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    作為一種重要的生產(chǎn)資料，農(nóng)藥在控制有害生物為害和促進(jìn)農(nóng)作物增產(chǎn)等方面發(fā)揮著重要作用。然而，大量農(nóng)藥（特別是“高風(fēng)險(xiǎn)”的化學(xué)農(nóng)藥）的長(zhǎng)期施用，不僅帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，還影響到農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全和生物的多樣性，影響到人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)藥的減量增效及生物農(nóng)藥替代的行動(dòng)勢(shì)在必行。歐盟委員會(huì)擬在2030年前將化學(xué)農(nóng)藥和“高風(fēng)險(xiǎn)”農(nóng)藥的使用量減半，以阻止傳粉昆蟲(chóng)數(shù)量的減少，從而維持生物多樣性。中國(guó)早在2015年就啟動(dòng)了“到2020年實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案”，并在2017年提前完成該目標(biāo)。在國(guó)家方針政策的支持和鼓勵(lì)下，一大批高效、低毒、低殘留的低風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥也得以快速上市、應(yīng)用和推廣，生物農(nóng)藥也逐漸崛起并愈發(fā)受到重視。本文對(duì)生物農(nóng)藥的定義和范疇進(jìn)行探討，對(duì)中國(guó)登記（過(guò)）的和具有商業(yè)化開(kāi)發(fā)潛力的生物農(nóng)藥品種按類別從特點(diǎn)和作用機(jī)制和特點(diǎn)等進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)生物農(nóng)藥在中國(guó)的發(fā)展進(jìn)行展望，以期促進(jìn)該類農(nóng)藥的研發(fā)、應(yīng)用和推廣。

    01、生物農(nóng)藥的定義和范疇

    生物農(nóng)藥（biological pesticides 或biopesticides）是相對(duì)化學(xué)農(nóng)藥而言的，在農(nóng)藥登記管理中享有資料減免、流程縮減和優(yōu)先審批等利好政策，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)先方向。中國(guó)暫未制定有關(guān)生物農(nóng)藥的明確定義標(biāo)準(zhǔn)，但在2017年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第2569號(hào)《農(nóng)藥登記資料要求》中對(duì)化學(xué)農(nóng)藥外的生物化學(xué)農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥和微生物農(nóng)藥分別進(jìn)行了定義。其中，微生物農(nóng)藥（microbial pesticides）是指以細(xì)菌、真菌、病毒和原生動(dòng)物或基因修飾的微生物等活體為有效成分的農(nóng)藥，植物源農(nóng)藥（botanical pesticides）是指有效成分直接來(lái)源于植物體的農(nóng)藥。而生物化學(xué)農(nóng)藥（biochemical pesticides）則是指同時(shí)滿足下列2個(gè)條件的農(nóng)藥：（1）對(duì)防治對(duì)象沒(méi)有直接毒性，而只有調(diào)節(jié)生長(zhǎng)、干擾交配或引誘等特殊作用；（2）天然化合物，如果是人工合成的，其結(jié)構(gòu)應(yīng)與天然化合物相同（允許異構(gòu)體比例的差異）。該定義將人工合成的化合物結(jié)構(gòu)與天然化合物結(jié)構(gòu)的一致性由“必須”修改為“應(yīng)（當(dāng)）”，給生物化學(xué)農(nóng)藥的判定提供了“個(gè)案考慮”的空間。與天然昆蟲(chóng)保幼激素JH III的結(jié)構(gòu)高度類似、功能完全一致的S-烯蟲(chóng)酯也因此被重新認(rèn)定為生物化學(xué)農(nóng)藥。

    在實(shí)際登記管理中，參考FAO/WHO、美國(guó)和歐盟等國(guó)際組織和國(guó)家地區(qū)的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)基因生物（plant incorporated protectants或transgenicplants）和天敵生物（enemy organisms）等也被視作生物農(nóng)藥，相關(guān)產(chǎn)品的登記資料、流程和費(fèi)用享有減免或優(yōu)惠的政策。通過(guò)基因修飾的微生物一般被列為微生物農(nóng)藥進(jìn)行管理，通過(guò)基因修飾的農(nóng)作物則由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技教育司歸口管理。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在2020年對(duì)十三屆全國(guó)人大三次會(huì)議第4948號(hào)建議的答復(fù)，中國(guó)已批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、抗病番木瓜、抗蟲(chóng)水稻、轉(zhuǎn)植酸酶玉米、抗蟲(chóng)耐除草劑玉米、耐除草劑大豆、耐除草劑玉米等的生產(chǎn)應(yīng)用安全證書(shū)，其中涉及的基因主要有轉(zhuǎn)植酸酶基因（phy）、轉(zhuǎn)蘇云金芽孢桿菌殺蟲(chóng)晶體蛋白基因（Bt，包括cry1A、cry1Ac、cry1Ab/ cry1Ac 等），轉(zhuǎn)豇豆胰蛋白酶抑制劑基因（CpTI），以及雙價(jià)轉(zhuǎn)基因Bt/CpTI等。然而，目前國(guó)內(nèi)商業(yè)化種植的僅有轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉和抗病番木瓜，進(jìn)口的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物也不允許在國(guó)內(nèi)種植。在2008年實(shí)施的《農(nóng)藥登記管理術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，由微生物發(fā)酵產(chǎn)生的具有農(nóng)藥功能的次生代謝物，即農(nóng)用抗生素（agricultural antibiotics），也被列入生物農(nóng)藥的范疇。雖然農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在2020年的《我國(guó)生物農(nóng)藥登記有效成分清單》征求意見(jiàn)稿中并未將轉(zhuǎn)基因生物、天敵生物和農(nóng)用抗生素列入管理的范疇，本文還是從廣義的角度將其作為生物農(nóng)藥進(jìn)行介紹。

    國(guó)際上各組織、國(guó)家或地區(qū)對(duì)生物農(nóng)藥定義的范疇不同，其比較見(jiàn)表1。可以發(fā)現(xiàn)，微生物農(nóng)藥都無(wú)一例外地被認(rèn)定為生物農(nóng)藥，生物化學(xué)農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥、天敵生物、轉(zhuǎn)基因生物和農(nóng)用抗生素被部分地認(rèn)定為生物農(nóng)藥。以天然礦物原料為主要成分的礦物源農(nóng)藥（mineral-based pesticides）的風(fēng)險(xiǎn)較低，在美國(guó)等國(guó)也作為生物農(nóng)藥進(jìn)行管理，越南等國(guó)還認(rèn)定動(dòng)物源農(nóng)藥（animal-based pesticides）為生物農(nóng)藥，氨基酸、酶和新農(nóng)藥替代品也在部分國(guó)家被納入生物農(nóng)藥進(jìn)行管理。而在中國(guó)登記（過(guò)）的礦物油（petroleum oil，含柴油和機(jī)油等）、石蠟油（paraffinicoil）、微晶蠟（micro-crystal wax）、硅藻土（silicondioxide）、硫磺（sulfur）、石硫合劑（lime sulfur）、腐殖酸（humic acid）和黃腐酸（fulvic acid）等礦物源農(nóng)藥，以及斑蝥素（cantharidin）等動(dòng)物源農(nóng)藥暫未被列入生物農(nóng)藥的范疇。

    注：* 來(lái)源于相關(guān)機(jī)構(gòu)農(nóng)藥管理部門(mén)網(wǎng)站或指令的公開(kāi)信息；a不包含化學(xué)合成但與天然化合物結(jié)構(gòu)一致的農(nóng)藥；b礦物源物質(zhì)；c源自天然的物質(zhì)；d用于害蟲(chóng)引誘劑的半合成化合物；e部分新化學(xué)農(nóng)藥替代品；f含氨基酸、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和驅(qū)避劑等；g由微生物產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)；h包含酶和維生素。i包含動(dòng)物源農(nóng)藥；j不經(jīng)過(guò)化學(xué)方法精制或進(jìn)一步合成的天然物質(zhì)。

    除中國(guó)生物農(nóng)藥定義嚴(yán)格界定的農(nóng)藥品種外，由農(nóng)用抗生素合成的依維菌素、甲維鹽、樂(lè)貝霉素、和雙丙環(huán)蟲(chóng)酯，由天然松香與燒堿或純堿熬制而成松脂酸鈉，植物提取物酯化而成的藻酸丙二醇酯和巖藻糖酯，以及蕓苔素內(nèi)酯丙�；�的產(chǎn)物丙酰蕓苔素內(nèi)酯等都是以生物源活性物質(zhì)為原料合成并與其功效一致的低風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)藥，而植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑乙烯利可在釋放植物內(nèi)源性激素的同時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不利影響。考慮到這些品種與其生物源原料或釋放物質(zhì)在化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用功效方面的一致性，以及對(duì)環(huán)境生態(tài)的低風(fēng)險(xiǎn)性，本文也將其歸入生物農(nóng)藥進(jìn)行介紹。顯然，乙蒜素（ethylicin）等仿生合成但與自然來(lái)源物存在較大差異的品種就不屬于生物農(nóng)藥的范疇。

    雖然生物農(nóng)藥與生物刺激素存在一定的聯(lián)系，還有品類品種重疊，但又有區(qū)別。生物刺激素的作用靶標(biāo)為植物，強(qiáng)調(diào)天然原料（活性物質(zhì)和微生物）基礎(chǔ)以及與營(yíng)養(yǎng)成分無(wú)關(guān)的、低劑量對(duì)植物自然生理進(jìn)程直接的刺激作用，從而加強(qiáng)或有益于植物的生理機(jī)能、營(yíng)養(yǎng)吸收、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)、非生物脅迫抵抗以及作物品質(zhì)改善等。生物農(nóng)藥則更強(qiáng)調(diào)其自然來(lái)源或與之相似的低風(fēng)險(xiǎn)屬性，通過(guò)對(duì)靶標(biāo)生物直接或間接的致死或半致死作用來(lái)控制有害生物種群數(shù)量、降低對(duì)作物的不利影響，或通過(guò)作用于植物而調(diào)節(jié)其生長(zhǎng)發(fā)育，以達(dá)到提質(zhì)增產(chǎn)的目的。在中國(guó)登記的微生物類農(nóng)藥和多糖類等生物農(nóng)藥也屬于生物刺激素。

    02、生物農(nóng)藥的品種及分類

    作為生物農(nóng)藥研究和應(yīng)用最重要的國(guó)家之一，中國(guó)已有百余種生物農(nóng)藥得以登記和商業(yè)化開(kāi)發(fā)。據(jù)筆者不完全統(tǒng)計(jì)，截至2021年7月1日，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所登記的生物農(nóng)藥（有效期內(nèi)含生物農(nóng)藥組分的原藥和制劑）數(shù)量約4 700個(gè)左右，約為農(nóng)藥總登記數(shù)的1/10，化學(xué)農(nóng)藥登記數(shù)的1/9（圖1）。其中，以阿維菌素或甲維鹽為主的農(nóng)用抗生素占大多數(shù)，生物化學(xué)農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥和植物源農(nóng)藥次之，天敵生物農(nóng)藥僅有2個(gè)有效登記。在中國(guó)登記的生物農(nóng)藥及其子類的制劑產(chǎn)品的占比也與之相似。而從用途類別占比來(lái)看，用作植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的生物農(nóng)藥最多，接下來(lái)依次為殺蟲(chóng)劑、殺菌劑和衛(wèi)生殺蟲(chóng)劑，暫無(wú)有效的生物除草劑登記（圖2）。

    注：為顯示天敵生物農(nóng)藥，占比保留到小數(shù)點(diǎn)后3位；統(tǒng)計(jì)為原（母）藥、單一和復(fù)配制劑的登記總數(shù)，含生物農(nóng)藥和化學(xué)農(nóng)藥的復(fù)配，下同；含2種及以上生物農(nóng)藥活性成分的復(fù)配制劑可能出現(xiàn)重復(fù)統(tǒng)計(jì)，下同。

    在中國(guó)登記（過(guò)）的生物農(nóng)藥品種分類統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)圖3。對(duì)于登記的生物農(nóng)藥品種，從品類的數(shù)量上來(lái)看，生物化學(xué)農(nóng)藥最多，微生物農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥、農(nóng)用抗生素和天敵生物依次遞減；從用途類別上來(lái)看，殺蟲(chóng)劑、殺菌劑和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的登記數(shù)量最多，而除草劑為0。值得注意的是，植物源農(nóng)藥、農(nóng)用抗生素和天敵生物都有1/3以上的品種過(guò)期未續(xù)。下面對(duì)中國(guó)登記（過(guò)）和有商業(yè)化開(kāi)發(fā)潛力的生物農(nóng)藥品種進(jìn)行分類總結(jié)。

    2.1  生物化學(xué)農(nóng)藥

    生物化學(xué)農(nóng)藥主要包括化學(xué)信息物質(zhì)、昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、植物誘抗劑和其他生物化學(xué)農(nóng)藥等類別，可以是天然來(lái)源或化學(xué)合成，但都對(duì)靶標(biāo)生物無(wú)直接致死作用。中國(guó)生物化學(xué)農(nóng)藥品種及按其用途、功能或結(jié)構(gòu)的分類見(jiàn)表2。

    注：F-殺菌劑，I-殺蟲(chóng)劑（包括殺螨劑和殺螺劑），N-殺線蟲(chóng)劑，H-除草劑，PGR-植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，R-殺鼠劑；#登記有效或已批準(zhǔn)公示；*登記被取消或過(guò)期暫未續(xù)；？ 暫未取得登記；下表同。

    化學(xué)信息物質(zhì)可用于農(nóng)業(yè)或非農(nóng)領(lǐng)域預(yù)測(cè)蟲(chóng)情、誘殺誘捕、使昆蟲(chóng)迷向以及干擾昆蟲(chóng)交配等；昆蟲(chóng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可在昆蟲(chóng)個(gè)體發(fā)育時(shí)期阻礙或干擾昆蟲(chóng)正常生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，使其生活能力降低而死亡，進(jìn)而有效地控制其種群密度；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在進(jìn)入植物體后發(fā)揮植物激素或相似的生理和生物學(xué)效應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控、株型調(diào)整、根莖膨大、植物性別分化誘控、抗逆性提升、產(chǎn)量增加和品質(zhì)提高等目的；植物誘抗劑包含糖類、蛋白質(zhì)類、多肽類和脂肪酸類等類別，其主要通過(guò)調(diào)控植物體內(nèi)的多級(jí)信號(hào)分子和內(nèi)源性激素，激活植物防衛(wèi)或過(guò)敏反應(yīng)，引起防衛(wèi)基因的表達(dá)，相關(guān)蛋白酶和次生代謝物產(chǎn)生并不斷積累，從而增強(qiáng)植株對(duì)生物和非生物脅迫的耐受力，同時(shí)刺激植株的生長(zhǎng)發(fā)育。除以上類別的品種外，膽鈣化醇和雙鏈寡聚核苷酸等也屬于生物化學(xué)農(nóng)藥。其中，膽鈣化醇在攝食后的老鼠體內(nèi)被代謝成2,5-二羥基膽鈣化醇，后者可增加腸道對(duì)鈣和磷的吸收并促進(jìn)骨骼基質(zhì)中儲(chǔ)鈣進(jìn)入血液，使老鼠因高鈣血癥而死亡；雙鏈寡聚核苷酸通過(guò)RNA干擾（RNAi）使同源的信使RNA（mRNA）高效特異性降解，特異性基因沉默而在轉(zhuǎn)錄后水平和翻譯水平上阻斷基因的表達(dá)而實(shí)現(xiàn)對(duì)有害生物的控制。有趣的是，糖類植物誘抗劑還可通過(guò)誘導(dǎo)抗（逆）性、激活土壤微生物增殖和活動(dòng)、刺激微生物產(chǎn)生分解酶和產(chǎn)物氨等途徑實(shí)現(xiàn)對(duì)植物寄生線蟲(chóng)的抑制作用，酰氨寡糖素（醋酸鹽）對(duì)小菜蛾等害蟲(chóng)還存在驅(qū)避作用。

    2.2  植物源農(nóng)藥

    植物源農(nóng)藥是從植物中提取出來(lái)的、由植物產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物，是植物自身防御功能與有害生物和環(huán)境脅迫相適應(yīng)演變、協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。植物源農(nóng)藥一般含有多種活性成分，通過(guò)復(fù)雜的作用方式來(lái)發(fā)揮其殺蟲(chóng)、殺（抑）菌和除草活性。與化學(xué)合成農(nóng)藥相比，植物源農(nóng)藥一般具有對(duì)環(huán)境友好、不易引起害蟲(chóng)耐藥性等優(yōu)點(diǎn)。植物源農(nóng)藥在概念上屬于生物農(nóng)藥，但其登記管理的規(guī)范和要求比生物化學(xué)農(nóng)藥和微生物農(nóng)藥的要更嚴(yán)格，新活性成分的農(nóng)藥登記要求與化學(xué)農(nóng)藥的一樣。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異，可將植物源農(nóng)藥分為醇（酚）類、酮類、羧酸類、酯類、生物堿類和糖苷類等類別。中國(guó)植物源農(nóng)藥品種及其分類見(jiàn)表3。

    植物源殺蟲(chóng)劑（包含殺螨劑和殺螺劑）、殺鼠劑和殺線蟲(chóng)劑多以胃毒和觸殺作用為主，兼具一定的拒食和驅(qū)避作用，部分還具有熏蒸、內(nèi)吸和殺卵作用。這些生物農(nóng)藥作用的生理靶標(biāo)主要涉及以下方面：① 神經(jīng)系統(tǒng)，桉油精中的多種有效成分直接作用于乙酰膽堿酯酶，苦參堿、藜蘆堿和除蟲(chóng)菊酯作用于鈉離子通道，煙堿和木煙堿作用于煙堿乙酰膽堿受體，莨菪堿作用于M形膽堿受體，山道年、馬錢(qián)子堿、鬧羊花素-III和辣椒堿也可影響昆蟲(chóng)神經(jīng)傳導(dǎo)；② 消化系統(tǒng)，印楝素、川楝素和苦皮藤素都可影響食物消化；③ 呼吸系統(tǒng)，血根堿為微粒體單氧化酶抑制劑，魚(yú)藤酮通過(guò)抑制NADH-泛素氧化還原酶（復(fù)合物I）的電子傳遞對(duì)呼吸作用起抑制作用，松脂酸鈉通過(guò)黏著腐蝕害蟲(chóng)的蠟質(zhì)層使其不能呼吸而窒息而死；④ 生長(zhǎng)調(diào)節(jié)，印楝素和鬧羊花素-III對(duì)害蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育具有抑制作用。此外，莪術(shù)醇和雷公藤甲素為生育抑制殺鼠劑。

    植物源殺菌劑的作用機(jī)制主要涉及改變病原菌細(xì)胞膜平衡、干擾其代謝、抑制其呼吸作用和能量供給、影響其生長(zhǎng)繁殖，以及增強(qiáng)植物細(xì)胞活性和抗病抗逆能力。C8-C10脂肪酸在透過(guò)病原體細(xì)胞膜破壞酸堿平衡的同時(shí)使細(xì)胞受到抑制或失活，苦參堿、小檗堿、兒茶素、大黃素甲醚和大蒜素可影響病原體內(nèi)的新陳代謝，兒茶素中的鞣質(zhì)可在菌體外形成屏障使其不能獲得營(yíng)養(yǎng)。

    植物源除草劑的品種較少，僅有脂肪類非選擇性除草劑壬酸得到了開(kāi)發(fā)。該除草劑源自牻牛兒苗科（Geraniaceace）植物，通過(guò)抑制植物細(xì)胞呼吸作用、破壞細(xì)胞膜形成而防除一年生和多年生闊葉雜草，低濃度下還具有疏花疏果作用。此外，脂肪酸、芝麻油（粕）等在美國(guó)還被用作殺線蟲(chóng)劑。植物源的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑一般優(yōu)先歸入生物化學(xué)類農(nóng)藥進(jìn)行管理。

    2.3  微生物農(nóng)藥

    微生物農(nóng)藥是將工業(yè)化大量繁殖的有害生物的病原微生物活體加以利用的農(nóng)藥，主要有單細(xì)胞的細(xì)菌和原生動(dòng)物，涵蓋霉菌和卵菌的真菌，以及無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒等，包括各微生物活體原型及其基因修飾體。由于通過(guò)共生菌繁殖對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)起作用，昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)也多被歸為微生物農(nóng)藥。微生物農(nóng)藥一般具有較高的特異性，只對(duì)靶標(biāo)生物具有致病性，對(duì)人畜低毒，也不能滲透到植物體內(nèi)。此外，微生物農(nóng)藥的作用方式復(fù)雜，對(duì)多種發(fā)育階段的靶標(biāo)生物均有效，有害生物難以對(duì)其產(chǎn)生抗性。中國(guó)微生物源農(nóng)藥品種及其生物學(xué)分類見(jiàn)表4。

    作為殺蟲(chóng)劑，細(xì)菌活體農(nóng)藥主要通過(guò)其營(yíng)養(yǎng)體芽孢在害蟲(chóng)體內(nèi)繁殖和/或代謝分泌活性蛋白酶和抗生素等方式來(lái)防治或殺死植物寄生線蟲(chóng)和害鼠等靶標(biāo)生物；真菌活體農(nóng)藥則是以分生孢子附著于靶標(biāo)害蟲(chóng)的表皮，在一定的條件下萌發(fā)長(zhǎng)出芽管或形成附著孢，進(jìn)入害蟲(chóng)體內(nèi)后形成的菌絲體不斷繁殖而造成物理?yè)p害并引起病理變化，最后導(dǎo)致害蟲(chóng)死亡；病毒活體農(nóng)藥在寄生后通過(guò)核酸復(fù)制產(chǎn)生大量的病毒粒子，使寄主細(xì)胞破裂而死亡；原生動(dòng)物蝗蟲(chóng)微孢子蟲(chóng)在被蝗蟲(chóng)或蟋蟀取食后寄生于其脂肪細(xì)胞而消耗其能量?jī)?chǔ)備，使其虛弱死亡。

    作為殺菌劑，細(xì)菌活體農(nóng)藥的作用機(jī)制主要涉及由其代謝分泌產(chǎn)生活性抗菌或調(diào)節(jié)微生境的物質(zhì)、在空間和營(yíng)養(yǎng)等方面與致病菌進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，以及誘導(dǎo)植物抗病抗逆性等方面；真菌活體農(nóng)藥主要通過(guò)重寄生、營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)、酶系裂解和誘導(dǎo)抗性等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)病原菌的控制。暫無(wú)用于殺菌的病毒和原生動(dòng)物，也鮮見(jiàn)成功開(kāi)發(fā)的微生物除草劑。

    作為一類重要的害蟲(chóng)生物防治因子，昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)具有昆蟲(chóng)天敵和微生物活體的雙重屬性，侵染期幼蟲(chóng)（即III齡幼蟲(chóng)或耐受態(tài)幼蟲(chóng)）進(jìn)入寄生昆蟲(chóng)的血腔后釋放共生菌，后者在昆蟲(chóng)血淋巴中快速繁殖而使其患敗血癥死亡。昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)土棲性及鉆蛀性害蟲(chóng)多具有專一性，對(duì)人畜安全，不污染環(huán)境，在美國(guó)可免于注冊(cè)登記。

    2.4  農(nóng)用抗生素

    農(nóng)用抗生素是由細(xì)菌、放線菌和真菌等微生物產(chǎn)生的、用于農(nóng)業(yè)有害生物防治的次生代謝產(chǎn)物。伊維菌素、甲維鹽、樂(lè)貝霉素和雙丙環(huán)蟲(chóng)酯等半合成的農(nóng)用抗生素衍生物也列入此類進(jìn)行介紹。

    農(nóng)用抗生素是在醫(yī)用抗生素的基礎(chǔ)上研究開(kāi)發(fā)而來(lái)的，鏈霉素、土霉素和氯霉素等相繼在農(nóng)業(yè)上得以成功應(yīng)用，但后續(xù)又由于其安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題先后被禁用。其間，一些放線菌產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)專用抗生素相繼得到了開(kāi)發(fā)，阿維菌素、甲維鹽、井岡霉素、春雷霉素和多抗霉素等已成為生物農(nóng)藥的重要品種。與化學(xué)合成類農(nóng)藥相比，農(nóng)用抗生素具有活性高、來(lái)源廣、可共用生產(chǎn)設(shè)備、對(duì)環(huán)境污染小且不易富集等特點(diǎn)。在中國(guó)，農(nóng)用抗生素的登記管理要求與化學(xué)農(nóng)藥的相同。按化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異，可將中國(guó)農(nóng)用抗生素分為大環(huán)內(nèi)酯類、糖苷類、肽和蛋白質(zhì)類等類別，相關(guān)農(nóng)藥品種及其分類見(jiàn)表5。

    注：a四霉素以大環(huán)內(nèi)酯類成分為主，兼有嘧啶肽核苷類和氮雜芳環(huán)類等活性物質(zhì)；b 公主嶺霉素中成分以放線菌酮為主。

    農(nóng)用抗生素類殺蟲(chóng)、殺鼠和殺線蟲(chóng)劑以觸殺和胃毒作用為主，一般作用于靶標(biāo)生物的神經(jīng)系統(tǒng)。其中，阿維菌素類和多殺菌素類殺蟲(chóng)劑都作用于γ-氨基丁酸和煙堿乙酰膽堿門(mén)控氯離子通道（但以其一為主），雙丙環(huán)蟲(chóng)酯主要作用于弦振器官香草素受體亞家族通道，C型和D型肉毒梭菌毒素為蛋白質(zhì)類殺鼠劑，通過(guò)作用于中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)而阻礙神經(jīng)末梢的乙酰膽堿釋放而引起軟癱、麻痹和死亡。華光霉素還干擾螨蟲(chóng)和真菌細(xì)胞壁幾丁質(zhì)的合成。

    農(nóng)用抗生素類殺菌劑一般對(duì)孢子萌發(fā)和菌絲生長(zhǎng)具有抑制作用。嘧啶核苷類抗菌素、春雷霉素、武夷霉素、中生菌素、滅瘟素和鹽酸土霉素能影響病原菌的蛋白質(zhì)合成，井岡霉素干擾和抑制菌體細(xì)胞的正常生長(zhǎng)和發(fā)育，多抗霉素干擾菌體細(xì)胞壁幾丁質(zhì)的合成，寧南霉素破壞病毒粒體結(jié)構(gòu)并誘導(dǎo)植物對(duì)病害的抗性和免疫力，嘧肽霉素通過(guò)抑制病毒核酸復(fù)制和外殼蛋白合成而致效。農(nóng)用抗生素類除草劑還處于研發(fā)階段，主要品種有雙丙胺磷和丁羥咯酮。其中，雙丙胺磷除草劑為滅生性前體除草劑，通過(guò)葉部吸收后在雜草體內(nèi)降解為草丁膦和丙氨酸而使植物產(chǎn)生氨中毒、光合作用受到抑制，最終枯萎壞死；丁羥咯酮?jiǎng)t通過(guò)與光位點(diǎn)結(jié)合而誘發(fā)葉綠體活性氧的爆發(fā)，直接引起雜草葉片快速壞死。

    2.5  天敵生物農(nóng)藥

    天敵生物農(nóng)藥是指除微生物農(nóng)藥以外的防治有害生物的活體生物，其作用方式主要涉及寄生和捕食。天敵生物的擴(kuò)繁和利用一直是該類農(nóng)藥研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，松毛蟲(chóng)赤眼蜂（Trichogramma dendrolimimatsumura）、異色瓢蟲(chóng)（Harmonia axyridis）和平腹小蜂（Anastatus japonicus）在中國(guó)得到了開(kāi)發(fā)利用和登記應(yīng)用，但當(dāng)前僅有松毛蟲(chóng)赤眼蜂的2個(gè)登記有效。螟黃赤眼蜂（Trichogramma chilonis）、阿氏嚙小蜂（Tetrastichus hagenowii）、管氏腫腿蜂（Sclerodermusguani）、巴氏鈍綏螨（Amblyseius barkeri）和水葫蘆象甲（Neochetina eichhorniae）等天敵生物還未見(jiàn)登記。

    03、總結(jié)與展望

    生物農(nóng)藥具有相對(duì)較高的安全性和較低的風(fēng)險(xiǎn)，其研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用推廣可減輕甚至避免化學(xué)農(nóng)藥給社會(huì)和環(huán)境所帶來(lái)的眾多不利影響，促進(jìn)農(nóng)藥行業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。雖然國(guó)際上各組織、國(guó)家和地區(qū)對(duì)生物農(nóng)藥的具體定義和范疇存在差異，但都認(rèn)可其為天然活體生物及其產(chǎn)生的活性物質(zhì)，以及經(jīng)基因修飾或化學(xué)合成得到的、在結(jié)構(gòu)和功能上與天然生物或物質(zhì)一致的活體生物或活性物質(zhì)，多具有綠色無(wú)公害的特性。在中國(guó)，生物農(nóng)藥涉及微生物農(nóng)藥、生物化學(xué)農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥、天敵生物、轉(zhuǎn)基因生物和農(nóng)用抗生素等類別。雖然這些生物農(nóng)藥品類品種間的差異較大，但都具有以下一般性特征：① 選擇專一性較強(qiáng)，對(duì)靶標(biāo)生物高效而對(duì)非靶標(biāo)生物的風(fēng)險(xiǎn)較低；② 環(huán)境安全性高，不易引起富集和殘留問(wèn)題；③ 作用方式復(fù)雜多樣，不易對(duì)靶標(biāo)生物產(chǎn)生耐藥性；④ 來(lái)源豐富，可通過(guò)不同的途徑來(lái)制備或生產(chǎn)；⑤ 開(kāi)發(fā)潛力巨大，同一品種存在不同品系或同一來(lái)源存在多種活性成分。

    中國(guó)是生物農(nóng)藥開(kāi)發(fā)和應(yīng)用最重要的國(guó)家之一。從登記上看，中國(guó)生物農(nóng)藥的品類以用于殺蟲(chóng)、殺菌或調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的生物化學(xué)農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥、農(nóng)用抗生素和植物源農(nóng)藥為主，其登記數(shù)量占總數(shù)的近10%。其中，農(nóng)用抗生素約占70%左右，其他類別的登記數(shù)量較少且大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的也不多，而一些過(guò)期未續(xù)和處于測(cè)試開(kāi)發(fā)或田間試驗(yàn)階段的生物農(nóng)藥還有較大的發(fā)展?jié)摿�可以挖��。未�?lái)，可進(jìn)一步加強(qiáng)生物農(nóng)藥的研發(fā)應(yīng)用和管理規(guī)范等方面的工作，以促進(jìn)其健康可持續(xù)的發(fā)展。具體說(shuō)來(lái)，建議從以下幾個(gè)方面努力來(lái)促進(jìn)生物農(nóng)藥的發(fā)展：

    （1）進(jìn)一步明確生物農(nóng)藥的中英文名稱、組成結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格以促進(jìn)其發(fā)展。由于生物農(nóng)藥的研發(fā)涉及不同的專業(yè)領(lǐng)域，在研究開(kāi)發(fā)和注冊(cè)登記時(shí)可能采用不同的命名規(guī)則，這就使得相同產(chǎn)品可能在不同甚至相同階段出現(xiàn)不同的中英文名稱。如甲氨基阿維菌素（苯甲酸鹽）存在阿維菌素苯甲酸鹽和富表甲氨基阿維菌素的中文名稱，以及emamectin、abamectin-aminomethyl和methylamineavermectin等英文名稱。此外，生物農(nóng)藥來(lái)源和組成的復(fù)雜性又使得在短時(shí)間內(nèi)難以弄清其組成結(jié)構(gòu)并制定其生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，如多糖或寡糖農(nóng)藥含有多種聚合度不同的組分，各組分的糖單體及糖苷鏈接方式也存在差異。建立和完善生物農(nóng)藥的系統(tǒng)命名規(guī)則，明確其組成結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，對(duì)促進(jìn)其應(yīng)用推廣、確保產(chǎn)品藥效及其穩(wěn)定性具有重要作用。

    （2）深入探索生物農(nóng)藥的作用方式并加以利用。生物活體農(nóng)藥在直接抑制或殺死靶標(biāo)生物的同時(shí)，通過(guò)作用于植物或環(huán)境而影響靶標(biāo)生物的入侵、生存和為害；而生物源活性物質(zhì)農(nóng)藥則含有多種化學(xué)活性成分，各成分間通過(guò)復(fù)雜的協(xié)同作用機(jī)制對(duì)靶標(biāo)生物發(fā)揮作用。然而，生物農(nóng)藥具體的作用方式細(xì)節(jié)還遠(yuǎn)不如化學(xué)農(nóng)藥清晰，植物源農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥的復(fù)配也由于目的不明確而受到了登記限制。深入研究生物農(nóng)藥的作用方式，可有效地促進(jìn)與其他品種和治理措施相結(jié)合的有害生物綜合治理策略的制定和實(shí)施。

    （3）適時(shí)更新生物農(nóng)藥認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范以適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。現(xiàn)代生物化學(xué)技術(shù)的發(fā)展為生物農(nóng)藥來(lái)源提供了更多的途徑和可能，需要適時(shí)更新和細(xì)化認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)和范疇以確定新的生物農(nóng)藥。如根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際情況和國(guó)外應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，可將低風(fēng)險(xiǎn)的礦物源農(nóng)藥和動(dòng)物源農(nóng)藥列入生物農(nóng)藥的范疇以促進(jìn)其開(kāi)發(fā)利用。盡管不同生物農(nóng)藥品種間的差異較大，難以制定統(tǒng)一的管理標(biāo)準(zhǔn)，可更多地制定針對(duì)性的管理規(guī)范，促進(jìn)新時(shí)代對(duì)生物農(nóng)藥發(fā)展的要求。

    （4）使用生物農(nóng)藥的研發(fā)生產(chǎn)、物流倉(cāng)儲(chǔ)、質(zhì)量檢控和實(shí)踐應(yīng)用方面的新技術(shù)方法以確保藥效。生物農(nóng)藥多來(lái)自自然界中的特定環(huán)境，其富集提取、生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)流通等環(huán)節(jié)都涉及諸多環(huán)境因素的變化，需要深入研究并實(shí)施有效的、可提高產(chǎn)品穩(wěn)定性的技術(shù)方法，如開(kāi)發(fā)基于納米技術(shù)的微膠囊生物農(nóng)藥制劑等。由于生物農(nóng)藥涉及不同的生物品種品系和化學(xué)種類，如何對(duì)其活性成分進(jìn)行準(zhǔn)確可操作的鑒定、檢測(cè)和控制也值得重視。生物農(nóng)藥的應(yīng)用效果一般不如化學(xué)農(nóng)藥那么快速有效，需要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐確定合適的施用方式、時(shí)機(jī)、溫度和綜合治理策略等應(yīng)用技術(shù)，保證田間藥效的穩(wěn)定發(fā)揮。

    （5）加強(qiáng)中國(guó)創(chuàng)制的生物農(nóng)藥的研發(fā)和商業(yè)化以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。隨著國(guó)家創(chuàng)新創(chuàng)造戰(zhàn)略的實(shí)施，14-羥基蕓苔素內(nèi)酯、氨基寡糖素、苯丙烯菌酮、苦皮藤素、寧南霉素、申嗪霉素、克貝萊斯芽孢桿菌和殺線蟲(chóng)芽孢桿菌等多個(gè)生物農(nóng)藥新品種得以順利開(kāi)發(fā)并取得了登記。但這些品種的原創(chuàng)性不足，登記開(kāi)發(fā)的企業(yè)少、劑型用途相對(duì)單一，也鮮見(jiàn)其實(shí)際應(yīng)用和國(guó)外推廣。應(yīng)加強(qiáng)原創(chuàng)性品種的深度研發(fā)，并促進(jìn)其在更廣泛的應(yīng)用和市場(chǎng)領(lǐng)域的商業(yè)化推廣，為農(nóng)民和種植者提供更多可靠的生物農(nóng)藥產(chǎn)品，并以此帶動(dòng)更多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)上市。

    眾所周知，生物農(nóng)藥具有眾多與時(shí)俱進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)和利好而成為行業(yè)優(yōu)先發(fā)展的方向，具有廣闊的發(fā)展前景。據(jù)報(bào)道，生物農(nóng)藥的增長(zhǎng)速度將超過(guò)化學(xué)農(nóng)藥，復(fù)合年增長(zhǎng)率可達(dá)15%以上，市場(chǎng)規(guī)模也將在2040-2050年與化學(xué)農(nóng)藥的持平。發(fā)展生物農(nóng)藥不僅可以促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化，還可以減少農(nóng)藥殘留、降低化學(xué)農(nóng)藥用量以確保食品和生態(tài)安全，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展。與化學(xué)農(nóng)藥效果相當(dāng)?shù)珒r(jià)格相近的生物農(nóng)藥一直被市場(chǎng)所期待，相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、國(guó)家方針政策的引導(dǎo)、農(nóng)民思想觀念的轉(zhuǎn)變以及農(nóng)藥科研單位和生產(chǎn)企業(yè)的投入，必將有更多更好的生物農(nóng)藥得以研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用推廣。