微生物農藥（microbial pesticide）是指以細菌、真菌、病毒和原生動物或經基因修飾的微生物活體為有效成分，防治病、蟲、草、鼠等有害生物的生物源農藥。它包括以菌治蟲、以菌治菌、以菌除草等。這類農藥具有選擇性強，對人、畜、農作物和自然環境安全，不傷害天敵，不易產生抗性等特點。這些微生物農藥包括細菌、真菌、病毒等，例如蘇雲金桿菌、白僵菌、核多角體病毒、C型肉毒梭菌外毒素等。隨著人們對環境保護越來越高的要求，微生物農藥無疑是今後農藥的發展方向之一。
基本介紹
- 中文名：微生物農藥
- 外文名：microbial pesticide
- 套用前景：21世紀農藥工業的新產業
- 發展預測：四項
- 發展建議：四條建議
- 存在問題：三個
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現狀
開發現狀
枯草芽孢桿菌（Bs）——微生物殺菌劑，能穩定地在土壤和植物表面定殖、產生抗生素、分泌刺激植物生長的激素、並能誘導寄主產生抗病性，是一種理想的微生物殺菌劑，有廣闊的套用前景。如：美國Alabama州用Bs處理多種作物種子，平均產量增加9%，根病明顯減輕；日本用Bs及其分泌物防治西紅柿立枯病獲得良好防效；國內北京大學和河南省農科院報告Bs對小麥赤霉病、西瓜枯萎病、菸草青枯病、棉花枯萎病等多種病害有良好的田間防治效果，並有明顯的增產效應。江蘇省農科院植保所與國際水稻研究所長期合作研究，研製開發出生物殺菌劑Bs-916，經大面積示範推廣試驗證明，Bs-916對紋枯病防效達75-85%，對稻曲病防效達63.8-85.7%。國內外專家這一研究成果高度評價，認為用Bs殺菌劑防治水稻紋枯病是目前生物防治葉部病害研究中最先進的，且已具備了轉向商品化生產條件。昆蟲病毒〔核多角體病毒（NPV）、顆粒體病毒（GV）〕——微生物殺蟲劑， 是抑制害蟲種群的病原性天敵。NPV和GV以鱗翅目害蟲為特異性寄主，安全性高、可長期保存、易於生產、並與化學殺蟲劑具有相似的施用方法，因而作為優良的生物防治因子，得到世界各國的廣泛重視與研究。
日本、美國、加拿大、英國等正著力研究NPV的提速、增效和擴大殺蟲譜的途徑和機制，已取得突破性進展。特別是日本研究者福原和三橋和佐藤分別發現粘蟲痘病毒（Pseudaletia separata EPV）對PuNPV和AcNPV具有極強的增效作用； 後藤則發現八字地老虎（Xestia c-nigrum）的顆粒體病毒（XcGV）不僅對XcNPV、HaNPV（棉鈴蟲NPV）、SeNPV（甜菜夜蛾NPV）等多種NPV具有100-10000倍的增效作用，而且同時使NPV的殺蟲速度提高一倍以上、並拓寬NPV的殺蟲譜。GV對NPV提速、增效、擴譜作用的發現，一舉突破了NPV套用於農作物防治重大害蟲的3大障礙，使NPV首次展示了真正替代化學殺蟲劑防治害蟲的產業化開發前景，是國內最早的生物農藥研究機構之一。
套用前景
微生物農藥是21世紀農藥工業的新產業，代表著植物保護的方向，其最大的優勢在於能克服化學農藥對生態環境的污染和減少在農副產品中農藥殘留量，同時在示範推廣微生物農藥套用的過程中，農副產品的品質和價格將大幅度上升，有利地促進農村經濟成長和農民增收，社會效益不可估量。
微生物農藥
微生物農藥中國已加入WTO，農業將面臨新的發展機遇和空間，農副產品出口市場更加廣闊，提高中國農產品的國際市場競爭力的重要因素之一是降低農產品有毒物質的殘留量，而微生物農藥將為農產品優質安全生產和降低有毒物質殘留量提供技術和物質保障。微生物農藥研究與發展，將有效地實現農產品的優質安全生產，提升農產品的經濟附加值，擴大中國農副產品外銷市場，推進綠色產業的發展，這些均對發展農村經濟、增加農民收入、促進農村繁榮具有重要的推進作用。微生物農藥作為無公害農副產品生產的必要生產資料之一，在未來的農作物病蟲害防治方面將有巨大的市場需求，因此，進一步加快微生物農藥的研製、產業化和推廣套用進程，降低農藥在農副產品中的殘留和對農田生態環境的污染，實現農作物重大病蟲害可持續控制，滿足中國無公害農產品產業化生產對農業科技的重大需求，必將產生巨大的社會、經濟和生態效益。
問題
微生物農藥防效的評價問題，但它們的防效是持久的、穩定的。微生物農藥的中試和製劑問題 微生物農藥進行實驗室研究、小試的產品和品種很多，但真正最終實現產業化的卻很少，究其原因，主要是未能解決產銷用三個環節的實際問題。許多研究人員不大願意做大範圍的田間生物防治試驗，因為這種試驗費用大，各種干擾因素複雜，獲得成果的可能性小。所以，國家政府在經費投入上應對微生物農藥的研製及其產業化給予傾斜，鼓勵研究人員加快微生物農藥的產業化進程，同時對微生物農藥產品的商品化應給予優惠條件。微生物農藥劑型單一、生產工藝落後，產品的理化指標和有效成分含量不穩定，致使成為微生物農藥發展的一個瓶頸。因此，要開展產學研聯合攻關，篩選能保持新劑型理化性狀的助劑配方，篩選能提高新劑型分散性和附著性的表面活性劑，研製出提高生物農藥防治效果的新助劑和新劑型。提高微生物農藥的防治效果和有效利用率。l 農民對微生物農藥的認識問題 由於農民長期使用化學農藥，首先考慮效果好壞，其次是成本與經濟效益的關係，基本不考慮環境污染和農產品殘留問題，對微生物農藥的優點和可持續控制作用缺乏感性認識，促進微生物農藥的迅速發展。
發展預測
抑病、抑蟲土壤
對於抑病、抑蟲土壤應給予更多的研究。這種有微生物持性的土壤，使病原菌不能生存，害蟲不能導致為害。雖然已有一些抑病、抑蟲土壤的報導，但其抑制機制還不夠了解，這是非常有用的生態信息。它們能導致新的生物防治因子的發現。
生物防除雜草
雜草的生物防治就是利用寄主範圍較專一的植食性動物或植物病原微生物，將影響人類經濟活力的雜草種群控制在經濟為害閾值之下。生物治草與化學除草相比，具有不污染環境、不產生藥害、經濟效益高等優點。有時一次成功的天敵引種可一勞永逸地解決草害。對一些惡性雜草或在特殊環境（如水域）的草害、生物防治往往是最理想的防治措施。然而生物除草涉及的問題廣泛複雜，難度較大，所以有必要加強這方面的研究工作。
基因工程微生物
近幾年來，基因工程微生物的研究十分活躍，並先於抗病蟲遺傳工程植物進入了實用化階段。這一發展顯示出生物技術用於生防微生物遺傳改良的巨大潛力，並為新一代微生物農藥的進一步研究開發奠定了基礎。美國Mycogen公司將Bt毒蛋白基因轉入定殖在植物根部的螢光假單胞菌中，使殺蟲作用可延長到兩周以上，對小菜蛾的殺蟲效果與化學農藥相當，這種工程殺蟲菌劑無污染環境的副作用，1991年登記註冊，商品名為MVP，成為一種新型的微生物殺蟲劑，用於蔬菜害蟲防治。
轉基因抗病蟲植物
轉基因抗病蟲植物為病蟲害防治開闢了新路。1985年美國科學家將菸草花葉病毒外殼蛋白基因（cp）導入感病的菸草，轉基因植株增強了對病毒的抵抗力。這種通過轉cp基因獲得抗病性的方法後來在蕃茄、馬鈴薯、大豆、水稻等多種植株上獲得了成功。可見這是一種很有前景的生物工程研究。
建議
1、抓住發展機遇，加強微生物農藥研究
中國農業可持續發展要求確保食物安全，發展高產優質高效農業，維護資源的合理利用，建立良好的生態環境，以實現農業和農村的持續發展。要促進農業的可持續發展，推廣套用微生物農藥是重要的技術支撐之一。
此外，隨著中國加入WTO，國內市場進一步開放，中國農產品將面臨嚴峻的挑戰。發展優質、無公害的農產品，提高參與國際市場的競爭力，微生物農藥將起著極其重要的作用。因此，要抓住機遇，大力發展微生物農藥。
2、強化基礎研究，加大研究力度
發展微生物農藥，政府必須加大科研經費的投入。首先應建立省級微生物農藥研究基地或工程中心，組成一支微生物農藥科研隊伍，圍繞當前生產上主要農作物重大病蟲害開展生物防治的研究，系統篩選高效菌株，建立最佳化的發酵、增殖生產工藝和規範的生產質量標準，組建配套的田間實用技術；其次要加強微生物農藥作用機理的研究，可根據其作用位點和活性中心反推導，指導菌種選育，更新劑型，合成新農藥的先導化合物，創製新農藥。
3、加速微生物農藥產業化進程
微生物農藥的研究在立項的同時就應考慮到項目的最終目標是形成微生物農藥產品，將要進入市場，因此，應著重對微生物農藥的製劑加工、產品質量、環境行為等一系列問題開展研究，提高微生物農藥商品的質量和競爭能力；政府應制定向微生物農藥產業化傾斜政策，一方面要加大扶持微生物農藥產業化的支持力度，另一方面要鼓勵企業單位直接參與項目研究，使企業成為微生物農藥研究成果轉化為生產力的基地，促進微生物農藥的產業化。
4、微生物農藥的開發與無公害生產建設相結
合 微生物農藥是無公害農產品生產必須的生產資料，因此應該將微生物農藥的開發和無公害農業生產基地的建設緊密結合，在廣泛建立無公害農產品生產基地的同時大力推廣套用微生物農藥。圍繞我省農業結構調整、提高農業效益、增加農民收入、改善農村生態環境的主題，結合我省無公害農業對植物保護研究的新要求，大力發展微生物農藥，使微生物農藥及其配套使用技術在農作物主要病蟲害防治中發揮更大的作用，為“十五”期間加速我省農業由主要追求數量向注重質量效益的根本轉變、保障食物安全、保護環境、促進農業可持續發展，提供有力的科技支撐。附：中國無殘留農藥研究達到國際先進水平 一種以昆蟲病毒為主的專門防治茶葉害蟲的純“活體微生物農藥”，日前被國家農業部正式批准實現批量生產，開始在全國有機茶基地推廣使用，這標誌著中國無殘留農藥套用這一高科技領域已達到國際先進水平。這種最新研製的純“活體微生物農藥”被命名為“武大綠洲茶園”，是國家計委批准的“國家高技術產業化示範工程項目”中一項生物高新技術成果。它是按照聯合國糧農組織（FAO）和世界衛生組織（WHO）共同創導使用的最有毒力和最安全的昆蟲桿狀病毒與其它微生物複合而成。由武漢大學生命科學學院昆蟲病毒研究所和湖北武大綠洲生物技術公司開發研製的“武大綠洲茶園”，是以茶尺蠖核型多角體病毒為主與其它微生物複合而成，是一種具有自主智慧財產權的純生物殺蟲劑。這也是目前國內外首例通過國家鑑定並可直接用於有機茶大面積防治茶尺蠖、茶毛蟲、茶小捲葉蛾三大害蟲的純生物農藥。
研究現狀
微生物農藥江蘇省農科院植保所引進完整的NPV和GV增效株系及VEF增效基因重組表達體系，為中國開發該項最新技術奠定了堅實的基礎，已開發出針對水稻螟蟲（二化螟、三化螟）的NPV-GV增強型高效生物殺蟲劑，對二化螟的殺蟲效果均達90%以上。蘇雲金芽孢桿菌（Bt）——微生物殺蟲劑，在20多個省市用於防治糧、棉、果蔬、林業等作物上的20多種害蟲，使用面積達5千萬畝次。隨著綠色食品的深入人心，Bt製劑在國內外農藥市場上收到普遍歡迎。江蘇里下河地區農科所自70年代專業從事蘇雲金桿菌（Bt）、球形芽孢桿菌（Bs）等微生物農藥的研究與生產，是國內最早的生物農藥研究機構之一[3]。“九五”期間在研究篩選對夜蛾類等害蟲廣譜高殺蟲活性Bt菌種的基礎上，成功地運用Bt與國產氟鈴脲（昆蟲生長調節劑）兩種生物農藥增效復配的方式，既克服了Bt製劑的不足，也解決了氟鈴脲單獨套用成本較高和易產生藥害等問題，對一些夜蛾類害蟲，在初孵及1-3齡的齡期結構情況下，防效已達到80%左右，藥效期7-10天，大大超過了Bt製劑單用的水平；深入開展了微生物高效毒株的篩選和生物增效因子的研究，篩選出高毒力Bt菌株Yz-2、和兩株對Bt、SeNPV具有顯著增效作用的病毒（PuGV-Ps和AsNPV）；率先在省內開展Bt復配製劑的研究，篩選了Bt+阿維菌素等多個增效組合，示範推廣效果顯著。通過增進毒株毒力、病毒增效因子修飾、復配增效等多重有效手段克服制約微生物殺蟲劑套用的瓶頸，提高 Bt、病毒製劑毒力、擴大殺蟲譜、增強環境穩定性，為其大規模運用於生產實踐，開闢了新的途徑。
存在問題
微生物農藥微生物農藥評價：以微生物農藥為主的生物防治是一種持久效應，因此對微生物農藥的防治效果應該進行長期追蹤調查，這樣才能制定出使用微生物農藥進行農作物病蟲害管理的途徑和策略。把微生物農藥的防效與化學農藥的防效進行比較，並套用化學防治的使用方法進行生物防治，這是一種錯誤的思路。微生物農藥是通過生物間的相互作用來控制植物病蟲害發生、為害的，微生物農藥的效果不可能像化學農藥那么快速、有效，但它們的防效是持久的、穩定的[4]。因此，應該建立生物農藥防治植物病蟲害效果的評價體系，從生物農藥對環境保護、可持續控制、農產品安全等諸方面的影響進行評估，有利於生物農藥健康、迅速地發展。
微生物農藥的中試和製劑問題：微生物農藥進行實驗室研究、小試的產品和品種很多，但真正最終實現產業化的卻很少，究其原因，主要是未能解決產銷用三個環節的實際問題。許多研究人員不大願意做大範圍的田間生物防治試驗，因為這種試驗費用大，各種干擾因素複雜，獲得成果的可能性小。所以，國家政府在經費投入上應對微生物農藥的研製及其產業化給予傾斜，鼓勵研究人員加快微生物農藥的產業化進程，同時對微生物農藥產品的商品化應給予優惠條件。微生物農藥劑型單一、生產工藝落後，產品的理化指標和有效成分含量不穩定，致使成為微生物農藥發展的一個瓶頸。因此，要開展產學研聯合攻關，篩選能保持新劑型理化性狀的助劑配方，篩選能提高新劑型分散性和附著性的表面活性劑，研製出提高生物農藥防治效果的新助劑和新劑型。提高微生物農藥的防治效果和有效利用率。
農民對微生物農藥的認識問題：由於農民長期使用化學農藥，首先考慮效果好壞，其次是成本與經濟效益的關係，基本不考慮環境污染和農產品殘留問題，對微生物農藥的優點和可持續控制作用缺乏感性認識，加上微生物農藥的毒性低、藥效相對慢等弱點和宣傳力度不足等原因，使農民對微生物農藥的優越性認識不足。因此要加大宣傳力度，使廣大農民充分認識到生物農藥的優越性，同時應加強農產品化學農藥殘留的檢測，嚴格實行農產品優質優價，使農民真正獲得使用生物農藥的好處；要抓住當前各級政府大力發展無公害農產品、大面積建設無公害農產品生產基地的契機，促進微生物農藥的迅速發展。
