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重点关注基于颗粒病毒的生物农药:用途、作用方式和益处

撰文: 范妮·戴斯 范妮·戴斯

点评人: 史蒂夫·埃丁顿 史蒂夫·埃丁顿

主题: 生物防治剂

概述

颗粒病毒是一种天然存在的病毒,能够感染和杀死某些害虫,主要是鳞翅目害虫。由于其宿主特异性高,它们是可持续害虫控制的有力解决方案。  

什么是颗粒病毒?

颗粒病毒又称 GV,是感染昆虫的一类病毒。它们属于杆状病毒科,与另一组攻击昆虫的病毒——核多角体病毒 (NPV) 密切相关。所有这些病毒都对一种或多种密切相关的昆虫物种具有高度特异性。

叶子上有两只幼虫,其中一只因病毒感染而呈棕色并液化
被杆状病毒杀死的鳞翅目幼虫(上图)。图片来源: David Nance,美国农业部农业研究局,Bugwood.org.

颗粒病毒的使用

颗粒病毒是 微生物生物农药 并且已经使用了几十年。它们特别受到赞赏,因为它们具有特异性并且可以有效控制害虫而不会伤害有益昆虫。  

基于颗粒病毒的生物农药主要用于防治幼虫阶段的鳞翅目害虫,特别是苹果蠹蛾(Cymon pomonella)和 小菜蛾 (小菜蛾). 

在 CABI 生物保护门户网站上可以找到安德马特加拿大合作伙伴产品的一些示例,包括: 

  • 普鲁泰克斯®:已在加拿大登记,该产品用于防治十字花科作物上的小菜蛾。  
  • 麦德克斯 HP®:同样在加拿大注册,该产品针对的是苹果蠹蛾,已成功使用了20多年。   

颗粒病毒类生物农药的作用方式及应用

行动方式

与所有病毒一样,颗粒病毒只有在活宿主细胞内才能活跃并复制。具体来说,颗粒病毒通过摄食作用于昆虫幼虫,这意味着害虫需要“吃掉”病毒。例如,幼虫可以从之前用颗粒病毒生物杀虫剂处理过的叶子上摄取病毒。  

一旦被摄入,感染就开始了,病毒进入幼虫的肠道,并在那里释放病毒颗粒。这些颗粒帮助病毒繁殖,并降解幼虫体内的特定蛋白质,导致幼虫液化并最终死亡。 

晚期感染很容易识别,因为幼虫似乎停止进食,活动能力下降。它还开始变色并变成褐色。当幼虫死亡时,它会爆裂并向环境中释放更多病毒颗粒,这些病毒颗粒可以自由感染更多幼虫。 

喷洒病毒生物农药的羽衣甘蓝植物以及病毒对幼虫的感染过程
基于颗粒病毒的生物农药对抗小菜蛾幼虫的作用方式。© Fanny Deiss,CABI

应用领域

由于目标害虫需要通过植物组织摄入病毒,因此必须在害虫通常吃作物的地方施用基于颗粒病毒的生物农药。例如,如果幼虫吃叶子,则需要将产品施用于叶子上。 

在一般情况下, 应用 基于颗粒病毒的生物农药的用途与化学农药类似。它们通常以液体制剂的形式生产,可以用大多数常规喷雾设备施用。它们也可以以粉剂或粉末形式使用。

基于颗粒病毒的生物农药的优势

颗粒病毒在害虫管理中有很多好处,例如:

  • 与其他产品的兼容性:由于其作用方式,颗粒病毒可以与其他生物和化学农药结合使用。这意味着它们也与 综合虫害管理 (IPM) 节目。  
  • 无毒、无残留: 颗粒病毒产品不会在农产品上留下任何残留物,因此对消费者来说是安全的,同时也使种植者能够获得各种市场机会。  
  • 特异性:颗粒病毒针对的是单个或几个密切相关的物种,这使得它们对周围的有益生物来说是安全的。  
  • 延长保质期:这些产品在适当的储存条件下通常具有较长的保质期,与化学农药类似。  
一只幼虫死在叶子上
病毒感染后液化的昆虫幼虫悬挂在辣椒植物的叶子上。© R. 拉萨

需要考虑的事项

虽然颗粒病毒具有许多好处,但应考虑某些因素以最大程度地发挥其功效: 

  • 申请时机:颗粒病毒在害虫生命周期早期使用效果最好,因为它们主要针对幼虫。幼虫也需要较低的施用率,这样更经济高效。  
  • 环境条件:紫外线和高温会迅速降解病毒颗粒,降低功效。最好调整使用时间,避免紫外线直射,例如下午晚些时候使用。然而, 最近的研究表明,新的配方技术可以保护病毒免受紫外线的伤害.这对未来的应用具有巨大的潜力。  
  • 与其他产品组合:反复使用后,害虫最终会对颗粒病毒株产生抗药性。为了避免这种情况发生并获得最佳效果,应将颗粒病毒产品作为 IPM 计划的一部分使用,该计划包括其他控制方法和产品。  

总体而言,颗粒病毒产品是化学品的良好替代品,因为它们对环境和人类健康没有不良影响。种植者可以有效控制一些有害的鳞翅目害虫种群,同时保护生态系统并减少对有害化学品的依赖。 

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