大豆病虫害生物防治剂的筛选与作用效果评估方法

大豆作为重要的油料及蛋白质来源，其生产受到多种病虫害的威胁，包括大豆紫斑病、大豆夜蛾和多种病毒性疾病等。传统的化学防治方法常带来环境污染和食品安全问题，因此，开发安全有效的生物防治剂成为当前研究的热点。本文旨在筛选出针对大豆主要病虫害的生物防治剂，并对其效果进行评估。本研究不仅为大豆病虫害的生物防治提供了有效候选制剂，也为可持续农业实践贡献了科学依据。

近年来，由于化学农药引发的环境和食品安全问题日益凸显，生物防治剂的研究与应用受到了广泛关注。大豆作为重要的经济作物，其生产过程中所面临的病虫害威胁对产量和品质造成了巨大影响。本研究聚焦于大豆的主要病虫害，进行了生物防治剂的筛选及其效果评估工作，发现有效的生物防治剂能够减少大豆病虫害的发生率，并在一定程度上提升大豆的产量和品质。本研究为大豆病虫害的生物防控提供了科学依据，促进了农业的绿色发展。

一、大豆病虫害概述

1、大豆主要病害

大豆在生长周期内易受到多种病原菌的侵害，导致产量和品质严重下降。

①大豆锈病由一种名为锈菌的病原体引起，主要影响叶片，严重时甚至会蔓延至茎秆和豆荚。感染初期，叶片上会出现黄色小斑点，这些斑点随后会变成褐色并隆起形成孢子堆。随着孢子的大量产生，患部的叶片会枯黄脱落，这不仅影响了光合作用，还降低了大豆的产量。

②大豆斑枯病主要由壳二孢属真菌引起，这种病害通常从下部叶片开始显现症状，然后逐渐向上蔓延。受害叶片最初出现褐色小点，随后这些小点会扩大成不规则的大斑。在潮湿的环境下，病斑的背面会产生黑色霉层。

③大豆根腐病是一种由多种土传病原菌，如镰刀菌、立枯丝核菌等引起的复合病害。这种病害主要侵袭根部，导致根系腐烂，从而削弱了植株的吸水和吸肥能力。在严重的情况下，这会导致植株萎蔫甚至死亡。

2、大豆主要虫害

虫害包括食叶性、吸汁性、蛀果性和土壤害虫等，它们不仅直接损伤植株，还可传播病原体，引发更为复杂的病害问题。

①大豆蚜虫是最为常见的害虫之一，聚集在嫩叶、嫩茎和豆荚上，通过吸取植物汁液为生。受害植物会出现生长迟缓、叶片卷曲发黄的症状，严重时甚至会造成植株死亡。

②豆荚螟专门针对发育中的豆荚进行侵害，它们的幼虫钻入豆荚内部取食正在发育的豆粒，直接影响大豆的产量和品质。由于其隐蔽的生活习性，豆荚螟很难被及时发现并控制。

③叶螨类害虫，尽管个体微小，却以庞大的数量对大豆造成威胁，通常在叶背产卵并快速繁殖，大量消耗叶片组织，导致叶片出现失绿斑点，甚至大面积枯黄脱落。

④地老虎作为土壤害虫，在其幼虫阶段对大豆幼苗造成损害，在夜间或低光照条件下活跃，将豆苗近地面处的茎部环状剥皮，影响植株的水分和养分输送，严重时可导致植株死亡。

3、病虫害发生规律

在大豆的种植过程中，病虫害的发生往往具有一定的规律性。这些规律与气候条件、种植模式、土壤环境以及农作物自身的抗病性等因素紧密相关。

①高温多湿的环境有利于病原菌的生长和繁殖，尤其是在梅雨季节，空气湿度大，温度适宜，极易引发各类真菌性和细菌性病害的暴发。例如，大豆锈病和斑枯病在这样的环境中传播速度会加快，危害程度加重。

②连作或单一作物种植会导致特定病虫害的累积和暴发。长期连作大豆的田块常会发现土传疾病，如根腐病逐渐加重，因为相应的病原菌在土壤中不断累积。

③土壤的理化性质、有机质含量以及土壤微生物群落结构都可成为影响病虫害发生的因素。例如，疏松透气的土壤有利于根系健康生长，减少根腐病的发生，而偏酸或偏碱的土壤pH值则可加剧某些病原菌的侵害。

二、大豆病虫害生物防治剂的类型

1、杀线虫剂

在大豆种植中，线虫是造成严重产量损失的病原体之一。例如，大豆根结线虫能导致根系形成大量根结，影响植物的正常营养吸收和水分传输。杀线虫剂主要通过寄生、毒素产生或竞争排斥等机制来抑制或杀死线虫。市场上常见的杀线虫剂包括枯草芽孢杆菌和绿僵菌。枯草芽孢杆菌通过产生抗生物质和竞争性占据生态位来抑制线虫的生长;绿僵菌则是一种真菌，其孢子能在线虫体内萌发，消耗宿主营养并最终导致线虫死亡。使用杀线虫剂时，需要考虑适当的施用时机和剂量，以达到最佳的防治效果和避免对环境及非靶标生物的影响。

2、植物源性生物农药

植物源性生物农药是从各种植物中提取的具有杀虫或驱虫特性的天然化合物。这类农药通常含有如挥发油、生物碱、配糖体等活性成分，这些成分能够对多种害虫产生驱避、拒食或毒杀作用。在大豆作物保护中，植物源性生物农药以其环保、低毒性和残留少的特点受到农民的青睐。例如，辣椒素是从辣椒中提取的一种有效成分，可以作为天然的驱虫剂使用，它通过干扰害虫的嗅觉和味觉受体，降低害虫的取食欲望，从而保护大豆免受损害。大蒜素对多种害虫有明显的驱避效果，还能促进植物健康生长。使用植物源性生物农药时，应根据靶标害虫选择合适的产品，并严格按照推荐浓度进行施用，以确保安全性和有效性。

3、微生物制剂

微生物制剂涉及使用活的微生物或其代谢产物来防治病虫害，这些微生物可以是细菌、真菌或病毒。在大豆病害管理中，微生物制剂通过多种方式保护作物，如直接与病原体竞争营养、产生抗菌物质或激发植物的系统抗病性。例如，酵母菌在预防大豆病害方面具有良好效果。酵母菌通过占领生态位和产生抗生素类物质来抑制病原菌生长。

三、大豆病虫害生物防治剂的筛选标准与方法

1、筛选标准

①安全性

安全性是筛选的首要标准。任何生物防治剂在被推广应用之前，必须确保其对人类健康和环境安全不构成威胁，意味着防治剂应当无毒或低毒性，并且在使用后能够在短时间内自然降解，避免在土壤和水体中积累，引起长期污染。评估安全性时，需要考虑到防治剂对非靶标生物的影响，包括益虫、天敌昆虫、土壤微生物以及动植物多样性。通过毒理学测试和环境影响评估，确定防治剂的安全剂量和施用频率，确保其在有效控制病虫害的同时，最大限度地减少对环境和生态系统的负面影响。

②有效性

有效性是衡量生物防治剂是否能够有效控制或显著减少大豆病虫害的一个标准，防治剂必须具备良好的防治效果，能够针对特定的病虫害进行控制。在评估有效性时，需要在实验室条件下和田间条件下进行多轮测试，以确保防治剂在不同环境和气候条件下都能展现出稳定的防效。有效性的评估还包括对防治剂作用速度的考察，即它在施用后多快能开始控制病虫害，以及其持续控制作用的时间长度。一种理想的生物防治剂应当具备快速响应和长效控制的双重特性。

③广谱性

广谱性是指生物防治剂能够针对多种不同的病虫害提供防控作用。由于大豆在生长周期内可能遭受多种病虫害的侵袭，因此具有广谱性的生物防治剂更具优势，能够一次性控制或减轻多种病虫害问题，减少农民的劳动强度和经济投入。在筛选广谱性生物防治剂时，研究人员需要评估防治剂对不同种类病虫害的抑制效果，包括真菌、细菌、病毒和昆虫等，从而实现对病虫害整个生命周期的控制。

2、筛选方法

①实验室筛选方法

实验室筛选方法是在受控条件下进行的初步评估，旨在筛选出具有潜在防治效果的生物防治剂。这一过程通常包括几个关键步骤：首先，研究人员需收集并隔离导致大豆病害的病原体或害虫，确保有足够且准确的靶标进行筛选。随后，在实验室条件下培养这些病原体或害虫，模拟其自然生长环境，为测试防治剂的效果创造条件。接着，准备多种候选的生物防治剂，并对它们进行初步的毒性和活性测试，涉及将防治剂应用于病原体或害虫，并观察其对生长、繁殖和致病能力的影响。在此阶段，评估防治剂对病原体或害虫的致死浓度和有效浓度，以确定其潜在的应用剂量。关注防治剂的作用机制，比如是否通过产生抗生物质、竞争营养、诱导植物抗性或直接寄生来控制病虫害。在整个实验室筛选过程中，应做好数据的记录和分析，记录所有实验条件、观察结果和数据分析，以便在后续的田间测试中进行对比和验证。实验室筛选的结果有助于缩小候选生物防治剂的范围，为田间筛选奠定基础。

②田间筛选方法

田间筛选方法是基于实验室筛选结果的进一步验证，其目的是评估生物防治剂在现实农业环境中的实际效果和可行性。田间筛选通常考虑多个因素，包括不同地理位置、气候条件、土壤类型以及作物生长阶段等，以确定防治剂在各种环境下的适应性和稳定性。实施田间筛选前，设计试验方案，包括选择合适的试验地点、设置合适的处理和对照、确定施用剂量和频率等。试验通常采用随机化完成区组设计，以减少环境变异对试验结果的影响。在田间筛选过程中，定期监测和记录病虫害的发生情况，不仅包括靶标病虫害的发展程度，还包括作物的生长状况和产量数据。同时，也需要密切关注防治剂对非靶标生物的影响，以及出现的环境污染问题。通过对采集的数据进行统计分析，评价防治剂的防效和经济效益。

四、大豆病虫害生物防治剂效果评估方法

1、视觉评估法

视觉评估法是一种直接且常用的方法，通过观察和记录处理区域与对照区域之间的差异，可以快速初步判断防治剂的有效性。评估过程开始于对大豆植株的健康状况进行系统性观察，注意检查叶片、茎干、根部以及生长点等部位。评估指标包括病害严重度、虫害数量、受损程度和生长状况等。在视觉评估中，研究人员或农民可以使用标准化的评分系统来定量病害或虫害的严重性。例如，可以采用1-5的病害等级，其中1代表无病害，5代表最严重的病害程度。同样，对于虫害，可以记录每株植物上的害虫数量或受害叶片的比例。为了确保数据的客观性和准确性，视觉评估应由经过培训的人员进行，并定期进行多次评估以跟踪病虫害的发展情况。考虑到环境因素对评估结果的影响，应在不同时间、不同环境条件下重复评估，以获取更具代表性和可靠性的数据。视觉评估法的优点在于操作简单、成本低廉且快速，适合在资源有限的情况下进行。然而，这种方法的缺点是受主观因素影响较大，结果可能因评估人员的不同而有所差异。因此，视觉评估法通常需要与其他评估方法结合使用，以获得更全面准确的效果评价。

2、生物学测定法

生物学测定法是一种更为精确的效果评估方法，它涉及在控制条件下对防治剂的生物学效应进行定量分析。这种方法通常需要在实验室条件下进行，通过对病原体或害虫生存和繁殖能力的直接测量，来评估防治剂的效能。对于病原菌而言，生物学测定包括测定防治剂对菌丝生长的抑制作用，或是对孢子萌发的抑制效果，可以通过在含有不同浓度防治剂的培养基上接种病原菌，并测量其生长速率来完成。对于害虫，则可以在实验室内暴露于防治剂后，统计其存活率、繁殖能力、生长发育指标或行为变化。生物学测定法还可以延伸至评估防治剂对大豆植株诱导抗病性或益虫效果的能力。例如，可以通过植物组织学观察、酶活性测定或防御基因表达分析，来评估防治剂处理后植物体内发生的生理变化。为保证生物学测定法的准确性和重现性，实验设计需严谨，实验条件需一致，同时需要进行多次重复实验以排除偶然误差。数据分析时，应用统计方法来确定防治剂的效果是否具有显著性差异。该方法操作较为复杂且耗时较长，但仍是不可或缺的重要手段。

3、生态评价法

生态评价法关注其对生态系统的长期影响，这种评估方法重视防治剂对非靶标生物的影响、生物多样性的保护以及对土壤和水质的潜在影响。生态评价的目标是确保生物防治剂能够在不破坏生态平衡的前提下，有效控制病虫害。实施生态评价时，在施用防治剂的田间选择代表性样本区域，并设置对照区。通过定期监测这些区域的生物多样性，包括益虫、寄生性天敌、土壤微生物和动植物种群，来评估防治剂对生态系统的影响。例如，可以通过采集土壤样本分析土壤微生物组成和活性的变化，或使用诱捕器监测益虫和天敌昆虫的种群动态。同时，生态评价还需考察防治剂对生态系统功能的影响，如土壤肥力、水体营养盐循环和作物授粉等生态过程，这要求评估团队具备跨学科知识，能够综合考量生物学、生态学和环境科学的数据。生态评价通常需要连续跟踪多个生长季，甚至更长时间。由于不同地区具有不同的生态环境，还需要考虑地理差异，需要在不同生态系统中重复评估。然而，由于涉及因素众多且评估周期长，生态评价的实施相对复杂且成本较高，需要政府、科研机构和农业企业等多方面的合作与支持。

4、经济效益分析

经济效益分析侧重于计算防治剂应用后的经济收益和成本投入，这种分析不仅包括直接成本，如防治剂购买、施用成本，还包括间接成本，如作物产量损失和品质下降的风险成本。进行经济效益分析时，首先需要量化防治剂应用后大豆产量的变化，包括增产效果和品质改善，通过田间试验获得数据，比较处理区和未处理区的产量差异，并结合市场价格计算出经济效益。同时，需要记录所有与生物防治剂相关的直接支出，如购买成本、人工费用和施用设备折旧等。除了直接经济因素外，还要考虑防治剂对环境长期影响所带来的潜在经济成本，如因环境污染造成的生态服务价值下降。此外，农民的接受度、政策支持和市场需求等社会经济因素也会对防治剂的经济效益产生影响。经济效益分析通过对比不同防治措施的成本效益，为农民提供了选择最经济、最有效的生物防治剂的依据。通过这种方法，可以促进更为经济可行的农业实践，提高农业生产的整体盈利能力和可持续性。

总言之，通过系统的筛选与效果评估，生物防治剂展现出在大豆病虫害管理中的巨大潜力。这项工作不仅有助于减少化学农药的使用，还为保护生态环境和促进农业可持续发展提供了实践路径。然而，要实现生物防治剂的广泛应用，还需要解决诸如规模化生产、长期效果验证、政策支持和农民教育等多方面的挑战。未来研究应聚焦于生物防治剂作用机制的深入解析，以及通过技术创新降低生产成本，提高其在大豆病虫害管理中的竞争力。

（作者单位：112200辽宁省西丰县农业综合行政执法队）