1、微生物農藥及其發展概況王建偉上海師范大學 環境工程系 2003級 0313530摘 要：在食品安全日益備受關注的新世紀， 綠色食品的發展已成為國際食品工業的發展趨 勢。作為生產綠色食品的生態農業生產模式 生物農藥的研制和應用是其能否成功實施的關蟲生線蟲殺蟲劑等活體微生物源生鍵因素之一。從真菌殺蟲劑、細菌殺蟲劑、病毒殺蟲劑、 物農藥以及抗生素類殺蟲劑、 基因工程殺蟲劑等微生物源生物活性物質農藥對微生物農藥的 研究與開發現狀進行了綜述，并指出我國與國外微生物農藥的發展差距。關鍵詞 : 綠色食品， 農藥， 微生物農藥， 微生物源生物， 微生物源生物活性物質， 發展差距， 發展前景目前食品安全是全球關

2、注的焦點，追求安全、無污染食品已成為當今社會的消費潮流。綠色食品由于安全無公害而受到人們的普遍青睞，但我國綠色食品的發展與國外有較大的差1。綠色食品是基于生態農業的農業生產模式生產的。而生物農藥的研制和應用是生態農業距，人世后已面臨更大的壓力和挑戰，因此，加快綠色食品工業的發展已是當務之急能否成功實施的關鍵因素之一，生物農藥中應用最多、效果最好的是微生物農藥。微生物農藥 2、殺菌、微生物農藥就是指由微生物及其微生物的代謝產物和由它加工而成的具有殺蟲 除草 、殺鼠或調節植物生長等具有農藥活性的物質 3。1活體微生物源生物農藥真菌真菌可以被用作為殺蟲、 殺菌、除草的生物農藥。 殺蟲真菌目前世界上已

3、記載的約有 100屬， 800多種。半知菌亞門集中了大約50%的殺蟲真菌。其中白僵菌是發展歷史較早、普及面積大、 應用最廣的種真菌殺蟲劑。美國和以色列等國家已篩選出了大量生防菌株，殺菌劑方面有以色列開發出的名為Trichodex哈次木霉制劑，可以防治灰霉病、菌核病、霜霉病、 白粉病等葉部病害已在歐洲和北美20多個國家注冊， 具有良好的市場前景。 除草劑方面有美國Ecogen公司等開發的用于防除水稻、麥類田間雜草的盤長孢狀刺盤孢、防除柑橘 雜草的棕櫚疫霉菌，日本和加拿大也有些品種。我國早在 20世紀 50年代后期就開始應用白僵菌防治食心蟲、松毛蟲、玉米螟等的研究，并得至U了不斷地發展。近年又分離

4、出了綠僵菌菌株，現正利用其進行蝗蟲、蠐螬的防治及推廣應用。 現已成功開發并商品化生產的真菌制劑有用于防治蔬菜灰霉病的木霉菌，另外研究得較多的有青霉、蚜霉和輪枝霉等。細菌細菌源活體微生物農藥主要用于殺蟲及殺菌等病害，目前篩選的殺蟲細菌大約有100多種， 其中被開發成產品投入實際使用的主要有4種，即日本金龜子芽孢桿菌、 球形芽孢桿菌、緩病芽孢桿菌和蘇云金芽孢桿菌 (Bt) 。應用最多的是蘇云金芽孢桿菌 (Bt) 殺蟲劑，同時也是目前世界上用途最廣、開發時間最長、產量最大、應用最成功的一種生物殺蟲劑，現已廣泛用于防治農業、林業、貯糧害蟲等150多種害蟲 (主要是鱗翅目害蟲 )。利用細菌防治植物根病、

5、 病毒病和真菌病的研究和開發取得了較大的發展。如美國開發成功的防治果樹根瘤病的放線土壤桿菌等。病毒一一昆蟲病毒可引起1000多種昆蟲和螨類發病，昆蟲病毒寄主范圍只限于無脊椎動物，不易引起大規模的生態平衡的破壞，對環境因子具有很好的穩定性，對作物、人、家畜及水生生物等無害，因而已成為當今微生物農藥研究與開發的熱點4。世界上已從 11個目43個科的900多種昆蟲中發現了 1690多種病毒， 其中60%為桿狀病毒。目前，病毒殺蟲劑已用于大量的經濟作物，如苜蓿、大白菜、玉米、棉花、黃豆、煙草和蕃茄等，并在一定程度上獲得成功。其中最突出的是應用桿狀病毒防治黃豆田的黎豆夜蛾(velvetbean cate

6、rpillar) ，防治面積近 100萬公頃。我國自 80 年代以來，病毒制劑的研究開發取得了突破， 棉鈴蟲核多角體病毒和粘病毒已相繼開發成功，并投入生產。另外，通過基因工程的技術改造病毒的殺蟲毒性等方面研究工作也取得良好進展。其他除細菌、真菌、 病毒外，對線蟲等生防作用的研究一直在進行之中。在20世紀60年代和 70年代， 我國曾從國外引入多種病原線蟲，但只限于室內生物學方面的觀察研究和對某些害蟲進行毒力測定。 直至80年代中期， 從澳大利亞引入了多種斯氏線蟲及其培養技術(包括共生細菌培養技術 ) ，實現了批量生產斯氏線蟲的目標，并用于大面積防治多種害蟲，取得了良好的效果。2微生物源生物活性

7、物質農藥這一類生物農藥中， 主要是將微生物的次級代謝產物作為農用抗生素開發為農藥。農用抗生素作為農藥品種， 其發展十分迅速， 已成為微生物源農藥的主體之一。 農用抗生素在作物生產上的應用主要是防治作物病害、 蟲害、草害以及植物生長調節劑和抗病毒制劑等方面，它和化學農藥的主要區別在于前者是生物合成的， 后者是人工合成的產物。 在 20世紀 50年代，為了防治某些病害，人們曾將醫用抗生素作農用，同時又開發了放線酮、抗霉素A等一些抗生素， 由于成本和性能等問題， 競爭不過化學農藥，以致發展緩慢。 1958年日本見里等人成功開發了滅瘟素 S(Biasticidin-S) 替代有機汞制劑，用于防治稻瘟病

8、，并于 1963年闖過了成本和藥害兩關， 在近千畝水稻田大規模使用， 取得顯著效果， 從而掀起了開發農用抗生素的熱潮，尤其在日本，成為開發新農用抗生素的主體。我國農用抗生素的研究始于 50年代， 以篩選殺菌抗生素和植物生長調節劑為代表。60年代我國研制成功了放線菌酮和滅瘟素，并成功80年代研制投入工業生產。 70年代研制成功了春日霉素、慶豐霉素、井岡霉素、多抗霉素。成功了公主嶺霉素、多散霉素、農抗 120、殺蚜素、瀏陽霉素等。90年代又研制成功了中生菌素、武夷菌素、寧南霉素、華光霉素、梅嶺霉素和阿維菌素等。目前，農用抗生素已成為 世界農藥市場中不可缺少的一部分， 可具體分為農用殺蟲抗生素， 農

9、用殺菌抗生素和除草及 其他農用抗生素。3生物技術對微生物源生物農藥的影響生物技術對這一方面的影響主要在于：是采用新的生物技術尋找新的微生物菌株，應用基因重組技術獲得高活性的微生物菌株， 這方面的成功實例有基因重組的蘇云金芽孢桿菌(Bt)。目前通過質粒修飾與交換技術或基因體外重組技術，已有對毒素蛋白基因重組而獲得活性更強、 殺蟲范圍更廣的蘇云金桿菌殺蟲劑的報道和產品。二是通過發酵工程的技術來提高微生物的產量， 對于真菌是提高孢子的生成量， 對于細菌是提高細菌的量， 而對于代謝產物則是提高發酵單位。 三是通過基因工程技術提高產量或產品質量； 對于病毒這一生物農藥的研究而言， 因為相對于常規合成的化

10、學殺蟲劑， 病毒的殺蟲速度較慢， 而隨著基因工程技術的發展， 從20世紀 80年代末起， 科學家開始嘗試對桿狀病毒的遺傳性狀進行各種分子生物學改造， 以期獲得更優良的病毒殺蟲劑。 主要的研究集中在對重組病毒進行外源基因的插入和病毒基因的缺失這兩個方面： 插入的基因有昆蟲激素基因和昆蟲選擇性毒素基因，缺失的基因是一個內源性的編碼甾體尿苷二磷酸葡萄糖轉移酶(ecdysteroidUDPglucos yitransferase, egt)基因。對于產生活性物質的微生物，通過基因工程技術，使產生菌改變這些合成途徑中所需的酶而獲得目的組分，或提高目的組分的發酵單位。 這些方面都取得了較大的成功。我國與國

11、外微生物農藥的發展差距統計資料表明，美國生物殺蟲劑銷售額1990年為 1700萬美元，而到 2000年猛增至 6億美元。預計未來幾年銷售額增長率為10%20%5。美國Mycogen公司和Econge公司已分別開發出高效、耐紫外線照射和寬殺蟲譜的 Bt工程菌。在Bt領域，近年來國際競爭表現為基因水我國微生物農藥發展和平上的競爭， 殺蟲劑微生物資源和殺蟲基因是國際競爭的焦點所在。研究與世界相比， 還存在較大的差距。 主要表現在各部門和單位對生物農藥的投資太少，產品開發后勁不足、 微生物農藥的品種不足， 結構不合理；企業生產規模偏小；科研成果轉化率低； 研究開發與生產銜接不力； 產品質量不穩定等。

12、這些都制約我國微生物農藥產業的發展，對于急需壯大和快速發展的綠色食品產業來說無疑是不利的6，7。微生物農藥的發展前景我國加入 WTO 后，在國際農產品和食品貿易中，將面對苛刻的農藥殘留標準，這為微生物農藥的發展提供了巨大的機遇。 另外在我國蔬菜生產從傳統方式向綠色產業和出口創匯產業過渡中， 微生物農藥必將逐步部分或全部替代化學農藥，以降低生產成本， 提高品質，也才能適應入世后對農產品特別是出口農產品的高標準和新要求8。另外，發展微生物農藥及其相關產業符合當前我國農業和環境可持續發展的要求，與我國農業科技體制改革和農業產業結構轉型的密切關聯， 新型微生物農藥的研究成果會推進傳統農藥產業結構調整和

13、技術提升， 帶動農業微生物產業的發展和壯大， 獲得巨大的規模效益， 同時還可能形成一些新的農業高新技術產業群， 為我國現代農業生產和生態環境的可持續發展，為農業等相關產業結構的調整提供重要的技術保障 7。總之，人們對綠色食品需求的增加、環境可持續發展意識的加強、 國際貿易中綠色壁壘的克服等因素，都要求我們開發出高效、低毒、無殘留的農藥并大面積應用，特別是微生物農藥，因此微生物農藥發展前景會更加美好9，10。總結：微生物農藥的使用是一次重大的革命， 它打破了只有化學品才能做農藥的傳統。 微生物農藥材料來源廣闊， 殺蟲、滅菌性能遠強于普通化學農藥， 其最大優點就是對環境危害甚小。微生物農藥的研究和

14、應用， 對于保護農作物的生長、 維持農田生態環境平衡和保護人畜健康、減少農藥殘留污染、 促進農產品出口和農藥工業的發展都具有十分重要的意義。作為一個環境工程專業的學生 ，化學農藥對土壤的危害是我們尤其關注的，特別是大家現在都很關心我們的健康 ,微生物農藥正順應了這一潮流。隨著對微生物農藥的普及，高效殺滅害蟲而同時又不污染土壤、危害健康這一魚和熊掌兼得的美好前景已離我們不遙遠。參考文獻：1劉高強，魏關才，我國綠色食品的現狀分析與發展J,食品研究與開發，2002,23(4):18-202沈寅初 ,張一賓 ,生物農藥 M, 化學工業出版社 ,北京 ,20003 喻子牛 ,微生物農藥及其產業化 M, 科學出版社 ,北京,2000.1-124 郭君慧，杜昌升，彭建新等，重組桿狀病毒安全性及其評價J,中國生物防治，2003, 19(1): 40-435 劉志俊，馮文萍 .生物農藥新概念新發展