微生物农药研究现状及应用前景

一、江苏省微生物农药研究开发的现状

1、微生物农药的开发现状

枯草芽孢杆菌(Bs)——微生物杀菌剂，能稳定地在土壤和植物表面定殖、产生抗生素、分泌刺激植物生长的激素、并能诱导寄主产生抗病性，是一种理想的微生物杀菌剂，有广阔的应用前景。如：美国Alabama州用Bs处理多种作物种子，平均产量增加9%，根病明显减轻;日本用Bs及其分泌物防治西红柿立枯病获得良好防效;国内北京大学和河南省农科院报告Bs对小麦赤霉病、西瓜枯萎病、烟草青枯病、棉花枯萎病等多种病害有良好的田间防治效果，并有明显的增产效应。江苏省农科院植保所与国际水稻研究所长期合作研究，研制开发出生物杀菌剂Bs-916，经大面积示范推广试验证明，Bs-916对纹枯病防效达75-85%，对稻曲病防效达63.8-85.7%。国内外专家这一研究成果高度评价，认为用Bs杀菌剂防治水稻纹枯病是目前生物防治叶部病害研究中最先进的，且已具备了转向商品化生产条件。

昆虫病毒〔核多角体病毒(NPV)、颗粒体病毒(GV)〕——微生物杀虫剂，是抑制害虫种群的病原性天敌。NPV和GV以鳞翅目害虫为特异性寄主，安全性高、可长期保存、易于生产、并与化学杀虫剂具有相似的施用方法,因而作为优良的生物防治因子,得到世界各国的广泛重视与研究。近年来,日本、美国、加拿大、英国等正着力研究NPV的提速、增效和扩大杀虫谱的途径和机制,已取得突破性进展。特别是日本研究者福原和三桥和佐藤分别发现粘虫痘病毒(PseudaletiaseparataEPV)对PuNPV和AcNPV具有极强的增效作用;後藤则发现八字地老虎(Xestiac-nigrum)的颗粒体病毒(XcGV)不仅对XcNPV、HaNPV(棉铃虫NPV)、SeNPV(甜菜夜蛾NPV)等多种NPV具有100-10000倍的增效作用,而且同时使NPV的杀虫速度提高一倍以上、并拓宽NPV的杀虫谱。GV对NPV提速、增效、扩谱作用的发现,一举突破了NPV应用于农作物防治重大害虫的3大障碍,使NPV首次展示了真正替代化学杀虫剂防治害虫的产业化开发前景。江苏省农科院植保所引进完整的NPV和GV增效株系及VEF增效基因重组表达体系，为我国开发该项最新技术奠定了坚实的基础，目前已开发出针对水稻螟虫(二化螟、三化螟)的NPV-GV增强型高效生物杀虫剂，对二化螟的杀虫效果均达90%以上。

苏云金芽孢杆菌(Bt)——微生物杀虫剂，在20多个省市用于防治粮、棉、果蔬、林业等作物上的20多种害虫，使用面积达5千万亩次。随着绿色食品的深入人心，Bt制剂在国内外农药市场上收到普遍欢迎。江苏里下河地区农科所自70年代专业从事苏云金杆菌(Bt)、球形芽孢杆菌(Bs)等微生物农药的研究与生产，是国内最早的生物农药研究机构之一。“九五”期间在研究筛选对夜蛾类等害虫广谱高杀虫活性Bt菌种的基础上，成功地运用Bt与国产氟铃脲(昆虫生长调节剂)两种生物农药增效复配的方式，既克服了Bt制剂的不足，也解决了氟铃脲单独应用成本较高和易产生药害等问题，对一些夜蛾类害虫，在初孵及1-3龄的龄期结构情况下，防效已达到80%左右，药效期7-10天，大大超过了Bt制剂单用的水平;近年来，深入开展了微生物高效毒株的筛选和生物增效因子的研究，筛选出高毒力Bt菌株Yz-2、和两株对Bt、SeNPV具有显著增效作用的病毒(PuGV-Ps和AsNPV);率先在省内开展Bt复配制剂的研究，筛选了Bt+阿维菌素等多个增效组合，示范推广效果显著。通过增进毒株毒力、病毒增效因子修饰、复配增效等多重有效手段克服制约微生物杀虫剂应用的瓶颈，提高Bt、病毒制剂毒力、扩大杀虫谱、增强环境稳定性，为其大规模运用于生产实践，开辟了新的途径。

2、应用前景

微生物农药是21世纪农药工业的新产业，代表着植物保护的方向，其最大的优势在于能克服化学农药对生态环境的污染和减少在农副产品中农药残留量，同时在示范推广微生物农药应用的过程中，农副产品的品质和价格将大幅度上升，有利地促进农村经济增长和农民增收，社会效益不可估量。

我国已加入WTO，农业将面临新的发展机遇和空间，农副产品出口市场更加广阔，提高我国农产品的国际市场竞争力的重要因素之一是降低农产品有毒物质的残留量，而微生物农药将为农产品优质安全生产和降低有毒物质残留量提供技术和物质保障。微生物农药研究与发展，将有效地实现农产品的优质安全生产，提升农产品的经济附加值，扩大我国农副产品外销市场，推进绿色产业的发展，这些均对发展农村经济、增加农民收入、促进农村繁荣具有重要的推进作用。

微生物农药作为无公害农副产品生产的必要生产资料之一，在未来的农作物病虫害防治方面将有巨大的市场需求，因此，进一步加快微生物农药的研制、产业化和推广应用进程，降低农药在农副产品中的残留和对农田生态环境的污染，实现农作物重大病虫害可持续控制，满足我国无公害农产品产业化生产对农业科技的重大需求，必将产生巨大的社会、经济和生态效益。

3、存在的问题l微生物农药防效的评价问题以微生物农药为主的生物防治是一种持久效应，因此对微生物农药的防治效果应该进行长期追踪调查，这样才能制定出使用微生物农药进行农作物病虫害管理的途径和策略。把微生物农药的防效与化学农药的防效进行比较，并套用化学防治的使用方法进行生物防治，这是一种错误的思路。微生物农药是通过生物间的相互作用来控制植物病虫害发生、为害的，微生物农药的效果不可能像化学农药那么快速、有效，但它们的防效是持久的、稳定的。因此，应该建立生物农药防治植物病虫害效果的评价体系，从生物农药对环境保护、可持续控制、农产品安全等诸方面的影响进行评估，有利于生物农药健康、迅速地发展。

l微生物农药的中试和制剂问题微生物农药进行实验室研究、小试的产品和品种很多，但真正最终实现产业化的却很少，究其原因，主要是未能解决产销用三个环节的实际问题。许多研究人员不大愿意做大范围的田间生物防治试验，因为这种试验费用大，各种干扰因素复杂，获得成果的可能性小。所以，国家政府在经费投入上应对微生物农药的研制及其产业化给予倾斜，鼓励研究人员加快微生物农药的产业化进程，同时对微生物农药产品的商品化应给予优惠条件。

微生物农药剂型单一、生产工艺落后，产品的理化指标和有效成分含量不稳定，致使成为微生物农药发展的一个瓶颈。因此，要开展产学研联合攻关，筛选能保持新剂型理化性状的助剂配方，筛选能提高新剂型分散性和附着性的表面活性剂，研制出提高生物农药防治效果的新助剂和新剂型。提高微生物农药的防治效果和有效利用率。

l农民对微生物农药的认识问题

由于农民长期使用化学农药，首先考虑效果好坏，其次是成本与经济效益的关系，基本不考虑环境污染和农产品残留问题，对微生物农药的优点和可持续控制作用缺乏感性认识，加上微生物农药的毒性低、药效相对慢等弱点和宣传力度不足等原因，使农民对微生物农药的优越性认识不足。因此要加大宣传力度，使广大农民充分认识到生物农药的优越性，同时应加强农产品化学农药残留的检测，严格实行农产品优质优价，使农民真正获得使用生物农药的好处;要抓住当前各级政府大力发展无公害农产品、大面积建设无公害农产品生产基地的契机，促进微生物农药的迅速发展。

二、今后研究的方向与发展预测l抑病、抑虫土壤

对于抑病、抑虫土壤应给予更多的研究。这种有微生物持性的土壤，使病原菌不能生存，害虫不能导致为害。虽然已有一些抑病、抑虫土壤的报导，但其抑制机制还不够了解，这是非常有用的生态信息。它们能导致新的生物防治因子的发现。

l生物防除杂草

杂草的生物防治就是利用寄主范围较专一的植食性动物或植物病原微生物，将影响人类经济活力的杂草种群控制在经济为害阈值之下。生物治草与化学除草相比，具有不污染环境、不产生药害、经济效益高等优点。有时一次成功的天敌引种可一劳永逸地解决草害。对一些恶性杂草或在特殊环境(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问题广泛复杂，难度较大，所以有必要加强这方面的研究工作。

l基因工程微生物

近几年来，基因工程微生物的研究十分活跃，并先于抗病虫遗传工程植物进入了实用化阶段。这一发展显示出生物技术用于生防微生物遗传改良的巨大潜力，并为新一代微生物农药的进一步研究开发奠定了基础。美国Mycogen公司将Bt毒蛋白基因转入定殖在植物根部的萤光假单胞菌中，使杀虫作用可延长到两周以上，对小菜蛾的杀虫效果与化学农药相当，这种工程杀虫菌剂无污染环境的副作用，1991年登记注册，商品名为MVP，成为一种新型的微生物杀虫剂，用于蔬菜害虫防治。

l转基因抗病虫植物

转基因抗病虫植物为病虫害防治开辟了新路。1985年美国科学家将烟草花叶病毒外壳蛋白基因(cp)导入感病的烟草，转基因植株增强了对病毒的抵抗力。这种通过转cp基因获得抗病性的方法后来在蕃茄、马铃薯、大豆、水稻等多种植株上获得了成功。可见这是一种很有前景的生物工程研究。

三、对策与建议

1、抓住发展机遇，加强微生物农药研究

我国农业可持续发展要求确保食物安全，发展高产优质高效农业，维护资源的合理利用，建立良好的生态环境，以实现农业和农村的持续发展。要促进农业的可持续发展，推广应用微生物农药是重要的技术支撑之一。此外，随着我国加入WTO，国内市场进一步开放，我国农产品将面临严峻的挑战。发展优质、无公害的农产品，提高参与国际市场的竞争力，微生物农药将起着极其重要的作用。因此，要抓住机遇，大力发展微生物农药。

2、强化基础研究，加大研究力度

发展微生物农药，政府必须加大科研经费的投入。首先应建立省级微生物农药研究基地或工程中心，组成一支微生物农药科研队伍，围绕当前生产上主要农作物重大病虫害开展生物防治的研究，系统筛选高效菌株，建立优化的发酵、增殖生产工艺和规范的生产质量标准，组建配套的田间实用技术;其次要加强微生物农药作用机理的研究，可根据其作用位点和活性中心反推导，指导菌种选育，更新剂型，合成新农药的先导化合物，创制新农药。

3、加速微生物农药产业化进程微生物农药的研究在立项的同时就应考虑到项目的最终目标是形成微生物农药产品，将要进入市场，因此，应着重对微生物农药的制剂加工、产品质量、环境行为等一系列问题开展研究，提高微生物农药商品的质量和竞争能力;政府应制定向微生物农药产业化倾斜政策，一方面要加大扶持微生物农药产业化的支持力度，另一方面要鼓励企业单位直接参与项目研究，使企业成为微生物农药研究成果转化为生产力的基地，促进微生物农药的产业化。

4、微生物农药的开发与无公害农业生产基地建设相结合

微生物农药是无公害农产品生产必须的生产资料，因此应该将微生物农药的开发和无公害农业生产基地的建设紧密结合，在广泛建立无公害农产品生产基地的同时大力推广应用微生物农药。围绕我省农业结构调整、提高农业效益、增加农民收入、改善农村生态环境的主题，结合我省无公害农业对植物保护研究的新要求，大力发展微生物农药，使微生物农药及其配套使用技术在农作物主要病虫害防治中发挥更大的作用，为“十五”期间加速我省农业由主要追求数量向注重质量效益的根本转变、保障食物安全、保护环境、促进农业可持续发展，提供有力的科技支撑。

附：我国无残留农药研究达到国际先进水平

一种以昆虫病毒为主的专门防治茶叶害虫的纯“活体微生物农药”，日前被国家农业部正式批准实现批量生产，开始在全国有机茶基地推广使用，这标志着我国无残留农药应用这一高科技领域已达到国际先进水平。

这种最新研制的纯“活体微生物农药”被命名为“武大绿洲茶园”，是国家计委批准的“国家高技术产业化示范工程项目”中一项生物高新技术成果。它是按照联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)共同创导使用的最有毒力和最安全的昆虫杆状病毒与其它微生物复合而成。

由武汉大学生命科学学院昆虫病毒研究所和湖北武大绿洲生物技术公司开发研制的“武大绿洲茶园”，是以茶尺蠖核型多角体病毒为主与其它微生物复合而成，是一种具有自主知识产权的纯生物杀虫剂。这也是目前国内外首例通过国家鉴定并可直接用于有机茶大面积防治茶尺蠖、茶毛虫、茶小卷叶蛾三大害虫的纯生物农药。