微生物农药的研究应用及前景展望

第18卷 第1期 四川理工学院学报（自然科学版）V ol．18 No．1

JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY OF

2005年3月 SCIENCE & ENGINEERING（NATURAL SCIENCE EDITION）Mar．2005文章编号：1673-1549（2005）01-0108-03

微生物农药的研究应用及前景展望

赵兴秀1，何义国2

（1.四川理工学院生物工程系，四川自贡643000；2.四川大学生命科学学院，四川成都 610064）

摘 要：综述了国内外微生物杀虫剂的研究、应用情况，展望了其发展前景，并对细菌杀虫剂、病毒杀虫剂、农用抗生素和真菌杀虫剂的研究、应用及进展情况进行了重点阐述。

关键词：微生物农药；Bt；病毒；抗生素；真菌

中图分类号：S4 文献标识码：A

微生物农药是指利用生物活体及其代谢产物制成的防治作物病害、虫害、杂草的制剂，也包括农药、辅助剂和增效剂以及模拟某些杀虫毒素和抗生素的人工合成的制剂[1]。当代农业的可持续发展战略，要求生产者在利用资源、提高产量的同时，注意保护和改善人们赖以生存的环境，而长期使用化学农药对生态环境的破坏日益严重，这就迫使人们急切寻找化学农药的替代品，微生物农药就成了较佳选择，近年来得到了广泛的开发和利用。目前，微生物农药主要包括细菌杀虫剂、农用抗生素、病毒杀虫剂和真菌杀虫剂等，本文仅就国内外微生物农药的研究、应用及发展前景进行阐述。

1 微生物农药

目前生产上大量使用的生物农药主要为细菌杀虫剂、农用抗生素、病毒杀虫剂、真菌杀虫剂等。

1.1 细菌杀虫剂

细菌杀虫剂是应用得最早的微生物农药，主要是从昆虫病体上分离得到的病原菌，目前已成功开发了某些芽孢杆菌，如Bt(苏云金芽孢杆菌)、球形芽孢杆菌，金龟子芽孢杆菌等。细菌杀虫剂作用对象主要是咀嚼式口器的害虫，如鳞翅目、翘翅目和双翅目等有害作物昆虫。球形芽孢杆菌对蚊幼虫特别是库蚊具有高毒力，金龟子芽孢杆菌可以防治芽孢害虫。新发现的类产碱假单孢菌可以分泌一种杀虫蛋白到胞外对蝗虫有一定的致死作用[2]。

Bt杀虫剂是细菌杀虫剂中研究最深入、应用最广泛的微生物杀虫剂[3]。Berliner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[4]。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。一般是δ－内毒素起作用使发生毒血症而死亡，也就是由于晶体毒素对中肠上皮作用，导致肠壁破损，中肠的碱性高渗内含物进入血腔，使血淋巴pH升高，从而导致感病幼虫麻痹死亡[5～6]。

1957年Bt制剂首次上市销售，如今是世界上产量最大的微生物杀虫剂，广泛用于防治农、林、贮藏害虫和医学昆虫[7]。据初步统计，1990年我国Bt杀虫剂产量超过1500吨，目前年产量约为3.5万吨，成为我国“无公害生产”中的首选杀虫剂[8]，其主要通过液体深层发酵产生，剂型以悬浮剂、可湿性粉剂为主，还有原粉、水分散颗粒剂等[9]。每年防治棉铃虫面积达3000公顷。由于质量高，杀虫能力强，我国生产的Bt制剂还打开了国际市场，出口远销到新加坡、泰国等东南亚国家。在北美大陆Bt制剂用于防治毒蛾，市场占有率达60%；在美国Bt制剂用于防治粉纹夜蛾，市场占有率达80%以上，加拿大Bt制剂用于防治云杉粉芽蛾，市场占有率达95%以上[10]。

目前已报道有多种害虫对Bt制剂产生抗性，近年在我国的深圳、广州等地报道小菜蛾对Bt制剂已产生抗性，害虫对微生物农药的抗性无疑会对其应用效果和发展带来影响，且Bt制剂对家蚕的毒性较

收稿日期：2004-09-16

作者简介：赵兴秀（1977-），女，陕西人，助教，主要从事微生物病毒方面的研究。

第18卷 第1期 赵兴秀等：微生物农药的研究应用及前景展望109高，使用时务必注意[11]。

1.2 病毒杀虫剂

昆虫病毒生物防治是利用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。在我国，病毒杀虫剂的研究和开发工作起步较晚，但近年来发展却极为迅速，我国已有20多种昆虫病毒进入了田间试验，如油桐尺蠖NPV，斜纹夜蛾NPV以及松毛虫CPV等，其中棉铃核型多角体病毒已进入产业化，在1994年，棉铃虫病毒杀虫剂施用面积达2.8万公顷，田间校正防效可达80%～85%。

由于多数昆虫对病毒具有一定的抵抗能力，导致病毒杀虫谱单一，但试验发现，个别病毒中具有提高其它种类病毒杀虫活性的增效因子，如粘虫同时感染NPV和GV时，存在增效关系，其增效因子是GV 包含体蛋白的一部分，它起分解蛋白酶的作用，破坏围食膜，从而使昆虫免疫力大大降低。所以增效因子作为生物杀虫剂的一种新型的生物活性添加剂，将会受到格外重视。

目前世界各国已有60多种病毒进入大田进行防治农林害虫试验，30多种病毒杀虫剂进行了登记、注册及生产应用。我国也有十多个厂家取得了国家登记注册[11]，生产方法主要有两种：一是利用组织培养昆虫细胞增殖病毒；二是利用人工半合成饲料或饲料饲养昆虫虫体增殖病毒，然后加工制成杀虫剂[12]，其剂型主要有乳剂、乳悬剂、可湿粉剂、水悬剂等剂型。

1.3 农用抗生素

农用抗生素系由细菌、真菌和放线菌等微生物在发酵过程中所产生的次级代谢产物，这种物质具有抑制某些危害农作物的有害生物的作用[11]。农用抗生素具有杀虫或杀菌的作用。

李保同等人研究发现，井冈霉素和多抗霉素对纹枯病防效达75.16％～94.27％，优于化学杀菌剂三唑酮；春雷霉素和灭瘟素对叶瘟病防效为50.54％～72.67％，穗瘟病为76.66％～87.42％，与化学杀菌剂三环唑相当[14～15]。

对杀虫抗生素的研究进展也非常迅速，科研工作者在实践中筛选到了紫莱霉素、普拉星隆、密旋霉素、春雷霉素、多氧霉素及四环菌素等有实用价值的杀虫活性物质[16]。阿维菌素是使用面积最大的杀虫抗生素[11]，其原始菌种由日本北里研究所从静岗皮伊东市河奈地区土壤中分离获得，它是Merck公司开发的一种大环类酯类抗生素。阿维菌素可用于防治小菜蛾、棉铃虫、梨木虱、螨类[17～19]、美洲斑潜蝇、红蜘蛛、菜青虫等主要农作物害虫。用量仅仅0.3～0.75mg/m2。其作用机理是能通过干涉害虫神经生理活动，刺激害虫产生γ－氨基酸，使害虫中央神经系统的信号不能被运动神经元接受，导致害虫迅速麻痹、拒食、行动迟缓或不动，约24小时死亡。

近10年来，报道的抗生素已有3000多种，其中农用抗生素超过35%。在我国就筛选出了许多农用抗生素品种，如多效霉素、769、891、86－1、26号等[20]，其中对多菌灵研究得比较深入，现已进行批量生产。

虽然农用抗生素得到一定的应用，但还是有自身的缺点：一是因为抗生素不稳定，在应用时效力下降；二是由于病原菌对抗生素产生抗性，还有抗生素的毒性的存在。

1.4 真菌杀虫剂

在昆虫病毒病原微生物中，真菌种类最多，约占昆虫病原微生物中的60%以上，世界上记载虫生真菌约100属800余种，我国报道虫生真菌400多种，其中寄生真菌215种。美国于1890年率先开始用白僵菌防治麦长蝽，其后日本、巴西、英国等也开始应用白僵菌、黄僵菌、绿僵菌、蚜霉菌等防治农林害虫，并且逐渐把虫生真菌发展为一类微生物杀虫剂。虽然我国对昆虫病原真菌的研究有较长历史，但由于受到技术生产的制约，开发和利用的种类不多，目前我国已进入工业化生产和大规模应用试验的样虫真菌主要有：白僵菌、绿僵菌、多毛菌、拟青霉、轮枝菌、座壳孢菌等10余种。

1.4.1 白僵菌杀虫剂

我国应用白僵菌防治害虫种类达40多种，年防治面积达670000ha，防治种类和面积均居世界首位。主要用于防治松毛虫、玉米螟及地下害虫蛴螬、水稻叶蝉、桃蛀果蛾、茶小象鼻虫等。目前白僵菌生产用液固两相生产法，产品质量不高，主要表现为孢子粉含水量偏高，一般在13%～15%（国际标准5%～7%），常温下活力（发芽率）难以保持两个月以上，产品污染比较严重。

1.4.2 绿僵菌杀虫剂

绿僵菌的防治对象主要有地下害虫（金龟子类）、天牛（青杨天牛、云斑天牛）、蚊幼虫、苹果食心虫等，近年来中国农科院生防所用于防治东亚飞蝗取得了显著成效。