摘? 要：在食品安全日益?zhèn)涫荜P(guān)注的新世紀(jì)，綠色食品的發(fā)展已成為國際食品工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。作為生產(chǎn)綠色食品的生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式.生物農(nóng)藥的研制和應(yīng)用是其能否成功實(shí)施的關(guān)鍵因素之一。從真菌殺蟲劑、細(xì)菌殺蟲劑、病毒殺蟲劑、蟲生線蟲殺蟲劑等活體微生物源生物農(nóng)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(zhì)農(nóng)藥對(duì)微生物農(nóng)藥的研究與開發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并指出我國與國外微生物農(nóng)藥的發(fā)展差距。

關(guān)鍵詞: 綠色食品，農(nóng)藥，微生物農(nóng)藥，微生物源生物，微生物源生物活性物質(zhì)，發(fā)展差距，發(fā)展前景

目前食品安全是全球關(guān)注的焦點(diǎn)，追求安全、無污染食品已成為當(dāng)今社會(huì)的消費(fèi)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(fā)展與國外有較大的差距，人世后已面臨更大的壓力和挑戰(zhàn)，因此，加快綠色食品工業(yè)的發(fā)展已是當(dāng)務(wù)之急[1]。

綠色食品是基于生態(tài)農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式生產(chǎn)的。而生物農(nóng)藥的研制和應(yīng)用是生態(tài)農(nóng)業(yè)能否成功實(shí)施的關(guān)鍵因素之一，生物農(nóng)藥中應(yīng)用最多、效果最好的是微生物農(nóng)藥。

微生物農(nóng)藥[2]

微生物農(nóng)藥就是指由微生物及其微生物的代謝產(chǎn)物和由它加工而成的具有殺蟲 、殺菌、除草 、殺鼠或調(diào)節(jié)植物生長等具有農(nóng)藥活性的物質(zhì)[3]。

1.活體微生物源生物農(nóng)藥

真菌——真菌可以被用作為殺蟲、殺菌、除草的生物農(nóng)藥。殺蟲真菌目前世界上已記載的約有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(fā)展歷史較早、普及面積大、應(yīng)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(fā)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(gè)國家注冊(cè)，具有良好的市場前景。除草劑方面有美國Ecogen公司等開發(fā)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(jì)50年代后期就開始應(yīng)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(fā)展。近年又分離出了綠僵菌菌株，現(xiàn)正利用其進(jìn)行蝗蟲、蠐螬的防治及推廣應(yīng)用?，F(xiàn)已成功開發(fā)并商品化生產(chǎn)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(xì)菌——細(xì)菌源活體微生物農(nóng)藥主要用于殺蟲及殺菌等病害，目前篩選的殺蟲細(xì)菌大約有100多種，其中被開發(fā)成產(chǎn)品投入實(shí)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(yīng)用最多的是蘇云金芽孢桿菌(Bt)殺蟲劑，同時(shí)也是目前世界上用途最廣、開發(fā)時(shí)間最長、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最成功的一種生物殺蟲劑，現(xiàn)已廣泛用于防治農(nóng)業(yè)、林業(yè)、貯糧害蟲等150多種害蟲(主要是鱗翅目害蟲)。利用細(xì)菌防治植物根病、病毒病和真菌病的研究和開發(fā)取得了較大的發(fā)展。如美國開發(fā)成功的防治果樹根瘤病的放線土壤桿菌等。

病毒——昆蟲病毒可引起l000多種昆蟲和螨類發(fā)病，昆蟲病毒寄主范圍只限于無脊椎動(dòng)物，不易引起大規(guī)模的生態(tài)平衡的破壞，對(duì)環(huán)境因子具有很好的穩(wěn)定性，對(duì)作物、人、家畜及水生生物等無害，因而已成為當(dāng)今微生物農(nóng)藥研究與開發(fā)的熱點(diǎn)[4]。

世界上已從11個(gè)目43個(gè)科的900多種昆蟲中發(fā)現(xiàn)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(jīng)濟(jì)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(yīng)用桿狀病毒防治黃豆田的黎豆夜蛾(velvetbean caterpillar)，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(fā)取得了突破，棉鈴蟲核多角體病毒和粘病毒已相繼開發(fā)成功，并投入生產(chǎn)。另外，通過基因工程的技術(shù)改造病毒的殺蟲毒性等方面研究工作也取得良好進(jìn)展。

其他——除細(xì)菌、真菌、病毒外，對(duì)線蟲等生防作用的研究一直在進(jìn)行之中。在20世紀(jì)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(nèi)生物學(xué)方面的觀察研究和對(duì)某些害蟲進(jìn)行毒力測(cè)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(yǎng)技術(shù)(包括共生細(xì)菌培養(yǎng)技術(shù))，實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)斯氏線蟲的目標(biāo)，并用于大面積防治多種害蟲，取得了良好的效果。

2.微生物源生物活性物質(zhì)農(nóng)藥

這一類生物農(nóng)藥中，主要是將微生物的次級(jí)代謝產(chǎn)物作為農(nóng)用抗生素開發(fā)為農(nóng)藥。農(nóng)用抗生素作為農(nóng)藥品種，其發(fā)展十分迅速，已成為微生物源農(nóng)藥的主體之一。農(nóng)用抗生素在作物生產(chǎn)上的應(yīng)用主要是防治作物病害、蟲害、草害以及植物生長調(diào)節(jié)劑和抗病毒制劑等方面，它和化學(xué)農(nóng)藥的主要區(qū)別在于前者是生物合成的，后者是人工合成的產(chǎn)物。在20世紀(jì)50年代，為了防治某些病害，人們?cè)鴮⑨t(yī)用抗生素作農(nóng)用，同時(shí)又開發(fā)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(xué)農(nóng)藥，以致發(fā)展緩慢。1958年日本見里等人成功開發(fā)了滅瘟素S(Blasticidin-S)替代有機(jī)汞制劑，用于防治稻瘟病，并于1963年闖過了成本和藥害兩關(guān)，在近千畝水稻田大規(guī)模使用，取得顯著效果，從而掀起了開發(fā)農(nóng)用抗生素的熱潮，尤其在日本，成為開發(fā)新農(nóng)用抗生素的主體。我國農(nóng)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(diào)節(jié)劑為代表。60年代我國研制成功了放線菌酮和滅瘟素，并成功投入工業(yè)生產(chǎn)。70年代研制成功了春日霉素、慶豐霉素、井岡霉素、多抗霉素。80年代研制成功了公主嶺霉素、多散霉素、農(nóng)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(nóng)用抗生素已成為世界農(nóng)藥市場中不可缺少的一部分，可具體分為農(nóng)用殺蟲抗生素，農(nóng)用殺菌抗生素和除草及其他農(nóng)用抗生素。

3.生物技術(shù)對(duì)微生物源生物農(nóng)藥的影響

生物技術(shù)對(duì)這一方面的影響主要在于：一是采用新的生物技術(shù)尋找新的微生物菌株，如應(yīng)用基因重組技術(shù)獲得高活性的微生物菌株，這方面的成功實(shí)例有基因重組的蘇云金芽孢桿菌(Bt)。目前通過質(zhì)粒修飾與交換技術(shù)或基因體外重組技術(shù)，已有對(duì)毒素蛋白基因重組而獲得活性更強(qiáng)、殺蟲范圍更廣的蘇云金桿菌殺蟲劑的報(bào)道和產(chǎn)品。二是通過發(fā)酵工程的技術(shù)來提高微生物的產(chǎn)量，對(duì)于真菌是提高孢子的生成量，對(duì)于細(xì)菌是提高細(xì)菌的量，而對(duì)于代謝產(chǎn)物則是提高發(fā)酵單位。三是通過基因工程技術(shù)提高產(chǎn)量或產(chǎn)品質(zhì)量；對(duì)于病毒這一生物農(nóng)藥的研究而言，因?yàn)橄鄬?duì)于常規(guī)合成的化學(xué)殺蟲劑，病毒的殺蟲速度較慢，而隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，從20世紀(jì)80年代末起，科學(xué)家開始嘗試對(duì)桿狀病毒的遺傳性狀進(jìn)行各種分子生物學(xué)改造，以期獲得更優(yōu)良的病毒殺蟲劑。主要的研究集中在對(duì)重組病毒進(jìn)行外源基因的插入和病毒基因的缺失這兩個(gè)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(gè)內(nèi)源性的編碼甾體尿苷二磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)移酶（ecdysteroidUDPglucos-yltransferase，egt）基因。對(duì)于產(chǎn)生活性物質(zhì)的微生物，通過基因工程技術(shù)，使產(chǎn)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(fā)酵單位。這些方面都取得了較大的成功。

我國與國外微生物農(nóng)藥的發(fā)展差距

統(tǒng)計(jì)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(yù)計(jì)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(fā)出高效、耐紫外線照射和寬殺蟲譜的Bt工程菌。在Bt領(lǐng)域，近年來國際競爭表現(xiàn)為基因水平上的競爭，殺蟲劑微生物資源和殺蟲基因是國際競爭的焦點(diǎn)所在。我國微生物農(nóng)藥發(fā)展和研究與世界相比，還存在較大的差距。主要表現(xiàn)在各部門和單位對(duì)生物農(nóng)藥的投資太少，新產(chǎn)品開發(fā)后勁不足、微生物農(nóng)藥的品種不足，結(jié)構(gòu)不合理；企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模偏??；科研成果轉(zhuǎn)化率低；研究開發(fā)與生產(chǎn)銜接不力；產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等。這些都制約我國微生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于急需壯大和快速發(fā)展的綠色食品產(chǎn)業(yè)來說無疑是不利的[6,7]。

微生物農(nóng)藥的發(fā)展前景

我國加入WTO后，在國際農(nóng)產(chǎn)品和食品貿(mào)易中，將面對(duì)苛刻的農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)，這為微生物農(nóng)藥的發(fā)展提供了巨大的機(jī)遇。另外在我國蔬菜生產(chǎn)從傳統(tǒng)方式向綠色產(chǎn)業(yè)和出口創(chuàng)匯產(chǎn)業(yè)過渡中，微生物農(nóng)藥必將逐步部分或全部替代化學(xué)農(nóng)藥， 以降低生產(chǎn)成本，提高品質(zhì)，也才能適應(yīng)入世后對(duì)農(nóng)產(chǎn)品特別是出口農(nóng)產(chǎn)品的高標(biāo)準(zhǔn)和新要求[8]。另外，發(fā)展微生物農(nóng)藥及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)符合當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求，與我國農(nóng)業(yè)科技體制改革和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的密切關(guān)聯(lián)， 新型微生物農(nóng)藥的研究成果會(huì)推進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)提升，帶動(dòng)農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大，獲得巨大的規(guī)模效益，同時(shí)還可能形成一些新的農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，為農(nóng)業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整提供重要的技術(shù)保障[7]?？傊?，人們對(duì)綠色食品需求的增加、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的加強(qiáng)、國際貿(mào)易中綠色壁壘的克服等因素，都要求我們開發(fā)出高效、低毒、無殘留的農(nóng)藥并大面積應(yīng)用，特別是微生物農(nóng)藥，因此微生物農(nóng)藥發(fā)展前景會(huì)更加美好[9，10]。

總結(jié)：

微生物農(nóng)藥的使用是一次重大的革命，它打破了只有化學(xué)品才能做農(nóng)藥的傳統(tǒng)。微生物農(nóng)藥材料來源廣闊，殺蟲、滅菌性能遠(yuǎn)強(qiáng)于普通化學(xué)農(nóng)藥，其最大優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)環(huán)境危害甚小。微生物農(nóng)藥的研究和應(yīng)用，對(duì)于保護(hù)農(nóng)作物的生長、維持農(nóng)田生態(tài)環(huán)境平衡和保護(hù)人畜健康、減少農(nóng)藥殘留污染、促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品出口和農(nóng)藥工業(yè)的發(fā)展都具有十分重要的意義。作為一個(gè)環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生,化學(xué)農(nóng)藥對(duì)土壤的危害是我們尤其關(guān)注的,特別是大家現(xiàn)在都很關(guān)心我們的健康,微生物農(nóng)藥正順應(yīng)了這一潮流。隨著對(duì)微生物農(nóng)藥的普及，高效殺滅害蟲而同時(shí)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(yuǎn)。

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