长态势。据预测2015年将达50%,2020年达80%。

 

农民的用药成本被迫不断提高。在2000年以前,水稻杀虫剂用药成本不过4元/亩。2003年达到10元/亩,2009年高达24元/亩。而印度尼西亚市场被国外农药占领后,农民现在要付出48元/亩的防治成本。

 

农用抗生素如阿维菌素、井冈霉素等的使用,对降低农药使用成本、生态安全和本土农药的竞争力发挥着重要作用。应当上升的农业生产安全的高度来认识。 

 

17.主持人:由于时间的关系,今天就为您介绍到这里,感谢杨老师的精彩。

 


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