大豆病蟲害生物防治劑的篩選與作用效果評估方法

大豆作為重要的油料及蛋白質來源，其生產受到多種病蟲害的威脅，包括大豆紫斑病、大豆夜蛾和多種病毒性疾病等。傳統的化學防治方法常帶來環境污染和食品安全問題，因此，開發安全有效的生物防治劑成為當前研究的熱點。本文旨在篩選出針對大豆主要病蟲害的生物防治劑，并對其效果進行評估。本研究不僅為大豆病蟲害的生物防治提供了有效候選制劑，也為可持續農業實踐貢獻了科學依據。

近年來，由于化學農藥引發的環境和食品安全問題日益凸顯，生物防治劑的研究與應用受到了廣泛關注。大豆作為重要的經濟作物，其生產過程中所面臨的病蟲害威脅對產量和品質造成了巨大影響。本研究聚焦于大豆的主要病蟲害，進行了生物防治劑的篩選及其效果評估工作，發現有效的生物防治劑能夠減少大豆病蟲害的發生率，并在一定程度上提升大豆的產量和品質。本研究為大豆病蟲害的生物防控提供了科學依據，促進了農業的綠色發展。

一、大豆病蟲害概述

1、大豆主要病害

大豆在生長周期內易受到多種病原菌的侵害，導致產量和品質嚴重下降。

①大豆銹病由一種名為銹菌的病原體引起，主要影響葉片，嚴重時甚至會蔓延至莖稈和豆莢。感染初期，葉片上會出現黃色小斑點，這些斑點隨后會變成褐色并隆起形成孢子堆。隨著孢子的大量產生，患部的葉片會枯黃脫落，這不僅影響了光合作用，還降低了大豆的產量。

②大豆斑枯病主要由殼二孢屬真菌引起，這種病害通常從下部葉片開始顯現癥狀，然后逐漸向上蔓延。受害葉片最初出現褐色小點，隨后這些小點會擴大成不規則的大斑。在潮濕的環境下，病斑的背面會產生黑色霉層。

③大豆根腐病是一種由多種土傳病原菌，如鐮刀菌、立枯絲核菌等引起的復合病害。這種病害主要侵襲根部，導致根系腐爛，從而削弱了植株的吸水和吸肥能力。在嚴重的情況下，這會導致植株萎蔫甚至死亡。

2、大豆主要蟲害

蟲害包括食葉性、吸汁性、蛀果性和土壤害蟲等，它們不僅直接損傷植株，還可傳播病原體，引發更為復雜的病害問題。

①大豆蚜蟲是最為常見的害蟲之一，聚集在嫩葉、嫩莖和豆莢上，通過吸取植物汁液為生。受害植物會出現生長遲緩、葉片卷曲發黃的癥狀，嚴重時甚至會造成植株死亡。

②豆莢螟專門針對發育中的豆莢進行侵害，它們的幼蟲鉆入豆莢內部取食正在發育的豆粒，直接影響大豆的產量和品質。由于其隱蔽的生活習性，豆莢螟很難被及時發現并控制。

③葉螨類害蟲，盡管個體微小，卻以龐大的數量對大豆造成威脅，通常在葉背產卵并快速繁殖，大量消耗葉片組織，導致葉片出現失綠斑點，甚至大面積枯黃脫落。

④地老虎作為土壤害蟲，在其幼蟲階段對大豆幼苗造成損害，在夜間或低光照條件下活躍，將豆苗近地面處的莖部環狀剝皮，影響植株的水分和養分輸送，嚴重時可導致植株死亡。

3、病蟲害發生規律

在大豆的種植過程中，病蟲害的發生往往具有一定的規律性。這些規律與氣候條件、種植模式、土壤環境以及農作物自身的抗病性等因素緊密相關。

①高溫多濕的環境有利于病原菌的生長和繁殖，尤其是在梅雨季節，空氣濕度大，溫度適宜，極易引發各類真菌性和細菌性病害的暴發。例如，大豆銹病和斑枯病在這樣的環境中傳播速度會加快，危害程度加重。

②連作或單一作物種植會導致特定病蟲害的累積和暴發。長期連作大豆的田塊常會發現土傳疾病，如根腐病逐漸加重，因為相應的病原菌在土壤中不斷累積。

③土壤的理化性質、有機質含量以及土壤微生物群落結構都可成為影響病蟲害發生的因素。例如，疏松透氣的土壤有利于根系健康生長，減少根腐病的發生，而偏酸或偏堿的土壤pH值則可加劇某些病原菌的侵害。

二、大豆病蟲害生物防治劑的類型

1、殺線蟲劑

在大豆種植中，線蟲是造成嚴重產量損失的病原體之一。例如，大豆根結線蟲能導致根系形成大量根結，影響植物的正常營養吸收和水分傳輸。殺線蟲劑主要通過寄生、毒素產生或競爭排斥等機制來抑制或殺死線蟲。市場上常見的殺線蟲劑包括枯草芽孢桿菌和綠僵菌。枯草芽孢桿菌通過產生抗生物質和競爭性占據生態位來抑制線蟲的生長;綠僵菌則是一種真菌，其孢子能在線蟲體內萌發，消耗宿主營養并最終導致線蟲死亡。使用殺線蟲劑時，需要考慮適當的施用時機和劑量，以達到最佳的防治效果和避免對環境及非靶標生物的影響。

2、植物源性生物農藥

植物源性生物農藥是從各種植物中提取的具有殺蟲或驅蟲特性的天然化合物。這類農藥通常含有如揮發油、生物堿、配糖體等活性成分，這些成分能夠對多種害蟲產生驅避、拒食或毒殺作用。在大豆作物保護中，植物源性生物農藥以其環保、低毒性和殘留少的特點受到農民的青睞。例如，辣椒素是從辣椒中提取的一種有效成分，可以作為天然的驅蟲劑使用，它通過干擾害蟲的嗅覺和味覺受體，降低害蟲的取食欲望，從而保護大豆免受損害。大蒜素對多種害蟲有明顯的驅避效果，還能促進植物健康生長。使用植物源性生物農藥時，應根據靶標害蟲選擇合適的產品，并嚴格按照推薦濃度進行施用，以確保安全性和有效性。

3、微生物制劑

微生物制劑涉及使用活的微生物或其代謝產物來防治病蟲害，這些微生物可以是細菌、真菌或病毒。在大豆病害管理中，微生物制劑通過多種方式保護作物，如直接與病原體競爭營養、產生抗菌物質或激發植物的系統抗病性。例如，酵母菌在預防大豆病害方面具有良好效果。酵母菌通過占領生態位和產生抗生素類物質來抑制病原菌生長。

三、大豆病蟲害生物防治劑的篩選標準與方法

1、篩選標準

①安全性

安全性是篩選的首要標準。任何生物防治劑在被推廣應用之前，必須確保其對人類健康和環境安全不構成威脅，意味著防治劑應當無毒或低毒性，并且在使用后能夠在短時間內自然降解，避免在土壤和水體中積累，引起長期污染。評估安全性時，需要考慮到防治劑對非靶標生物的影響，包括益蟲、天敵昆蟲、土壤微生物以及動植物多樣性。通過毒理學測試和環境影響評估，確定防治劑的安全劑量和施用頻率，確保其在有效控制病蟲害的同時，最大限度地減少對環境和生態系統的負面影響。

②有效性

有效性是衡量生物防治劑是否能夠有效控制或顯著減少大豆病蟲害的一個標準，防治劑必須具備良好的防治效果，能夠針對特定的病蟲害進行控制。在評估有效性時，需要在實驗室條件下和田間條件下進行多輪測試，以確保防治劑在不同環境和氣候條件下都能展現出穩定的防效。有效性的評估還包括對防治劑作用速度的考察，即它在施用后多快能開始控制病蟲害，以及其持續控制作用的時間長度。一種理想的生物防治劑應當具備快速響應和長效控制的雙重特性。

③廣譜性

廣譜性是指生物防治劑能夠針對多種不同的病蟲害提供防控作用。由于大豆在生長周期內可能遭受多種病蟲害的侵襲，因此具有廣譜性的生物防治劑更具優勢，能夠一次性控制或減輕多種病蟲害問題，減少農民的勞動強度和經濟投入。在篩選廣譜性生物防治劑時，研究人員需要評估防治劑對不同種類病蟲害的抑制效果，包括真菌、細菌、病毒和昆蟲等，從而實現對病蟲害整個生命周期的控制。

2、篩選方法

①實驗室篩選方法

實驗室篩選方法是在受控條件下進行的初步評估，旨在篩選出具有潛在防治效果的生物防治劑。這一過程通常包括幾個關鍵步驟：首先，研究人員需收集并隔離導致大豆病害的病原體或害蟲，確保有足夠且準確的靶標進行篩選。隨后，在實驗室條件下培養這些病原體或害蟲，模擬其自然生長環境，為測試防治劑的效果創造條件。接著，準備多種候選的生物防治劑，并對它們進行初步的毒性和活性測試，涉及將防治劑應用于病原體或害蟲，并觀察其對生長、繁殖和致病能力的影響。在此階段，評估防治劑對病原體或害蟲的致死濃度和有效濃度，以確定其潛在的應用劑量。關注防治劑的作用機制，比如是否通過產生抗生物質、競爭營養、誘導植物抗性或直接寄生來控制病蟲害。在整個實驗室篩選過程中，應做好數據的記錄和分析，記錄所有實驗條件、觀察結果和數據分析，以便在后續的田間測試中進行對比和驗證。實驗室篩選的結果有助于縮小候選生物防治劑的范圍，為田間篩選奠定基礎。

②田間篩選方法

田間篩選方法是基于實驗室篩選結果的進一步驗證，其目的是評估生物防治劑在現實農業環境中的實際效果和可行性。田間篩選通常考慮多個因素，包括不同地理位置、氣候條件、土壤類型以及作物生長階段等，以確定防治劑在各種環境下的適應性和穩定性。實施田間篩選前，設計試驗方案，包括選擇合適的試驗地點、設置合適的處理和對照、確定施用劑量和頻率等。試驗通常采用隨機化完成區組設計，以減少環境變異對試驗結果的影響。在田間篩選過程中，定期監測和記錄病蟲害的發生情況，不僅包括靶標病蟲害的發展程度，還包括作物的生長狀況和產量數據。同時，也需要密切關注防治劑對非靶標生物的影響，以及出現的環境污染問題。通過對采集的數據進行統計分析，評價防治劑的防效和經濟效益。

四、大豆病蟲害生物防治劑效果評估方法

1、視覺評估法

視覺評估法是一種直接且常用的方法，通過觀察和記錄處理區域與對照區域之間的差異，可以快速初步判斷防治劑的有效性。評估過程開始于對大豆植株的健康狀況進行系統性觀察，注意檢查葉片、莖干、根部以及生長點等部位。評估指標包括病害嚴重度、蟲害數量、受損程度和生長狀況等。在視覺評估中，研究人員或農民可以使用標準化的評分系統來定量病害或蟲害的嚴重性。例如，可以采用1-5的病害等級，其中1代表無病害，5代表最嚴重的病害程度。同樣，對于蟲害，可以記錄每株植物上的害蟲數量或受害葉片的比例。為了確保數據的客觀性和準確性，視覺評估應由經過培訓的人員進行，并定期進行多次評估以跟蹤病蟲害的發展情況。考慮到環境因素對評估結果的影響，應在不同時間、不同環境條件下重復評估，以獲取更具代表性和可靠性的數據。視覺評估法的優點在于操作簡單、成本低廉且快速，適合在資源有限的情況下進行。然而，這種方法的缺點是受主觀因素影響較大，結果可能因評估人員的不同而有所差異。因此，視覺評估法通常需要與其他評估方法結合使用，以獲得更全面準確的效果評價。

2、生物學測定法

生物學測定法是一種更為精確的效果評估方法，它涉及在控制條件下對防治劑的生物學效應進行定量分析。這種方法通常需要在實驗室條件下進行，通過對病原體或害蟲生存和繁殖能力的直接測量，來評估防治劑的效能。對于病原菌而言，生物學測定包括測定防治劑對菌絲生長的抑制作用，或是對孢子萌發的抑制效果，可以通過在含有不同濃度防治劑的培養基上接種病原菌，并測量其生長速率來完成。對于害蟲，則可以在實驗室內暴露于防治劑后，統計其存活率、繁殖能力、生長發育指標或行為變化。生物學測定法還可以延伸至評估防治劑對大豆植株誘導抗病性或益蟲效果的能力。例如，可以通過植物組織學觀察、酶活性測定或防御基因表達分析，來評估防治劑處理后植物體內發生的生理變化。為保證生物學測定法的準確性和重現性，實驗設計需嚴謹，實驗條件需一致，同時需要進行多次重復實驗以排除偶然誤差。數據分析時，應用統計方法來確定防治劑的效果是否具有顯著性差異。該方法操作較為復雜且耗時較長，但仍是不可或缺的重要手段。

3、生態評價法

生態評價法關注其對生態系統的長期影響，這種評估方法重視防治劑對非靶標生物的影響、生物多樣性的保護以及對土壤和水質的潛在影響。生態評價的目標是確保生物防治劑能夠在不破壞生態平衡的前提下，有效控制病蟲害。實施生態評價時，在施用防治劑的田間選擇代表性樣本區域，并設置對照區。通過定期監測這些區域的生物多樣性，包括益蟲、寄生性天敵、土壤微生物和動植物種群，來評估防治劑對生態系統的影響。例如，可以通過采集土壤樣本分析土壤微生物組成和活性的變化，或使用誘捕器監測益蟲和天敵昆蟲的種群動態。同時，生態評價還需考察防治劑對生態系統功能的影響，如土壤肥力、水體營養鹽循環和作物授粉等生態過程，這要求評估團隊具備跨學科知識，能夠綜合考量生物學、生態學和環境科學的數據。生態評價通常需要連續跟蹤多個生長季，甚至更長時間。由于不同地區具有不同的生態環境，還需要考慮地理差異，需要在不同生態系統中重復評估。然而，由于涉及因素眾多且評估周期長，生態評價的實施相對復雜且成本較高，需要政府、科研機構和農業企業等多方面的合作與支持。

4、經濟效益分析

經濟效益分析側重于計算防治劑應用后的經濟收益和成本投入，這種分析不僅包括直接成本，如防治劑購買、施用成本，還包括間接成本，如作物產量損失和品質下降的風險成本。進行經濟效益分析時，首先需要量化防治劑應用后大豆產量的變化，包括增產效果和品質改善，通過田間試驗獲得數據，比較處理區和未處理區的產量差異，并結合市場價格計算出經濟效益。同時，需要記錄所有與生物防治劑相關的直接支出，如購買成本、人工費用和施用設備折舊等。除了直接經濟因素外，還要考慮防治劑對環境長期影響所帶來的潛在經濟成本，如因環境污染造成的生態服務價值下降。此外，農民的接受度、政策支持和市場需求等社會經濟因素也會對防治劑的經濟效益產生影響。經濟效益分析通過對比不同防治措施的成本效益，為農民提供了選擇最經濟、最有效的生物防治劑的依據。通過這種方法，可以促進更為經濟可行的農業實踐，提高農業生產的整體盈利能力和可持續性。

總言之，通過系統的篩選與效果評估，生物防治劑展現出在大豆病蟲害管理中的巨大潛力。這項工作不僅有助于減少化學農藥的使用，還為保護生態環境和促進農業可持續發展提供了實踐路徑。然而，要實現生物防治劑的廣泛應用，還需要解決諸如規模化生產、長期效果驗證、政策支持和農民教育等多方面的挑戰。未來研究應聚焦于生物防治劑作用機制的深入解析，以及通過技術創新降低生產成本，提高其在大豆病蟲害管理中的競爭力。

（作者單位：112200遼寧省西豐縣農業綜合行政執法隊）