我国微生物农药的研发与应用研究进展.pdf

专论与综述doi:10.16801/j.issn.1008-7303.2023.0048我国微生物农药的研发与应用研究进展张慧1,许宁1,曹丽茹2,王蕊1,张凯*,1(1.农业农村部科技发展中心，北京100122；2.河南省农业科学院，郑州450002)摘 要：病虫草害危害粮食生产，大量施用化学农药导致农药残留、环境污染等问题日益严峻。微生物农药作为生物农药主要类型之一，因其具有残留少、对人畜毒害性低等特点近年来得到迅速发展。本文梳理了我国微生物杀虫剂、杀菌剂和除草剂在生防菌株筛选、产品创制与应用等方面的研究进展，并对微生物农药的发展提出了建议和展望，可为行业相关单位和研究人员提供参考。关键词:微生物杀虫剂；微生物杀菌剂；微生物除草剂；研发与应用；研究进展中图分类号：S482文献标志码：AReview on research and utilization of microbial pesticides in ChinaZHANGHui1,XUNing1,CAOLiru2,WANGRui1,ZHANGKai*,1(1.Development Center of Science and Technology,Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Beijing 100122,China;2.Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China)Abstract:Pests,diseasesandweedsaredetrimentaltograinproduction;andtheoveruseofchemicalpesticideshasledtoincreasinglyseriousproblemssuchaspesticideresiduesandenvironmentalpollution.Asoneofthemaintypesofbiologicalpesticides,microbialpesticideshavebeendevelopingrapidlyinrecentyearsduetotheirlowresiduesandlowtoxicitytohumansandanimals.Thispapersummarizestheprogressofmicrobialpesticides,fungicidesandherbicidesinthescreeningofbiocontrolstrains,productcreationandapplicationinourcountry,additionally,suggestionsandprospectsaremadeforthedevelopmentofmicrobialpesticideswhichaimstoprovidereferenceforindustry-relatedunitsandpractitioners.Keywords:microbialpesticides;microbialfungicides;microbialherbicides;researchandutilization;review我国农作物种植面积广阔，种植作物种类多样，在农业生产中，农作物常常受到多种病虫草害的危害。化学农药因其适用范围广、作用效果迅速、使用方便等被广泛用于防治各类病虫草害，但使用化学农药也容易造成人畜中毒、杀害有益生物等，同时由于化学农药的滥用使得部分害虫、致病菌和杂草的抗药性增强，导致防治难度加大。相比于化学农药，以真菌、细菌和病毒收稿日期：2022-07-01；录用日期：2023-04-05；网络首发日期：2023-05-31.Received:July1,2022;Accepted:April5,2023;Published online:May31,2023.URL:https:/doi.org/10.16801/j.issn.1008-7303.2023.0048http:/ Journal of Pesticide ScienceE-mail:等生物活体或其代谢产物为主要成分的生物农药对生物和环境更加友好，自 20 世纪 80 年代以来，生物农药迅速发展，行业市场规模逐步扩大。生物农药可分为微生物农药、植物源农药和生物化学农药等，经农业农村部农药检定所查询，截至 2022 年 12 月 31 日，我国在有效登记状态的农药登记产品为 45172 个，其中生物农药产品 2159 个1(未包括农用抗生素和天敌)，占全部农药总数的 4.78%，占比非常低。在生物农药中，微生物农药是研究热点之一。在农药登记资料要求中规定，微生物农药是指以天然的或经基因修饰的细菌、真菌和病毒等微生物活体为有效成分的农药，按用途可分为微生物杀虫剂、微生物杀菌剂和微生物除草剂等。该类农药具有有效成分来源广泛、选择性强、对人畜毒性低等优点。经农业农村部农药检定所查询，截至 2016年 12 月 31 日，我国已登记微生物农药有效成分42 个2，到 2022 年 12 月 31 日，已达 56 种1,3，可见微生物农药呈逐年增长趋势。我国的微生物农药发展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。已有研究对微生物农药常见剂型种类及特点4、产品质量、安全性评价和使用技术相关标准5、助剂研发6、管理现状7、产业发展8等方面进行了详尽的阐述，但尚缺乏典型微生物农药在防治重大病虫害方面应用情况的综述报道。鉴于此，本文梳理了我国近几年一些原创的、新型的微生物杀虫剂、杀菌剂和除草剂在生防菌株筛选、产品创制与应用等方面的研究进展，并对微生物农药发展提出建议和展望，旨在为行业相关单位和人员提供参考。1 微生物杀虫剂 1.1 细菌杀虫剂细菌杀虫剂主要是指利用某些杀虫细菌对各类害虫达到致病或致死效果的微生物农药，其主要 有 效 成 分 有 苏 云 金 杆 菌 B a c i l l u sthuringiensis（Bt）、短稳杆菌 Empedobacterbrevis 和球形芽孢杆菌 Bacillus sphaericus 等，这些细菌可分泌毒素蛋白9-10，影响害虫生长发育。其中苏云金杆菌是目前应用最广泛的细菌杀虫剂有效成分，我国登记的含有苏云金杆菌的杀虫剂达 246 种11。作为应用最多的细菌杀虫剂，苏云金杆菌对草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda、根结线虫Meloidogyne 和二化螟 Chilo suppressalis 等严重危害农作物发育和生产的害虫具有良好的防治效果。草地贪夜蛾是近年来新发现的入侵物种，繁殖力强、寄主广泛、迁飞能力强、食量大，严重危害农业生产，2019 年首次传入我国。截至 2022年 12 月 31 日，已有 6 种 Bt 杀虫剂可用于防治草地贪夜蛾11。作为国内首个获得批准登记用于防治草地贪夜蛾的 Bt 产品，KN11 商业化制剂产品“无敌小子”(32000IU/mg苏云金杆菌)在防治草地贪夜蛾方面效果显著。数据显示，2019年科诺生物生产的 KN11 产品，国内销售额约为 1900 万元，其中仅在用于防治草地贪夜蛾上的销售额就已超过 500 万元12。另外，该 Bt 制剂在防治二化螟、稻纵卷叶螟 Cnaphalocrocis medinalisGuenee和菜青虫 Pieris rapae 等害虫上也具有显著效果，并已在华中、华东和珠三角地区等区域进行推广应用12。在防治草地贪夜蛾的菌株筛选方面，发现了多株对其具有高毒力的菌株，这些菌株均含有 4 种杀虫基因 vip3Aa、cry2Ab、cry1Ac 和cry1Ia，其中菌株 KN50 对草地贪夜蛾的防效与化学农药相当，药后 7d，在 3kg/hm2和 6kg/hm2下对 13 龄幼虫的防效分别可达 86.1%和 95.2%13。Bt 菌株不仅在防控草地贪夜蛾方面具有良好的应用效果，其在防治其他危害性较为严重的农业害虫上也有很大潜力。试验证明，Bt 菌株对于斜纹夜蛾 Spodoptera litura(Fab.)、甜菜夜蛾Spodoptera exigua 和棉铃虫 Helicoverpa armigera(Hbner)等主要农作物害虫具有毒杀活性14，未来可利用 Bt 菌株进一步研发，创制新的农药产品。1.2 真菌杀虫剂真菌杀虫剂是除细菌杀虫剂以外应用最多的一类微生物杀虫剂。目前，真菌杀虫剂的有效成分主要有球孢白僵菌 Beauveria bassiana、金龟子绿僵菌 Metarhizium anisopliae 和淡紫拟青霉Paecilomyces lilacinus(Thom.)Samson 等，这些真菌具有很强的侵染性，能够通过菌丝对虫体的入侵和酶类水解作用15、抑制昆虫免疫16等途径达到杀虫效果。近年来，我国真菌杀虫剂注册的产品类型越来越多样，防治对象也越来越广，但在剂型的研发和有效成分的创制上进展仍然比较缓慢。目770农药学学报Vol.25前，应用较广的有效成分主要有球孢白僵菌和金龟子绿僵菌。截至 2022 年 12 月 31 日，以上述 2 种真菌为有效成分获批登记的农药品种共 46 个11，这些产品可用于防治小菜蛾 Plutella xylostella、草地贪夜蛾、松毛虫 Dendrolimus、玉米螟和茶小绿叶蝉 Empoasca pirisugaMatumura 等多种害虫，其中部分产品可防治多种害虫，如金龟子绿僵菌CQMa421 高毒力菌株对多种害虫均有致病性，可以高效侵染鳞翅目、鞘翅目、直翅目、双翅目、膜翅目、半翅目和缨翅目的 30 多种重要农业害虫，但不侵染蜻蜓、寄生蜂、螳螂和瓢虫等天敌17-18。截至 2022 年 12 月 31 日，已利用该菌株研制出金龟子绿僵菌 CQMa421 杀虫剂产品 5 个11，这些产品能用于防控 21 种(类)作物的 23 种(类)害虫，包括木虱 Psyllidae、叶蝉 Cicadellidae、绵蚜 Eriosoma、盲蝽蟓、稻飞虱、天牛 Cerambycidae和茶小绿叶蝉等，解决了许多重要害虫无“生物农药”可用的难题。其中，2017 年获批登记的金龟子绿僵菌 CQMa421 可分散油悬浮剂在生物防治方面表现出色，在 9001350mL/hm2剂量下，对褐飞虱 Nilaparvata lugens、稻纵卷叶螟和二化螟防效达 60%85%；在 6001200mL/hm2剂量下，对草地贪夜蛾防效达 65.7%；在 12001800mL/hm2剂量下，对茶小绿叶蝉的防效达 72.2%87.7%，对茶蓟马 Scirtothrips dorsallisHood、茶毛虫Euproctis pseudoconspersaStrand 和茶尺蠖 Ectropisoblique、茄子蓟马也具有良好的控制效果；该制剂与其他生物农药、化学农药也具有良好的兼容性，联用时对害虫的防效更高；20182020 年，金龟子绿僵菌 CQMa421 可分散油悬浮剂被多个省市列为推荐农药，在重庆、广东、海南、贵州等14 的个省(市)的水稻上大面积推广示范与应用，应用面积达 13.3 万 hm217。金龟子绿僵菌 CQMa421系列产品的研制极大地拓宽了真菌杀虫剂的杀虫谱，为其他国家广谱型真菌杀虫剂的研发提供了参考。球孢白僵菌作为另一种广泛应用的真菌杀虫剂有效成分，可以侵染多种昆虫，其孢子附着昆虫虫体后，可通过孢子生长、机械入侵、酶类水解等作用杀灭害虫15。近几年，球孢白僵菌杀虫剂数量逐渐增多，防治范围也越来越广，截至2022 年 12 月 31 日，共有 29 种以球孢白僵菌为有效成分的农药获批登记，可防治小菜蛾、松毛虫、玉米螟、美国白蛾 Hyphantria cunea、蛴螬Trypoxylus dichotomus、草地贪夜蛾、二化螟和蚜虫等农作物害虫11。研究发现，球孢白僵菌在防治蓟马19、灰茶尺蠖 Ectropis grisescens20、蝗虫21、稻纵卷叶螟和褐飞虱22等害虫上具有良好的效果。2018 年获批的 150亿孢子/g球孢白僵菌可湿性粉剂在防治蓟马方面效果显著。蓟马作为一种世代周期短、繁殖能力强、食性杂、对观赏植物和蔬菜危害严重的害虫，2018 年以前还没有可用于防控蓟马的真菌杀虫剂，而当施用 3000g/hm2的球孢白僵菌可湿性粉剂时，药后 7d 其对西花蓟马 Frankliniella occidentalis 的防效达到了 98.13%；喷施2400g/hm2，药后 7d 对葱蓟马 Thrips alliorum防效为 96.16%，药后 14d 对花蓟马 Frankliniellaintonsa 的防效为 82.62%，该球孢白僵菌可湿性粉剂与其他生防产品联合应用时，明显提高了对蓟马的防治效果，目前，该产品的害虫防治种类和试验作物还在不断增加，示范面积累计已达 100hm219。1.3 病毒杀虫剂病毒杀虫剂主要通过病毒的生命活动对昆虫造成致病或致死效果，我国研究历史较长的病毒杀虫剂有效成分有杆状病毒科的核型多角体病毒nuclearpolyhedrosisvirus,NPV、颗粒体病毒Granulosisvirus 以及呼肠孤病毒科的质型多角体病毒 Cytoplasmicpolyhedrosisvirus，CPV。截至2022 年 12 月 31 日，我国已登记有效成分中含有核型多角体病毒的杀虫剂共 65 种，包括棉铃虫核型多角体病毒 Helicoverpa armigeraNPV、甜菜夜蛾核型多角体病毒 Spodoptera exiguaNPV、斜纹夜蛾核型多角体病毒 Spodoptera lituraNPV、苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒 Autographa californicaNPV、甘蓝夜蛾核型多角体病毒 Mamestra brassicaeNPV 等，是种类最多的病毒杀虫剂类型，可防治甜菜夜蛾、棉铃虫、烟青虫 Heliothis assultaGuenee、稻纵卷叶螟、玉米螟和地老虎 Agrotissp.等多种农业害虫；而以颗粒体病毒和质型多角体病毒为有效成分的杀虫剂分别有 6 种和 3 种，主要防治对象为小菜蛾、菜青虫 Pieris rapae、稻纵卷叶螟及松毛虫等11。在利用病毒杀虫剂进行生物防治上，研究表明，核型多角体病毒对防治草地贪夜蛾具有显著效果。截至 2022 年 12 月 31 日，我国共有 2 种核型多角体病毒杀虫剂获批登记，用于防控草地贪No.4张慧等:我国微生物农药的研发与应用研究进展771夜蛾11。其中，江西新龙生物登记的 20 亿PIB/mL甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂，当按有效成分750mL/hm2和 900mL/hm2施用时，药后 7d，其对草地贪夜蛾的防治效果均达到了 85%以上23。类承凤等24分离了一株亚洲玉米螟核型多角体病毒 Ostrinia furnacalisNPV，其对草地贪夜蛾 3 龄幼虫的半数致死剂量是甘蓝夜蛾核型多角体病毒的 3.86 倍，该项研究为开发防治草地贪夜蛾的高效病毒杀虫剂提供了依据。张海波等25也发现了多种核型多角体病毒对草地贪夜蛾有毒害作用。未来可利用核型多角体病毒开发更多针对草地贪夜蛾的病毒杀虫剂。由于杆状病毒感染宿主一般具有专一性，我国现登记的棉铃虫核型多角体病毒、甜菜夜蛾核型多角体病毒、斜纹夜蛾核型多角体病毒和苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒的防治对象也较为单一，主要用于防治甜菜夜蛾、斜纹夜蛾、棉铃虫和烟青虫，但甘蓝夜蛾核型多角体病毒具有相对的广谱性，可感染 30 多种鳞翅目昆虫24，可利用甘蓝夜蛾核型多角体病毒开发广谱性病毒杀虫剂。截至 2022 年 12 月 31 日，我国已有 6 种有效成分为甘蓝夜蛾核型多角体病毒的产品获批登记，可防控草地贪夜蛾、小菜蛾、棉铃虫、玉米螟、稻纵卷叶螟、茶尺蠖、烟青虫和地老虎等害虫11。当施用 20 亿 PIB/mL 甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂 750mL/hm2时，药后 7d 对稻纵卷叶螟的防治效果达 90.08%，且不影响蜘蛛、隐翅虫Staphylinidae latreille、黑肩绿盲蝽 Cyrtorhinuslividipennis 等天敌种群数量26。甘蓝夜蛾核型多角体病毒系列产品已广泛应用于湖南、辽宁、新疆、上海和广西等 21 个省(市、区)蔬菜、水稻和棉花等作物的病虫害防治，我国也已实现甘蓝夜蛾核型多角体病毒杀虫剂产业化，建成了年产2000t 昆虫病毒制剂生产线27。1.4 微孢子虫微孢子虫 Microsporidia 是一类专性寄生的单细胞原生动物，能够在组织细胞中发育并分裂，可反复无限增殖，具有传染性28。微孢子虫会在寄主细胞中大量增殖，逐步取代寄主细胞质，使寄主细胞内的内质网、线粒体和细胞核等细胞器受到严重破坏,使得细胞的代谢功能严重受损,最后导致细胞破碎死亡29-30。我国用于农林害虫防治的微孢子杀虫剂主要有蝗虫微孢子虫、云杉卷叶蛾微孢子虫和行军虫微孢子虫 3 种类型31，其中研究和应用较多的是蝗虫微孢子虫。在蝗虫个体内，蝗虫微孢子虫主要是通过侵染蝗虫脂肪体，破坏蝗虫脑神经，影响蝗虫的生长发育和代谢，而在种群内，微孢子虫能够通过被感染蝗虫产下的卵和被感染蝗虫的尸体及粪便以及残草碎屑等途径传播，从而造成蝗虫种群疾病长期流行，达到防控蝗虫的目的32。截至 2022 年 12 月 31 日，我国仅有 2 种有效成分为蝗虫微孢子虫的微孢子虫杀虫剂获批登记，应用于草地和滩涂的蝗虫防控11。曹国兵等33发现，蝗虫微孢子虫能够持续控制蝗虫种群密度，在草原蝗虫灾害爆发不严重时，可采用 600mL/hm2微孢子虫悬浮剂进行蝗虫防治，第 14 天时，防治效果即可达到 70%以上32。目前，我国已制定了适合我国不同草原蝗虫蝗区和不同农区飞蝗蝗区的蝗灾持续治理对策和技术体系，达到国际先进水平34。1.5 基因工程细菌杀虫剂除利用自然存在的菌株研发微生物农药外，现代分子技术手段的应用也加快了新型农药的研究进度，丰富了农药产品的类型。如基因工程技术，基因工程能够按照科研生产实际需要，对生物进行定向改造，生产出符合人类需要的产品，由于基因工程技术在基因编辑上具有可控性和定向性，越来越多的研究希望利用这种技术生产出药效稳定、防虫谱广的农药。利用基因工程技术已获得了多种工程菌种，如米曲霉 Aspergillus oryzae、黑曲霉 Aspergillusniger 和苏云金杆菌等，其中苏云金杆菌是国内外使用最广的工程菌之一。通过电击转化的方法，将对鞘翅目叶甲科害虫高毒力的 cry3Aa7 基因，导入 Bt 野生菌株 G03 中，采用不同时空表达的启动子，实现双基因的共表达，构建了对鞘翅目叶甲科马铃薯甲虫和鳞翅目小菜蛾等重要农业害虫具有高毒力的双价基因工程菌35，并利用该工程菌开发出了我国首例基因工程微生物杀虫剂苏云金杆菌 G033A，该产品也是我国首个对鞘翅目害虫有效的 Bt 产品，可防治 8 种(类)作物的7 种(类)害虫，包括小菜蛾、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾、黄条跳甲 Phyllotretaspp.、草地贪夜蛾、甲虫 Coleoptera、棉铃虫11等。2017 年 8 月该产品获得农药登记证，目前已应用于十字花科蔬菜、772农药学学报Vol.25玉米和花生等作物的害虫防治，并在安徽、广州、湖北、吉林和山东等地推广使用。2 微生物杀菌剂 2.1 细菌杀菌剂细菌杀菌剂是主要的微生物杀菌剂类型之一，也是应用最多的微生物杀菌剂。目前，我国登记的细菌杀菌剂中有效成分主要包括荧光假单胞杆菌 Pseudomonas fluorescens、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis、解淀粉芽孢杆菌 Bacillusamyloliquefaciens 和蜡质芽孢杆菌 Bacilluscereus 等，其中大多数是以枯草芽孢杆菌为有效成分的杀菌剂。截至 2022 年 12 月 31 日，共有96 种含枯草芽孢杆菌的杀菌剂获批登记，这些产品可用于防治番茄灰霉病、水稻稻瘟病、小麦白粉病、柑橘绿霉病、烟草黑胫病和白菜软腐病等病害11。研究发现，枯草芽孢杆菌可分泌抗生素、细胞壁降解酶类、几丁质酶等物质，抑制病原菌孢子萌发和菌丝生长，当其吸附在病原真菌菌丝上时，会与病原菌共同生长并产生溶菌物质消解菌丝体，溶解孢子细胞壁等36-37。目前发现了多株芽孢杆菌菌株资源，这些菌株可有效防治油菜根肿病38、马铃薯黑胫病39、小麦赤霉病40、黄瓜棒孢叶斑病41、黄瓜炭疽病36、甘薯茎腐病42、番茄匍柄霉叶斑病43和番茄白粉病44等。除了从陆地土壤和植物中筛选芽孢杆菌外，细菌杀菌剂生防菌株的选择范围和类型也正逐渐变广。张致军等45以海洋生境芽孢杆菌 Txc2-1 为研究对象，制备了 30 亿 CFU/gTxc2-1 可湿性粉剂(Txc2-1WP)，稀释 300 倍施用，药后 60d 对白菜根肿病的田间防效可达 66.8%，该研究结果为将 Txc2-1 开发成首个防治根肿病的海洋微生物杀菌剂奠定了基础。此外，2019 年还有 2 种以光合细菌为有效成分的杀菌剂获批登记，分别为2.0 亿 CFU/mL 嗜硫小红卵菌 HNI-1 悬浮剂和2 亿 CFU/mL 沼泽红假单胞菌 PSB-S 悬浮剂11。其中，嗜硫小红卵菌 HNI-1 悬浮剂是全球首个获得登记证的光合细菌类农药，可用于防治水稻细菌性条斑病、水稻稻曲病、番茄根结线虫和番茄花叶病，田间防效表明，在 27003600mL/hm2剂量下对番茄花叶病防治效果为 55%70%，在 60009000mL/hm2剂量下对番茄根结线虫防治效果为60%75%46-47；而沼泽红假单胞菌 Rhodopseudanonaspalustris 的胞外蛋白能有效抑制稻瘟病菌的生长、附着胞形成以及在寄主上的致病力48，施用沼泽红假单胞菌 PSB-S 悬浮剂可有效防治水稻稻瘟病49、辣椒花叶病等。植物线虫作为另一种危害范围极广的虫害，可侵害 100 多种植物，给农林业生产发展造成的损害仅次于真菌病害，每年造成的经济损失高达数亿元。针对线虫病，我国目前已研发出商业化防线虫 Bt 制剂 HAN055(注册商标“壁垒”)，该制剂对南方根结线虫 Meloidogyneincongnita(Kofold&White)Chitwood 和大豆孢囊线虫 Heterodera glycines 均有良好的防治效果，田间试验证明，该产品对南方根结线虫和大豆孢囊线虫的最高防效达到 80%以上50，为我国植物线虫的绿色防控提供了新的防治途径。近年来，我国针对小麦全蚀病、水稻细菌性条斑病和水稻白叶枯病等以往缺乏生物防控制剂的多种农业病害，研制了一系列具有自主知识产权的以生防微生物菌株为有效成分的微生物杀菌剂产品，如防治水稻细菌性条斑病、水稻白叶枯病的解淀粉芽孢杆菌 LX-11 悬浮剂，防治设施番茄枯萎病的解淀粉芽孢杆菌 B1619 水分散粒剂，防治小麦全蚀病的井冈枯芽菌可湿性粉剂，防治烟草赤星病的多粘菌枯草菌可湿性粉剂，防治草莓白粉病的枯草芽孢杆菌可湿性粉剂等11。其中，2019 年获批登记的 60 亿芽孢/mL 解淀粉芽孢杆菌 LX-11 悬浮剂，是国内外率先将解淀粉芽孢杆菌应用于防治水稻细菌性病害的杀菌剂，也是我国第一个以解淀粉芽孢杆菌为有效成分登记的防治水稻细菌性条斑病和白叶枯病的微生物杀菌剂51。此外，该悬浮剂还能够防治白菜软腐病、番茄青枯病，目前已在江苏、安徽、福建和云南等省大面积推广应用11。这些杀菌剂产品将小麦全蚀病、水稻细菌性条斑病、水稻白叶枯病、番茄枯萎病等病害列入靶标防治对象，扩大了我国微生物杀菌剂的防治范围。2.2 真菌杀菌剂目前，我国获批登记的真菌杀菌剂数量少、类型少、有效成分少。真菌杀菌剂的有效成分主要有木霉菌 Trichodermaspp.、厚孢轮枝菌Verticiuium chlamydmydosporium 和哈茨木霉菌Trichoderma harzianum 等11。其中，木霉菌因抗菌范围广52，抑菌效果强，生长速度快，产孢能力强53受到较多研究，是目前利用较多的真菌杀No.4张慧等:我国微生物农药的研发与应用研究进展773菌剂。木霉菌可通过竞争作用、溶菌作用、重寄生和抗生作用等对病原菌进行抑制或杀灭37,54。研究发现，木霉菌可有效防治马铃薯黑痣病54、小麦白粉病55、辣椒根腐病、番茄枯萎病和豇豆枯萎病52等病害，且效果显著。截至 2022 年 12 月31 日，有 22 种木霉菌杀菌剂获批登记11。除了木霉菌杀菌剂这类广谱杀菌剂外，还有一些专用型真菌杀菌剂，用于防治菌核病等危害性极强的病害。菌核病是由核盘菌 Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)deBary 等真菌引起的世界性病害，其病原菌核盘菌寄主广泛，危害性大，能侵染 400 多种植物，如油菜、大豆和烟草等56。目前我国仅有2 种获批登记用以防治菌核病的真菌杀菌剂，有效成为分别为小盾壳霉 CGMCC8325 和盾壳霉 ZS-1SB11。其中，盾壳霉 ZS-1SB 可湿性粉剂对油菜菌核病有较好的防治作用，可以减少病原菌对油菜花、叶片和茎部的感染，抑制病斑扩展57，目前已在湖北、安徽、四川、江西、江苏、重庆、陕西和青海等油菜主产区进行了示范推广。3 微生物除草剂目前，在微生物除草剂的研发应用方面利用最广的微生物是真菌，我国最早将真菌应用到杂草防治上的微生物制剂是于 1963 年研制的“鲁保一号”，其能有效防控菟丝子 Cuscuta chinensisLam.，是我国第一个大规模应用的微生物除草剂58。近年来，已筛选出多株对牛筋草 Eleusineindica(L.)Gaertn.、稗草 Echinochloa crus-galli(L.)Beauv.、千金子 Leptochloa chinensis(L.)Nees 和马唐 Digitaria sanguinalis(L.)Scop.等杂草有致病性的菌种资源，其对杂草致病的同时，对棉花、小麦和水稻等作物安全，但利用这些菌株研发的除草剂产品较少，近 3 年无微生物除草剂获批登记。稗草作为我国水稻生产中主要的农田杂草之一，仍然缺乏可广泛使用的微生物除草剂。张亚鑫等59采用组织分离法获得 10 株对稗草致病性较强的优势菌株，其中有 5 株为国内首次从稗草中分离得到；陈勇等60从水稻田稗草叶片上分离并通过紫外诱变得到 1 株诱变尖角突脐孢菌 Exsero-hilum monoceras，该菌株对稗草也具有防治作用。这些菌株丰富了我国防治稗草病原菌的生物资源，未来有望进一步研发为防除稻田稗草的除草剂。此外，还有能有效防控禾本科杂草、一年生莎草、阔叶杂草的双色平脐蠕孢菌 BipolarisbicolorSYNJC-2-261、嘴突凸脐孢菌 Exserohilumrostratum62、山田平脐蠕孢菌 Bipolaris yamadae(Y.Nisik.)ShoemakerHXDC-1-263、派伦霉属真菌Peyronellaea glomerata64等。其中，山田平脐蠕孢菌菌株防控范围和使用范围极广，能用于控制马唐、狗尾草 Setaria viridis(L.)Beauv.、牛筋草、虮子草 Leptochloa panicea(Retz.)Ohwi、野燕麦Avena fatuaL.、假高粱 Pseudosorghum zollingeri(Steud.)A.Camus 和柔枝莠竹 Microstegiumvimineum(Trin.)A.Camus 等禾本科杂草、一年生莎草以及部分阔叶杂草，可以在粮食、蔬菜、花卉和果树等作物田安全使用，控制效果可达 80%以上；派伦霉属真菌致病力较为迅速，接种 3d后，即能形成明显叶部病斑，对禾本科杂草具有良好的防效。这些菌株类型丰富、防控范围广、生物安全性高、作用效果明显，具有进一步开发成各种经济作物、油料作物等农作物除草剂的潜力。在已有微生物除草剂产品应用方面，有研究表明，从加拿大一枝黄花 Solidago canadensisL.白绢病病株上分离得到的齐整小核菌 Sclerotiumrolfsii 可用于禾本科作物田、草坪的阔叶杂草以及加拿大一枝黄花的生物防治65。齐整小核菌菌株SC64 与生物除草剂克稗霉联合使用扩大了杀草谱，提高了除草效果；在剂型改进方面，利用以秸秆粉与齐整小核菌菌丝混合制成固体颗粒剂型，用于防治一枝黄花，处理剂量为 600kg/hm2时，7d 的株防效最高能达到 100%66。粘质沙雷氏菌颗粒剂、克稗霉和草茎点霉水分散粒剂等微生物除草剂产品的研发，也为防除马唐、稗草和鸭跖草 Commelina communisL.等杂草提供了新的手段67-69。4 对微生物农药发展的建议近年来，各项政策的颁布与实施给予了生物农药登记、生产许可、应用推广更为宽松和有利的发展条件，极大地推动了我国生物农药的发展，而现代技术的应用更加快了在生防微生物选育与创制、微生物与病虫草害互作机制、微生物农药产品研发与生产等方面的脚步。2017年，我国成立了全国农药标准化技术委员会生物农药分技术委员会，通过了农药管理条例。农药管理条例调整了农药生产管理职责，简化、明774农药学学报Vol.25确了生产方面的手续；在 2020 年 2 月 6 日农业农村部印发的2020 年种植业工作要点中，提出了要完善农药登记审批“绿色通道”政策，为生物农药、高毒农药替代产品等用药登记创造良好环境；2021 年 8 月，在农业农村部等 6 部门联合印发的“十四五”全国农业绿色发展规划中指出，要推行绿色防控，推广应用高效低毒低残留新型农药，这些政策为我国微生物农药的发展提供了良好的机遇。针对微生物农药的发展，未来可从以下 3 方面进一步加强。1)加强创新，抢占研发高地加强创新，抢占研发高地目前，大多数微生物制剂防治对象较为单一，往往一种微生物农药只能防治一种病虫草害，这样的产品防治面窄、适用范围小，对农户来说性价比低，而且无形中也增加了企业的研发成本，同时也造成了有些微生物制剂难以大规模使用，未来应当加大对广谱性微生物的筛选，研发药效更高、防治面更广、性价比更高的微生物农药；同时，市场中存在较多低水平、重复性的产品，未来应进一步提升原始创新能力，把握前沿研究方向，加大对生物除草剂等市场空白产品的研究，提前布局相关内容的研究，抢占国际国内市场。2)抓住机遇，推动产品商业化抓住机遇，推动产品商业化目前已筛选到多种具有生防效果的微生物菌株，但实际生产和登记的产品数量仍然较少，微生物农药产品的商业化能力和产业化能力还较弱，多数缺少中试环节。2022 年 1 月，农业农村部等 8 部门联合印发的“十四五”全国农药产业发展规划中，指出优化生产布局，提高产业集中度，调整产品结构，推行绿色清洁生产，优先发展生物农药产业，重点培育一批绿色农药制剂加工企业。各企业应抓住机遇，转型升级，加强技术创新，对现在突出的微生物农药产品保质期短，受环境影响药效降低，助剂加工配方不合理，缺乏合适的载体、表面活性剂、助剂等方面，进一步优化工艺设计和生产流程，提高生产效率和产品质量，推动微生物农药商业化和产业化。3)多点发力，促进产品广泛应用多点发力，促进产品广泛应用除了研发和生产端，后续的政策支持、知识产权保护、经营管理、服务推广体系的建立等方面都会影响产品的推广应用。各级政府、农技部门等应建立完善的推广服务体系，一方面应加强科普宣传工作，加大微生物农药的施用技术培训，提高农民、新型经营主体等用户的使用意愿；另一方面可通过典型示范，带动大面积应用；同时，也要进一步规范经营管理，完善安全使用、贮藏运输等标准，降低运输环境不达标、储存条件不到位、施用技术不规范等对产品效用的影响，确保研发效果和使用效果的一致性。5 展望尽管目前微生物农药的使用比例还较低，但在国家政策支持力度加大、市场需求增长等有利因素的影响下，预计微生物农药产业会进一步发展。2020 年 9 月 30 日农业农村部农药管理司发布的关于推进实施农药登记审批绿色通道管理措施的通知(农农(农药)202078 号)文件中，提出要将微生物农药纳入登记审批绿色通道，优先安排技术审查，在保障质量和安全的前提下加快技术审查进程，预计未来微生物农药的研发进度和审批登记速度将进一步加快。同时，农业农村部、国家发展改革委等部门也制定并实施了一系列政策措施，扶持发展生物源农药产业，如设立专项资金补贴农民使用生物源农药，对符合条件的生物源农药企业予以税收优惠等，“十四五”全国农药产业发展规划也明确提出将微生物农药列入优先发展目录，加大微生物农药的研发力度，并重点培育一批生物农药优势企业，预计未来企业的研发能力将进一步增强，微生物农药的使用比例和市场占有率也将逐步提高。另外，随着产业的发展，微生物农药还可能在推动病虫害绿色防治、农产品的优质安全生产、生物多样性保护、土壤质量提升等领域进一步发挥作用。参考文献(References):白小宁,李友顺,赵安楠,等.2021年及近年我国农药登记情况和特点分析J.农药科学与管理,2022,43(1):1-11.BAIXN,LIYS,ZHAOAN,etal.AnalysisonthesituationandcharacteristicsofpesticideregistrationinChinain2021andrecentyearsJ.PesticSciAdmin,2022,43(1):1-11.1袁善奎,王以燕,师丽红,等.我国生物源农药标准制定现状及展望J.中国生物防治学报,2018,34(1):1-7.YUAN S K,WANG Y Y,SHI L H,et al.Current situation andprospectsofbiologicalpesticidesrelatedstandardsinChinaJ.ChinJBiolControl,2018,34(1):1-7.2王以燕,袁善奎,农向群,等.浅谈微生物农药管理的规范化J.农药,2021,60(6):391-394.WANG Y Y,YUAN S K,NONG X Q,et al.Discussion onstandardization of microbial pesticide 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