一、概念

微生物农药是利用微生物及其基因产生或表达的各种生物活性成分，制备出用于防治植物病虫害、环卫昆虫、鼠害总称。

二、技术原理

微生物农药利用细菌、‌真菌、‌病毒等微生物作为有效成分，‌通过植物触杀、进入害虫体内、‌繁殖和产生代谢产物，‌导致害虫或病害的死亡或抑制。

从苏云金杆菌中提取了抗虫基因，构建基因表达载体，然后将这些基因转入棉花种子中，使得棉花在生长过程中能够表达这种毒蛋白。当棉铃虫食用这些转基因棉花时，毒蛋白会在棉铃虫的肠道内发挥作用，导致其消化系统受损，最终死亡。

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三、微生物农药杀虫剂的种类

1. 真菌杀虫剂：利用真菌生物剂对害虫进行控制，其主要作用为感染和寄生。相对于其他微生物杀虫剂，真菌杀虫剂的潜在风险较大，因此在使用过程中需要在害虫数量不太多的情况下使用，不能过量使用。常见的真菌杀虫剂有白僵菌、绿僵菌和腐霉等。

2. 病毒杀虫剂：这类杀虫剂利用病毒侵染害虫的细胞，破坏其生命活动并导致其死亡。病毒杀虫剂具有高度的专一性，只针对特定的害虫种类有效。

3. 细菌杀虫剂：利用细菌生物剂感染害虫体表或体内的细胞进行杀虫，这一类杀虫剂对人类安全无害，但能够对害虫的神经系统造成破坏作用，使害虫无法进食和活动。常见的细菌杀虫剂有苏云芽孢杆菌和细菌杀线虫等。

4.真核生物杀虫剂：利用真核生物对害虫进行控制，常见的真核生物杀虫剂有线虫和昆虫内寄生菌等。

5.原生动物杀虫剂。原生动物是小型单细胞生物如鞭毛虫等，它们也能作为微生物杀虫剂使用。这些原生动物通过捕食害虫的幼虫和卵，来降低害虫的数量，从而实现控制虫害的目的，它们主要对某些特定类型的农业害虫具有良好的防治效果。

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四、微生物农药的优点（特点）

1.对脊椎动物和人类无害，特异性强。

害虫病原体对宿主有很强的选择性。因此，微生物杀虫剂具有对人畜等防治目标以外生物（非目标生物）安全无害的特点，如已有大量事实证明，苏云金杆菌制剂对于鱼类、禽类、哺乳动物和人类是完全安全的。

2.有自然传播感染的能力

昆虫是各类昆虫病原体最适合的培养基，尤其对一些传染性病原体来说，甚至是不可代替的培养基，昆虫病原体使用后可在虫体内增值，产生芽孢、病毒多角体等具有感染力的繁殖体，这些繁殖体可在昆虫群落中自然传播去感染其它健康昆虫而造成流行病，尤其在虫口密度较高时蔓延传播更快，从而可以起到长期防治的作用，这是任何化学杀虫剂所不具备的特点。

3.害虫不易产生抗药性

微生物杀虫与害虫在长期共同的生活过程中，适应了害虫的防卫体系，虽然害虫对微生物长期反复的侵染会产生一定的抗性，但是这种抗性的增长是极其缓慢的，也就是说害虫对一些病原微生物的免疫力多年来始终保持在一个很低的水平。

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4.选择性强

微生物农药对病虫害选择性相当强，对人畜安全无毒，不杀伤害虫的天敌和有益生物。

5.易于改造
可用生物技术的方法对其中的微生物进行改造，不断改进产品性能，提高产品质量。

6.能保护害虫天敌

微生物杀虫剂的选择性强，能有区别地作用于害虫和害虫的天敌，它们可杀死害虫而对天敌无害。保持了天敌对害虫的制约作用，使得生态平衡向着有利于天敌的方面发展。

7.容易进行生产

许多昆虫病原微生物已能进行工业化的生产，不少种类还可以采用简易的固体发酵法进行生产，无需特别的设备条件。

五、微生物农药的应用

微生物农药是一种环保、‌安全的农药，‌它利用细菌、‌真菌、‌病毒等微生物活体作为有效成分，‌通过发酵或扩繁增殖、‌纯化的方法获得母药，‌然后添加适当的助剂加工成微生物农药制剂。‌这类农药在农业植物杀虫剂中具有广泛的应用，‌体现了对环境友好的理念，‌同时也展示了其在防治害虫方面的潜力。

六、微生物农药杀虫剂发展历史

古代和中世纪时期，‌微生物杀虫剂的发展主要集中在利用自然界的微生物来防治病虫害。利用微生物防治害虫的研究始自19世纪，到20世纪上半期逐渐进入开发实用阶段。‌1920年，‌马修斯测试了氯化苦与其他化学品一起防治真菌、‌线虫和金针虫的效果，‌以及氯化苦对土壤细菌的有益作用。‌1940年，‌Christie和Cobb报道了使用溴甲烷防治植物材料上菊叶线虫的试验。‌1943年，‌沃尔特·卡特博士发表了一篇论文，‌标志着中世纪杀线虫剂历史的结束和现代时代的开始，‌该文报道了1,3-二氯丙烯与1,2-二氯丙烷的混合物的田间试验结果。‌

发展较快的是真菌和细菌杀虫剂，到50年代，以苏云金杆菌为代表的细菌杀虫剂已实现工业生产。70年代以来，病毒杀虫剂开始商品化。微生物杀虫剂是生物科学与工程技术结合发展的产物，随着现代生物工程的迅速发展，微生物杀虫剂将有很大的开发前景。

现代时期，‌微生物杀虫剂的研究和发展取得了显著的进步。随着科技的发展，‌微生物杀虫剂的研究和应用逐渐成熟。‌现代微生物杀虫剂主要利用细菌、‌真菌、‌病毒和原生动物等微生物的活性成分来防治病虫害。‌这些微生物农药具有选择性强、‌对人畜安全、‌不污染环境等特点，‌是未来农药发展的重要方向之一

七、中国微生物农药登记生产总体概况

截止2023年，我国登记生物农药有效成分150个，产品4000余个，分别占农药总有效成分和总产品数量的17%和9.8%。

据国家统计局2023年数据显示，全国生物农药生产企业大约240家，生物农药产量18万吨，约占全国农药生产企业的10%左右，年产值约300亿元左右，占整个农药总产值的10%左右。某些知名产品如井冈霉素、赤霉素、阿维菌素、Bt四个品种的年产值均超过1亿元，且我国是井冈霉素、赤霉素和阿维菌素的最大生产国。苦参碱、阿泰灵、壳寡糖和芸苔素内酯等产品发展迅猛，市场份额逐年扩大。印楝素、鱼藤酮、白僵菌、绿僵菌、木霉菌等推广应用效果良好。害虫天敌的生产与利用技术达国际领先水平，例如赤眼蜂的年繁蜂量100亿头左右，应用面积133.3万hm2以上，是全球应用面积最大的国家。

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八、微生物农药发展前景

当前，我国农业正向高质量方向迈进、向绿色低碳方向转型，公众对农产品质量安全和环境安全的日益关注给生物农药的发展带来了难得的机遇和动力。

生物农药多为低毒或微毒产品，对非靶标生物毒性低，对人畜安全性高；自然降解快，残留低，不易污染农产品，不会对环境和生态系统造成持久性影响；对天敌安全，不伤害蜜蜂、鸟、鱼、青蛙，对环境友好。

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，扩大中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。微生物农药可以大幅度的实现农作物病虫害的防治，满足对无公害农产品的需求，对社会、经济和生态都将产生重大意义。

九、中国微生物农药主要成果

1.尹莘耘先生的多效霉素于1978年获得国家技术发明三等奖。

2.1984年，胡吉成等研发的公主岭霉素获得国家技术发明二等奖。

3.沈寅初院士研发的井冈霉素在80年代初获上海市首届科技进步一等奖，国家科技进步二等奖；

4.浏阳霉素获得“七五”攻关奖，阿维菌素获得国家科技进步二等奖。

5.郑裕国院士以高纯度井冈霉素生物催化生产井冈霉醇胺的产业化技术开发获得国家技术发明二等奖。

6.邓子新院士实现了井冈霉素及其直接医药前体的异源生物合成，获得国家自然科学二等奖。

7.1995年，“中国苏云金杆菌杀虫剂商品化生产、质量标准及应用”获得国家科技进步二等奖，1996年，该项技术成果荣获“两委一部”国家重大科技成果表彰奖励。

8.2008年，张艳璇团队的“以螨治螨”成果“天敌捕食螨产品及其农林害螨生物防治配套技术的研究与应用”获得国家科学技术进步二等奖。

9.2009年夏玉先团队 的“杀虫真菌农药共性关键技术研究与产品研制”获重庆市技术发明一等奖，同年，“真菌杀虫剂产业化及森林害虫持续控制技术”获国家科技进步二等奖。

10.华南农业大学的印楝素杀虫剂荣获国家首届发明创业奖，国家环境保护科技进步一等奖，鱼藤酮杀虫剂的研究荣获国家科技进步二等奖。吴文君主持的“杀虫植物苦皮藤的研究”1991年获商业部科技进步二等奖，主持的“植物杀虫剂苦皮藤素研究与开发”2003年获陕西省科学技术一等奖，2006年获得国家科技进步奖二等奖。

11.吴云峰主持完成的“多羟基双萘醛植物源病毒抑制剂的筛选与研制”获得2007年陕西省科学技术奖一等奖。

12.张兴主持完成的“楝素杀虫乳油”、“油酸烟碱系列杀虫剂”等成果先后获得陕西省和甘肃省科技进步二等奖。

13.自2017年11月1日，农药登记资料要求（2569号公告）执行以来，我国的微生物农药已经进入了一个相对快速发展的阶段，生防微生物不断增多，各种新型微生物农药也不断涌现。下图是2019—2023年登记微生物农药数量的柱状图。

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十、中国微生物农药主要研究机构

1.中国科学院微生物研究所

微生物所坚持“微生物、高科技、大产业”的战略定位，致力于成为微生物领域重要的国家战略科技力量，面向世界科技前沿、人民生命健康和经济社会可持续发展。

2.中国科学院生物物理研究所

研究所的定位是：充分发挥多学科交叉的综合优势，在蛋白质科学、脑与认知科学、感染与免疫、核酸生物学等学科前沿领域实现基础性、前瞻性、战略性突破，加强生命科学领域关键装备的创新研制。

3.中国科学院武汉病毒研究所

针对国家生命健康和生物安全领域重大需求，研究所依托高等级生物安全实验室，着力阐明高致病病毒相关前沿科学问题，开展防控技术和产品研发，系统提升新发突发传染病应急反应能力。

4.中国农业大学

学校在生物种业、耕地保护、数字农业、智能装备、食品科学、生物医药、营养健康、农业绿色发展、全球农业发展、人文社会科学等领域开展了大量研究。

5.微生物农药国家工程研究中心：‌该中心依托于华中农业大学和湖北省农科院。‌该中心主要进行微生物农药的研究与开发，‌致力于推动微生物农药技术的创新与应用。

6.福建省微生物研究所：‌成立于1955年，‌是较早从事抗生素和微生物药物研究的专业科研机构之一。

7.中国农科院生物工程研究所

中国农业科学院生物技术研究所，坚持“四个面向”，在作物功能基因组、作物分子生物学、农业微生物学和农业生物安全等四个优势领域确立重点研究方向。

8.华南农业大学天然农药与化学生物学教育部重点实验室：在赵善欢院士的领导下，在植物性农药、光活化农药、农药残留检测与分析、农药剂型研究、农药生物技术等研究领域积累了深厚的工作基础，并开辟了导向农药这一全新的研究领域。

9.中国农科院植保所

研究所设有植物病害监测与防控、农业害虫监测与防控、农药研究、生物防治、植保生物技术、入侵生物预警与防控、杂草鼠害与草地有害生物防控等7个创新中心。

10.陕西省生物农药工程技术研究中心中心始终在新农药研究开发中，注重天然产物农药及高效、低毒化学合成农药的创制、进行农药制剂加工技术研究，使高毒农药低毒化、低毒农药微毒化。

十一、微生物农药发展国家产业政策

我国在自2004年以来的中央一号文件中，几乎每年都提到“绿色”概念。2018年的中央一号文件更是强调，要以“绿色发展”引领乡村振兴。

2015年，党的十八届五中全会首次把“绿色发展”提到“五大发展理念”的高度，强调“坚持绿色发展，推进美丽中国建设”。

2017年新修订的《农药登记资料要求》较大幅度地减少了生物农药试验和登记时间。

十九大以来，绿色发展成为新形势下行业发展的主旋律，高毒、高残留农药逐步退出市场，化学农药减量施用，低毒低残留生物农药成为市场新宠。生物农药、绿色植保是农业绿色发展和质量兴农的重点之一。

《十四·五全国种植业发展规划》支持高毒农药替代产品研发，分期分批淘汰甲拌磷、甲基异柳磷、水胺硫磷、灭线磷、涕灭威、氧乐果、灭多威、克百威、磷化铝、氯化苦等10种高毒农药。

近年来，生物农药的创制与开发应用得到了政府部门的高度重视与大力支持，设立了“863”等专项资助项目。

参考文献

1.中国科学院科研进展 https://www.cas.cn/syky/

2.中国科学院所属有关研究所和其它有关科研机构大学官网

3.中国农业科学院  https://www.caas.cn/

4.中国农业大学  https://www.cau.edu.cn/

5.中国农药信息网  http://www.icama.org.cn/

6.中国农药工业协会  https://www.ccpia.org.cn/

7.中国生物工程学会  https://www.biotechchina.org.cn/

8.中国生物农药70年发展历程与展望（上 下）原创 张兴、马志卿等 中国农药工业协会 2019年10月10日 

9.2023年我国登记的新农药特点  白小宁  李友顺  农向群  王以燕  赵安楠  2024.01.01

10.全球及我国生物农药行业发展概况  2022-01-20 作者：江苏省农药协会  柏亚罗

11.生 物 农 药 的 分 类  农药科学与管理  郑斐能 中国农业科学院植保所

12.全球生物农药定义、分类及管理和测试准则介绍  宋俊华  杨 峻  上海沈化院科技有限公司

农业农村部农药检定所  2020 12 17

13.微生物农药在植物病虫害防治中的应用  林 静，陈智明，张 峰 2023

14.我国微生物农药的研发与应用研究进展 河北省植保协会 2023年08月29日 来源：《农药学学报》作者：张慧等

15．中国数子科技馆官网

16．部分图片文献来自互联网