杨 光，孙长华，李东刚

（黑龙江省质量监督检测研究院，黑龙江 哈尔滨 150050）

1 微生物农药的产业状况

微生物农药是生物农药的一种，是指微生物及其微生物的代谢产物，和由它加工而成的、具有杀虫、杀菌、除草、杀鼠或调节植物生长等活性的物质[1，2]。

我国是以种植业为基础的农业大国，农作物病虫害的常年发生给我国造成巨大的经济损失，而每年近百万吨化学农药制剂的使用，导致了多种作物农药残留量超标[3]，严重威胁着人们的健康和生态环境。而微生物农药污染小、针对性强的特点恰恰迎合了绿色农业的需求。因此，微生物农药产业化进程较快，早在二十世纪50年代初至70年代末就奠定了较好的基础，80年代中期发展尤为迅速[4]。2005年我国各类生物农药的总需求量占全国农药市场的11%左右。据2008年统计，目前全球生物农药年产值约20亿美元，并以每年10%～20%的速度递增，专家预测，到2010年生物农药将取代20%以上的化学农药[3]。而微生物农药占全世界生物农药产品近90%。在国际市场上，由于欧盟2003年1月31日的农药禁令给生物农药让出了巨大的市场空间[5]，因此，未来我国微生物农药市场具有很大的发展潜力。

2 微生物农药的种类及应用

根据用途和防治对象的不同，微生物农药可分为微生物杀虫剂、微生物杀菌剂、微生物除草剂、微生物杀鼠剂和微生物生长调节剂等[1，6]。

2.1 微生物杀虫剂

2.1.1 细菌杀虫剂 某些细菌对昆虫有致病或致死作用，利用这一特点将细菌及其所含有的活性成分制成杀虫制剂即为细菌杀虫剂。其作用机理为胃毒作用。昆虫摄入制剂后，通过肠细胞吸收，进入体腔和血液，使之得败血症导致全身中毒死亡[7]。

苏云金芽孢杆菌杀虫剂是目前世界上用途最广、产量最大、应用最成功的微生物杀虫剂[8，9]，苏云金芽孢杆菌占微生物杀虫剂总量的95%以上，已有60多个国家登记了120多个品种[10]，广泛应用于防治农业、林业和贮藏的害虫，主要应用于鳞翅目枯草杆菌、放射性土壤杆菌、洋葱球茎病假单胞菌、荧光假单胞菌、丁香假单胞菌、灰绿链霉菌，对防治土传性秧苗病和水果及蔬菜病原菌效果很好[11]。此外还有青虫菌、杀螟杆菌、松毛虫杆菌、7216杆菌、球形芽孢杆菌等。

2.1.2 真菌杀虫剂 以分生孢子附着于昆虫的皮肤，分生孢子吸水后萌发而长出芽管或形成附着孢，侵入昆虫体内，菌丝体在虫体内不断繁殖，造成病理变化和物理损害，最后导致昆虫死亡[10]。真菌杀虫剂具有某些化学杀虫剂的触杀性能，并具有防治范围广、残效长、扩散力强等特点。但也存在见效慢，侵染过程较长，受环境影响较大等缺点[12]。

真菌杀虫剂种类繁多，包括：白僵菌杀虫剂、绿僵菌杀虫剂、拟青霉杀虫剂及座壳孢菌杀虫剂。应用真菌杀虫剂防治害虫一直受到国内外的广泛关注，我国开展真菌制剂的研究开发已有30多年的历史，目前世界上已记载的杀虫真菌大约有100个属，800多个种，其中约50%集中于半知菌亚门，如：白僵菌属、绿僵菌属、被毛孢属、蟪霉属、轮枝拟青霉属、棒孢霉属等[13]。研究最多的是该亚门中的白僵菌[14]，其次是绿僵菌。此外还有拟青霉属、赤僵菌、虫生藻菌等;英国、美国等国家还有蚧生轮枝菌、汤普生多毛菌的商品制剂[15]。各种真菌杀虫剂及其应用范围见表1。

表1 真菌杀虫剂种类及其应用范围[16-21]Tab.1 Fungal insecticide and its application

国际生防组织使用黄绿绿僵菌防治沙漠蝗虫，美国引进舞毒蛾噬虫霉防治舞毒蛾，巴西使用金龟子绿僵菌防治甘薯沫蝉等，均取得了显著效果[22]。

2.1.3 昆虫病毒杀虫剂 昆虫病毒是以昆虫作为宿主并在宿主种群中流行传播的一类病毒，没有细胞结构，主要成分是核酸和蛋白质。病毒侵入昆虫后，核酸在宿主细胞内进行病毒颗粒复制，产生大量的病毒粒子，促使宿主细胞破裂，导致昆虫死亡。致病力强、药效持久、作用专一、对人畜安全。其中研究最多、应用最广的是核形多角体病毒（NPV），质形多角体病毒（CPV）和颗粒体病毒（GV）[23]。核形多角体病毒主要用于农业和林业等害虫的防治，颗粒体病毒主要用于防治菜青虫、小菜蛾及黄地老虎等。

2.1.4 微孢子杀虫剂 微孢子虫为原生动物，它是经宿主口或卵、皮肤感染，并在其中增殖，使宿主死亡。微孢子虫宿主范围广，包括鳞翅目、直翅目、双翅目、鞘翅目、半翅目、膜翅目和蜉蝣目的多种昆虫[24]。当前用于农林防治的微孢子杀虫剂主要有3种，即行军虫微孢子、云杉卷叶蛾微孢子虫和蝗虫微孢子虫。1986年北京农业大学从美国引进的蝗虫微孢子虫（Nosema locstae）在防治草原蝗虫方面取得了显著效果，它既能在短时间内迅速降低虫口密度，又能引起流行病，达到长期防治的目的[2]。

2.1.5 线虫杀虫剂 线虫杀虫剂是国际上新兴的生物杀虫剂。虽然从严格意义上讲，线虫是多细胞真核生物，并不属于微生物范畴。但线虫作用于昆虫的机制和微生物杀虫剂相似。因此，也就归为一类微生物杀虫剂[25]。食虫的线虫通过自然伤口穿透虫体，然后和致病杆菌属（Xenorhabdus）或光杆状菌属（Photorhabdus）的细菌共生。这些细菌能很快得以释放毒素的方式杀死寄主[26，27]。在腐烂的寄主组织中再产生线虫。但线虫对干燥特别敏感，所以它们仅限在潮湿生活环境中对害虫进行有效的控制。

斯氏线虫（Steninernema feltiae）等已在田间用于防治小菜蛾、桃小食心虫、地老虎、蝇蛆、天牛等害虫。异小杆线虫（Heterorhahditis Sp）“泰山1号”已中试生产，防治大蜡螟等害虫，效果良好[28]。

2.2 微生物杀菌剂

2.2.1 农用抗生素 它是由微生物发酵过程中产生的次生代谢产物，在低浓度时可抑制或杀灭作物的病、虫、草害及调节作物生长发育。农用抗生素研究开发在美、日等国均已列入国家重点科研规划。以日本发展最快，居世界领先，先后开发了春日霉素、灭瘟素、多氧霉素、井冈霉素、灭孢素、杀螨霉素等[29]。我国农用抗生素的研究起步较晚，始于二十世纪50年代初，至今己取得了很大的成绩。井冈霉素、农抗120、春日霉素、庆丰霉素、多抗霉素、公主岭霉素、中生菌素、武夷菌素、科生霉素等农用抗生素品种相继研制和利用。农抗120是中国农科院生防所针对农作物真菌病原菌，定向筛选的一种抗真菌抗生素。它抗多种真菌病害，如白粉病、炭疽病、枯萎病、纹枯病等有很好的防效，增产显著[30]。经过几十年的研究探索，我国对新农用抗生素的筛选方法有较大程度的改进和提高，已筛选出不少农用抗生素新品种，如多效霉素、769、891、5702、86-1、26号等[31]。

2.2.2 细菌杀菌剂 近年来细菌杀菌剂的应用也较为普遍。在国外用放射土壤杆菌k84菌系来防治果树的根癌病是最成功的例子，并且已商品化。美国报道用草生欧氏杆菌防治梨火疫病效果与链霉素相当[29]。沈阳农业大学生物农药工程中心利用拮抗木霉和拮抗细菌混合发酵制成粉剂，成功地防治了保护地蔬菜和甜瓜的苗期病害，该项产品正处于中试阶段[32]。其他报道的细菌杀菌剂还有:用来防治黄瓜及烟草炭疽病菌的地衣芽孢杆菌，防治甘蓝黑腐病的枯草芽孢杆菌，以及防治水稻纹枯病的假单孢菌等。由于细菌的种类多、数量大、繁殖速度快，且易于人工培养和控制，因此，细菌杀菌剂的研究和开发具有较大的前景[29]。

2.2.3 真菌杀菌剂 真菌杀菌剂研究和应用最广泛的是木霉菌，其次是粘帚霉类。我国开发研制的灭菌灵，主要用于防治各种作物的霜霉病。此外，一些食线虫真菌可用来防治大豆孢囊线虫、根结线虫病害，如淡紫拟青霉用于防治香蕉穿孔线虫病、马铃薯金线虫病，并提高其产量。以色列开发出一种名为Trichode的哈茨木霉制剂，能够防治灰霉病、霜霉病等多种叶部病害。日本山阳公司则开发了用于防治烟草白绢病的木霉属菌。WRGrace公司开发了用于园艺的绿粘帝霉。Ecologicallabs的木隔孢伏革霉被用于森林病害的防治。目前，此类制剂商品化市场尚未形成[33]。

2.3 微生物除草剂

微生物除草剂主要是利用活体生物或其代谢产物来杀灭杂草。活体微生物除草剂，目前成为国外的研究和开发的热点，其中以真菌除草剂的研究和开发最为活跃，活体微生物除草剂的作用方式是孢子、菌丝等直接穿透寄主表皮，进入寄主组织、产生毒素，使杂草发病并逐步蔓延，影响杂草植株正常的生理状况，导致杂草死亡，从而控制杂草的种群数量[34]。

利用微生物代谢产物除草即为农用抗生素除草剂，以日本的研究最为领先[29]。双丙氨磷（2-氨基-4-甲基磷酰乙酰）是一种广谱微生物除草剂，能防治一年生和多年生的杂草，同时具有很高的杀螨活性。除日本明治制果开发的双丙氨磷产业化成功外，其它抗生素除草剂几乎均未实现产业化[35]。

据统计，我国目前生物防治病虫害面积已由1972年的80万公顷发展到2007年的2130万公顷[36]。为了提高微生物活体许多发达国家也投入了相当大的力量和资金，并广泛地开展了国际性协作。美国、加拿大、俄罗斯、法国、澳大利亚、日本、比利时、保加利亚、朝鲜、瑞士等国家均在不同方面做了不少有科研价值的工作，目前已有美国、日本等几个国家利用生物工程技术培育了多种抗病虫害的农作物新品种[37]。

3 存在的问题

3.1 缺少质量监督体系及相关使用规范

微生物农药研究力量分散，产品质量不稳定，市场混乱，相关部门目前尚没有公布详细的使用规范，而且缺少严格的质量监督体系。当然，人们已经意识到这一问题的存在。我国已于近期首次发布了GB/T 21459-2008的一系列共5个微生物类真菌农药基础性国家标准，此系列标准是真菌类农药的首个标准，具有一定探索性和规范性，根据真菌农药产品的特点和实际生产情况，创造性地制订了真菌农药产品的5种剂型的标准编写规范。但规范中尚未给出菌种鉴别的具体检测方法，检测技术需进一步研究。

3.2 微生物农药的产业化受限

微生物农药的产业化受到多方面原因的限制。与传统的化学农药相比，大多数生物农药，尤其是活体微生物及某些植物提取的抗生素对靶标生物作用缓慢，并且生物农药的防效和耐储性均易受环境条件的影响，寿命有限或需要特殊的方法保持活力。抗菌素对病菌有选择作用，易产生抗药性。真菌毒素对人畜的安全性尚需深入研究。

但是，由于生物遗传工程技术的迅速发展[38]，检测技术的不断完善，人类对环境保护需求的增加，微生物农药必将有着广阔的发展前景。

［1］沈寅初，张一宾.生物农药［M］.北京:化学工业出版社，2000，11（4）：14-15.

［2］陈建峰.我国生物农药产业主体——微生物农药和农药抗生素［J］.中国农资，2005，（7）：70.

［3］曾智，孙运军，钱荣华.我国微生物农药的研究应用现状与前景［J］.农业现代化研究，2008，29（2）：254-256.

［4］李荣森.我国微生物防治研究与微生物农药产业化的进展（1980-1999）［J］.中国病毒学，2000，（15）：1-15.

［5］赵岩，石明杰.浅谈微生物农药的发展前景［J］.科技咨询导报2006，（9）：246.

［6］喻子牛.微生物农药及其产业化［M］.北京科学出版社，2000.1-12.

［7］张超.微生物农药在病虫害防治中的应用及发展前景［J］.西南园艺，2003，31（4）:58-59.

［9］Kumar S，Chandra A，PandeyKC.Bacillus thuringiensis（Bt）transgenic crop:an environment friendlyinsect-pest management strategy［J］.J.Environ Biol.，2008，29（5）:641-53.

［9］Vasquez MI，Violaris M，Hadjivassilis A，Wirth MC.Susceptibility ofCulexpipiens（Diptera:Culicidae）field populations in Cyprus to conventional organic insecticides，Bacillus thuringiensis subsp.israelensis，and methoprene［J］.J.Med.Entomol.，2009，46（4）:881-7.

［10］魏海燕，蔡磊明，赵玉艳.我国微生物农药的应用现状［J］.干旱环境监测，2008，22（4）：240-242.

［11］高菊芳，亦冰.生物农药的作用、应用与功效（三）-活体微生物农药［J］.世界农药，2001，23（3）：11-19.

［12］马晓梅，朱西儒，田长恩.我国微生物农药研究与应用的新进展［J］.武汉科技学院学报，2006，19（11）：42-46.

［13］蒋琳，马承.生物农药研究进展［J］.上海农业学报，2000，16（增刊）:73-77.

［14］刘高强，王晓玲，等.微生物农药研究与应用的新进展［J］.食品科技，2004，（9）：1-3.

［15］李勇，杨慧敏，李铭刚.微生物农药的研究和应用进展［J］.贵州农业科学，2003，31（2）:62-63.

［16］赵兴秀，何义国.微生物农药的研究应用及前景展望［J］.四川理工学院学报（自然科学版），2005，18（1）：108-110.

［17］Hegedus，Detal.Appl.Microbio and Biotech［J］.1992，36（6）:785-789.

［18］Rath，Acetal.Mycol.Res.［J］.1992，96（5）:378-384.

［19］潘仓桑.淡紫拟青霉菌剂的研究开发［J］.精细与专用化学品，2003，11（6）:15-17.

［20］Mochi DA，Monteiro AC，Simi LD，Sampaio AA.Susceptibility of adult and larval stages of the horn fly，Haematobia irritans，to the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae under field conditions.Vet Parasitol.2009 Jul 29.

［21］喻子牛.微生物农药在农作物病虫害可持续控制中的应用及发展策略［R］.中国科协2001年病虫害防治分析研讨会学术报告，2001.

［22］范玲.微生物农药研究进展及产业发展对策［J］.中国生物工程杂志，2002，2（25）：83-86.

［23］张超.微生物农药在病虫害防治中的应用及发展前景［J］.西南园艺，2003，31（4）:58-59.

［24］胡霞，苑艳辉，姚卫容，等.微生物农药发展概况［J］.农药，2005，44（2）：49-52.

［25］孙新城，张莉，王云龙.微生物农药研究进展［J］.植保·土肥，2008，（2）：19-22.

［26］Blackburn M，Golubeva E，Bowen D，et al.A novel insecticidaltoxin from Photorhabdus luminescens，toxin complex a（Tca），andits histopathological effects on the midgut of Manduca s exta［J］.Appl Environ.Microbiol，1998，64:3036-3041.

［27］Brown SE，Cao AT，Hines ER，et al.A novel secreted proteintoxin from the insect pathogenic bacterium Xenorhabdus nematophila［J］.J.Biol.Chem.，2004，279:14595-14601.

［28］张随榜，张兴.生物农药的研究与应用［J］.西北农业学报，2003，12（2）：75-79.

［29］李勇，杨慧敏.微生物农药的研究和应用进展［J］.贵州农药科学，2003，31（2）:62-63.

［30］王怡，王涛，尹礼国.我国微生物农药的研究应用现状［J］.四川食品与发酵，2006，42（5）：1-4.

［31］农牧渔业部植保总站.中国生物防治进展［M］.北京:农业出版社，1984，424-437.

［32］潘宏.生物农药的兴起和发展前景［J］.杂粮作物，2000，20（2）:46-47.

［33］思彬彬，杨卓，微生物农药发展概况［J］.安徽农学通报，2007，13（18）：162-164

［34］李海涛，王金信.微生物除草剂的研究现状和应用前景［J］.山东科学，2005，18（1）:30-34.

［35］沈寅初.农用抗生素研究开发的新进展［J］.国外医药抗生素分册，1998，19（2）.

［36］李志康.微生物农药的发展及应用［J］.技术与应用，2007，（7）：18.

［37］曹涤环.国外生物农药的发展概况［J］.农业博览，2004，（7）：22.

［38］张锋华，许煜泉，张雪洪.农用杀菌剂吩嗪-1-羧酸的生物合成与基因调控［J］.农药研究与应用，2006，10（5）：6-8.