摘要：针对近年来以生防菌为代表的生物农药应用领域的蓬勃发展，对生物农药的研究及发展现状进行了简要综述，系统阐述了生物农药的发展历程、主要品种及其特点、发展方向等方面，特别对生防菌与微生物农药进行了重点探讨。以供参考。

关键词：生物农药;生防菌;农用杭生素;植物源农药

中图分类号：S476 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）22-0203-03

1 引言

生物农药是指利用生物产生的天然活性物质或生物活体本身制作的农药，有时也将天然活性物质的化学衍生物等称作生物农药[1]。隨着社会、经济的发展，人们的生态意识不断增强，长期使用化学农药所导致的诸如环境污染等问题得到了更广泛的关注，生物农药由于其所具备的环境友好性等特点而得到了快速发展，并使之成为未来农药发展的一个重要方向[2～4]。

2 生物农药发展概述

近年来，生物农药的研究与开发得到了我国各级政府、科研机构及相关企业的高度重视与广泛的支持，在“973计划”、“国家重点研发计划”等项目中均设有针对生物农药研发的专项资助，已经在生物农药资源的挖掘、新剂型的开发、生物农药标准的制定以及示范推广等方面取得了重大进步，促成多种新型生物农药完成了登记注册，这为推动我国生物农药的创新与发展奠定了坚实的基础。

生物农药的应用有助于减少常规化学农药对环境及农产品的污染，其研究与应用已成为当前农药研究领域的热点，欧美等国在研究和推广应用生物农药上发展迅速，并引领着生物农药新产品的研究与开发[3，4]。生物农药在我国的发展也较为迅速，在应用中也取得了不错的效果，但仍然存在一些问题，对生物农药的应用与推广产生了一些不利影响[5]。因此，为了推动我国生物农药产业健康、快速的发展，在这一领域的基础研究与应用开发都必须常抓不懈。

3 几类生物农药介绍

我国生物农药的类型主要有微生物农药、农用抗生素、植物源农药和动物源农药等。目前大量研究及广泛应用的生物农药主要是微生物农药（以微生物活菌制剂为主体）和农用抗生素;微生物农药按照所利用的微生物资源可分为细菌类、真菌类和病毒类等，按照功能可区分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂等。

3.1 微生物农药

有些微生物对植物病原菌、害虫或杂草具有抑制或杀灭作用，因此可将其用于防治植物的病虫草害，这类微生物也常被称为生防菌。常用的生防微生物包括细菌、真菌、病毒等几个大类。

用作微生物农药的细菌主要有芽孢杆菌属、链霉菌属、假单胞菌属等，已有很多具有优异生防性能的细菌菌株被分离出来，在很早以前就有利用放射农杆菌K84防治植物冠瘿病的成功案例[6，7]。更有许多芽抱杆菌被制作成商品制剂，例如AgraQuest公司利用短小芽孢杆菌QST2808生产了活菌制剂SONATA，它能有效控制链格抱属及葡萄孢属等真菌引起的植物疾病;还有利用解淀粉芽抱杆菌QST713菌株制备的菌剂SerenadeOpti，以及Novozymes公司的产品Taegro（含枯草芽抱杆菌，用于防治由镰刀菌属和丝核菌属引起的根腐病和枯萎病）。另外，国内的研究人员也对具有生物防治潜力的芽抱杆菌进行了广泛研究，如，韩艳霞与童蕴慧等人成功的实现了应用蜡状芽孢杆菌B3-7和地衣芽抱杆菌W10防治小麦全蚀病和西红柿灰霉病[8，9]。陈志谊等利用枯草芽抱杆菌B-916开发了生物农药“纹曲宁”用于防治水稻纹枯病及伪黑穗病等[10]。另外，许多假单胞菌因能产生多种抗菌物质也常用作微生物农药，这些抗菌物质包块嗜铁素、硝毗咯菌素、卵菌素、绿脓菌素、1-羟基吩嗪等。Gupta等的研究表明某些铜绿假单胞菌可产生绿脓菌素，对菜豆壳球抱等土传病原菌有很强的抑制能力[11]。郑爱萍等研究发现致黄假单胞菌能用于水稻纹枯病的防治，其田间防效高于井冈霉素[12]。Fernando等成功应用绿针假单胞菌防治芸苔菌核病，其防效与异菌脲基本一致[13]。

截至目前，已有大量的真菌被用于植物病害防治，不少具有优异生防性能的真菌也已经被开发为生物农药;木霉、盾壳霉、无致病力的尖抱镰刀菌是最常见的用于植物病害防治的真菌。早在20世纪30年代就发现木霉可以寄生于多种土传真菌病害，在土壤中施用某些木霉菌能有效防除一些真菌病害，已被广泛研究和应用的生防木霉主要有长枝木霉、哈茨木霉、绿色木霉等。例如，哈茨木霉T-22菌株能有效防治洋绣球立枯病和西红柿枯萎病[14，15];绿色木霉T23和TH-31菌株则可用于防治哈密瓜枯萎病和角豆褐斑病。盾壳霉可寄生于核盘菌，能高效防除由核盘菌侵染引起的病害，并具有作用时效长、高度专一性、对植物无害等优点，在30年前苏联就已商业化生产Coniothyrin一种盾壳霉制剂）用于防治植物菌核病，匈牙利和德国研制的Koni和Contans等盾壳霉制剂也都是市场表现优秀的产品。无致病力的尖孢镰刀菌对由镰刀菌引起的作物萎蔫病有着特别优异的防除效果，无致病力尖抱镰刀菌FO47已被广泛用于防控菜瓜、甜瓜和西红柿等多种作物的萎蔫病和根腐病，并已被商业化生产[16]。

微生物杀虫剂通常是利用对害虫有致病作用的病原微生物制成，以防治和杀死目标害虫为目的。苏云金芽抱杆菌、假单胞菌、白僵菌等是应用最为广泛的杀虫用微生物，例如，美国在20世纪30年代就开展了应用苏云金芽抱杆菌防治玉米螟的研究项目，法国在1938年就上市了苏云金芽孢杆菌产品Sporeine;白僵菌对多种农业及林业害虫有致死作用，也被广泛用于防治松毛虫、玉米髓虫、叶蝉等。

微生物除草剂一般由杂草病原菌繁殖体和相关辅剂构成，利用植物病原菌致目标杂草染病死亡[17]。最常见的是利用植物病原真菌产生的孢子（也可用菌丝体片段来代替孢子）制作除草剂，如美国生产的Devine制剂就是用疫霉菌的厚垣孢子制成，它也是世界上第一个上市的真菌除草剂，能有效防除莫伦藤等杂草植物;也有将长孢状刺盘孢的孢子加工成微生物除草剂来防治皂角。另外，有许多细菌也被开发为除草剂，日本烟草公司就将杀禾黄杆菌制作成细菌除草剂Camperico，它对高尔夫球场的早熟禾防治率可达到90%以上。

还有一类能调节植物生长的微生物制剂也可以归类为生物农药，它主要是利用微生物生长过程中产生的具植物生長调节功能的代谢物来发挥作用。如，赤霉菌产生的赤霉素能促进种子萌发、植株生长、提早开花结果;灰葡萄孢霉、蔷薇色尾孢霉及煤污尾孢霉等丝状真菌产生的脱落酸能促进顶芽休眠，抑制芽鞘、胚轴的生长，加快花果脱落等生理功能;但这些能产生植物生长调节剂的微生物很多也是作物病原菌，因此在应用时要特别注意所适用的作物种类。

3.2 农用抗生素

农用抗生素是指在微生物生命活动过程中产生的，对植物病原菌能在较低浓度下显示特异性药理作用（主要指抑制或杀灭病原菌的作用）的天然有机物;因其主要由微生物产生，故有时也把它归类到微生物农药。有时也把微生物产生的具有杀虫、除草或调节植物生长功能的天然有机物归类到农用抗生素。能产生农用抗生素的微生物种类很多，其中以放线菌产生的农用抗生素最为常见，如链霉素、井冈霉素、土霉素等都是由从链霉 菌属中分离得到的放线菌所产生的。当前，农用抗生素不仅用作杀菌剂，也有用作杀虫剂、除草剂和植物生长调节剂等，例如，用于细菌病害防治的杀菌类抗生素有农用链霉素、中生菌素、水合霉素和灭孢素等;用于真菌病害的抗生素种类更多，主要有春雷霉素、井冈霉素、多抗霉素、灭瘟素S，和放线菌酮等;用于杀虫、杀螨的抗生素则有阿维菌素、多杀菌素、杀蚜素等;还有用于植物病毒防治的三原霉素和天柱菌素，以及用作植物生长调节剂的赤霉素等。

3.3 植物源农药

植物源农药主要指利用植物资源开发的农药，包括从植物中提取的活性成分、植物本身和按活性结构合成的化合物及衍生物。人类很早就认识到某些植物可以作为开发农药的资源，例如，古罗马人使用藜芦防治害虫和鼠类，波斯人用红花除虫菊防除蚊虫[18]。我国的《中国土农药志》中记录了200多种植物可用作农药，其中有些品种现在仍具有重要研究价值。在近现代，随着白花除虫菊、鱼藤等被用作杀虫剂，各国陆续登记注册了许多商品化的植物农药，如血根碱、丁子香酚、苦参碱等。另外，随着科学的进步，植物源农药已不再局限于纯天然产物，参照天然活性物质设计、开发新农药也是当前的研究热点[19]。

植物源农药中的活性成分主要包括生物碱类、萜类、黄酮类、精油类等，大多属于植物的次生代谢产物，这类次生代谢物质中有许多对昆虫表现出毒杀、行为干扰和生物发育调节作用，因而被广泛用于害虫的防治;例如，黎芦碱对菱纹叶蝉有致死作用，鱼藤酮可使害虫细胞的呼吸电子传递链受到抑制，最终可导致其死亡[20]。近年来，国内外研究人员对开发植物源农药格外重视，在这一研究领域投入了大量资源，使得不少植物源农药进入实践应用，特别是在植物源杀虫剂方面成果显著;但植物源农药也存在成本高、应用效果不如化学农药、药效不稳定等问题，导致其使用和推广受到了一定的限制[21]。

4 生物农药发展中所面临的问题及部分解决途径

尽管我国的生物农药产业近年来发展较快，也取了不少突出的成果，但与发达国家相比仍然存在较大差距，有不少突出问题亟待解决，如，①市场上的成熟产品较少，且以国外产品居多;②生物农药的研究及生产企业规模小，竞争力弱;③研究与应用未能良好的衔接;④宣传力度不够，推广应用过程中有较大阻力。为解决这些问题还需要政府、企业、农业生产者甚至普通民众的共同努力。

在我国，研究与应用相对成熟的生物农药主要是利用生防菌开发的微生物农药，尤其是在利用生防菌防治作物土传病害方面已经取得了大量成果，成功的开发了多种微生物制剂用于生产实践，并取得了不错的效果，但也仍然存在一些问题;另外，在生物农药研究与应用的其它领域则发展相对缓慢。为应对生防微生物及与之相关的微生物农药在研究与应用中所表现出的诸多不足，应重点关注以下几个方面：①充分掌握生防微生物的生理生化等特性，以便选取合适的利用方式，确保生防功效的发挥[22]。②完善微生物农药的制备工艺及流程，保障制剂的高活性和高可靠性。③深入研究不同生防微生物的混用，发展多功能的微生物农药制剂[23]。④改良已有的生防微生物。⑤与常规农药或其它辅剂的联合应用[5]。

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收稿日期：2019-09-29

作者简介：朱将伟（1981-），男，高级农艺师，主要从事农药应用与管理工作。