生物农药

我国生物农药的开发应用现状及前景

谭衡1，刘春来2，刘照清1，李坤1

（1.湖南省农产品质量检验检测中心，湖南长沙410005；2.湖南农业大学生物安全科技学院，湖南长沙410128）

摘要：随着农药工业的发展，生物农药的开发应用已成为必然。本文简述了生物农药的特点和种类，综述了我国生物农药开发应用的现状、生物农药开发应用的前景，分析了生物农药开发应用过程中存在的一些问题，并提出了一些建议。

关键词：生物农药；研发现状；发展前景；问题；建议

中国农药工业经过半个世纪的发展，已经有了长足的进步，中国已经成为农药生产的大国。随着人们对绿色产品生产、认识的不断提高，人们逐渐意识到由于长期施用化学农药，自然生态平衡受到严重破坏，害虫的抗病性普遍提高，农产品的生产成本和土壤中的农药残留量越来越高，从而严重污染了人类赖以生存的环境和农林牧产品，并进一步影响了人们的身体健康。为了维护人类的健康，保护生态环境，促进农业可持续发展，大力发展和应用生物农药势在必行。

到底什么是生物农药呢？传统意义上的生物农药主要是指从可以用以防治病虫草等有害生物的生物活体开发利用细菌、病毒、真菌、线虫及拮抗微生物等来控制病虫草害的制剂。现在生物农药的概念已扩展，是指可以用来防治病虫草等有害生物的生物活体及其代谢产物和转基因产物，并且可以制成商品上市流通的生物源制剂，包括病毒、细菌、真菌、植物源农药、生物化学农药和抗病虫草害的转基因植物等。与化学农药相比，生物农药的选择性强、无污染、不易产生抗药性、生产原料广泛，杀虫效果稳定持久，对人无害，是一种具有广阔前景的绿色农药。

1.生物农药的特点及其种类

1.1生物农药的特点

生物农药相比化学农药主要有几个方面的优势。第一，生物农药的毒性通常比传统的化学农药毒性低；第二，生物农药选择性强，它们只对目的病虫和与其紧密相关的少数有机体发生作用，而对人类、鸟类、其它昆虫和哺乳动物无害；第三，低残留，高效，很少量的生物农药即能发挥高效能作用，而且它常常能迅速分解，从总体上避免了又传统化学农药带来的环境污染问题；第四，不易产生抗药性；第五，作为病虫综合防治项目IPMP（integrated pest management programs）的一个组成部分，能极大降低传统化学农药的使用，而不影响作物产量。

1.2生物农药的种类

1.2.1生物源农药包括直接利用生物体本身或从中提取出有效成分配制农药，可分为植物源农药、动物源农药和微生物源农药。如植物源农药的除虫菊素、苦参碱、鱼藤酮等杀虫剂，芸薹素内酯等植物生长调节剂；动物源农药如斑螯素用于杀虫等；微生物源农药如苏云惊杆菌（Bt）等。

1.2.2生物化学农药生物化学农药必须符合以下两个标准，也必须符合这类化合物的性能要求。其一是该类杀虫剂品种必须显示出对耙标生物直接毒杀不同的作用方式（如生长调节，觅偶干扰）。其二是生物化学农药必须是天然存在的，或者如果它是由人工合成，则在化学结构上必须与天然存在的化合物完全相同。这里“完全相同”，意指合成化合物主要成分的分子结构必须与天然存在的模式化合物分子结构一样。生物化学农药按照一般生物机制可分为4类，化学信息素、激素、天然植物生长调节剂和酶制剂。

1.2.3生物合成农药一般通过微生物发酵工艺，以微生物代谢次生物质为有效成分的农药，其有效成分实际上是生物合成有机化学物质。此类农药一般具有药效高、针对性强、无药害与环境相容性好等优点。目前的主要品种是杀菌剂，如井冈霉素、春雷霉素、多抗霉素等。

1.2.4仿生合成农药采用人工有机合成方法，产品在有效成分分子结构上仿照了某种生物源物质。只有不但作用机制相同，而且在分子基本结构、主要功能团、甚至分子结构的立体构像也相同或相似的情况下，才属于仿生合成农药的范畴。如人工合成的苯甲酸脲类昆虫几丁质合成抑制剂（灭幼脲）、链烯基羧酸酯类拟保幼激素（烯虫酯）等杀虫剂都是仿生合成的。

1.2.5转基因植物农药对于转入外源基因的抗虫作物，如转B.t抗虫棉花、玉米等作物，它们不属于传统的农业防治抗虫育种，也不是生物防治，而相当与利用作物本身生物合成有效成分，与生物合成农药类似。在作物体内合成B.t内毒素与作物体外施用B.t制剂对害虫的作用类似，甚至产生抗药性副作用的情况亦相似。因此，可以把这类转基因抗虫作物按农药对待。

2.我国生物农药的研发现状

目前，我国生物农药的研制和开发已加大了投入，并取得了一定成效，有待于进一步推广应用。我国自20世纪50年代开始研究开发生物农药，目前已经注册登记的生物农药有效成分有77个品种，占有效成分品种的13.4%；产品691个，占注册登记农药的7.1%。微生物农药在我国的研究起步较早，从20世纪50年代开始了Bt杀虫剂的研究，但由于总体发展不平衡，制约了我国生物农药整体水平的提高，近10年来，我国在生物农药菌种引进，资源筛选评价，新产品开发，生产工艺，产品质量检测及工业化生产等方面都取得了长足的发展。苏云惊杆菌、阿维菌素、白僵菌、绿僵菌在我国都有广泛的推广和应用，药效良好。木霉菌开发取得成功，已获得注册，应用于防治蔬菜灰霉病。我国已有20种病毒进入大田试验，如菜粉蝶奇威生物杀虫剂、斜纹夜蛾NPV、油桐尺蠖NPV、松毛虫CPV均属“七五”计划中试生产研究内容，棉铃虫NPV杀虫剂已进入批量生产，斜纹夜蛾NPV、舞毒蛾NPV、棉铃虫NPV应用效果良好。我国已研制成功并大面积应用的抗生素有：井冈霉素、公主岭霉素、赤霉素、灭瘟霉素、庆丰霉素、浏阳霉素、中生霉素、春雷霉素、多抗霉素、农抗120、武夷霉素、科生霉素等，用来防治水稻纹枯病、禾谷作物黑穗病、西瓜枯萎病和炭疽病等。我国也是转基因植物研究较早的国家，国家批准农业系统24个转基因作物的立项研究与产业化，主要有：新品种抗虫棉示范产业化、小麦太谷核不育基因克隆、大豆抗孢囊线虫病基因分离克隆、防治玉米、大豆、水稻害虫的新型Bt杀虫蛋白基因研究等。

据最新报道，我过在生物农药开发方面又取得了一系列新进展。中国农科院柑橘所研制出一种广谱、高效、安全的植物源杀虫、杀螨剂—0.5%果圣水剂，对矢尖蚧、糠片蚧、锈螨、菜青虫、木虱等17种害虫均有一定防治效果。厦门南草坪生物工程有限公司研制开发出“辣椒碱”。我国科学家研制出控制真菌性根腐和茎腐的生物农药—抗菌剂农乐霉素（M18）。武汉生科院昆虫病毒研究所研制活体微生物农药“武大绿洲茶园”，运用人工制造虫瘟以毒攻毒来防治茶尺蠖、茶毛虫、茶小卷叶蛾。在转基因作物方面，天津市通过转基因技术将抗除草剂bar基因和抗螟虫的sck基因导入梗稻恢复系统中育成了抗除草剂、抗螟虫的恢复系。山西绿丹中草药有限公司的生物农药关键性技术取得重大突破，该技术运用到生物农药的生产中后，可使害虫击毙时间由原来的10至几十个小时，提高到10~30min。

3.我国生物农药的开发应用前景

目前世界上已发现可用于防治病虫草害等具有农药作用的细菌100余种、真菌500余种、病毒700余种、植物4000余种，再加上线虫、微生物代谢物、抗生素等其数量真是不计其数，这将为新农药的开发提供无穷的生物资源。