科技与产品　坊　

微生物农药研究进展　

张化霜（山东农业大学植物保护学院）　

引言：　

蓰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。自２０世纪中叶以来，人们通过化学合成的方法大量研制、生产农药，　

对农业的发展做出了巨大的贡献。然而，由于人们长期的不科学用药，以及高毒、高残留农药的大量使用，严　重污染了人类赖以生存的环境。随着社会的发展及人类对环境和生态认识的提高，人们逐渐意识到广泛使用化　

学农药会造成难以克服的弊病，如“５Ｒ”问题，即残留（ｇｅｓｉｄｕｅ）、抗性（ｇｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、再猖獗（ｇｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ）。　

为此，努力寻求实现现代农业高产、优质、高效目标的可持续发展的新途径成为了农药发展的首要任务。　生物农药的研究开发越来越受到各国的重视，我国政府已经将生物农药列为“中国２１世纪议程”的优先项　

目。微生物农药是生物农药中很重要的部分，占全世界生物农药产品的近９Ｏ％，包括农用抗生素和活体微生物　

农药，是生物防治的物质基础和重要手段。随着微生物农药研究的深入和应用技术的发展，微生物农药的种类　

和数量越来越多，在促进农业可持续发展中发挥越来越重要的作用。为此，本文对微生物农药的研究及应用综述。　

１．微生物农药的概念及特点　

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，包括保护　

生物活体的助剂、保护剂和增效剂，以及模拟某些杀　

虫毒素和抗生素的人工合成的制剂。　

目前，微生物农药作为生物农药产业的主体，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。防治病虫效果好，使用时对　

人畜安全，对哺乳动物毒性较低。特异性强、选择性高，　

对天敌和有益生物安全。多种因素和成分发挥作用，　

使病虫难以产生抗药性。易于进行大规模工业化生产。　

生产原料和有效成分属天然产物，在环境中容易降解，　

不会污染生态环境。但是，微生物农药也具有一些不　

足之处，如：较化学农药见效慢，某些微生物在自然　

环境中稳定性相对较差等。　

２　微生物农药的分类及其研究现状　

微生物农药按照有效成分可以分为活体微生物农　药和农用抗生素两大类：按照用途，微生物农药又可　

分为微生物杀虫剂、微生物杀菌剂、微生物除草剂等。　

能够用于开发和生产微生物农药的主要细菌、真菌、　

病毒。　

２．１活体微生物杀虫剂　

２．１．１细菌杀虫剂（ｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｉｎｓｅｃｔｉｃｉｄｅ）是用　

对某些昆虫有致病或致死作用的杀虫细菌及其所含有　

的活性成分制成的生物杀虫制剂。目前，被开发成产　

品，投入实际使用的主要有４种，即苏云金芽孢杆菌　

（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｔｈｕｒｉｎｇｉｅｎｓｉｓ　简称Ｂｔ）、球形芽孢杆菌　

（Ｂ．ｓｐｈａｅｒｉｃｕｓ）、日本金龟子芽孢杆菌（Ｂ．ｐｏｐｆｌｌｉａｅ）　

和缓病芽孢杆菌（Ｂ．ｉｅｎｔｉｍｏｒｂｕｓ）。　

其中，苏云金芽孢杆菌是研究最多的杀虫细菌。　

它最早由日本人石渡于１９０１年从家蚕病尸虫体中分　

离出来。Ｂｔ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，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。其主　

要杀虫毒性来自内毒素，近来人们发现Ｂｔ在营养期　

２６／６６３　ｌ晨化市埸ｆ　０＠０农化行业资深媒体　

０　－】『　

．　Ｉ　ｌ科技与产品　

分泌的一类新型杀虫毒蛋白即营养期杀虫蛋白（ＶＩＰｓ），　

是其在对数生长中期分泌的一类新型杀虫毒蛋白。　

另外，日本农林水产省农业研究所的专家们发现了　

一种叫冰核活性细菌的无毒性细菌，即“冷冻杀虫剂”，　

能够通过降低害虫耐寒抗冻能力，来达到使害虫轻易　

即被冻死的目的。日本金龟子芽孢杆菌目前在美国、　

澳大利亚、新西兰等国已大面积应用。近年来，我国　

也对其进行了菌剂制作，离体培养研究。　

２．１．２真菌杀虫剂在杀虫微生物中所占种类最多，　

已发现的杀虫真菌约１００多个属，８００多个种。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。　

白僵菌（Ｂｅａｕｖｅｒｉａ　ｂａｓｓｉａｎａ）是一种广谱性的昆　

虫病原真菌，对７００多种有害昆虫都能寄生，致病性　

和适应性强。被大面积用于防治松毛病、玉米螟和水　

稻叶蝉等害虫，并且在多种农林害虫的生物防治中都　

取得了明显成效。例如，在我国防治玉米螟和松毛虫，　

在巴西防治小蔗螟、在欧洲防治西方五月鳃金龟等。　

目前虽然还未开发成功白僵菌制剂产品，但我国每年　

在南方地区防治林区松毛虫和东北地区防治玉米螟等　

应用白僵菌的面积达７．０ｘｌ０。ｈｍ　以上。　

目前处于中小试阶段的真菌制剂还有绿僵菌、淡紫　

拟青霉、虫霉和蜡蚧轮枝菌等。根据昆虫病原真菌的　

特点，目前的研究集中在对其进行分子遗传改造。主　

要是通过释放毒力因子、增加毒性基因拷贝数以及从　

其他微生物引入毒性基因来增强菌株毒力或扩大寄主　

范围。但是，对于有关昆虫病原真菌的杀虫基因以及　

致病机理研究还不够深入，寻找新的杀虫基因对于昆　

虫病原真菌的研究将非常有意义。　

２．１．３病毒杀虫剂是利用昆虫病毒而生产的一类生　

物农药。迄今为止，已经分离到的昆虫病毒有１２００多　

种，其中不少种类具有生物防治的潜力。当前较普遍　

用于害虫防治的病毒有核型多角体病毒、质型多角体　

病毒、颗粒体病毒等。主要用于防治桑毛虫、棉铃虫、　

菜青虫、小菜蛾、斜纹夜蛾等害虫。目前主要选择昆　

虫病毒中的杆状病毒来制备杀虫剂。　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。我国昆虫病毒的开发利用虽然起步较晚，　

但发展迅速，据统计，全部核型多角体病毒产品共有　

十几家产品获得登记，产量超过千吨。棉铃虫杆状病　

毒杀虫剂是我国第一个商品化生产的病毒杀虫剂，粉　

剂和悬浮剂都已推广应用于棉铃虫的防治。此外，由　

ＰｘＧＶ和Ｂｔ组合生产的“病毒一微生物复合杀虫剂”，　

已取得了国家发明专利。　

２．２活体微生物杀菌剂　

２．２．１细菌杀菌剂目前用作生物杀菌剂的拮抗细　

菌主要有：枯草杆菌（Ｂｃａｉｌｌｕｓ　ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、放射形土　

壤杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｒａｄｉｏｂａｃｔｅｒ）、洋葱球茎　

单假单胞菌（Ｂｕｒｋｈｏｌｄｅｒｉａ　ｃｅｐａｃｉａ　ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）、　

胡萝ｉ、软腐欧文氏菌（Ｅ￣ｗｉｎｉａ　ｃａｒｏｔｏｖｏｒａ　ｈｏｌ１）、　

地衣芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ）、假单孢菌　

（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　ｐｓｅｕｄｏａｃａ　ｌｉｇｅｎｅｓ和ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ　

ｃｅｐａｃｉａ）　

近来年国内外细菌防治植物病原菌取得了较大的进　

展。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，对保护地蔬菜和甜瓜的　

苗期病害进行防治。美国报道用草生欧氏杆菌防治梨　

火疫病的效果与链霉素相当。其他报道的细菌杀菌剂　

还有用于防治黄瓜及烟草炭疽病菌的地农芽孢杆菌、　

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　

和开发具有较广的前景。　

２．２．２真菌杀菌剂研究和应用比较广泛的是木霉菌　

和黏帚霉类。目前我国已有两个木霉菌产品获得农药　

登记。此外，一些食线虫真菌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。在国外，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　

病等叶部病害；日本山阳公司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的木隔伏革霉被用于森林病害　

的防治。　２．３活体微生物除草剂在短时间内可有效地控制　

０　Ｉ炭化市蜴１　０　ｔｉｔ　０农化行业资深媒体　２６／６６３

　草害，适用于防除农田、草坪及公园中的杂草。按照　

发展生物除草剂的标准，有望作为候选或发展成生物　

除草剂的有３６种，已经使用并商品化或极具潜力的有　

１９种。　

目前，世界各国的研究机构相继研究与开发出一系　

列具有除草潜能的生物有机体。鲁保１号是世界上最　

早被应用于生产实践的生物除草剂之一，是我国山东　

省农业科学院植物保护研究所于１　９６３年在济南从罹病　

的大豆菟丝子上分离获得的一种专性寄生病原菌一胶　

孢炭疽菌菟丝子专化型。在国外，美国、加拿大、意　

大利、澳大利亚等也都成功研发出活体微生物除草剂，　

如炭疽病原平头刺盘孢、酸模单胞锈菌等，另外，还　

有放线菌除草剂，如双丙氨膦等。　

２．４农用抗生素是由细菌、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。　

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多氧霉素、　

有效霉素、植霉素、木霉素等品种。我国从２０世纪　

５０年代起已筛选出不少农用抗生素新品种，如多效霉　

素、春雷霉素、华光霉素等。现有登记注册的抗生素　

品种２３种，产品１７０个。目前已进入大规模应用试验　

的工业化生产阶段。　

阿维菌素是由日本北里研究所与美国默克公司联合　

相关链接　科技与产品ｌ】『　

．　开发，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。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，　

年产制剂约８．ＯｘｌＯ。ｋｇ，并大量出口，大有成为微生　

物农药第３大品种的势头。　

３　展望　

虽然微生物农药的开发和发展有一些局限性，但与　

化学农药相比具有资源易得、安全、环保、长效、无　

残留等优点。面对全球经济可持续性发展战略的发展　

的现状，如果我（Ｉ＇ｌｌｌ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。　

发展微生物农药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ＩＩＩＩ快推进农抗事业，　

开发出更新更有效的微生物农药。另外，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　

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。因此，构建内生基因工程菌也是微生物农　

药制剂研究的热点。　

（摘编自（（农药科学与管理）））　

我国生物农药的生产规模　

我国是一个农业大国，每年农作物病虫草害受害面积大约２亿公顷（次），每年需要生产和使用农药　

约５Ｏ万吨（有效成份）。　

生物农药具有生产原料来源广泛，对非靶标生物安全、毒副作用小、对环境兼容性好等特点，已成为　

全球农药产业发展的新趋势。　

我国目前大约有，２００多家生物农药生产企业。近几年登记的生物农药活性成分品种约占我国农药总有　

效成分品种的１　５％；占注册登记农药产品的８％；年产量１　２～１　３万吨制剂，约占农药总产量的１　２％；年　

产值约３亿美元，占农药总产值的１　Ｏ％左右，使用面积约４亿多亩次。　

我国生物农药主要品种有Ｂｔ杀虫剂、农用抗生素、植物源农药、转基因植物、病毒类农药、真菌类农药、　

植物生长调节类农药，大宗产品仍以井岗霉素和Ｂｔ为主，从品种、剂型、质量和数量上与发达国家相差甚远，　

还远远不能满足国内外市场的需求。　’　

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