基本介紹
- 中文名：生物農藥
- 外文名：Biopestcides
- 優點：選擇性強，對人畜安全
- 類型：製劑
基本介紹,發展,優點,行業走向,三大類型,轉基因,5大優勢,使用技術,注意事項,典型品種,病毒類,細菌類,真菌類,微生物代謝物,植物提取物,昆蟲代謝物,複方製劑,各類生物農藥,
基本介紹
生物農藥是指利用生物活體（真菌，細菌，昆蟲病毒，轉基因生物，天敵等）或其代謝產物（信息素，生長素，萘乙酸鈉，2，4-D等）針對農業有害生物進行殺滅或抑制的製劑。又稱天然農藥，系指非化學合成，來自天然的化學物質或生命體，而具有殺菌農藥和殺蟲農藥的作用。生物農藥包括蟲生病原性線蟲、細菌和病毒等微生物，植物衍生物和昆蟲費洛蒙等。生物農藥在有機農業使用的整合害蟲管理系統(IPM)中扮演重要的角色。專家研究認為生物農藥的發展有以下幾個原因：農藥造成的環境污染，其目標族群逐漸養成的抗藥性，以及農藥對於非目標族群的負面影響。過去三十年來，化學家，生化學家，毒理學家，以及IPM專家一起研究從植物衍生的新一代化合物，具有管理害蟲的效力和最低程度的環境不良影響。第一代的生物農藥包含尼古丁，生物鹼，魚藤酮類，除蟲菊類和一些植物油等，在人類歷史上已有相當的使用時間。在1690年，菸草的水溶性成份就用於對抗穀類的害蟲。除蟲菊也是常見的蚊香的主要成份。生物農藥的市場占有率仍然相當有限，在1995年，生物農藥占世界農藥總銷售量的1.3%。許多因素限制了生物農藥的成長：生物農藥通常不具廣效性，和化學農藥相比效果較為緩慢，有效期限較短而成本較高。然而，相對於化學農藥在許多國家的市場需求停滯不前或減退，生物農藥具有良好的發展前景。在未來數年內，化學農藥的預估市場成長率約為2%，生物農藥則為10-15%。日益成長的有機農業，使得生物農藥的需求逐漸上揚。另一方面，生物農藥也應該像化學農藥一樣，接受其對健康，食物，生態系統和環境安全的審慎評估。生物農藥是天然存在的或者經過基因修飾的藥劑，與常規農藥的區別在於其獨特的作用方式、低使用劑量和靶標種類的專一性。隨著科學技術的迅速發展，生物農藥的範疇不斷擴大，涉及到動物、植物、微生物中的許多種類及多種與生物有關的具有農藥功能的物質，如植物源物質、轉基因抗有害生物作物、天然產物的仿生合成或修飾合成化合物、人工繁育的有害生物的拮抗生物、信息素等。
生物農藥是指利用生物活體或其代謝產物對害蟲、病菌、雜草、線蟲、鼠類等有害生物進行防治的一類農藥製劑，或者是通過仿生合成具有特異作用的農藥製劑。關於生物農藥的範疇，國內外尚無十分準確統一的界定。按照聯合國糧農組織的標準，生物農藥一般是天然化合物或遺傳基因修飾劑，主要包括生物化學農藥(信息素、激素、植物調節劑、昆蟲生長調節劑)和微生物農藥(真菌、細菌、昆蟲病毒、原生動物，或經遺傳改造的微生物)兩個部分，農用抗生素製劑不包括在內。我國生物農藥按照其成分和來源可分為微生物活體農藥、微生物代謝產物農藥、植物源農藥、動物源農藥四個部分。按照防治對象可分為殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、殺蟎劑、殺鼠劑、植物生長調節劑等。就其利用對象而言，生物農藥一般分為直接利用生物活體和利用源於生物的生理活性物質兩大類，前者包括細菌、真菌、線蟲、病毒及拮抗微生物等，後者包括農用抗生素、植物生長調節劑、性信息素、攝食抑制劑、保幼激素和源於植物的生理活性物質等。但是，在我國農業生產實際套用中，生物農藥一般主要泛指可以進行大規模工業化生產的微生物源農藥。
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生物農藥相關書籍發展
我國是最早套用殺蟲劑、殺菌劑防治植物病蟲害的國家之一，早在1800年前就已套用了汞劑、砷劑和藜蘆等。直到20世紀40年代初，植物性農藥和無機農藥仍是防治病害蟲的有利武器。20世紀40年代發明有機化學農藥之後，極大地增強了人類控制病蟲危害的能力，為我們挽回農作物產量損失作出了重大的貢獻。但是，長期依賴和大量使用有機合成化學農藥，已經帶來了眾所周知的環境污染、生態平衡破壞和食品安全等一系列問題，對推動農業經濟實現持續發展帶來許多不利的影響。
生物農藥的出現和發展是和生物防治研究的發展及化學農藥的使用分不開的，經歷了曲折的過程。agostino bassi於1853年首次報導由白僵菌引起的家蠶傳染性病害”白僵病”，證實了該寄生菌在家蠶幼蟲體內能生長發育，採用接種及接觸或污染飼料的方法可傳播發病；俄國的梅契尼可夫於1879年套用綠僵菌防治小麥金龜子幼蟲；1901年日本人石渡從家蠶中分離出一種致病芽孢桿菌--蘇雲金芽孢桿菌；1926年g.b.fanford使用拮抗體防治馬鈴薯瘡痂病。這些都是生物農藥早期的研究基礎，當時並未形成產品。化學農藥發展到20世紀60年代，“農藥公害”問題日趨嚴重，在國際上引起了震動，使農藥發展發生了轉折，引出了生物農藥。1972年，我國規定了新農藥的發展方向：發展低毒高效的化學農藥，逐步發展生物農藥。70～80年代，我國生物農藥的發展呈現出蓬勃發展的景象。但是，由於化學農藥高效快速，人們仍寄希望於化學農藥防治病蟲害，對生物農藥的研製和套用曾一度漠視忽略。進入20世紀90年代，隨著科學技術不斷發展進步，減少使用化學農藥，保護人類生存環境的呼聲日益高漲，研究開發利用生物農藥防治農作物病蟲害，發展成為國內外植物保護科學工作者的重要研究課題之一。生物農藥具有安全、有效、無污染等特點，與保護生態環境和社會協調發展的要求相吻合。因此，我國生物農藥的研究開發也開始呈現出新的局面，已發展成為具有幾十個品種、幾百個生產廠家的隊伍。生物農藥在病蟲害綜合防治中的地位和作用顯得愈來愈重要。
優點
生物農藥與化學農藥相比，其有效成分來源，工業化生產途徑，產品的殺蟲防病機理和作用方式等諸多方面，有著許多本質的區別。生物農藥更適合於擴大在未來有害生物綜合治理策略中的套用比重。概括起來生物農藥主要具有以下幾方面的優點。
選擇性強，對人畜安全
市場開發並大範圍套用成功的生物農藥產品，它們只對病蟲害有作用，一般對人、畜及各種有益生物(包括動物天敵、昆蟲天敵、蜜蜂、傳粉昆蟲及魚、蝦等水生生物)比較安全，對非靶標生物的影響也比較小。
對生態環境影響小
生物農藥控制有害生物的作用，主要是利用某些特殊微生物或微生物的代謝產物所具有的殺蟲、防病、促生功能。其有效活性成分完全存在和來源於自然生態系統，它的最大特點是極易被日光、植物或各種土壤微生物分解，是一種來於自然，歸於自然正常的物質循環方式。因此，可以認為它們對自然生態環境安全、無污染。
誘發害蟲患病
一些生物農藥品種(昆蟲病原真菌、昆蟲病毒、昆蟲微孢子蟲、昆蟲病原線蟲等)，具有在害蟲群體中的水平或經卵垂直傳播能力，在野外一定的條件之下，具有定殖、擴散和發展流行的能力。不但可以對當年當代的有害生物發揮控制作用，而且對後代或者翌年的有害生物種群起到一定的抑制，具有明顯的後效作用。
可利用農副產品生產加工
目前國內生產加工生物農藥，一般主要利用天然可再生資源(如農副產品的玉米、豆餅、魚粉、麥麩或某些植物體等)，原材料的來源十分廣泛、生產成本比較低廉。因此，生產生物農藥一般不會產生與利用不可再生資源(如石油、煤、天然氣等)生產化工合成產品爭奪原材料.
行業走向
我國現有260多家生物農藥生產企業，約占全國農藥生產企業的10%，生物農藥製劑年產量近13萬噸；年產值約30億元人民幣，分別約占整個農藥總產量和總產值的9%左右。
目前我國生物農藥類型包括微生物農藥、農用抗生素、植物源農藥、生物化學農藥和天敵昆蟲農藥、植物生長調節劑類農藥等6大類型，已有多個生物農藥產品獲得廣泛套用，其中包括井岡黴素、蘇雲金桿菌、赤黴素、阿維菌素、春雷黴素、白僵菌、綠僵菌。
在技術水平方面，我國已經掌握了許多生物農藥的關鍵技術與產品研製的技術路線，在研發水平上與世界水平相當，人造赤眼蜂技術、蟲生其菌的工業化生產技術和套用技術、捕食蟎商品化、植物線蟲的生防製劑等某些領域國際領先。
三大類型
植物源農藥憑藉在自然環境中易降解、無公害的優勢，現已成為綠色生物農藥首選之一，主要包括植物源殺蟲劑、植物源殺菌劑、植物源除草劑及植物光活化黴毒等。自然界已發現的具有農藥活性的植物源殺蟲劑有博落回殺蟲殺菌系列、除蟲菊素、菸鹼和魚藤酮等。
動物源農藥主要包括動物毒素，如蜘蛛毒素、黃蜂毒素、沙蠶毒素等。昆蟲病毒殺蟲劑在美國、英國、法國、俄羅斯、日本及印度等國已大量施用，國際上己有40多種昆蟲病毒殺蟲劑註冊、生產和套用。
微生物源農藥是利用微生物或其代謝物作為防治農業有害物質的生物製劑。其中，蘇雲金菌屬於芽桿菌類，是目前世界上用途最廣、開發時間最長、產量最大、套用最成功的生物殺蟲劑；昆蟲病源真菌屬於真菌類農藥，對防治松毛蟲和水稻黑尾葉病有特效；根據真菌農藥沙蠶素的化學結構衍生合成的殺蟲劑巴丹或殺暝丹等品種，已大量用於實際生產中。
轉基因
棉鈴蟲是我省較常見的棉花害蟲之一，但過多使用化學農藥又會造成環境污染。中科院武漢病毒所專家巧妙地提取非洲毒蠍子身上的毒素，利用基因重組技術，製成了生物農藥——“重組抗棉鈴蟲病毒”，可使棉鈴蟲的死亡時間縮短至2天以內。 據中科院武漢病毒所生物防治研究室研究員孫修煉介紹，“重組抗棉鈴蟲病毒”屬於轉基因病毒。早在這種轉基因病毒誕生前，他就曾研製出一種相當於初級的轉基因抗棉鈴蟲病毒，但使用了該病毒後，棉鈴蟲的死亡時間較長：約需3-5天，其間棉鈴蟲仍會對棉花產生一定危害。
2004年，孫修煉將非洲毒蠍子身上特有的毒素——蠍毒的基因提取後，重組到抗棉鈴蟲病毒中，研製出了超強生物農藥——“重組抗棉鈴蟲病毒”。這種重組後的轉基因病毒噴到棉鈴蟲身上後，蟲子就像被麻醉了一樣，立即從棉樹上跌落，不出2天就會死亡。
在研製出這一生物農藥後，專家們又花了4年時間，經過實驗室、5畝以下的中間實驗地和45畝以下半封閉實驗地進行環境釋放實驗等，證實“重組抗棉鈴蟲病毒”對於棉鈴蟲的天敵、環境以及水體等均是安全的，同時還研究出了一套針對轉基因病毒的安全性評估的技術指南。日前，這項研究獲得國家環保局環境保護科學技術的一等獎。
5大優勢
生物農藥的5大優勢： ①生物農藥的毒性通常比傳統農藥低；
②選擇性強，它們只對目的病蟲和與其緊密相關的少數有機體起作用．而對人類、鳥類、其他昆蟲和哺乳動物無害；
③低殘留、高效。很少量的生物農藥即能發揮高效能作用．而且它通常能迅速分解．從總體上避免了由傳統農藥帶來的環境污染問題；
④不易產生抗藥性；
⑤ 作為病蟲綜合防治項目IPMP (Inergrated Pest Management Programs)的一個組成成分，能極大地降低傳統農藥的使用，而不影響作物產量。
使用技術
生物農藥整發展迅速，在未來的幾年內，生物農藥有很大優勢。生物農藥的不可替代的使用價值以及巨大的潛力主要包括以下四個方面：
1、生物農藥有著傳統農藥不可比擬的作用，傳統農藥用的過多，許多害蟲產生了抗藥性，害蟲抗藥性越來越強，對於常規農藥很難把害蟲殺死。而生物農藥的特性是指藥劑的適用範圍、作用途徑、成效成份和作用機理等等，例如蘇利菌、菌殺敵、敵寶等，它們的有效成份都是蘇雲金桿菌，套用範圍都是對鱗翅目幼蟲有毒殺作用，對蚜類、蟎類、蚧類害蟲無效；作用途徑均是胃毒殺；作用機理是死亡後的蟲體還可感染其他未接觸過農藥的同類害蟲。
2、生物農藥還可以和生物殺蟲劑的混配，生物殺菌劑的混配使用，化學殺蟲劑大多數呈現酸性，生理中性，對細菌、真菌沒有抑殺作用和中合反應，因此可以充分混配。生物殺菌劑可以和多數化學藥劑、生物藥劑混配，但不可與鹼性藥物混配，只有少數藥種不可與酸性藥劑混配，如木黴菌類藥劑可以與多數生物殺蟲劑和化學殺蟲劑同時混用。
3、生物農藥特點低毒、無殘留、作用遲緩、持效期長為主要特徵。對人、動物，以及植物無害。也不會對環境造成污染。
4、生物藥種的使用條件和事項使用生物農藥，提倡用兩種或兩種以上藥物配合使用，預防期和持續用藥情況下完全可以單獨使用一個藥種，但在病蟲害高發期不宜單獨使用。用藥前應把施藥器具清洗乾淨方可配製和使用，施藥時應儘量避免強光高溫才不至影響作用效果。
注意事項
生物農藥既不污染環境、不毒害人畜、不傷害天敵，更不會誘發抗藥性的產生，是目前大力推廣的高效、低毒、低殘留的"無公害"農藥。但是，使用生物農藥必須注意溫度、濕度、太陽光和雨水等四大氣候因素。
1．掌握溫度，及時噴施，提高防治效果。
生物農藥的活性成分主要由蛋白質晶體和有生命的芽孢組成，對溫度要求較高。因此，生物農藥使用時，務必將溫度控制在20℃以上。一旦低於最佳溫度噴施生物農藥，芽孢在害蟲機體內的繁殖速度十分緩慢，而且蛋白質晶體也很難發揮其作用，往往難以達到最佳防治效果。試驗證明，在20～30℃條件下，生物農藥防治效果比在10～15℃間高出1～2倍。為此，務必掌握最佳溫度，確保噴施生物農藥防治效果。
2．把握濕度，選時噴施，保證防治質量。
生物農藥對濕度的要求極為敏感。農田環境濕度越大，藥效越明顯，特別是粉狀生物農藥更是如此。因此，在噴施細菌粉劑時務必牢牢抓住早晚露水未乾的時候，在蔬菜、瓜果等食用農產品上使用時，務必使便藥劑能很好地粘附在莖葉上，使芽孢快速繁殖，害蟲只要一食到葉子，立即產生藥效，起到很好的防治效果。
3．避免強光，增強芽孢活力，充分發揮藥效。
太陽光中的紫外線對芽孢有著致命的殺傷作用。科學實驗證明，在太陽直接照射30分鐘和60分鐘，芽孢死亡率竟會達到50%和80%以上，而且紫外線的輻射對伴孢晶體還能產生變形降效作用。因此，避免強的太陽光，增強芽孢活力，發揮芽孢治蟲效果。
4．避免暴雨沖刷，適時用藥，確保殺滅害蟲。
芽孢最怕暴雨沖刷，暴雨會將在蔬菜、瓜果等作物上噴施的菌液沖刷掉，影響對害蟲的殺傷力。如果噴施後遇到小雨，則有利芽孢的發芽，害蟲食後將加速其死亡，可提高防效。為此，要求各地農技人員指導農民使用生物農藥時，要根據當地天氣預報，適時用好生物農藥，嚴禁在暴雨期間用藥，確保其殺蟲效果。
典型品種
病毒類
1、蟑螂病毒
2、斜紋夜蛾核型多角體病毒
3、甜菜夜蛾核型多角體病毒
4、菜青蟲顆料體病毒
5、苜蓿銀紋夜蛾核型多角體病毒
6、棉鈴蟲核型多角體病毒
7、茶尺蠖核型多角體病毒
8、松毛蟲質型多角體病毒
9、油尺蠖核型多角體病毒
細菌類
10、球形芽孢桿菌
11、蘇雲菌桿菌
12、地衣芽孢桿菌
13、枯草芽孢桿菌
14、蠟質芽孢桿菌
15、螢光假單胞桿菌
真菌類
16、白僵菌
17、綠僵菌
18、淡紫擬青黴
19、蠟蚧輪枝菌
20、木黴菌
微生物代謝物
21、阿維菌素
22、伊維菌素
23、氨基寡糖素
24、菇類蛋白多糖
25、多抗黴素
26、井岡黴素
27、嘧啶核苷類抗菌素
28、寧南黴素
29、瀏陽黴素
30、農抗120
31、C型肉毒素
植物提取物
32、苦參鹼
33、藜蘆鹼
34、蛇床子素
35、小檗鹼
36、菸鹼
37、印楝素
昆蟲代謝物
38、蟑螂信息素
39、誘蟲烯
40、誘蠅
複方製劑
41、蘇雲金桿菌+昆蟲病毒
42、蟑螂病毒+蟑螂信息素
43、井岡黴素+蠟質芽孢桿菌
各類生物農藥
（一）微生物農藥。微生物農藥的使用要點：一是掌握溫度。二是把握濕度。三是避免強光。四是避免雨水沖刷。另外病毒類微生物農藥專一性強，一般只對一種害蟲起作用，使用前要先調查田間蟲害發生情況，根據蟲害發生情況合理安排防治時期，適時用藥。
（二）植物源農藥。使用植物源農藥，應當注意：一是預防為主。植物源農藥與化學農藥對於農作物病蟲害的防治表現，與人類服用中藥與西藥後的表現相似。發現病蟲害及時用藥，不要等病蟲害大發生時才治。植物源農藥藥效一般比化學農藥慢，用藥後病蟲害不會立即見效，施藥時間應較化學農藥提前2-3天，而且一般用後2-3天才能觀察到其防效。二是與其他手段配合使用。病蟲害危害嚴重時，應當首先使用化學農藥儘快降低病蟲害的數量、控制蔓延趨勢，再配合使用植物源農藥，實行綜合治理。三是避免雨天施藥。植物源農藥不耐雨水沖刷，施藥後遇雨應當補施。
（三）礦物源農藥。目前常用的礦物源農藥為礦物油、硫磺等。使用時，一是混勻後再噴施。採用二次稀釋法稀釋，施藥期間保持振搖施藥器械，確保藥液始終均勻。二是噴霧均勻周到。確保作物和害蟲完全著藥，以保證效果。三是不要隨意與其他農藥混用。以免破壞乳化性能，影響藥效，甚至產生藥害。
（四）生物化學農藥。生物化學農藥是通過調節或干擾植物（或害蟲）的行為，達到施藥目的。性誘劑不能直接殺滅害蟲，主要作用是誘殺（捕）和干擾害蟲正常交配，以降低害蟲種群密度，控制蟲害過快繁殖。因此，不能完全依賴性引誘劑，一般應與其他化學防治方法相結合。一般應與其他化學防治方法相結合。一要開包後應儘快使用。二要避免污染誘芯。三要合理安放誘捕器。四要按規定時間及時更換誘芯。五要防止危害益蟲。植物生長調節劑，一要選準品種適時使用。二要掌握使用濃度。三要藥液隨用隨配以免失效。四要均勻使用。五不能以藥代肥。
（五）蛋白類、寡聚糖類農藥。該類農藥為植物誘抗劑，本身對病菌無殺滅作用，但能夠誘導植物自身對外來有害生物侵害產生反應，提高免疫力，產生抗病性。使用時需注意幾點：（1）應在病害發生前或發生初期使用。病害已經較重時應選擇治療性殺菌劑對症防治。（2）藥液現用現配，不能長時間儲存。（3）無內吸性，注意噴霧均勻。
（六）天敵生物。目前套用較多的是赤眼蜂和平腹小蜂。提倡大面積連年放蜂，面積越大防效越好，放蜂年頭越多，效果越好。使用時需注意幾點：（1）合理存放。拿到蜂卡後要在當日上午放出，不能久儲。如果遇到極端天氣，不能當天放蜂，蜂卡應分散存放於陰涼通風處，不能和化學農藥混放。（2）準確掌握放蜂時間。最好結合蟲情預測預報，使放蜂時間與害蟲產卵時間相吻合。（3）與化學農藥分時施用。放蜂前5天、放蜂后20天內不要使用化學農藥。
（七）抗生素類農藥。多數抗生素類殺菌劑不易穩定,不能長時間儲存。藥液要現配現用，不能儲存。某些抗生素農藥不能與鹼性農藥混用，農作物撒施石灰和草木灰前後，也不能噴施。
