第二节 生物农药的分类及国内外研究发展现状
一、生物农药的概念及种类
生物农药是指用来防治病、虫、草等有害生物的生物活体及其代谢产物和转基因产物，并制成商品的生物源制剂，包括细菌、真菌、病毒、线虫、植物、昆虫天敌、农用抗生素、植物生长调剂和抗病虫草害的转基因植物等。
生物农药因分类依据的不同而异。生物农药按用途可被分为3大主要类别，即生物除草剂、生物杀菌剂和生物杀虫剂。按照来源可把生物农药分为生物体农药和生物化学农药两类，其中生物体农药又分为动物体农药、植物体农药、微生物体农药，生物化学农药又分为植物源生物化学农药、动物源生物化学农药、微生物源生物化学农药等。
二、国外生物农药的研究发展现状
(一)生物体农药
1.动物体农药
这类生物农药主要是天敌昆虫。对天敌生物农药的开发目前国外已形成了一定规模化的产品，世界上规模较大的天敌昆虫公司己有80多家，仅北美已经商品化生产的天敌昆虫就有130多种，主要有赤眼蜂、丽轿小蜂、草岭、飘虫、螳螂花峙、捕食性等，广泛应用于果园、大田、温室等。国外很多科研机构对天敌昆虫或害虫进行生物技术改造取得了良好的效果，如研究出了带抗有机磷农药基因的工程益端Mataseiulusoccidentalis，还有将昆虫显性不育基因导入害虫雄虫体内培育出不育雄虫，效果也不错。
2.转基因植物
对转基因植物的研究开始于20世纪80年代，并逐渐升温，1996年美国推出具有抗虫性的苏云金杆菌 (Bacilusthuringiensis，Bt)转基因玉米，随后各国通过转基因分别研制出的抗虫大豆、抗虫棉花 (棉铃虫、红铃虫)、抗虫马铃薯 (甲虫)、抗病毒的西葫芦、抗除草剂的玉米等。据不完全统计，目前约有90多种转基因植物产品被批准商业化生产应用。
3.微生物体农药
(1)微生物杀虫剂
目前世界上报道的杀虫真菌约有100多属，800多种，先后有50多个产品登记注册。各国研究应用最多的是白僵菌，俄罗斯用它防治马铃薯甲虫，美国用它防治森林害虫;其次是绿僵菌，主要防治地下害虫，巴西、澳大利亚使用金龟子绿僵菌防治甘蔗和牧草害虫;此外拟青霉属、赤僵菌、虫生藻类也有应用，美、英等国还有虾生轮枝菌、大链壶菌、汤普生多毛菌制剂。
目前筛选的杀虫细菌有100多种，其中被开发成产品投人实际应用的主要有: 苏云金芽抱杆菌、日本金龟子抱杆菌、球形芽抱杆菌、缓病芽抱杆菌。其中苏云金杆菌是当前研究最多的生物杀虫剂，国外许多国家如美国、日本、朝鲜、法国、俄罗斯、比利时等国都有Bt制剂生产，产量属美国最大。目前Bt研究的焦点是开发Bt新资源和通过各种现代生物技术手段(基因重组、原生质体融合、加质粒消除、结合转移) 研制出广谱、高效的Bt工程菌。球形芽孢杆菌在欧洲和北美已被注册，用于防治蚊子幼虫，尤其是库蚊幼虫。
昆虫病毒杀虫剂也是目前生物农药研究的-点只全世界已从900多种昆虫中发现了1690多种病毒，研究开发出棉铃虫多角体病毒、毒蛾多角体病毒等大约50多种病毒制剂，登记注册的病毒杀虫剂有30多个品种，其中美国6种、欧洲10种、俄罗斯11种。目前，科研工作者们利用基因工程技术 (插人激素或酶类插入神经毒素、缺失egt基因、基因重组) 改造昆虫病毒，获得很多高毒力、抗分解的生物病毒，如美国的舞毒蛾NPV、加拿大的云杉卷叶蛾NPV、以色列的海灰翅夜蛾NPV等。
2)微生物杀菌剂
世界各国已有25种以上的真菌杀菌剂产品注册，应用最广的是木霉菌，以色列开发出一种名为Trichodex的哈茨木霉菌制剂，能防治灰霉病、霜霉病等多种叶部病害，已在欧洲和北美的20多个国家注册，日本山阳公司开发了用于防治烟草白绢病的木霉菌制剂。WRGrace公司开发出了用于园艺的绿黏帘霉Ecologicallabs 研制出木隔抱伏革霉防治森林病害。
早期用于生防研究的细菌主要有假单胞菌、放射性土壤杆菌、欧文氏菌等。放射性土壤杆菌K84在1973年被大规模生产用来防治果树的根癌病，美国报道了用草生欧氏杆菌防治梨火疫病效果很好。近年来，人们开始发现芽抱杆菌的巨大杀菌潜力，美国开发的枯草芽抱杆菌制剂(Kodiak)对植物由Fusarium和Rhizoctonia引起的病害防效很好，蜡质芽杆菌UW85制剂在美国登记为种子处理剂，防治手臂猝倒病，国外还报道了地衣芽杆菌防治黄瓜和烟草炭疽病。
1989年Kemica推出放线菌杀菌剂Streptomycesgriseovirdis商品名Mycostop，主要用于观赏植物和温室蔬菜上的镰刀菌引起的枯萎病。
(3) 微生物除草剂
1981年，DeVine在美国被登记注册为第一个生物除草剂它是棕疫霉(Phytophthora palmivaraButl) 制剂，用于柑橘园进行土壤处理防治莫伦藤 (Morrenia odorata Lindl),防效达96%。在DeVine之后，Collego获得登记，它是阿肯色州大学和Upjohn公司开发的一种合萌盘长抱状刺盘抱合萌专化型(Colletotrichum gloeosporioules f.sp.aeschynomen)(简写为Cga)，用于防治水稻及大豆田中的弗吉尼亚萌。还有Philom Bios公司于1992年商品化的一种长抱状刺盘锦葵专化型 (Colletotrichum gloeosporioules f.sp.malvae) (简写为Cgm)干粉剂，用于防治圆叶锦葵、西麻。美国使用植物真菌炭疽病原平头刺盘 [Colletotrichum truncatum (Schw.) Andr.et Moore] 研制的真菌除草剂用于水稻和大豆田中防除大麻，在其施入7天后大麻植株死亡。还有Colletotrichum gloeosporioulesf.sp.aeschynomene研制的真菌除草剂，防除卷茎蓼，防效95%。纵沟柄锈菌[Puccinia canaliculata(Schw.) Lagerh]的真菌除草剂用于玉米、花生、蔬菜等一些作物的田间防除莎草，防效90%~98%。
(4) 其他微生物体农药
国外有15家公司进行昆虫病原线虫的商品化生产，日本登记了小卷蛾斯氏线虫(Steinernema carpocapsae)用于防治鳞翅目早熟禾结网毛虫(Parapediasia teterrella)、黏虫和象甲。利用微孢子虫防治害虫、杂草，美国已有产品问世。
(二) 生物化学农药
1.动物源生物农药
将昆虫或其他动物产生的激素、毒素、信息素、几丁质提取出来或完全仿生合成的农药就是动物源生物化学农药。最常见的就是昆虫信息素，全世界现已合成昆虫信息素1000多种，已商品化的有280多种，节肢动物毒素，如蜘蛛和黄蜂的毒素也有很好的杀虫活性，昆虫几丁质对小麦纹枯病、花生叶斑病、烟草斑纹病等有较好的防效。
2.植物源生物农药
对害虫有拒食、内吸、毒杀、麻醉、忌避及一定生长把制作用的植物提取物称为植物源杀虫剂，在国外，Grainge Ahmed (1988)报道，约有2400种植物具有控制害虫的生物性，生物碱类是植物中最毒的成分，对昆虫具有毒杀、拒食和扮生活性，烟碱、蒙芦碱、乌头碱、尼鱼丁等很早就已经使用。而烯类国外已经商品化的有印素。蔡醒和黄酮类代表种类有胡树醒、类鱼藤醒、鱼藤配、苦参素等。笛类有Nic-1和Nic-2，光活化毒素和植物精油是植物源杀虫剂中两类独特的成分。光活化毒素在光照下对害虫的杀伤力成几倍甚至上千倍的提高，植物精油是一类分子量较小的植物次生代谢物质，主要分为酷烯类、芳香族类、脂肪族类和含氮含硫化合物，其中苗芹油、香茅油、桉树油、天竺葵油、茉莉油、柠檬油、橘油等已在美国商品化植物提取物对病原微生物有杀灭活性的称为植物杀菌剂Wilkins等曾报道有1389种植物提取物具有杀菌活性，在国外已被利用的植物源杀菌剂有抗菌素、类黄酮、特异蛋白、有机酸酚类化合物，以及诱导产生的抗菌活性物质Talenttm、Milsam等几种已商品化。
此外，植物源除草剂、植物源激素在国外也被广泛应用。黄花蒿素 (artemisinin)是从黄花蒿中提取出来的一种半酷烯内酷类化合物，它是一种潜在的植物生长抑制剂。美国广泛应用从棉花根系分泌物中分离出的类物质独脚金盟素 (Strigol) 防除大豆、豌豆、棉花上的独脚金。
3.微生物源生化农药
农用抗生素制剂的研究和开发以日本发展最快，居世界领先。1982-1994年日本平均每年产生110个新抗生素专利，先后开发出了春日霉素、灭霉素、多氧霉素、有效霉素等，年产量4万~5万吨。美国对抗生素的研究水平也很高，投入生产的有Avermectin、Tylosin、Oleandomyclin等多个品种。德国、俄罗斯、意大利、印度、丹麦等国都已把农用抗生素的研究开发列入国家重点计划。阿维菌素是一种杀虫抗生素，世界年销售额在10亿美元以上，还有杀蠕素、敌贝特、Verrucaloen等杀虫抗生素使用面积也较大。日本明治制果开发的双丙氨磷抗生素用于防除一年生和多年生禾本科杂草和阔叶杂草。ConmexistinAntibiotis-SF2494、Antibiotis-6241B 也具有良好除草活性。
1987年，Barron等报道了一种真菌粗皮侧耳菌丝产生的毒素可击倒线虫，1992年，从粗皮侧耳中分离出一种杀线虫毒素Trans-z-ecenedioic acid。至今已发现90余种杀线虫的真菌毒素，如担子菌、子囊菌及活性代谢物。
一、生物农药的概念及种类
生物农药是指用来防治病、虫、草等有害生物的生物活体及其代谢产物和转基因产物，并制成商品的生物源制剂，包括细菌、真菌、病毒、线虫、植物、昆虫天敌、农用抗生素、植物生长调剂和抗病虫草害的转基因植物等。
生物农药因分类依据的不同而异。生物农药按用途可被分为3大主要类别，即生物除草剂、生物杀菌剂和生物杀虫剂。按照来源可把生物农药分为生物体农药和生物化学农药两类，其中生物体农药又分为动物体农药、植物体农药、微生物体农药，生物化学农药又分为植物源生物化学农药、动物源生物化学农药、微生物源生物化学农药等。
二、国外生物农药的研究发展现状
(一)生物体农药
1.动物体农药
这类生物农药主要是天敌昆虫。对天敌生物农药的开发目前国外已形成了一定规模化的产品，世界上规模较大的天敌昆虫公司己有80多家，仅北美已经商品化生产的天敌昆虫就有130多种，主要有赤眼蜂、丽轿小蜂、草岭、飘虫、螳螂花峙、捕食性等，广泛应用于果园、大田、温室等。国外很多科研机构对天敌昆虫或害虫进行生物技术改造取得了良好的效果，如研究出了带抗有机磷农药基因的工程益端Mataseiulusoccidentalis，还有将昆虫显性不育基因导入害虫雄虫体内培育出不育雄虫，效果也不错。
2.转基因植物
对转基因植物的研究开始于20世纪80年代，并逐渐升温，1996年美国推出具有抗虫性的苏云金杆菌 (Bacilusthuringiensis，Bt)转基因玉米，随后各国通过转基因分别研制出的抗虫大豆、抗虫棉花 (棉铃虫、红铃虫)、抗虫马铃薯 (甲虫)、抗病毒的西葫芦、抗除草剂的玉米等。据不完全统计，目前约有90多种转基因植物产品被批准商业化生产应用。
3.微生物体农药
(1)微生物杀虫剂
目前世界上报道的杀虫真菌约有100多属，800多种，先后有50多个产品登记注册。各国研究应用最多的是白僵菌，俄罗斯用它防治马铃薯甲虫，美国用它防治森林害虫;其次是绿僵菌，主要防治地下害虫，巴西、澳大利亚使用金龟子绿僵菌防治甘蔗和牧草害虫;此外拟青霉属、赤僵菌、虫生藻类也有应用，美、英等国还有虾生轮枝菌、大链壶菌、汤普生多毛菌制剂。
目前筛选的杀虫细菌有100多种，其中被开发成产品投人实际应用的主要有: 苏云金芽抱杆菌、日本金龟子抱杆菌、球形芽抱杆菌、缓病芽抱杆菌。其中苏云金杆菌是当前研究最多的生物杀虫剂，国外许多国家如美国、日本、朝鲜、法国、俄罗斯、比利时等国都有Bt制剂生产，产量属美国最大。目前Bt研究的焦点是开发Bt新资源和通过各种现代生物技术手段(基因重组、原生质体融合、加质粒消除、结合转移) 研制出广谱、高效的Bt工程菌。球形芽孢杆菌在欧洲和北美已被注册，用于防治蚊子幼虫，尤其是库蚊幼虫。
昆虫病毒杀虫剂也是目前生物农药研究的-点只全世界已从900多种昆虫中发现了1690多种病毒，研究开发出棉铃虫多角体病毒、毒蛾多角体病毒等大约50多种病毒制剂，登记注册的病毒杀虫剂有30多个品种，其中美国6种、欧洲10种、俄罗斯11种。目前，科研工作者们利用基因工程技术 (插人激素或酶类插入神经毒素、缺失egt基因、基因重组) 改造昆虫病毒，获得很多高毒力、抗分解的生物病毒，如美国的舞毒蛾NPV、加拿大的云杉卷叶蛾NPV、以色列的海灰翅夜蛾NPV等。
2)微生物杀菌剂
世界各国已有25种以上的真菌杀菌剂产品注册，应用最广的是木霉菌，以色列开发出一种名为Trichodex的哈茨木霉菌制剂，能防治灰霉病、霜霉病等多种叶部病害，已在欧洲和北美的20多个国家注册，日本山阳公司开发了用于防治烟草白绢病的木霉菌制剂。WRGrace公司开发出了用于园艺的绿黏帘霉Ecologicallabs 研制出木隔抱伏革霉防治森林病害。
早期用于生防研究的细菌主要有假单胞菌、放射性土壤杆菌、欧文氏菌等。放射性土壤杆菌K84在1973年被大规模生产用来防治果树的根癌病，美国报道了用草生欧氏杆菌防治梨火疫病效果很好。近年来，人们开始发现芽抱杆菌的巨大杀菌潜力，美国开发的枯草芽抱杆菌制剂(Kodiak)对植物由Fusarium和Rhizoctonia引起的病害防效很好，蜡质芽杆菌UW85制剂在美国登记为种子处理剂，防治手臂猝倒病，国外还报道了地衣芽杆菌防治黄瓜和烟草炭疽病。
1989年Kemica推出放线菌杀菌剂Streptomycesgriseovirdis商品名Mycostop，主要用于观赏植物和温室蔬菜上的镰刀菌引起的枯萎病。
(3) 微生物除草剂
1981年，DeVine在美国被登记注册为第一个生物除草剂它是棕疫霉(Phytophthora palmivaraButl) 制剂，用于柑橘园进行土壤处理防治莫伦藤 (Morrenia odorata Lindl),防效达96%。在DeVine之后，Collego获得登记，它是阿肯色州大学和Upjohn公司开发的一种合萌盘长抱状刺盘抱合萌专化型(Colletotrichum gloeosporioules f.sp.aeschynomen)(简写为Cga)，用于防治水稻及大豆田中的弗吉尼亚萌。还有Philom Bios公司于1992年商品化的一种长抱状刺盘锦葵专化型 (Colletotrichum gloeosporioules f.sp.malvae) (简写为Cgm)干粉剂，用于防治圆叶锦葵、西麻。美国使用植物真菌炭疽病原平头刺盘 [Colletotrichum truncatum (Schw.) Andr.et Moore] 研制的真菌除草剂用于水稻和大豆田中防除大麻，在其施入7天后大麻植株死亡。还有Colletotrichum gloeosporioulesf.sp.aeschynomene研制的真菌除草剂，防除卷茎蓼，防效95%。纵沟柄锈菌[Puccinia canaliculata(Schw.) Lagerh]的真菌除草剂用于玉米、花生、蔬菜等一些作物的田间防除莎草，防效90%~98%。
(4) 其他微生物体农药
国外有15家公司进行昆虫病原线虫的商品化生产，日本登记了小卷蛾斯氏线虫(Steinernema carpocapsae)用于防治鳞翅目早熟禾结网毛虫(Parapediasia teterrella)、黏虫和象甲。利用微孢子虫防治害虫、杂草，美国已有产品问世。
(二) 生物化学农药
1.动物源生物农药
将昆虫或其他动物产生的激素、毒素、信息素、几丁质提取出来或完全仿生合成的农药就是动物源生物化学农药。最常见的就是昆虫信息素，全世界现已合成昆虫信息素1000多种，已商品化的有280多种，节肢动物毒素，如蜘蛛和黄蜂的毒素也有很好的杀虫活性，昆虫几丁质对小麦纹枯病、花生叶斑病、烟草斑纹病等有较好的防效。
2.植物源生物农药
对害虫有拒食、内吸、毒杀、麻醉、忌避及一定生长把制作用的植物提取物称为植物源杀虫剂，在国外，Grainge Ahmed (1988)报道，约有2400种植物具有控制害虫的生物性，生物碱类是植物中最毒的成分，对昆虫具有毒杀、拒食和扮生活性，烟碱、蒙芦碱、乌头碱、尼鱼丁等很早就已经使用。而烯类国外已经商品化的有印素。蔡醒和黄酮类代表种类有胡树醒、类鱼藤醒、鱼藤配、苦参素等。笛类有Nic-1和Nic-2，光活化毒素和植物精油是植物源杀虫剂中两类独特的成分。光活化毒素在光照下对害虫的杀伤力成几倍甚至上千倍的提高，植物精油是一类分子量较小的植物次生代谢物质，主要分为酷烯类、芳香族类、脂肪族类和含氮含硫化合物，其中苗芹油、香茅油、桉树油、天竺葵油、茉莉油、柠檬油、橘油等已在美国商品化植物提取物对病原微生物有杀灭活性的称为植物杀菌剂Wilkins等曾报道有1389种植物提取物具有杀菌活性，在国外已被利用的植物源杀菌剂有抗菌素、类黄酮、特异蛋白、有机酸酚类化合物，以及诱导产生的抗菌活性物质Talenttm、Milsam等几种已商品化。
此外，植物源除草剂、植物源激素在国外也被广泛应用。黄花蒿素 (artemisinin)是从黄花蒿中提取出来的一种半酷烯内酷类化合物，它是一种潜在的植物生长抑制剂。美国广泛应用从棉花根系分泌物中分离出的类物质独脚金盟素 (Strigol) 防除大豆、豌豆、棉花上的独脚金。
3.微生物源生化农药
农用抗生素制剂的研究和开发以日本发展最快，居世界领先。1982-1994年日本平均每年产生110个新抗生素专利，先后开发出了春日霉素、灭霉素、多氧霉素、有效霉素等，年产量4万~5万吨。美国对抗生素的研究水平也很高，投入生产的有Avermectin、Tylosin、Oleandomyclin等多个品种。德国、俄罗斯、意大利、印度、丹麦等国都已把农用抗生素的研究开发列入国家重点计划。阿维菌素是一种杀虫抗生素，世界年销售额在10亿美元以上，还有杀蠕素、敌贝特、Verrucaloen等杀虫抗生素使用面积也较大。日本明治制果开发的双丙氨磷抗生素用于防除一年生和多年生禾本科杂草和阔叶杂草。ConmexistinAntibiotis-SF2494、Antibiotis-6241B 也具有良好除草活性。
1987年，Barron等报道了一种真菌粗皮侧耳菌丝产生的毒素可击倒线虫，1992年，从粗皮侧耳中分离出一种杀线虫毒素Trans-z-ecenedioic acid。至今已发现90余种杀线虫的真菌毒素，如担子菌、子囊菌及活性代谢物。
