第十一章植物病害生物防治基本概念植物病害生物防治的發展歷史植物病害生物防治的理論基礎植物病害生物防治的途徑和措施植物病害生物防治的成功案例【生物防治】10植物病害生物防治一、基本概念植物病害生物防治：就是利用生物及其代謝產物防治植物病害，控制病原體，其實質就是利用生物種間、種內關系，調節有害生物種群密度。傳統植物病害生物防治：在農業生態系統中調節寄主植物的微生物環境，使其有利于寄主而不利于病原，或者使其對寄主與病原物的相互作用產生有利于寄主而不利于病原物的影響，從而達到防治病害的目的。這一概念由我國植物病理學家陳延熙根據多年的實踐和國際上生物防治的發展方向于1980年代提出，表明人們對于病害生物防治的認識已從單純依靠拮抗微生物來控制病原或病害，發展到借助多種因素來創立一個有利于寄主而不利于病原物或病害發展的生物環境，以實現病害防治。廣義植物病害生物防治：使用自然的或改造的生物體、基因產物降低有害生物作用，并有益于有益生物如作物、樹木、動物、益蟲及微生物。這一概念由美國農業部提出，包括了寄主植物抗病性的利用及有益生物代謝產物的利用。【生物防治】10植物病害生物防治二、植物病害生物防治的發展歷史植物病害生物防治的科學記載是從Stanford（1926）報道土壤中某些拮抗性微生物對于土傳病原菌的抑制開始的。當時美國馬鈴薯上發生一種放線菌Streptomycesscabies引起的瘡茄病，Millard于1921年曾報道施用綠肥可以減輕這種病害，而經Stanford分析證明是由于綠肥促使土壤中拮抗微生性放線菌增長所致，并指出其防治的生物學實質。并在植物病理學中首先使用“生物防治”一詞，但這一發現當時并未引起普遍關注。1940年代，青霉素的問世，人們再次掀起尋找拮抗微生物的高潮，尤其是土壤腐生拮抗放線菌發展較快，植物病害生物防治方面也開展了拮抗性放線菌的分離應用研究，主要作為一種活菌劑用于土壤和種子處理以防治苗期病害，收到顯著效果。1.拮抗微生物的發現與應用階段【生物防治】10植物病害生物防治農用抗生素是隨醫用抗生素的發展而發展起來的，起初有些植病工作者利用醫用鏈霉素和土霉素防治果樹、蔬菜病害，收到一定效果，因而引起廣泛注意。1950年代，日本因汞制劑停止生產使用，開始加強農用抗生素的研究。1958年，竹內等篩選出滅瘟素（blasticidinS），用于防治稻瘟病，取得顯著效果。日本相繼篩選出春日霉素（kasugamycin）、多氧霉素（polyoxin）、有效霉素（validamycin），都有較大批量生產，曾一度代替化學農藥在生產上大面積應用，產品遠銷許多國家。俄羅斯、美國、英國、日本、德國、匈牙利、意大利、印度和丹麥等果，都已把農用抗生素的研究列入國家重點規劃，受到特別重視。2.農用抗生素研究與應用階段【生物防治】10植物病害生物防治1950年代初期，曾篩選出一批有效菌種用于生產實踐。1950年代~1960年代，集中研究放線菌及其代謝產物對植物病原菌拮抗作用和防病機理，尹莘耕等（1955,1959）對鏈霉菌5406抗生菌劑的研制是這一時期的代表性工作。1970年代末至1980年代末，植物保健菌、增產菌制劑的研制，提出“植物體自然生態系”的論點，促進了植物病害生物防治研究的發展（陳延熙等，1985）。1980年代中后期，以芽孢桿菌為主的多種拮抗劑研究報告陸續發表，同時，應用于植物病害生物防治的交叉保護、誘導抗性、防病抗病遺傳工程植物和微生物的研究也取得矚目的成果。3.我國植物病害生物防治的研究與應用【生物防治】10植物病害生物防治三、植物病害生物防治的理論基礎植物病害的發生與3個方面因素有關，即病原物、寄主和環境條件（如溫度、濕度、光照等）。這些因素的變化、平衡會影響植物病害的發展或不發展、發生的輕與重。自然條件下，病原微生物與許多種病原物之間存在著拮抗、競爭關系。病害生物防治技術就是把自然狀態下，與病原微生物存在拮抗作用或競爭關系的極少量微生物，通過人工篩選培養、繁殖后，再用到作物上，增大結抗菌的種群量，或者將結抗菌中起作用的有效成分分離出來，進行工業化大批量生產，作為農藥使用，達到防治病害的目的。前者稱為微生物農藥，后者稱為農用抗生素。這是植物病害生物防治的基本原理。病害生物防治菌對病原菌的作用包括抗生、重寄生、競爭、捕食、交互保護和誘導抗病作用等方式。【生物防治】10植物病害生物防治（一）抗生作用抗生作用（antibiosis）是指生物防治菌能夠產生對病原微生物具有抗生作用的物質，如幾丁質酶、抗生素、細菌毒素等，能限制、控制或影響病原微生物的生存或活動，甚至殺死病原微生物。生物防治菌在生長過程中產生抑菌活性的代謝產物抑制病原微生物生長，在試管培養（invitro）上可以經常觀察到，即抑菌圈。抑菌圈是福萊明發現青霉素的過程中提出的一個詞匯。他發現，接種了青霉的培養皿中，青霉的周圍不生長細菌，而在遠離青霉的地方有細菌生長。不生長細菌的地方，是一個以青霉菌落為圓心的規則圓圈，這個圓圈被福萊明稱為抑菌圈。1.概念【生物防治】10植物病害生物防治抗生物質是指微生物（尤其是放線菌）在生長過程中所產生的低分子質量的次生代謝產物，在較低濃度下能抑制其他生物的生長或將其殺死的活性物質。早期研究中發現微生物產生的抗性物質由于對細菌有抗菌或殺菌活性，用于治療由細菌引起的疾病，故稱為抗生素（antibiotic），后來發現抗生素還有一定的殺蟲、除草、抗腫瘤、抗病毒和抗寄生蟲的功能。抗生素在植物病害生物防治中同樣具有重要作用，同一生物防治微生物菌株可以產生多種抗生素，不同的生物防治微生物也可產生相同的抗生素。【生物防治】10植物病害生物防治如芽孢桿菌、木霉、假單胞桿菌以及放線菌都能分別產生各種抗菌物質。芽孢桿菌木霉假單胞桿菌放線菌【生物防治】10植物病害生物防治Silo-Suh等（1989）用離子交換色譜和高壓紙電泳（HVPE）從蠟樣芽胞桿菌BacilluscereusUW85菌株中分離到分子質量為396u的線狀聚酰胺類抗生素zwittermicinA，以及包含有二糖的氨基糖苷類抗菌素antibioticB，對紫花苜蓿猝倒病菌苜蓿疫霉Phytophthoramedicaginis具有抑菌作用。作用機理是zwittermicinA抑制菌絲生長，而antibioticB則使菌絲腫脹。zwittermicinAantibioticB紫花苜蓿【生物防治】10植物病害生物防治Leifert等（1995）用薄層色譜法從枯草芽孢桿菌BacillussubtilisCL27和短小芽孢桿菌BacilluspumilusCL45的肉湯發酵液中分離到3種抗菌物質，其中2種經TDM試劑處理在薄層色譜TLC板上表現為藍色至藍綠色，證明為肽類。Han等（2005）利用H-NMR、C-NMR、HMBC、HMQC以及質譜儀鑒定了Bacillussp.產生的大環內脂A（macrolactinA）和脂肽iturinA（伊枯草菌素）能抑制瘡茄病鏈霉菌Streptomycesscabiei。枯草芽孢桿菌菌落枯草芽孢桿菌菌體【生物防治】10植物病害生物防治Maget-Dana等（1994）研究表明，iturin的作用機制是其分子將疏水端插入細胞膜自動形成一個“孔道”造成細胞質的滲漏。大環內脂A（macrolactinA）脂肽iturinA（伊枯草菌素）【生物防治】10植物病害生物防治Santos和Marquina（2004）利用SDS從膜醭畢赤酵母PichiamembranaefaciensCYC1106菌株中分離純化分子質量為18ku抗葡萄灰霉病菌Botrytiscinerea蛋白killertoxin。季也蒙畢赤酵母Pichiaguilliermondii能夠向外分泌降解病原菌細胞壁上的β-1,3-葡萄糖酶，當這種酵母菌與灰霉病菌的菌絲體分離后，灰霉病菌菌絲體上原與酵母菌鏈接的部位出現壞死和部分細胞壁降解的區域。Nielsen等（2002）發現，甜菜根際沙壤土中的熒光假單胞桿菌Pseudomonasfluorescent產生具有抗生素作用和表面活性的環形脂肽CLP（cycliclipopeptide）。國外研究較多的生物防治菌株熒光假單胞桿菌能合成多種抗菌活性的代謝產物，如氫氰酸（HCN）、2,4-二乙基間苯三酚（2,4-DAPG）以及藤黃綠膿菌素（pyoluteorin）；木霉還能產生多種抗菌活性物質和具有抑菌作用的酶類，在生物防治中扮演重要角色。【生物防治】10植物病害生物防治2.抗生物質的類別（1）一般分類小分子的多糖物質，即抗生素。微生物產生的有毒代謝物。大分子的抗菌蛋白（多肽、脂肽）或細胞壁降解酶類（胞外酶）以及嗜鐵素等。葡聚糖酶【生物防治】10植物病害生物防治（2）根據化學結構分類β-內酰胺（β-lactam）類抗生素：分子結構中含有一個β-內酰胺的四元環，抑制細菌細胞壁的主要成分肽聚糖的合成，如青霉素和頭孢美素等。氨基糖苷（aminoglycosides）類抗生素：分子解雇中具有糖苷或氨基糖苷，如鏈霉素和慶大霉素。鏈霉素慶大霉素【生物防治】10植物病害生物防治四環素（tetracylines）類抗生素：在核糖體水平抑制蛋白質合成，如四環素。蒽環（anthraclines）類抗生素：含有一個蒽環，在DNA水平干擾拓撲異構酶（toposiomerase）的活性，故常作為抗腫瘤藥物，如柔紅霉素。四環素第一個被發現的蒽環類抗生素--柔紅霉素【生物防治】10植物病害生物防治（3）根據用途分類分為農用抗生素和醫用抗生素。農用抗生素即應用于農業生產中用于防治病、蟲、草等有害生物的抗生素，當前很多類別已發展為生物農藥。自1950年代日本開發出第一個農用抗生素殺稻瘟菌素-S以來，農用抗生素研究取得了巨大進展，我國生產的井岡霉素、武夷霉素、變構霉素等抗生素，已廣泛應用于農作物病害的防治，在植物病害生物防治中發揮了重大作用。（4）根據來源分類天然抗生素：由微生物代謝過程中產生的抗生素；半合成抗生素：通過對天然抗生素進行化學修飾合成獲得的抗生素；全合成抗生素：仿照天然抗生素的結構，完全采用化學合成方法合成的抗生素。【生物防治】10植物病害生物防治3.抗生物質的特點化學結構復雜：與化學合成農藥相比，大多數農用抗生素化學結構較為復雜。應用劑量低：由于抗生物質生物活性高，故極低的劑量濃度對病原物起到的良好的抑制效果。環境相容性好：抗生素作為來自于自然界微生物的次級代謝產物，具有易于被生物或自然因素分解、在環境中不易積累、殘留期短的優點，具有迅速的資源再生性。生物選擇性高：大多農用抗生素對高等動物和非靶標生物的毒性很低，環境安全，與化學合成農藥相比，對有害生物相對不易產生抗藥性。生產過程安全：在生產過程中，排污少，對環境負面影響較小，且其副產品還可以加工為飼料或肥料等再度利用。【生物防治】10植物病害生物防治4.抗生作用的生物防治機制直接作用于病原菌而產生抑制作用造成病原菌細胞畸形，產生大量泡狀物。破壞細胞壁，引起細胞內含物外溢。如木霉可產生幾丁質酶、β-1,3-葡聚糖酶、纖維素酶和蛋白酶等來分解植物病原物的細胞壁。生物防治微生物產生的抗菌蛋白及胞外裂解酶類，在不同階段作用于DNA和RNA合成、蛋白質合成、能力代謝系統、細胞壁等，表現出抑制菌絲生長使菌絲畸變原生質凝聚和小分子物質外流等。不同抗生素的作用位點不同，如鏈霉素、殺稻瘟菌素-S、春日霉素等作用于蛋白質合成系統。通過作用于植物而抵御病菌通過作用于植物體，通過提高植物抗病性而抵御病菌的侵害。如農抗-120通過提高植物的抗病力而減緩病害的破壞作用。【生物防治】10植物病害生物防治（二）重寄生作用寄生是一種微生物生活在另一種微生物細胞中或細胞表面，從寄主中取得養料，并引起寄主病害。重寄生作用（hyperparasitism）是指一些病原菌被寄生的現象。在真菌的重寄生作用中，寄生的真菌被稱為菌寄生菌或重寄生菌（hyperparasite），被寄生的真菌則稱為寄主真菌（mycohost）。重寄生菌類有木霉Trichoderma、輪枝菌Verticillium、Laetisalia、冬蟲夏草中的粉紅膠酶Gliocladium等真菌，能夠寄生在作物病原菌上，一些專性寄生性的病原真菌如白粉菌、霜霉菌和銹菌等被真菌寄生的現象廣泛存在。1.概念【生物防治】10植物病害生物防治重寄生菌靠趨化性和特異性植物凝血素的凝集作用來識別寄生菌，然后纏繞寄生在病原菌的菌絲上或侵入菌絲內，可以抑制其活性。在部分寄生真菌的細胞壁上可觀察到侵入孔，這是重寄生菌產生的葡萄糖酶、甲殼酶溶解病原菌細胞壁的結果。重寄生菌作為生物防治因子的前提是靶標病原菌的存在，因此用其控制靶標病原菌引起的植物病害，會有一個滯后的作用過程，不利于控制突發性或流行速率高的植物病害。引起果蔬采后病害的病原菌，有些來自大田，附著于果蔬上帶入儲藏環境，在一定的條件下侵染并表現癥狀。因此，采用重寄生菌進行儲運前的處理對于采后潛伏病害有一定的預防作用。2.重寄生作用的生物防治機制【生物防治】10植物病害生物防治（三）競爭作用競爭作用（competition）是指微生物間在生活空間和營養物質的絕對量不足時，兩種或多種微生物群體對同一種資源的同時需求發生的爭奪現象。生物防治菌能優先占領一定的生存空間，在病原與植株間形成一個隔離帶，使其不易侵入。生物防治菌和病原菌都屬于異養生物，需要一定的營養賴以生存，如水分、氧氣、養分等，可以通過營養競爭使病原微生物不能獲得充足的營養進行生長從而受到限制。一些細菌、酵母菌和絲狀真菌能通過對養分和位點的競爭抑制灰霉病菌的生長。競爭作用包括空間競爭、位點競爭、營養競爭等。1.概念【生物防治】10植物病害生物防治競爭營養與空間是酵母類拮抗菌的主要作用方式。萬亞坤和田世平（2002）用掃描電鏡觀察到膜醭畢赤酵母Pichiamembranaefaciens在有軟腐病Rhizopusstolonifer的傷口上大量聚集，且拮抗菌緊密地吸附在病原菌的菌絲上。他們推測拮抗菌主要通過與病原菌進行營養和空間的競爭。間型假絲酵母Candidaintermedia也是通過營養競爭抑制洋蔥黑霉菌的生長，而不是通過分泌抑菌物質。Janisiewicz和Usall研究表明，在梨果類的果實傷口處，碳水化合物非常豐富而缺乏含氮化合物如氨基酸等，他們通過向蘋果傷口處加入拮抗菌丁香假單胞菌Pseudomonassyringae容易利用而病原菌不能利用的L-天冬氨酸和L-脯氨酸，提高拮抗菌的抑菌效果。2.競爭作用的生物防治機制【生物防治】10植物病害生物防治（四）捕食作用與溶菌作用捕食作用（predation）是一種微生物直接吞食另一種微生物的現象，如原生動物對細菌的捕食，藻類對細菌和其他藻類的捕食作用。捕食性真菌：以營養菌絲特化形成捕食器官來捕捉線蟲的一類真菌，稱為捕食性真菌（trappingfungus）。該類真菌中研究較多的是節叢孢菌Arthrobotrys、隔指孢菌Dactylella和單頂孢屬Monacrosporium的一些真菌種類。這些真菌從營養菌絲上產生黏性菌絲、黏性網、黏性球、黏性枝、收縮環、非收縮環和三維菌網等捕捉器官來捕食土壤中運動的線蟲。被捕食性真菌捕獲致死的線蟲幼蟲（掃描電鏡×300）【生物防治】10植物病害生物防治食菌性：土壤中的小動物捕食病原菌的現象叫食菌性（mycophagus）。食菌性變形蟲捕捉到病原菌后，就把病原菌包圍起來，然后在病原菌的細胞壁上刺圓孔，侵入其中吸收原生質。在根圈土壤中生活的食菌性線蟲、彈尾蟲類都有抑制土壤病害的作用，這些小動物對菌絲有趨化性，靠捕食菌絲增殖。變形蟲【生物防治】10植物病害生物防治溶菌（lysis）是指微生物的細胞壁由于內在或外在因素而溶解，致使細胞質外泄釋放到環境中的現象。主要與細胞壁分解酶的活動有關，在植物病原真菌和細菌中比較普遍，常導致芽管細胞或菌體細胞消解。自溶（autolysis或endolysis）是菌體由于競爭等各種原因導致的饑餓或有害物質的積累而發生細胞內部的溶解作用所致。如缺氧或pH改變使一些土傳真菌的正常生理發生障礙，不能正常利用營養物質而自溶。外溶（exolysis）是菌體在一定條件下由其他微生物的作用而發生的溶解現象。土壤中有很多細菌能產生幾丁質酶、糖?酶等，促使一些菌絲的細胞壁分解而溶菌。利用有益微生物對病原菌的溶解作用進行生物防治室常規途徑之一。如中國農業科學院生物防治研究所研制的農抗-751，是一種新型的N-糖苷類的中生菌素，對大白菜軟腐病、水稻白葉枯病、小麥赤霉病等均有較好的防治效果。【生物防治】10植物病害生物防治（五）交互保護作用交互（叉）保護（crossprotection）現象是誘導抗性的一種，最早發現于植物病毒病害，如煙草接種煙草花葉病毒（tobaccomosaicvirus，TMV）后，獲得了對霜霉病的抗性，隨后在植物細菌病害和真菌病害中均發現這種現象。交叉保護作用可以在種內不同株系間發生，也可以在不同種甚至不同類型的病原物之間發生。交叉保護可以是系統性保護，也可以是局部保護。交叉保護可以是暫時保護，也可以是較永久性的保護。煙草花葉病煙草花葉病毒粒子【生物防治】10植物病害生物防治利用病毒弱毒株系防治病毒病的例子較多，主要是通過株系間的交叉保護作用的原理，從而為病毒病的防治開辟了新途徑。病原細菌的無毒突變菌株的交叉保護是由于細菌感染產生細菌素的緣故，許多試驗證明了這一點，用產細菌素菌株防治的優點是植物已經感染病害后進行處理也會有一定的效果。吳海恥等人利用棉花黃萎病菌的弱毒菌系V6-3、V8-1對強毒株系具有交互保護作用，可使病情下降8.1%~61.2%。棉花黃萎病棉花黃萎病菌【生物防治】10植物病害生物防治（六）誘導抗病作用植物誘導抗病性（inducedresistance）是植物受到外界物理、化學因素或者生物因素等侵襲時所產生的一種獲得性抗性，誘導抗性使植物潛在的抗病基因表達為抗病表現型。植物誘導抗病性是通過植物的后天免疫實現的，誘導因子可以不必與病原物同時作用于植物。將病害控制對策由病原寄主互作的外系統轉向互作的內系統，開發植物內在抗病機制來防治病害，增強可控性、預防性，是現代植物病害防治的一條重要途徑。誘導抗性作為植物免疫體系的功能，具有非專化性、系統性和持久性以及無公害的特性，其應用可達到多抗、高抗和環境保護等多種目標。1.概念【生物防治】10植物病害生物防治誘導抗病性的誘導因子包括生物因子、物理因子和化學因子。生物因子：真菌、細菌、病毒及其代謝產物、細胞壁成分、糖蛋白、毒素等都可作為生物因子，誘導植物產生抗性，植物抗病相關酶如過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸酶（PAL）活性升高。化學因子：水楊酸、吲哚乙酸、乙烯利、油菜素內酯等植物內源激素和Ca(NO3)2、K2HPO4、KCl、NH4Cl、納米硅等無機化合物都可誘導植物抗病性。物理因子：機械損傷、重金屬鹽、氯仿、去污劑、高溫、低溫和紫外輻射等能引起植物細胞損傷或死亡，這些損傷或死亡細胞能產生一些低分子質量激發因子，誘導周圍細胞植保素的產生和積累等抗病反應，從而使植物產生抗病性。2.誘導因子【生物防治】10植物病害生物防治（七）生物多樣性生物多樣性（biodiversity）是對所有生物種類、種內遺傳變異及其生存環境的生態系統的總稱，闡述了地球上所有物種及其與環境形成的生態復合體以及與此相關的各種生態過程和物種變異性的多樣化。植物病害的發生實質是因其系統中生物多樣性的結構和動態平衡失調，如寄主植物品種的組成和布局的變動、病原物數量及其致病性的變異（遺傳多樣性變化）、正常微生物種群及其生態環境的變化所致。從寄主植物和病原物的關系分析，寄主植物群體和病原物群體的遺傳異質性（遺傳和種群多樣性以及種群布局的多樣性）是植物病害控制的基礎，自然選擇和協同進化是動力。因此，利用生物多樣性即充分利用農業生態系統中各種生物之間相生相克的關系，是控制植物病害的重要生物防治措施之一。1.概念【生物防治】10植物病害生物防治作物遺傳（基因）多樣性的利用。作物遺傳上的異質性或多樣性布局可大面積抑制病害的發生，這一理論在利用水稻遺傳多樣性控制稻瘟病的實踐中得到了驗證。作物種群多樣性的利用。包括多系品種混栽、品種間混栽和物種間混栽等三種策略，其中品種間混栽是研究何應用最普遍的策略。曹克強等（1992）研究了不同小麥品種混合種植對小麥條銹病、葉銹病和白粉病的控制及其增產效果，結果表明，混合品種確實具有抗病增產的效果，而且其抗病增產效果在病害壓力較高時尤為明顯。農業生態系統多樣性和農業景觀多樣性的利用。是在充分利用作物遺傳、種群多樣性的基礎上，協調構成農業生態系統和農業景觀生態系統的各種生物或非生物因素的相互作用，使之形成有利于農作物生長而不利于病原物繁殖和侵染的選擇壓力，最大限度地發揮農業生物多樣性的生態服務功能。2.生物多樣性的生物防治機制【生物防治】10植物病害生物防治1997年國際水稻研究所啟動了由中國、越南、泰國、菲律賓等國參加的為期5年的“利用生物多樣性控制水稻病蟲害”的研究項目，其中的研究內容之一就是利用雜草多樣性控制病蟲害，即在數塊稻田四周建立一定寬度（1m以上）的“綠色走廊”，在走廊中有選擇地種植一些雜草和低矮植物作為天敵生存、越冬和繁衍的棲息地，各種天敵可以隨時遷移稻田中，從而有效控制水稻病蟲害初始種群數量和增殖速度。利用生物多樣性控制植物病害，是植物病害防治新的發展方向。充分利用農業生態系統中的生物多樣性及其自我調節能力，是以生態學原理和方法為基礎，以生物間相生相克和生態系統動態平衡的調節為內因，綜合運用包括生物防治手段在內的各種農業防治、化學防治、物理防治、現代生物技術以及農業管理等措施，達到有效控制植物病害的目的。【生物防治】10植物病害生物防治（八）植物微生態調控植物微生態（micro-ecologyofplant）是植物體表、體內的正常微生物群及其宿主植物的細胞、組織和器官及其代謝產物的微環境，是長期進化過程中形成的能獨立進行物質、能量及基因相互交流的統一的生物系統（biosystem）。微生物與植物的關系極為密切，植物體上的微生物種類很多，絕大部分屬非致病微生物甚至是有益微生物群落，它們和植物體組成微生態系統。這個系統使動態變化的，具有一定的特異性、區域性和層次性。由于植物病害的發生都是因為微生態系不同程度的失調或菌群失調所致，因此植物病害防治須考慮發病部位微生態的功能和結構。1.概念【生物防治】10植物病害生物防治植物微生態系分為三個層次：總微生態系統、大微生態系統和微生態系。植物微生態系中的微生物通常有習居菌和暫居菌兩大類群。植物體不同的微生態空間都有習居菌和暫居菌，這些微生物組成的特異性是在共同進化中形成的。植物微生態中，研究較多的微生物是根際（圍）生物、氣（葉）圍微生物和內生微生物。根際土壤區域內的微生物種群統稱為根際（圍）微生物（rhizospheremicrooganisms），包括真菌、細菌、放線菌和原生動物等，以細菌最為主要，其中又以革蘭氏陰性細菌占優勢。研究較多的植物根際促生細菌（PGPR）是一類能夠高密度定殖在植物根際的微生物類群，兼有抑制植物病原菌、植物根際有害微生物以及促進植物生長并增加作物產量的作用，由此受到人們關注。其次為放線菌和真菌，根際效應一般不明顯。根際微生物【生物防治】10植物病害生物防治葉圍微生物（phyllospheremicrobe）又稱葉表和頁面微生物，指附生或寄生于植物葉部周圍的微生物。植物葉圍的某些微生物可通過拮抗、競爭、促生以及誘導植物抗性等作用抑制植物病害的發生發展。如對水稻白葉枯病有拮抗作用的B8菌株，可以在水稻葉面定殖且能保持一定密度，抑制水稻白葉枯病發展。銹菌和白粉菌等專性寄生菌的重寄生真菌和細菌可用于小范圍經濟植物的病害生物防治。葉圍微生物【生物防治】10植物病害生物防治是指生活在植物體內，通常被宿主細胞膜包圍或是細胞基質包圍，與宿主植物互惠共生的一類微生物，主要包括真菌、細菌和放線菌等。植物和內生菌間具有一定互惠互利的生物關系，即植物為內生菌提供生存環境和所需的光合物質和礦物質，而內生菌則為宿主植物或體內其他微生物提供酶類等代謝產物，促進植物主要代謝物合成和聲場發育，提高抗逆力。例如，植物內生細菌中，許多事具有固氮、促進植物生長和防治植物病害等作用，因此成為近年來的研究熱點。內共生微生物【生物防治】10植物病害生物防治通過調控生態環境與有害微生物（病原物）間的平衡，調節寄主細胞組織與有害微生物的平衡，協調植物體內的內共生菌與病原微生物的平衡等，從而達到防病的目的。通常可以通過生物（微生物）、物理、化學等多種措施綜合使用對微生態進行調控。例如，通過為植物提供營養，如菌根菌和根瘤菌，促進植物生長而減緩植物病害；另外還可以利用病原物產生抗生作用、寄生作用、競爭作用和捕食作用，或誘導植物產生抗性等途徑，減輕植物病害的發生。2.植物微生態的生物防治機制【生物防治】10植物病害生物防治菌類抗生作用重寄生作用競爭作用溶菌作用蛋白酶作用噬菌體真菌+++++細菌+++++放線菌++++生物防治菌的作用機制注：雖然3類生防菌都有抗生作用，但各自產生的抗菌素卻不同，真菌主要產生膠酶素、木霉素、綠木霉素、膠率木霉素和抗菌肽等；細菌主要產生細菌素及2,2-酮基葡萄糖酸、胞外多糖等；放線菌主要產生多抗霉素。蛋白酶主要為幾丁質酶、β-1,3-葡萄糖酶和纖維素酶等。生物防治機制可能還包括：在逆境如干旱、養分脅迫等條件下，通過加強吸收根系和植株的發育提高耐性；增加土壤中營養成分的溶解性，并促進其吸收；使病原菌的酶鈍化。總結【生物防治】10植物病害生物防治四、植物病害生物防治的途徑和措施植物病害生物防治途徑病原物植物環境拮抗作用競爭作用重寄生作用溶菌作用捕食作用誘導抗病性生物多樣性植物微生態種苗處理根際處理氣圍處理誘導抗病性植物病害生物防治措施【生物防治】10植物病害生物防治（一）植物病害生物防治的途徑1.利用生物防治因子直接作用于病原物利用生物防治因子的抗生、競爭、重寄生、捕食和溶菌作用等控病機制，直接作用于病原物，通過殺死、抑制生長等作用控制植物病害發生、發展和危害。植物病原物雖具有較強的適應性和變異性，并且可以產生各種具有抗逆性的休眠結構，但是其生活史中仍然暴露出許多薄弱環節，可以利用病原物在自然界可能受到各種生物因素相生相克，對病原物的生長發育、侵染，病害的發生、發展和危害等進行控制，達到生物防治的目的。【生物防治】10植物病害生物防治（1）

抗生作用的利用植物體表拮抗菌的利用植物體表的微生物包括絲狀真菌、酵母菌、細菌和放線菌，其中有偶然降落或污染的暫居菌和能夠在葉面定居繁衍的居留菌兩大類。居留菌適應性強，容易建立起優勢種群，故可以利用其中部分種類對病原物的拮抗作用進行生物防治，減少病害的發生。例如，棲居于葉表的交鏈孢屬的某些種可產生對革蘭氏陽性菌及一些真菌具有活性的抗生素；從黑麥葉片上分出一種熒光假單胞菌具有抑制黑麥葉斑病孢子萌發及芽管乃至溶解菌絲的效果；灰葡萄孢產生的草酸、葡萄孢素和灰霉二醛，對植物表面的其他真菌具有拮抗作用。【生物防治】10植物病害生物防治植物內生菌的利用可以直接從內生菌中尋找具有抗病作用的新的活性化合物，或利用從內生菌中尋找的先導化合物來研制新的生物農藥；可以使用某些具有抗病活性的內生菌接入或感染植物作為拮抗菌或增產菌而發揮生物防治作用。例如，袁軍等（2002）從健康馬鈴薯塊莖中分離到133株內生細菌，從其中篩選出5株具有促生或潛在防治馬鈴薯環腐病的內生細菌；何紅等（2008）從紅樹植物體內分離到海洋細菌III-1菌株，對辣椒青枯病具有良好的促長、增產和防病效果。將植物內生菌作為外源基因的載體，將某些基因導入到內生菌中，既提高了植物的抗病蟲能力，又保持了植物本身的基因和天然性狀。【生物防治】10植物病害生物防治土壤結抗菌的利用：包括真菌和細菌兩大類。土壤拮抗真菌可用于多種病害防治。如利用綠粘帚霉Gliocladiumvirens處理被茄絲核菌Rhizoctoniasolani或終極腐霉Pythiumultimum感染的土壤使菌核數量明顯下降；毛殼菌Chaetomiumspp.在田間已被應用于防治蘋果黑星病Venturiainaequalis、蘋果黑腐皮殼菌Valsamali和由茄絲核菌、尖鐮孢霉Fusariumoxysporum等引起的松苗猝倒病。土壤拮抗細菌多用于防治植物土傳病。最著名的例子是土壤放線桿菌A.radiobacterK48菌株，用高濃度菌懸液處理種子、根或插條，可以有效防治根瘤土壤桿菌A.tumefaciens引起的桃、核桃、葡萄和玫瑰等植物的根癌病，被譽為植病生物防治史上的里程碑。【生物防治】10植物病害生物防治抑菌植物提取物的利用植物提取物被認為是化學殺菌劑替代品最好的資源，從植物和藥用植物中提取到一大批對病菌具有抑制作用的活性物質，包括生物堿類、類黃酮類、蛋白質類、有機酸類和酚類化合物等。Negi和Jayaprakash（2001）從柚子皮中提取到了柚皮苷對革蘭氏陰性菌有明顯的抑制作用。孔秋蓮等發現丁香、肉桂的提取物可抑制黑曲霉和擴展青霉的孢子萌發，五倍子、川芎的提取物則可抑制黑曲霉和擴展青霉的孢子形成。柚皮苷Naringin【生物防治】10植物病害生物防治（2）

溶菌作用的利用某些微生物對植物病原菌的溶菌作用在國內一有報道。中生菌素（農抗-751）是一種新型的N-糖苷類農用抗生素，對大白菜軟腐病、水稻白葉枯病、小麥赤霉病等有較好的防治效果；對水稻細菌性條斑病X.oryzaepv.oryzicola等也有很好的防治效果。枯草芽孢桿菌B.subtilis也具有溶菌作用。枯草芽孢桿菌B.subtilisS9對立枯絲核菌R.solani等植物病原真菌有溶菌作用；從廣東湛江冬季辣椒葉片中分離獲得的一株枯草芽孢桿菌B.subtilisBS2分泌的抗菌肽，能抑制病菌生長、引起菌絲（或芽管）細胞消融，導致菌絲畸形以及抑制病菌分生孢子的產生于萌發等，對植物炭疽病菌和番茄青枯病菌等多種植物病原真菌和細菌有強烈的抑制作用。【生物防治】10植物病害生物防治（3）

重寄生的利用研究較多的主要是病原真菌的重寄生菌，包括真菌和放線菌；其次是病原細菌的重寄生，包括細菌病毒—噬菌體（phages）的研究何寄生性蛭弧菌（bdellovibrio）的研究木霉主要種類為木霉屬Trichoderma的哈茨木霉T.harzianum和鉤木霉T.hamatum，至少可以寄生18個屬中的29種病原真菌。國外已經登記的木霉制劑有16種之多，其中哈茨木霉12種、多孢木霉T.polysporum1種、綠色木霉T.viride1種和其他木霉2種。多用于土傳病害的防治，主要是土壤處理和種子處理。土壤處理，與堆肥和綠肥等多種肥料混合使用；種子處理，以包衣等方式為主。哈茨木霉、綠色木霉可以防治大棚黃瓜灰霉病，防效達到80%以上。【生物防治】10植物病害生物防治黃瓜灰霉病【生物防治】10植物病害生物防治綠粘帚霉綠粘帚霉Gliocladiumvirens廣泛分布于世界各地，可以寄生多種土傳植物病菌，如腐霉菌、立枯絲核菌和齊整小核菌等。綠粘帚菌的菌絲纏繞其寄生菌，然后分泌酶來破壞寄主菌的菌組織，同時分泌一種廣譜性抗生素—膠霉毒素（gliotoxin）來殺死寄主菌。許多國家都把它制成制劑，如GL-21、Glio、GardTM和SoilGardTM等，對防治溫室和大田作物的幼苗病害和根部病害效果非常顯著。【生物防治】10植物病害生物防治盾殼霉盾殼霉Coniothyriumminitans對核盤菌菌核的寄生，導致菌核崩解，使菌核不能萌發而控制病害。主要用于油菜菌核病、萵苣菌核病等的防治，可殺死80%以上的菌核。溫室和大田，常用方法是在健康植株、殘株或土壤的表面噴灑盾殼霉的孢子粉劑或懸浮液，在播種前用孢子懸浮液浸泡種子，或將孢子固體培養物與土壤混合。國內在油菜盛花初期噴霧盾殼霉孢子懸浮液（孢子濃度為1×106）防治油菜菌核病菌子囊孢子侵染或早期應用于土壤寄生菌減少菌核的萌發油菜菌核病【生物防治】10植物病害生物防治銹生座孢銹生座孢Tuberculinaspp.是柱銹菌屬Cronartium

、膠銹屬Gymnosporangium、春孢銹菌屬Aecidium、單胞銹菌屬Uromyces、柄銹菌屬Puccinia、柵銹菌屬Melampsora、傘銹菌屬Ravenelia、被孢銹菌屬Peridermium等10余屬銹菌病的重要寄生真菌。國外用紫霉菌T.maxima控制美國白松皰銹菌Cronartiumribicola、加拿大的油松皰銹菌C.coleosporioides、松皰銹菌C.comandrae、松針葉皰銹菌C.comptoniae和松瘤銹病菌Endocronartiumharknessii。國內用梨銹生座孢T.pyrus寄生在梨銹病菌G.asiaticum和蘋果銹病菌G.yamadai銹子器（aecidia），以消除銹孢子和封閉孢子器出口、阻礙銹菌的病害循環。T.pyrus的侵入途徑是以分生孢子萌發形成芽管，芽管經性子器口和銹子器口侵入，故在田間梨銹病發生期，即性子器成熟時用重寄生菌的孢子懸浮液噴霧接種于性子器處，其重寄生率可達到90%以上，可有效控制梨銹病的危害。【生物防治】10植物病害生物防治【生物防治】10植物病害生物防治銹菌寄生孢銹菌寄生孢Sphaerellopsisfilum是落葉松褐銹病菌Triphragmiopsislaricinum、楊柴銹病菌Uromyceshedysarimongolici、花棒銹病菌U.onobrychidis等上的寄生菌。楊柴銹病菌和花棒銹病菌被Sphaerellopsissp.寄生后，冬孢子堆中的冬孢子萌發率降低約40%，夏孢子堆中夏孢子萌發率降低約50%。采用人工噴霧接種的方法，在未發現落葉松褐銹病重寄生菌存在的幼林中進行試驗，發現不同濃度施菌區寄生率的平均值比對照高78.9%，冬孢子堆被寄生89%~98%。菜豆銹病患菜豆銹病的菜豆葉橫切面【生物防治】10植物病害生物防治白粉寄生孢白粉寄生孢Ampelomycesquisqualis是白粉菌上的重寄生菌，可寄生在白粉菌科9屬65種以上的白粉菌上。白粉寄生孢對白粉菌的重寄生作用是其控病的主要機制。白粉寄生孢寄生在白粉菌的菌絲、未成熟閉囊殼及分生孢子梗內、分生孢子中生長，并產生分生孢子器，影響了白粉菌產孢細胞的形成以及隨后分生孢子的產生，從而降低了致病白粉菌接種體數量。白粉寄生孢的分生孢子降落在白粉菌附近時，在潮濕條件下，分生孢子經10~12h萌發，并形成菌絲，菌絲侵入白粉菌菌絲內，經過5~8d后，主要在白粉菌的分生孢子梗和未成熟的閉囊殼內產生分生孢子器。美國Ecogen公司已開發出AQ10R（A.quisqualis為其主要成分）的生物殺菌劑，1994年，經權威審定后可用于防治各種植物白粉病。【生物防治】10植物病害生物防治黃瓜白粉病小麥白粉病草莓白粉病楊白粉病有性世代的閉囊殼白色粉末為無性世代的分生孢子【生物防治】10植物病害生物防治其他重寄生菌的利用鏈霉菌Streptomycessp.、寡雄腐霉Pythiumoligandrum和頭狀莖點菌Phomaglomerata也是很有潛力的重寄生菌類。從溫室番茄葉片和被條銹病菌感染的小麥葉片上分別獲得的重寄生放線菌（鏈霉菌Streptomycessp.金色類群）和PR（鏈霉菌Streptomycessp.輪生類群），對由梨狀毛霉、灰葡萄霉和擴展青霉引起的蘋果、草莓、番茄采后腐爛病有控制作用。寡雄腐霉能寄生于立枯絲核菌、終極腐霉、刺腐霉和畸雌腐霉，在防治疫霉菌和絲核菌引起的根部病害方面有廣闊的應用前景。雄腐霉已由ImageTrade國際股份有限公司與捷克生物制劑有限公司共同開發出活性微生物廣譜殺菌劑—“多利維生”（Polyversum），在歐洲及美國、加拿大、巴西等十幾個國家均獲得正式登記及專利，國內已有商品銷售和應用。多利維生廣泛應用于大田、經濟作物、果樹、蔬菜、園林花卉上的白粉病、灰霉病和疫病的防治。【生物防治】10植物病害生物防治2.保護、促生及誘導抗病性保護作用就是利用有益微生物直接作用于寄主植物的易感部位或器官，以阻止病原物的侵染，其主要是利用微生物的競爭作用，競爭作用包括占位作用和營養競爭。競爭作用的生防菌主要是細菌、放線菌和真菌等，重要的有放射土壤桿菌、木霉、綠粘帚霉、無毒的鐮刀菌Fusariumspp.和大隔孢伏革菌Peniophoragigautea等；保護作用的生物防治菌應用比較廣泛。（1）保護作用【生物防治】10植物病害生物防治從防治對象看，生防菌多用來防治一些由真菌、細菌引起的根、莖、花、果的腐爛、壞死和腫癌等局部性侵染病害；從防治時期來看，最易感染的時期是幼苗期、生殖期、采運期和貯藏期，其中針對幼苗期的保苗所采取的生防措施是最常見和易收效，而其他使其特別是采運期和貯藏期的生防措施的應用相對要少些。從防治部位來看，植物的種子、根系、莖葉、花果及傷口都可采取生防保護措施。從生物防治的基本措施來看，通過大量引進外源拮抗菌是目前植病生物防治的主要措施，而通過調節環境條件使已有的有益微生物群體增長并表現出拮抗活性的措施還不多。【生物防治】10植物病害生物防治種苗保護的重要性種苗是農業生產的根本，是植物生長發育的開始，一旦種苗受到傷害，將對生產影響很大；種苗是許多病原物的侵染來源和傳播途徑，對種苗的預防處理使防治某些種傳和土傳病害的一項重要措施；種苗的處理比較簡單，效果顯著，易于實行。種苗保護的有益微生物放射土壤桿菌A.radiobacterK84可產生農桿菌素84（agrocin84）的抗生素，能抑制引起蘋果、梨、李、葡萄、山楂等多種植物上根癌病的致癌土壤桿菌A.timefacious;利用拮抗木霉制劑處理農作物種子或苗床，能有效地控制腐霉菌、疫霉菌、核盤菌、立枯絲核菌和小菌核菌侵染引起的根腐病和莖腐病；種苗保護處理一般持續時間較短，因為隨植物的生長，根系不斷伸展，又會遇到土壤中活躍的病原，產生新的侵染，因此利用既保護根系又促進生長的菌如菌根真菌效果會更好。種苗保護【生物防治】10植物病害生物防治植物地上部分的葉、花、果等表面微生態環境中，一些微生物和病原菌之間天然就存在抑制或競爭等現象，利用生物因素對植株地上部的病害進行生物防治的實例在田間和溫室均有報道。一些表面腐生細菌如熒光假單胞桿菌等對黃瓜炭疽病菌Gloeosporiumorbiculare、黑麥葉斑病菌Drechsleradictyoides、落葉松柵銹菌Melanpsoramedusal和蔥銹菌Pucciniaallii等都有拮抗作用，并能減輕病毒病。有效成分為枯草芽孢桿菌的微生物農藥“百抗”，大田用于對水稻紋枯病防效達70%以上，已獲得農業部登記注冊。植物表面的酵母菌及其他絲狀真菌也能較好地抑制灰葡萄孢B.cinerea、交鏈孢Alternaf.sp.sulmbucium等弱寄生性病原物對花、果、穗的侵染，有的還能減輕麥類和樹木銹病等專性病原菌的侵染。成株保護【生物防治】10植物病害生物防治植物的器官和組織因自然或人為原因造成各種傷口，這些傷口常常為一些兼性寄生菌侵入提供營養基質和通道，減少和保護傷口是防治此類病害法重要措施。用于保護傷口的生物防治因子應具有快速定殖并占領傷面、促進傷口愈合及對病原有拮抗性的特點。典型的例子是英國林區采用大隔孢伏革菌P.gigautea保護新砍伐的松樹樹樁免受多年層孔菌Fomesannous的侵害;澳大利亞，將磚紅鐮刀菌F.lateritium的孢子懸浮液涂于杏樹剪口上，可以保護剪口免受杏黃彎殼孢菌Eutypaarmeniacae的侵染而引起枝枯病；用枝狀芽枝孢菌Cladosporiumcladosporioidies接種蘋果樹剪鋸口可以減輕仁果干癌叢赤殼菌Nectriagalligena危害嫩枝；用枯草芽孢桿菌保護蘋果葉痕，可減輕叢赤殼菌Nectriasp.引起的潰瘍；用枯草芽孢桿菌處理馬鈴薯切塊可以減輕茄屬塊莖球二孢菌Botryodiplodiasolanituberosi引起的炭疽病等。傷口保護【生物防治】10植物病害生物防治施用生物防治菌保護采后貯藏期果實的研究始于1970年代，研究最多的是酵母菌、芽孢桿菌以及假單胞桿菌。將枯草芽孢桿菌滲入包被果實的蠟膜中，能防治柑橘果實綠霉病和核果類貯藏器官；用含酵母菌的2%氯化鈣水溶液浸漬果實，酵母菌通過競爭果實面的營養物質和侵染位點而抑制蘋果灰霉病、青霉病和柑橘綠霉病及桃褐腐病。除鮮果外，對一些糧食、油料等種子及產毒真菌方面的生物防治進行了研究。采后保護柑橘果實綠霉病蘋果灰霉病蘋果青霉病【生物防治】10植物病害生物防治植物根際（rhizosphere）或體內有些微生物能促進植物生長和增產，增強植物的抗性，甚至還能抑制某種病害，是植物病害生物防治的一個重要方面。（2）促生作用菌根真菌菌根（mycorrhiza）是真菌和植物的根形成的共生體，分為外菌根和內菌根兩大類。外菌根早已在造林育苗中廣泛應用，特別是松柏科的外菌根；內菌根是接合菌中內囊霉科的真菌，在寄主細胞內形成的囊狀叢枝狀菌根，故也稱為叢植菌根真菌（arbusecularmycorrhizalfungi,AMF），大多數農作物根上的菌根屬于此類，因其不易人工培育，在應用上受到一定限制。【生物防治】10植物病害生物防治菌根真菌不僅有助于改善植物的礦質營養狀況，尤其是提高土壤中的有效磷供給，促進植物生長并提高產量，而且可以提高植物的抗逆性。叢枝菌根真菌能不同程度地減輕由油壺菌屬Olpidium、腐菌屬Pythium、疫霉屬Phytophthora、鐮刀菌屬Fusarium、絲核菌屬Rhizoctonia、殼球孢屬Macrophomina、棘殼孢屬Pyrenochaeta、根串珠霉屬Thielaviopsis、莖點霉屬Phoma、頂囊殼屬Ophiobolus和小核菌屬Sclerotium等屬的病原引起的多種植物真菌病害及一些線蟲和細菌病害。例如，西瓜接種摩西球囊菌Glomusmosseae能明顯減輕枯萎病，防治效果達到50%以上；叢枝菌根真菌還能通過菌絲直接吸收作用和菌根真菌間接調節植物滲透勢的雙重機制來提高落葉果樹的抗旱性，還能提高植物抗鹽脅迫的能力，減輕土壤中重金屬離子對植物的危害，減輕蒸汽滅菌土壤或化學滅菌土壤中的有害物質對作物的損害。【生物防治】10植物病害生物防治促生細菌植物根際促生菌(plantgrowthpromotingrhizobacteria，PGPR)是指自由生活在土壤或附生于植物根系的一類可促進植物生長及其對礦質營養的吸收和利用，并能抑制有害生物的有益細菌類，有效菌種主要是熒光假單胞桿菌Pseudomonasfluorescens。促生細菌的作用機制包括：產生赤霉素等激素；改變根際微生態系，排斥或促進某些微生物種群；代謝產生不利于病原物的特色物質，如嗜鐵素可奪取土壤中的鐵，使某些植物病原物得不到所需的鐵而不能正常致病。采用這種細菌的培養物處理馬鈴薯種薯片以及其他蔬菜和農作物的種子之后，可以促進發芽和植株生長，且增產效果顯著。PGPR容易受環境影響，大面積使用受到一定限制。【生物防治】10植物病害生物防治增產菌是由陳延熙等從農作物的根際和體內分離獲得的一類芽孢桿菌。這類細菌對多種大田作物、蔬菜、果樹等有明顯的促長和增產效果，同時還可以減輕一些土傳病害和葉斑病，緩解干熱風、霜凍等造成的危害。這些細菌可用作拌種、浸種和頁面噴施，在根面、葉表容易定殖和擴散，并在一段時間保持優勢，也較少因環境條件而發生波動，是一類適應性較強的生態系微生物，在全國得到了推廣和應用。【生物防治】10植物病害生物防治其他促生微生物固氮菌、磷細菌、鉀細菌和有機質降解與礦化的微生物，通過轉化作用為植物提供可利用的營養物質，在一定程度上起到促進植物生長、減輕病害的作用。例如，有機質降解和礦化微生物以菌肥等形式應用于生產中，出將有機質轉化為植物可利用的多種元素外，還可以通過改變植物根際微生物區系、溶菌作用、產生激素及爭奪營養和侵染位點等方式減輕病害的發生。植物的根際是有益微生物的寶庫，有待進一步發掘。根瘤菌【生物防治】10植物病害生物防治生物因子：幾乎所有能誘導植物產生過敏性反應的非親和性病原物、一些弱致病菌或非致病菌都能誘導植物產生抗病性，即交互保護作用。主要有病原物的非親和小種、弱毒株系或近似種及處理物、植物的根際促生細菌和內生菌根菌以及生物性的激發因子等。荷蘭科學家拉斯特用亞硝酸相互作用的方法削弱了煙草花葉病毒，分離出Mi-16弱毒疫苗，在溫室中番茄移栽前噴灑接種番茄幼苗，不但防治番茄花葉病毒病，而且提高了產量；巴西在柑橘生產上預先用溫和毒系接種，有效控制了由柑橘衰退病毒強毒系造成的損害；馬鈴薯若先用馬鈴薯塊莖病毒（類病毒）的溫和株系接種，可獲得對嚴重株系的保護作用；我國已有煙草、番茄弱毒疫苗在生產上推廣應用，對其他病害也有研究。如水稻用非親和性白葉枯病菌系接種后，間隔一定時間和距離用親和性菌系挑戰接種，后者病斑擴大受到顯著抑制（3）誘導抗病性【生物防治】10植物病害生物防治物理因子：機械損傷、重金屬鹽、氯仿、去污劑、高溫、低溫、紫外線等能引起植物細胞損傷或死亡的因素，損傷或死亡的細胞產生一些低分子質量激發因子，誘導周圍細胞產生和積累植保素等抗病反應，從而使植物產生抗病性。采用50oC高溫處理大麥葉片1min后，能誘發大麥對白粉菌的系統抗性；禾本科植物經低溫（1oC）處理后，能提高對真菌的抗性；水稻經持續低溫（≦20oC）處理7d就可抑制稻瘟病發生。將6~7d苗齡的大豆幼苗在紫外線下輻射30min后轉入黑暗，2d后接種大豆疫霉，接種4d后，經紫外線處理的植株死亡率明顯低于始終置于黑暗中的對照。【生物防治】10植物病害生物防治化學因子：包括無機化合物和有機化合物等。無機化合物如K3PO4、Na3PO4和Na2HPO4等，有機化合物如草酸、水楊酸、乙烯、2,,6-二氯煙酸（INA）及其甲酯衍生物、β-氨基丁酸（BABA）等都能誘導不同植物產生系統獲得性抗病性，抗性可持續7d以上。用K3PO4、Na3PO4和Na2HPO4等噴施到黃瓜、都類和玉米葉片上，引起局部黃化或壞死，導致這些植物產生系統獲得性抗性，抗性可持續7d以上；黃瓜上噴施草酸，不但能誘發對多種真菌病害的抗性，還可誘導出對細菌和病毒的抗性；水楊酸處理煙草或黃瓜后，誘導寄主對病原物的抗性和獲得性系統抗性基因表達；用外源乙烯能誘發擬南芥積累植物保衛素；用2,,6-二氯煙酸（INA）及其甲酯衍生物在溫室和大田使用，能保護黃瓜、水稻、煙草等植物免受多種真菌、細菌和病毒的侵害。【生物防治】10植物病害生物防治3.利用生物多樣性和植物微生態的調控作用充分利用農業生態系統多樣性來控制病害的發生和流行品種遺傳多樣性是病害防治的重要基礎。在抗病品種的培育和推廣應用過程中，為了防止因病原物的小種組成發生變化而引起抗性喪失，必須注意采取合理布局品種、采用多抗品種、培育水平抗性品種、及時輪換品種、利用符合品種和多品系等措施，防止抗性遺傳基因相同或相近的品種大面積連年種植，以延長抗病品種的壽命，減輕病害流行程度。利用野生種和近緣種植物資源抗性基因，利用遠源植物抗性基因和轉基因抗病植物。我國在利用生物多樣性控制稻瘟病方面取得了重大突破（后面詳細介紹）。（1）

生物多樣性的利用生物多樣性減少和失衡是農業生態系統中植物病害流行的主要原因，增加和維持農業生態系統的生物多樣性是控制病害的基礎。【生物防治】10植物病害生物防治土壤微生物的多樣性對現代農業生產和有害生物防治的重要作用土壤微生物種類繁多，數量巨大，大多數對作物沒有危害，少數對作物正常的生長和發育及其重要（如內生菌根真菌、外生菌根真菌、共生固氮菌及根瘤菌等），僅極個別是病原菌；土壤微生物是土壤最具活力的成分，是土壤物質和能量循環與轉化的動力，對土壤養分供給和植物生長發育具有十分重要的作用；維持和提高土壤生物多樣性，是土壤支援可持續利用的基礎和關鍵。現代農業由于大量使用農藥、化肥和采用單一的種植制度，使土壤生物多樣性降低，微生態環境失調，導致根病頻繁發生。因此，通過調整種植結構、增施有機肥和應用生物防治等措施，做到以地養地，以保持土壤足夠的生物量和種群的多樣性，使土壤資源得以可持續利用。【生物防治】10植物病害生物防治就地保護利用生物多樣性就地保護是一個動態過程，可以與野生親緣種進行基因交流和人工選擇，能連續地進化，并適應所在地環境變化，產生更多有利的種質資源；除關注農田作物外，還應把注意力放在農田周圍的環境，使農田、果園、宅旁生態經濟園、材用林、薪炭林、經濟林、防護林、牧場、水庫和魚塘等得到合理配置、協調發展。【生物防治】10植物病害生物防治促進有益微生物（2）

植物微生態的利用人工接種有益微生物利用化學藥劑利用自然因素利用或誘導植物抗性接種有益微生物調節植物體的環境因子控制有害微生物控制有害微生物傳播排除植物體有害微生物抑制植物體有害微生物調節植物微生態環境植物微生態的利用【生物防治】10植物病害生物防治（二）植物病害生物防治的措施種苗處理利用生防細菌利用生防真菌利用生防放線菌利用農用抗生素直接利用生防菌利用有機改良劑土壤處理殼質粗粉植物殘體及加工肥料綠肥餅肥堆肥和糞肥噴霧處理利用生防微生物利用抗生素利用植物源殺菌劑春雷霉素農用鏈霉素中生菌素農抗120多抗霉素井崗霉素寧南霉素誘導處理真菌誘導因子細菌誘導因子植物弱毒疫苗利用化學誘導因子直接利用生防菌利用有機改良劑【生物防治】10植物病害生物防治（三）植物病害生物防治與其他防治措施的結合運用生物防治與化學防治向低劑量農藥處理的土壤引入生防菌通過化學處理誘發土壤中有益微生物的增加通過化學處理增加植物抗病性施用有機肥秸稈還田輪作倒茬栽培措施生物防治與農業防治土壤高溫處理微波處理土壤合理施肥精細整地種子精選適時適量播種合理密植科學管理生物防治與物理防治【生物防治】10植物病害生物防治五、植物病害生物防治的案例——以利用水稻遺傳多樣性持續控制稻瘟病為例稻瘟病是水稻四大重要病害之一，可引起大幅度減產，嚴重時減產40%～50%，甚至顆粒無收。葉斑類型病原真菌病害癥狀病害癥狀【生物防治】10植物病害生物防治云南農業大學與國際水稻研究所合作，從1997年開始，在云南省開展了利用水稻遺傳多樣性控制稻瘟病的研究。通過多年的研究與試驗，建立了水稻遺傳多樣性混栽控制稻瘟病。由于該技術操作方法簡單易行，防治稻瘟病效果和增產效果明顯，已被越來越多的農民所接受，并得到了中央和地方各級農業部門的重視。從1998年開始，在云南、四川、湖南、貴州、江西等省33個市202個縣進行了大面積的示范推廣，累積示范面積1.51×107hm2，有效控制了稻瘟病的流行，取得了良好的經濟、社會和生態效益。【生物防治】10植物病害生物防治抗性遺傳背景：遺傳相似性小于75%，主要集中在遺傳背景差異較大的雜交稻和糯稻中選擇。農藝性狀：雜交稻一般選擇品種優、豐產性好、抗性強、生育期中熟或中熟偏遲的品種；糯稻品系則突出“一高一矮”的特點，即選用比雜交稻高15~20cm、生育期短7~10d、分蘗力強、抗倒伏、單株產量高品種。經濟性狀：高產品種和優質品種的搭配，同時滿足企業和農民對優質和高產的需求，充分體現經濟效益互補，提高農民多樣性種植的積極性。栽培條件：格局各地肥水條件、土壤地力、海拔高度等栽培條件選擇本地糯稻與高產雜交稻品種進行搭配。農戶種植習慣：選用農民喜愛的品種進行搭配組合。1.利用水稻品種多樣性控制稻瘟病推廣技術規程（1）品種選擇原則【生物防治】10植物病害生物防治目前，云南省選配的品種組合主要有兩類：以高產、矮稈雜交秈稻為主栽品種，以高稈、優質本地傳統品種為間栽品種；以高產、矮稈的粳稻品種為主栽品種，以高稈、優質本地傳統品種作為間栽品種。（2）品種組合品種19981999200020012002傳統品種24406294現代品種23121220其他01134759合計48651211731998~2002年云南大面積推廣水稻品種多樣性種植的品種組合（朱有勇，2007）【生物防治】10植物病害生物防治（3）調整播種時間，適時育秧為了使不同品種成熟期一致，以利于田間收割，按主栽品種和間栽品種的不同生育期調節播種日期，實行分段育秧。根據品種生育期的長短和播種時間，早熟的品種遲播，遲熟的品種早播，做到同一田快中不同品種能夠同時成熟和同期收獲。一般間栽的地方高稈、優質傳統品種（如糯稻、香稻、紫稻和軟質米等品種）比主栽的現代高產、矮稈品種（如雜交稻等）提前10d作用播種，達到同時移栽和同時成熟。若選配的主栽品種和間栽品種生育期基本一致，則同時播種。育苗時實行稀播、拱架式薄膜增溫育秧技術，培育壯秧，提高秧苗素質。【生物防治】10植物病害生物防治不同品種間的搭配插栽方式【生物防治】10植物病害生物防治（5）田間觀察記載在每個示范推廣地區，隨機安排代表性田塊，觀察記載田間稻瘟病的發病情況和產量結果。稻瘟病的分級標準、發病率和病情指數均按中華人民共和國國家標準（GB/T15700-1995）中稻瘟病調查和測報法規的標準進行。調查田塊的產量為實收產量，倒伏狀況根據觀察判定。（6）統計分析方法水稻品種混合間栽和凈栽田間試驗資料經整理后，按不同年份分別對傳統品種和現代品種的稻瘟病發生情況（發病率和病情指數）和產量結果（單產和總產）計算平均值、標準差和變異系數等反映試驗結果特征的統計指標以及發病率、病情指數、相對防治效果等。【生物防治】10植物病害生物防治傳統品種混栽與凈栽相比稻瘟病平均發病率和病情指數分別下降91.17%和94.67%；現代品種混栽比凈栽稻瘟病平均發病率和病情指數分別下降14.5%和18.4%。2.利用水稻品種多樣性對稻瘟病的控制效果1998年傳統品種混栽與凈栽相比稻瘟病平均發病率和病情指數分別下降92.03%和95.39%；現代品種混栽比凈栽稻瘟病平均發病率和病情指數分別下降24%和66.1%。1999年【生物防治】10植物病害生物防治年份各類品種總推廣面積（hm2）調查點（個）項目凈栽混栽發病率（%）病情指數（×10-2）發病率（%）病情指數（×10-2）199881215平均35.4420.843.131.11變幅20.38~45.369.32~26.370.05~5.020.04~1.58SD6.915.291.720.54CV0.190.250.550.481999353415平均19.069.321.520.43變幅5.66~31.781.87~17.450.83~2.670.21~0.87SD9.635.090.600.22CV0.510.550.390.49200003437040平均45.8922.9819.567.85變幅5.73~1001.07~80.401.14~58.790.24~32.77SD29.8819.4416.047.96CV0.650.850.821.012