环保型农业化学品：生物农药、生物除草剂和生物肥料

---

介绍

土壤肥力是指土壤支持植物健康生长的能力。土壤有两个主要组成部分：活的和非活的组成部分。

土壤的非生物成分为植物提供固着基质，并帮助提供水分、空气和养分；而生物成分，包括微生物多样性，有助于调节养分的有效性，并为植物的旺盛生长和活动提供生长调节剂。

因此，在农业作物中持续使用合成的化学肥料可能会消耗这些活的微生物（如细菌和真菌）以及大型生物（如蚯蚓、白蚁和啮齿动物），使土壤因失去肥力而变得贫瘠。因此，首先停止使用化肥，并以环保的有机肥（含有生物废料）的形式为植物提供足够的养分，然后我们需要提供生物肥料来降低土壤毒性并增加土壤微生物多样性。

使用环保型农业化学品的作物从第一年开始就能获得良好的产量，并且在几年后具有再生能力，而化肥对作物来说是一次性使用。

一些有助于保持土壤质量的环保型农业化学品包括：

• 生物农药。

• 生物除草剂。

• 生物肥料。

生物农药

全世界的粮食作物主要受各种昆虫、杂草、病原体和线虫的影响。因此，为了对抗病虫害造成的损失，提高作物产量，人们使用农药。这些农药主要提高食品的质量和数量。

由于病虫害给农业作物造成重大损失，因此由有机物质制成的环保型生物农药可以在不诱发任何环境毒性的情况下控制病虫害。

生物农药减少了有害环境的合成化学农药的使用，使其成为害虫综合治理方案的关键组成部分。

化学农药的风险

• 持续使用这些农药可能会导致害虫抗药性，并且这些化学残留物在土壤中的高持久性会导致对植物、哺乳动物、水生动物和其他有益生物的毒性。

• 扰乱生态平衡。

• 造成环境污染或退化。

• 进入食物链，导致生物积累和生物放大。

生物农药是一种新型农药，通常来源于生物体，如动物、植物和微生物（如细菌、真菌、病毒等）。它们对环境友好，残留毒性低。

生物意为生命，农药包括旨在预防、消灭或控制任何害虫的物质。因此，生物农药是指通过生物非毒性方法控制害虫的任何生物体的引入。这些生物农药已被使用数百年来控制害虫。苏云金芽胞杆菌（称为Bt）是一种直到今天仍被广泛使用的早期生物农药。其他生物包括木霉属和白僵菌属等。

生物农药的分类

生物农药主要分为三大类，包括以下几类。

• 微生物农药 – 包括感染目标生物的病原体或寄生虫，对人和动物无毒。例如，Bt 靶向昆虫的幼虫。

• 植物内源性保护剂 (PIP) – 通过将遗传物质导入植物，作为诱导植物抗性的生物农药。

• 生化农药 – 这些是天然存在的物质，可以使用非毒性机制来控制害虫。例如，昆虫性信息素可防止交配，芳香植物可诱捕害虫。

生物肥料

由生物体（如细菌）组成的肥料被称为生物肥料。

一般来说，肥料很重要，因为它们可以增加土壤中的氮含量。要了解生物体在肥料中的重要性，就需要理解共生的概念。

共生

这是生态系统中两种生物体之间的关系，两种生物体都相互受益。

在这里，植物为根际区域的细菌提供主要的营养物质，而作为回报，细菌固定大气中的氮 (N₂) 并将其供应给土壤，这有助于植物通过获取其主要的营养物质氮而生长。

因此，与作为氮源的化肥相比，含有固氮细菌的生物肥料通常更有利于植物。

根部含有这些固氮细菌的植物称为豆科植物，不含有这些细菌的植物称为非豆科植物。

一些有助于固定大气氮的细菌包括：

• 蓝细菌 – 自由生活的细菌，非共生。

• 内生细菌 – 存在于非豆科植物中，共生。

• 根际细菌 – 存在于豆科植物中，共生。

生物肥料的生产

首先取蓝细菌的起始培养物，转移到含有培养液的试管中。然后将来自培养液的细菌接种物转移到含有土壤和水的巨大反应器中，在那里细菌会生长。一段时间后，细菌会在发酵罐中发育成巨大的菌体。然后将细菌菌体从发酵罐中分离出来并进行灭菌，然后干燥，以粉末状生物肥料的形式提供给人类。

通过这个过程，我们可以生产大量的蓝细菌，可以用作生物肥料。

通过生产获得的蓝细菌或其他固氮细菌，可以通过以下两种策略方便地提供给植物。

种子包衣策略

在这里，我们用蓝细菌菌体包裹植物种子，然后将其种植到土壤中。这为植物的生长提供了富含氮的土壤。

接种载体策略

在这里，将生产中获得的培养物与泥炭或无菌土壤等载体物质混合，从而易于处理培养物并将其应用于植物。

通常，我们用于此策略的细菌包括：

• 鱼腥藻和念珠藻

• 内生菌 – 醋杆菌和固氮螺菌

• 组合 – 具有共生关系的满江红和鱼腥藻被使用

生物除草剂

除草剂是用于控制农业作物中不需要的植物（如杂草）生长的化学物质。这些杂草消耗土壤中的养分，导致作物养分耗竭，从而降低其生长速度。因此，这些除草剂也称为除草剂。

当我们使用生物体或物质（如病原体、植物毒素和其他微生物）来控制杂草时，被称为生物除草剂。

例如：引入一种天然草食动物仙人掌螟，它以杂草为食，导致仙人掌植物的大量生长。

寄生蜂、彩蝶可以靶向特定杂草而不伤害有益作物。因此，它们被用作生物除草剂。

一些市售的生物除草剂包括：

• Devine：第一种源自疫霉菌的菌物除草剂。它可以杀死柑橘种植园中的一种致命根系——绞杀藤。

• Collego：源自刺盘孢菌，用于控制水稻和大豆田中的水花生。

• Biomal：由刺盘孢菌的孢子组成，用于控制圆叶锦葵。

结论

作为可持续发展的一部分，生物肥料和生物农药在保持土壤质量以及保持必要的土壤微生物方面发挥着重要作用，同时不会对人和动物造成任何毒性。由于用于为植物提供营养的人工合成的化学肥料纤维含量低，因此它们具有低保水能力和低有机物供应能力。

因此，生物肥料应运而生，它利用活的有机体来满足植物的需求。由于人们越来越关注合成化学农药对人类健康和环境的影响，因此通常源自生物体的生物农药在当今的农业作物中被广泛使用。此外，用于利用生物体控制杂草的生物除草剂也被列入环保型农业化学品。