第1篇：完善微生物农药环境安全管理的研究

随着化学农药环境污染问题的凸显，微生物农药作为化学农药的替代品受到了越来越多的关注。全球微生物农药年产值以每年10%~20%的速度增长，2005年我国微生物农药总需求量约13万吨，占全国农药市场的10%左右，发展势头迅猛。微生物农药种类繁多，目前已报道的细菌杀虫剂约150种，真菌杀虫剂800多种，昆虫病毒杀虫剂超过1600种，其开发和应用前景广阔。然而人们也意识到微生物农药进入环境后，在杀灭靶标害虫的同时，也对环境其他生物和人类健康存在潜在风险。白僵菌和绿僵菌不仅可以引起家蚕的僵蚕病，其产生的僵菌素对蛙一/aevis)有毒，可引起娃胚器官畸形；苏云金芽抱杆菌产生的毒素蛋白在高浓度下对棉铃虫寄生蜂齿唇姬蜂(CampoiretiscAOridae)有较强毒杀作用，引起寄生蜂的大量死亡。

为了降低微生物农药使用产生的环境风险，美国、加拿大、澳大利亚、日本等国家陆续建立了微生物农药环境安全评价技术，制定了微生物农药管理制度和登记要求，对规范微生物农药管理工作，保证微生物农药产品质量，保护生态环境安全，促进农业可持续发展起到了重要作用。

本文在总结微生物农药研究、开发、生产和应用现状的基础上，比较了美国、加拿大、日本、韩国、澳大利亚和南非等国家微生物农药环境安全性评价方法和登记要求，结合我国微生物农药发展特点，对我国微生物农药管理工作提出了几点建议，以期为完善微生物农药环境安全管理提供参考。

1微生物农药分类

广义的微生物农药是指利用微生物或其代谢产物来防治危害农作物的病、虫、草、鼠害或促进作物生长的活体微生物和农药农用抗生素。狭义的微生物农药专指活体微生物农药，包括细菌、真菌、病毒等微生物体，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。

1.1微生物杀虫剂

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[6]。与其他类型杀虫剂相比较，昆虫病原细菌杀虫剂作用方式和杀虫机理独特，它主要利用自身代谢产生生物活性毒素对靶标昆虫进行毒杀或通过营养体、芽孢在虫体内繁殖等途径杀死靶标生物。目前筛选的杀虫细菌大约有100多种，大部分病原性细菌属于芽孢杆菌(Bacillaceae)、假单胞菌(Pseudomonadaceae)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、链球菌(Streptococcaceae)和微球菌科(Micrococcaceae)。但只有苏云金芽抱杆菌、日本金龟子芽抱杆菌(Bdluspopilliae)、球形芽抱杆菌spAericus)、缓病芽抱杆菌等几个菌种获得登记，并实现产业化生产。

苏云金芽孢杆菌制剂是目前产量大、应用范围广的微生物杀虫剂，其生产量占微生物杀虫剂总量的95%以上。苏云金芽孢杆菌能产生a、0、7-外毒素和5-内毒素。其中主要的杀虫活性成分是5-内毒素，又叫晶体蛋白或伴孢晶体，晶体蛋白在昆虫中肠碱性条件下经蛋白酶水解为具有毒性的形式，从而破坏肠道内膜，使细菌易于侵袭和穿透肠道进入血淋巴，最后昆虫因饥饿和败血症而死亡。外毒素作用缓慢，在蜕皮和变态时作用明显，能抑制DNA和RNA的聚合酶。苏云金芽孢杆菌有70个血清型，82个亚种，已在60多个国家登记了120多个品种，主要用于防治鳞翅目等150多种害虫。在我国，苏云金芽孢杆菌在20多个省市用于防治粮、棉、果蔬、林业等作物上的20多种害虫，使用面积达333.3万公顷。

真菌杀虫剂真菌杀虫剂是以昆虫病原真菌为有效成分的生物农药，与细菌和病毒通过摄入或伤口感染而引起疾病不同，昆虫病原真菌能直接穿过表皮，在血液中繁殖，其作用机理是以分生孢子附着于昆虫体表，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，在虫体内菌丝体不断生长繁殖，引起昆虫的病理变化和物理损害，最后导致昆虫死亡。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(Deuteromycotina)，主要分布在白僵菌属(Beauveria)、绿僵菌属(MetarAizium)、拟青霉属(Paecilomyces)、被毛抱属(flirsutella)、螺霉属(Nomuraea)、轮枝霉属等。在中国、巴西、俄罗斯和欧美国家，真菌杀虫剂已广泛用于农林害虫和城市昆虫的防治，目前世界上已有60多个真菌杀虫剂产品问世。

昆虫病原真菌中，研究最多、应用效果最好的是白僵菌(Beauveriabassiana)。与其他虫生真菌一样，白僵菌侵染寄主一般要经历分生孢子的附着、萌发、穿透表皮，菌丝在血腔内生长，产生毒素，寄主死亡等几个阶段，白僵菌主要通过接触从目标昆虫体壁侵入，也可通过消化道、呼吸道、气孔及伤口等途径侵入虫体内。球孢白僵菌和布什白僵菌已开发成为广泛应用的微生物农药，截至2004年，世界上有7个国家登记了17个白僵菌杀虫剂品种，2006年球孢白僵菌在我国获得登记，主要用于防治大豆食心虫、玉米螺(Ostrinianubilalis)及松毛虫等害虫，其中白僵菌对松毛虫的防治效果可达90%以上。

昆虫病毒杀虫剂病毒杀虫剂是利用昆虫病毒的复制来控制那些直接或间接对人类和环境造成危害的昆虫。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。国际上已报道过的昆虫病毒有1600多种，60%为杆状病毒，少数是颗粒体病毒，这些昆虫病毒能引起1100种昆虫和螨类发病，可控制近30%的粮食和纤维作物上的主要害虫。

目前有20多个国家已注册登记30多种病毒杀虫剂。我国已有20多种病毒进入大田试验，其中棉铃虫核型多角体病毒(fleliotAisarmigeranuclearpolyhedrosisviruses)、小菜粉蝶颗粒病毒(Pierisrapaegranulosisvirus)、斜纹夜蛾核多角体病毒、松毛虫质型多角体病毒、小菜蛾颗粒体病毒等17种病毒杀虫剂已获得正式登记。

核型多角体病毒(nuclearpolyhedrosisviruses)是昆虫病毒中发现最早、研究得较为详细的一类病毒。核型多角体病毒可通过伤口、经口等途径感染虫体，经口进入虫体的病毒经胃液消化后，游离出杆状病毒粒子，病毒粒子穿过中肠上皮细胞进入体腔，侵入体腔细胞并在细胞核内大量增殖，之后再侵入健康细胞，引起宿主生理机能紊乱、组织破坏，最后导致昆虫死亡。核型多角体病毒防效明显，可防治棉铃虫(flelicoverpaarmgeraHubner)、斜纹夜蛾(Prodenialitura)、舞毒蛾(LymantriadisparL.)、小菜蛾以及松毛虫(Dendrolimuspunctatus)等鳞翅目(Lepidoptera)昆虫，其中棉铃虫核型多角体病毒已在20多个国家用于棉花、高粱、玉米、烟草、番茄上的棉铃虫防治，我国从20世纪70年代起利用昆虫病毒防治棉铃虫，每年防治面积可达10万公顷。

1.2微生物杀菌剂

微生物杀菌剂是利用微生物的寄生、拮抗、竞争、溶菌等作用来抑制、甚至灭杀植物病原微生物生长的生物制剂。

微生物杀菌剂开发潜力巨大、应用前景广阔，将可能成为继微生物杀虫剂之后第2个重要的商业化生物农药。用于生物防治的细菌以芽孢杆菌为主，主要有枯草芽抱杆菌(BaciHussubtife)、解淀粉芽抱杆菌一/ique一feciej2s)、多黏芽抱杆菌(BaciHuspolymyxa)、赌状芽抱杆菌(BaciH/uscereus)、地衣芽抱杆菌、巨大芽抱杆菌(BaciHusme尽aterium)和短小芽孢杆菌(Baci//us一pumiH+s)等。早在1973美国就开始大规模生产放射形土壤杆菌(Agrobacterium一radiobacter)K84，用来防治由根癌病(Agrobacteiiumtumeiaciis)土壤引起的感染，是细菌防治果树根癌病最成功的例子[24]。枯草芽孢杆菌制剂商业化已有20多年历史，因其能稳定地在土壤和植物表面定殖、产生抗生素并分泌刺激植物生长的激素，且能诱导寄主产生抗病性，是一种理想的微生物杀菌剂，也是目前研究和应用最多的抗病菌，已在美国、澳大利亚、瑞士、日本、中国等多个国家注册登记。

用于防治植物病害的真菌制剂虽然不多，但木霉菌作为一种重要的植物病害生防制剂，一直受到普遍关注。木霉菌广泛存在于土壤、根围、叶围、种子和球茎等生态环境中，可产生多种对植物病原细菌、真菌具有拮抗作用的生物活性物质如细胞壁降解酶类，且其产生的次级代谢产物能提高农作物抗逆性，促进植物生长、提高农产品质量。以“Rootshield”、等为代表的几种木霉生防制剂能够防治植物灰霉病(BotrytiscinereaPers.)、霜霉病等多种叶部病害，已在欧洲和北美的20多个国家登记，具有良好的市场前景。

1.3微生物除草剂

利用植物病原微生物及其产生的天然活性物质开发的除草剂即为微生物除草剂。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[26]。微生物除草剂所利用的病原微生物主要包括病原真菌和病原细菌。目前商品化的微生物除草剂种类很少，具有杂草生物防治开发潜力的微生物中，真菌类主要集中在盘孢菌属(Colletotrichum)、镰抱菌属(Fusarium)、链格抱菌属(Alternaria)、尾抱菌属、疫霉属(Phytophthora)、柄锈菌属(Puccinia)、叶黑粉菌属(Entyloma)、壳单抱菌属(Ascochyta)和核盘菌属(Sclerotinia)9个类型；细菌类主要为假单孢杆菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)、黄杆菌属、梓样酸细菌属(Citrobacer)、无色杆菌属(Achromobacter)、产喊杆菌属(Alcalligenes)和黄单抱杆菌属(Xanthomonas)7个类型。

国外对微生物除草剂的研发十分活跃，如美国公司开发的掠桐疫霉(Phytophthorapalmivora)防除柑橘园杂草莫仑藤(MorreniaodorataLindl.)，其防效高达96%，这也是第一个微生物除草剂产品。日本是微生物代谢产物除草剂研究最为领先的国家，其开发的双丙气怜(bialaphos，2-气基-4-甲基怜酿乙酿)是一种广谱微生物除草剂，能防治一年生和多年生杂草，同时具有很高杀螨活性。我国开展植物病原菌防治杂草研究较早，1963年山东省农业科学院植保所研制了“鲁保一号，利用专性寄生于菟丝子(Cuscutachinensi+sLam.)的半知菌亚门(Deuteromycotina)黑盘抱目(Melanconiales)盘长孢属(Gloeospori+um)的真菌制成，用于防除大豆菟丝子效果达到70%~95%，推广面积达60万公顷。

2微生物农药管理现状

2.1国外微生物农药管理要求

微生物农药登记前需要对其使用的安全性进行评估，其中环境安全是安全性评估的主要内容，为了促进微生物农药市场健康发展，国外一些国家建立了微生物农药安全评价技术，并制定了相关管理规范。美国、加拿大、澳大利亚、欧盟、日本等都是较早研发并生产使用微生物农药的国家，其产业化的微生物农药品种相对丰富，微生物农药登记管理机构及规章系统相对完善。

美国和加拿大美国微生物农药登记管理制度的建立经历了漫长的历程，1984年公布了生物农药注册特别指南，规范了微生物农药登记所必须提供的技术资料，由美国环保总局，USEPA)负责农药管理。根据美国登记管理要求，微生物农药登记需要提供5个方面资料：1)产品特性；2)残余数据；3)毒理学资料；4)非靶环境影响；5)环境繁衍。美国农药管理分常规和特殊2种登记，其中常规登记的有效期为5年；特殊需要登记的有效期为1年。相比于化学农药登记，微生物农药的登记，在大量信息已经存在的情况下，通常具有评审周期快、过程简易并且花费较少的特点。

美国构建了微生物农药安全性评价技术，于1996年颁布实施了《微生物农药实验导则》。指导微生物农药安全性评价的进行，导则中规范了微生物农药对环境生物毒性、致病性的评价试验方法，具体包括对陆地野生动物、水生动物、非靶标植物和非靶标昆虫等8类环境生物的13种试验方法。美国建立了完善、合理的微生物农药管理体系，USEPA负责制定并指导微生物农药安全评价试验工作；农业部制定相关制度；检疫局则建立了稳固的、以风险管理为基础的监管体系，包括执法检查、人员培训和文档保存等。

加拿大微生物农药登记的数据要求在本质上与USEPA—致，且接受USEPA实施微生物农药管理的所有相关试验导则，加拿大指导微生物农药评价和登记的文件是《微生物农药和产品登记导则》。加拿大微生物农药环境安全性评价也遵循4阶段评价系统，与美国微生物农药登记管理区别的是，《微生物农药和产品登记导则》中将加拿大领土划分为5个区域，每个区域分本土微生物种和非本土微生物种对微生物有效成分进行评价。如果第1阶段对非本土微生物有效成分或第2阶段对本土微生物环境毒理学研究结果表明微生物具有狭窄的宿主范围(只对靶标害虫有影响)，或对极少数相关物种(除了那些对环境和经济具有重要意义的物种)产生危害影响，那么通常不需要开展环境行为研究；如果第1阶段对非本土微生物或第2阶段对本土微生物环境毒理学研究结果表明微生物对非靶标物种具有较大危害影响，那么需要对微生物进行实验室或野外试验的环境行为研究。截至2010年，加拿大已登记的微生物有效成分有32种，其中12种细菌、11种真菌、6种线虫[不需要注册，但需要得到加拿大粮食监察部批准、2种病毒和1种原生动物。

欧盟欧盟微生物农药登记实行有效成分和制剂分别登记的管理制度，其中有效成分(原药)由欧盟委员会统一登记，制剂登记则由各成员国自行负责，其登记结果可互相认可。1991年欧盟颁布了法令，是欧盟实施农药登记管理的最基本法律。该法令规定某一有效成分列入91/414/EEC法令附录1后，仅需在欧盟成员国进行其制剂产品登记。91/414/EEC法令附录IIB中规定了微生物农药有效成分的登记要求，登记要求包括2方面内容：一是关于鉴定(名称和物种描述，成分)数据，生物学数据(靶标特异性，微生物感染性、散布、繁殖能力、与其他病原体的相似性、遗传稳定性及毒素的存在)，产品和使用数据(类型，助剂成分，安全施用措施等)；另一方面是需要对鸟类、鱼、水生无脊椎动物、蜜蜂、陆生节肢动物、非节肢无脊椎动物的毒性、致病性、传染性试验和对藻类生长影响试验。通常欧盟不需要进行微生物农药有效组分的环境行为试验。欧盟框架涉及了微生物农药登记的一般数据要求，但不能提供完整的环境风险评价指导。2011年6月，欧盟委员会实施农药登记新法规1107/2009/EC，在新法规中，仍然没有关于微生物农药有效成分和产品登记程序的具体描述。截至2008年12月，欧盟公布的已列入附录1的微生物农药有效成分27种，其中细菌种类12个，有10个苏云金芽孢杆菌菌株；真菌种类13个，主要包括白僵菌和木霉菌等；病毒种类2个，即苹果蠢蛾颗粒体病毒和甜菜夜蛾核多角体病毒多面锢囚锋体。

荷兰作为欧盟成员国之一，在遵循欧盟农药登记与管理统一法规基础上，建立了本国微生物农药环境风险评价框架，并发布了《微生物农药环境风险评价数据要求》，详细描述了微生物农药环境风险评价程序和方法。荷兰微生物农药环境风险评价框架包括数据需求分析和环境风险评价两部分，数据需求分析是环境风险评价的基础。

2.1.3日本与韩国日本农林水产部(MinistryofAgriculture，和环保局(EnvironmentAgency)负责农药管理，1997年日本农林水产部颁布了《微生物农药安全评价导则》，为微生物农药登记提供管理依据。日本微生物农药登记需要的数据包括7个方面：)微生物农药特性；2)使用方法；3)人类安全试验结果；4)微生物农药生产和使用中的过敏性反应数据；5)农作物残留(微生物的生存能力)；)对环境生物的生态毒理学试验结果；7)环境繁衍试验结果。

韩国农村发展厅(RuralDevelopmentAdministration)于2000年建立了微生物农药管理规章制度，此后经过修订，于2009年纳入农用化学品管理法案中。韩国微生物农药登记管理规定，某一微生物农药登记时需要提供其生物和物理化学特征、使用功效、对哺乳动物毒性、对环境指示生物毒性、环境繁殖力5个方面的数据。环境生物毒性试验遵循分级系统，第1阶段为淡水鱼和无脊椎动物、鸟、蜜蜂及土壤微生物的毒性试验；第2阶段进行微生物的环境散布研究和对非靶标昆虫的毒性试验。一项新的农药登记需要6个月，登记有效期为10年。截至2009年，韩国总共登记34个微生物农药产品，用于防治害虫和植物疾病，在18个登记的微生物杀虫剂中，7个产品是进口的。

澳大利亚澳大利亚国家农药和兽药管理局负责农药登记工作。澳大利亚对农药登记的监管相对严格，农药市场只占到全球农药市场的2%?3%。微生物农药登记基本要求包括全面的毒理学、使用功效、储存和野外残留数据。对于某一进口的微生物农药，在引入澳大利亚之前必须对其进行环境繁殖力评价，评价内容包括微生物引发动物流行病的能力和对土着动、植物的潜在危害影响。微生物农药毒理学分析和残留分析根据药物非临床研究质量管理规范进行。

2005年发布的农药和兽药登记要求及指导原则中增加了微生物农药潜在危害评价要求，评价内容包括微生物菌株的毒性、致病性和感染性、宿主范围以及对土着动、植物的影响等。截至2010年，澳大利亚已登记的微生物农药有效成分有11种，其中细菌种类5个，包括3个苏云金芽孢杆菌菌株、1种土壤农杆菌和1种球形芽孢杆菌；真菌种类4个，包括2个金龟子绿僵菌菌株、1种黄绿绿僵菌和1种哈茨木霉菌；病毒种类2个，即棉铃虫核型多角体病毒和玉米穗虫核型多角体病毒。

南非南非《微生物农药毒理性评价导则》41]描述了微生物有效成分登记申请的相关数据要求，导则中规定登记时所提交的报告必须包括关于药物非临床研究质量管理规范和质量保证的申明；参考的试验方法必须是USEPA或其他权威机构发布的方法。在申请登记一种微生物农药有效成分时，需要提供的安全评价数据包括：人类健康和毒理学研究报告、残留研究数据、环境毒理学评价数据。环境毒理学评价中包括了对鸟类、水生生物、非靶标植物和非靶标昆虫的安全性试验，试验过程和受试动物的选择等均参照了USEPA试验操作导则。在评估微生物农药对人类健康的影响时主要考虑其毒性、传染性和致病性，对人类健康的安全性研究包括5个试验：1)急性经口毒性；2)急性皮肤毒性；3)急性吸人毒性；4)眼部刺激；5)皮肤刺激。当实验结果表明某一微生物代谢产物具有重大活性和毒性影响时，应该按照化学农药评价方法对其进行评价。

截至2010年南非已登记的微生物农药有效成分20种，其中细菌10株，其中5个是枯草芽孢杆菌菌株；真菌8株，3个为木霉菌菌株；病毒2株，包括1株颗粒体病毒和1株噬菌体。

2.2我国微生物农药登记管理要求

我国农业部农药检定所执行对微生物农药的登记和管理职权，《农药登记资料规定》列出了微生物农药登记所需提供的技术资料要求，目前尚未建立专门的微生物农药安全性评价技术与相关试验导则。申请登记一种新的微生物农药需2年以上时间，通常需要经过田间试验，临时性登记和正式登记3个阶段，其中田间试验包括对待申请登记的微生物农药的急性毒性试验及药效试验，临时登记与正式登记所需提供的资料相似，都包括了产品化学及生物学特性、毒理学、环境影响、境外登记情况等资料。

我国主要用于制备农药的微生物包括细菌、真菌和病毒，主要微生物农药有杀虫剂、杀菌剂和除草剂等，微生物农药广泛应用于农田、林业园地和卫生等方面。截至2011年11月，我国已取得登记的微生物有效成分近50种，已登记的微生物农药产品331个，其中细菌种类19个，产品245个，有185个产品来自苏云金芽孢杆菌；真菌种类13个，产品33个；病毒种类17个，产品53个，其中41个产品来源于核型多角体病毒。

3总结与展望

通过分析比较发现美国、加拿大、荷兰、日本、韩国、南非等国家都建立了以微生物农药安全评价为基础的微生物农药管理体系，虽然各国微生物农药管理部门和制度有所不同，但是登记框架和过程基本一致，登记资料要求、环境安全评价试验导则、报告提交形式等也大体相同。我国对微生物农药也实施登记管理制度，但是微生物农药环境风险评价基础研究较少，尚未针对微生物农药建立专门的安全性评价试验技术，因此，本文对我国微生物农药管理工作提出以下几点建议：1)开展微生物农药环境安全基础研究，制定微生物农药环境安全评价试验指南；2)加强微生物农药环境安全性评价工作，减少微生物农药的环境风险；3)进一步完善微生物农药登记管理制度，对微生物农药进行合理监管，促进微生物农药产业的健康快速发展。

作者：陈源1，2，卜元卿2，单正军2(1.南京信息工程大学环境科学与工程学院，南京210044；2.环境保护部南京环境科学研究所国家环境保护农药风险评价与污染控制重点试验室，南京210042）

第2篇：活体微生物农药的研究与应用现状分析

农药是农业生产中必不可少的生产资料，在保护农作物及收获物免受有害生物危害，改善农作物的抗劣性能和促进农业增产方面起着重要作用。我国每年农药使用量巨大，而化学农药一直是防治农作物病虫害的主体。由于人们长期的不科学用药，以及剧毒、高残留、难降解农药的大量使用，导致了大量药源性疾病，农药中毒事件及职业性中毒病例逐年增加，人们面临着不断增加的土壤、地下水和大气污染的环境问题。在农业出口创汇方面，农药残留也降低了我国农副产品的竞争能力。在我国，通过使用农药每年可减少经济损失300亿元左右。随着环境保护呼声的日益高涨，高毒化学农药的大量使用对农业生产及生态环境造成的负面影响已引起世界范围的广泛关注。20世纪90年代，全世界化学农药的销售不断下降，而可大规模生产、高效、无公害的生物农药迅速发展并占有越来越多的份额。我国政府已经将微生物农药列为“中国21世纪议程”的优先项目。

生物农药又称生物源农药，是指含非人工合成、具有杀虫、杀菌或抗病能力的生物活性物质或生物制剂，包括生物杀虫剂、杀菌剂、农用抗生素、生态农药等。现在也包含这些天然产物的一些简单衍生物，即化学修饰产物，如甲氨基阿维菌素、乙烯利等。生物农药的准确提法应该是生物源农药，早期的天然农药、植物农药、微生物农药等都归在其中。生物源农药包括植物源、动物源农药和微生物源农药。虽然国内外研究和应用的生物农药品种较多，动、植物源农药也有一些用于生产实践，但目前国内外广泛使用和主要进行研制的生物农药以微生物农药为主。微生物农药是指非人工合成、具有杀虫杀菌或抗病能力的生物活性物质的微生物制剂，包括微生物杀虫剂、杀菌剂、农用抗生素、生态农药等。目前，微生物农药逐渐作为农药产业的主体，与化学农药相比，有着诸多方面的优点：研发的选择余地大，开发利用途径多；无公害、无残留、安全环保；特异性强，不杀伤害虫天敌及有益生物，维持生态平衡；不易产生抗药性；环境相容性好；生产工艺简单。

从20世纪60年代的青虫菌到现在的阿维菌素，我国微生物农药的研究、开发和生产已有近40年的历史，并取得了重大进展。微生物农药是目前生物农药的一个最主要的组成部分，不论在基础研究还是产业化方面均走在了整个生物农药研究领域的前列。我国微生物农药的研究及其应用有许多优势，在微生物农药的各个领域均有代表性的成功产品。

1活体微生物农药的研究、应用现状

活体微生物农药是指能使有害生物致病的病源微生物活体直接作为农药，其通过工业方法大量繁殖，并加工成制剂后作为农药产品使用。

1.1细菌农药的研究与应用

1.1.1制剂的研究与应用。苏云芽孢杆菌（B1)是一种杆状细菌，由Be1ne于1911年首先从德国的带苏云金杆病毒的地中海粉螟中分离得到该菌，因从德国苏云金省发现、分离而得名，至今已近百年。

苏云金芽孢杆菌（BS杀虫剂是细菌杀虫剂中研究最深入的微生物杀虫剂，其作用机理是依靠其所含有的伴孢晶体、外毒素及卵磷脂等致病物质引起昆虫肠道等病症而使昆虫致死。它是目前世界上用途最广、开发时间最长、产量最大、应用最成功的微生物杀虫剂，占生物防治剂总量的95%以上，已有60多个国家登记了120多个品种，广泛用于防治农业、林业、贮藏物害虫以及医学昆虫。美国用其防治蔬菜害虫和玉米害虫的面积分别80%和50%，销售额从20世纪80年代末的400万美元上升到90年代的5亿多美元。

我国于1959年引进Bt杀虫剂，1965年在武汉建成国内第1家B杀虫剂生产企业，开始生产B杀虫剂。经多年的发展，B杀虫剂已成为我国工业化和生产水平最高的Bt杀虫剂粉剂生物农药之一。迄今，在我国已发现41个H血清型50多个亚种，占全世界发现总数（Bt70个血清型）的60%左右，其中12个亚种为我国首先发现。我国发现了新的B基因有36种，占全世界发现鉴定新基因总数400种的9%。我国目前已登记的有16种，其中液剂有12种，生产厂家达76家，年产量达20Xltf~3.0X108kg在20多个省市用于防治粮、棉、果、蔬、林等作物上的20多种害虫。近年来高含量的B杀虫剂粉剂已出口到泰国、新加坡、美国和我国台湾省等国家和地区。

采用基因工程技术构建药效稳定、防治面较广的Bt工程菌剂，是当前生物农药发展的新趋势。我国构建的高效杀虫重组苏云金杆菌已于2000年底通过了安全性评价获准进行商品化生产，而且第2代细胞工程杀虫剂和第3代基因工程杀虫剂即将问世，它可以克服杀虫谱窄、持效期短、药效慢等弊端。现代生物技术的进步，使得以生防菌为基因供体，以农作物为受体的转基因技术得以实现，人们利用遗传工程将B的杀虫基因移植到棉花、烟草的原生质体中，并获得了具有抗虫基因的新植株。

1.1.2其他细菌农药的研究与应用。20世纪90年代，南京农业大学、北京农业大学、浙江农业科学院等单位先后开展了枯草芽孢杆菌、假单胞杆菌和挽4农杆菌等生防拮抗菌的研究，目标主要是针对土传的枯萎病、青枯病和根癌病等病害。目前我国已登记了枯草芽孢杆菌、腊芽孢杆菌、荧光假单孢杆菌、地衣芽孢杆菌等8个细菌类农药，但是目前它们的应用量都不大。

1.2病毒杀虫剂的研究与应用病毒杀虫剂的研究和开发利用起步较晚，其基本原理是由病毒感染种群并引发病毒流行病传播，使害虫持续感病死亡，达到调节害虫种群数量、减轻危害的目的.昆虫杆状病毒是一类重要的、较早应用的昆虫病原微生物。迄今为止发现的昆虫病毒已超过1000株，涉及11个目的9ro多种昆虫。据不完全统计，全世界登记注册的病毒杀虫剂有30多个品种，其中美国6种、欧洲10种、俄国斯11种、中国9种。

昆虫杆状病毒杀虫剂是我国第1个商品化生产的病毒杀虫剂，粉剂和乳悬剂都已推广应用于棉铃虫的防治。斜纹夜蛾NPV杀虫剂虫瘟一号、黄地老虎GV杀虫剂及菜青虫GV杀虫剂等9种昆虫病毒杀虫剂均已注册，每年使用面积达到6.6X105h2以上。我国采用利尿激素基因、昆虫保幼激素酯酶基因、B杀虫蛋白基因、蝎神经毒素基因等构建的重组病毒杀虫剂大大缩短了害虫致病时间，防治效果显着。

近几年来，我国病毒杀虫剂的研究主要集中在增效剂和复配制剂方面。如几丁质酶（A3)能有效地提高的毒力，具有杀虫增效作用。在HNIV中加入灭幼脲类似物氟啶脲感染棉铃虫幼虫，比单独使用HNPV明显缩短了杀虫时间。用增效蛋白（En)与苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒（ANPV湘B的混合物复配后，对靶标害虫的毒力大幅提高。

1.3真菌杀虫剂的研究与应用现状真菌杀虫剂等新型微生物农药在病虫害防治中也显示出良好的应用前景。应用真菌杀虫剂防治害虫一直受到国内外的广泛关注，国际生防组织（IBQ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，均取得了显着效果。

我国开展真菌制剂的研究开发已有30多年的历史，其中主要以研究球孢白僵菌为主。白僵菌对多种农林害虫具有致死作用，已知的寄主昆虫达707种，大面积用于防治松毛虫、玉米螟和水稻叶蝉等害虫。目前虽然还未开发成功白僵菌制剂产品，但每年应用白僵菌在南方地区大面积防治林区松毛虫和东北地区防治玉米螟等的面积达以上。木霉菌已开发成功，取得农药登记注册，用于防治蔬菜灰霉病具有较理想的效果。目前处于小试和中试阶段的真菌制剂还有绿僵菌（主要用于防治地下害虫、天牛蝗等）、淡紫拟青霉（具有较高的杀虫活性，其发酵液含有类似生长素和细胞分裂素的成分，主要用于防治大豆孢囊线虫和烟草根结线虫）、虫霉和蜡蚧轮枝菌等。

1.4真菌除草剂的应用与研究现状随着除草剂在农业中的广泛应用，利用高效低毒的微生物除草剂引起了许多发达国家的重视，并相继开展了大量的研究工作，涉及的微生物有80多种。真菌除草剂主要属丝孢纲和腔孢纲，其中17%有良好或极好的实际使用前景。

我国对于微生物除草剂也有一定的研究，如山东省农业科学院植物保护研究所筛选的“鲁保一号”微生物除草剂是一种专性寄生于菟丝子的黑盘孢目毛炭疽菌属的真菌，防除主要的农田杂草菟丝子效果显着。20世纪70年代，在20多个省推广应用6.0X107h，防效85%以上，平均可挽回损失30%~50%。近年此方面研究仍在继续。

2农用抗生素的研究与应用现状

农用抗生素是一种应用广泛、品种众多的微生物农药，它是由细菌、真菌和放线菌等微生物在生长代谢过程中所产生的次级代谢产物，此类物质在低微浓度时即可抑制或杀灭作物的病、虫、草害或调节作物生长发育。白僵菌、黄僵菌、绿僵菌等虫生真菌被用作开发真菌杀虫剂，目前我国已进入大规模应用试验和工业化生产阶段。

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。日本、前苏联已先后开发了春日霉素、灭瘟素、多氧霉素、有效霉素、卡苏霉素、灰黄霉素、抗真困素、植霉素、木霉素等品种，曾一度代替化学农药在农业生产上大面积应用。由阿维菌素D衍生的伊维菌素在20世纪90年代世界畅销的10种动物用药中占首位。

我国农用抗生素的研究始于20世纪50年代，是随医用抗生素之后发展起来的，一些品种已达到世界先进水平。在我国现有登记注册的抗生素品种23种，产品170个，生产厂家达253家，年制剂产量达80X1(Jkg其中正式登记的杀囷剂品种有井冈霉素、农抗120和多抗霉素等9种，临时登记的杀菌剂品种有中生菌素、宁南霉素等4种。临时登记的杀虫、杀螨剂品种有浏阳霉素、华光霉素和阿维菌素，除草剂品种有双丙氨磷，畜用抗生素品种有盐霉素、莫能霉素和安普霉素等多种。生产井冈霉素的企业最多，达38个；其次是生产阿维菌素的企业，有34个；生产农抗120的企业有7个21农用抗生素中杀菌剂的研制与应用现状杀菌农用抗生素绝大多数为放线菌所产生，一般为化学结构复杂的非单一化合物，具有良好的内吸性和选择性。目前国际上使用最多的农抗杀菌剂是AmSar该产品是一种新型的、划时代环保型杀菌剂。1999年Ait已成为销售额全球第一的杀菌剂品牌。我国多年来开发的主要杀菌剂有：公主岭霉素、春雷霉素、农抗120?灭痕素和多抗霉素等品种。公主岭霉素是放线菌N769产生的代谢产物，具有广谱抗菌作用，对禾谷类黑穗病、水稻恶苗病、稻瘟病的防效显着，在16个省至少推广应用3.0X107m防效95%以上。春雷霉素已在许多国家注册，它不仅适用于水稻稻瘟病，也适用于蔬菜、水果、豆类、糖类、咖啡等作物的真菌或细菌病害。由于既没有毒性，又对耐庆大霉素的绿脓杆菌具有很强的抑制作用，所以它是一种农医两用抗生素。农抗120是中国农业科学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，如对白粉病、炭疽病、枯萎病、纹枯病等均有很好的防效，增产显着。自1984年工厂化生产以来，已在全国推广应用。中生菌素、武夷菌素和宁南霉素等一些新开发的杀菌抗生素也得到了广泛的应用1231。井冈霉素由于其高产菌株的培育成功和高温短周期发酵工艺大大降低了生产成本，已成为我国农药中最安全、有效、价廉的主要品种，自20世纪70年代开发以来，至今仍是防治水稻纹枯病的当家品种，而且使用20余年未发现抗性发生。

2.2农用抗生素中杀虫剂的研究与应用现状

目前国内外较受重视的杀虫抗生素有：杀粉蝶、杀蚜素、韶关霉素、杀螨素、浏阳霉素、杀虫素执1(密尔比霉素、阿弗霉素）南昌霉素等。阿维菌素是由日本北里研究所与美国默克公司联合开发的，由阿维链霉菌产生的一组广谱、高效、低毒的大环内酯类抗生素，具有杀虫、杀螨及杀线虫活性，是迄今为止发现的最有效的杀虫抗生素，已成为替代甲胺磷的理想药剂之一。它在我国也发展迅速，消费量快速增长，开创了杀虫抗生素的新时代，年产制剂量约8.0X106kg并大量出口，大有成为微生物农药第3大品种的势头。

我国开发的杀虫抗生素有浏阳霉素、华光霉素等。浏阳霉素是大四环内酯类杀螨抗生素，它对红蜘蛛有较强的生物活性。20世纪70年代初发现的杀蚜素是我国报道的第1个农用杀虫素，除对蚜虫有显着防效外，还对红蜘蛛、壁虱、菜粉蝶、粘虫等有较好的防效，应用面积一度达到几万公顷。南昌霉素是一种脂溶性多组分杀虫素，它对30多种害虫，包括蚜虫、红蜘蛛、飞虱、夜峨、蝗虫等有不同程度的防治效果。

2.3农用抗生素中除草剂的研究与应用现状微生物除草剂是利用杂草的病原微生物制剂大面积喷洒来防除杂草。双丙氨磷是能产生既抗细菌、又抗真菌的抗生素，并且有强烈的杀草活性，能防除1年生和多年生的农田杂草，是一种速效和持效兼而有之的除草剂。与此同时，日本制果公司也独立地从一种链霉素中得到同样的产物。该抗生素后被命名为双丙氨磷，化学结构为（氨基4甲基磷酰乙酰）丙氨酰丙氨酸。通过该菌的细胞融合而实现了商品化，生产出第1个具内吸作用能除多种杂草的微生物制剂。这些除草剂在我国已有比较广泛的应用，但我国自主知识产权的除草剂至今还未见相关报道。

3国内微生物农药的前景展望

微生物农药对人畜安全无毒，不污染环境，不破坏生态平衡，具有显着的社会效益和生态效益。自20世纪90年代以来，全球化学农药以每年2%左右的比例下降，而生物农药的产量以每年10%~20%的速度递增。目前，全世界生物农药产品已经超过1TO多种，其中生物技术产品有10余种，在生物农药产品中，90%以上是微生物杀虫剂。生物农药具有可靠的安全性、防治的有效性、防治对象的多样性及生产的灵活性，难以被取代。可以期待多元化的手段及其相互协调发展的微生物防治，仍然有着良好的发展前景。由于微生物农药中产品开发方面有明显的优势，因此世界各国都争相投资，研究和开发新型生物农药。我国也把生物农药的研制和开发列为国家重点科技攻关和高新技术发展计划。

经过几十年的研究和探索，我国的微生物农药在长期的农业生产应用中取得了较好的效果。目前在我国，以B制剂、井冈霉素和阿维菌素为主的各类微生物农药施用面积仅占病虫害防治总面积的10%~15%，已进入市场的微生物农药总产量似成药计约10万，湘当于化学农药的1/7应用面积仅占病虫防治总面积的10%~15%1201。我国在杀虫抗植病微生物资源开发、微生物农药种类、生产技术和规模，特别是推广应用方面已跻身世界先进水平。

进入21世纪以来，全球经济一体化速度迅速加快，我国社会与经济的发展正在出现新的飞跃，保护生态环境、实现农业可持续发展的呼声不断高涨。加入WT)以后，国内外市场对高质量无污染的绿色农业产品的需求大大增加。随着全球经济可持续性发展战略的发展和我国西部大开发决策的实行，面对如此严峻的挑战和发展的大好机遇，如果我们能准确把握微生物技术的发展方向，从高起点切入，就有可能取得跨越式发展。我国微生物资源丰富，发展微生物农药具有充分的优势，从维护知识权益考虑，微生物农药的资源和科技创新，独立自主研制与开发，有利于我国自主知识产权的建立和维护。优先发展微生物农药，并以此带动其他高科技农药的全面发展应成为我国农药产业发展的方向。

我国是一个农业大国，农业生产的病虫害防治是农业生产中重要的一环，市场很大，前景广阔。而且，国家农药品种结构调整、农业产业结构调整为生物农药产业化发展提供了政策上的引导和实施上的有力支持；高毒农药的淘汰腾出了广阔的市场空间；人民生活水平的提高对微生物农药的发展产生迫切要求；国内生态产业逐渐兴起；农业生产者对生物农药认识的不断提高；生物技术的发展及其在微生物农药中的应用等为微生物农药的发展提供了历史上的最好机遇。

在以后的研究中，我们应充分重视基础理论研究，同时利用先进的生物技术手段，开发出优质的菌株与产品，为人类生活水平的提高及可持续发展提供保证。

随着对微生物分子生物学和遗传学的深入研究，构建具有综合优良性能的重组菌株成为国内外微生物农药制剂发展的一个重要方向，采用遗传工程方法研制新型的遗传工程微生物农药，可以克服当前野生菌制剂效果不持久，防治对象单一等固有缺点，能够更好地发挥生物防治的综合效益，构建内生基因工程菌也是微生物农药制剂研究的热点。这些生防重组工程菌以及转基因的抗虫、抗病植物在某种程度上代替了微生物农药剂型的作用，对环境无污染，而且更彻底、更长久地起到防治效果，因此可以说它是一种更高级的微生物农药剂型。

发展生物农药，尤其是微生物农药如农用抗生素方面首先要加强应用研究，重点应放在新药的筛选上，而且在新农药筛选的同时，要加强抗生素化学的研究。只有这样才能加快推进我国的农抗事业，开发出具有我国自主知识产权的微生物农药。

作者：段永兰1，侯金丽1，邢文会2（1河南工业贸易职业学院，河南郑州4500532河南教育学院，河南郑州450046）