生物農藥具有原料來源廣泛、對非靶標生物安全、毒副作用小、環境相容性好等特點，已成為全球農藥工業發展的新趨勢。
1生產規模
目前，我國約有200家生物農藥生產企業。2004年已登記的生物農藥有效成分有140種，占我國農藥有效成分總量的15%。411產品，占註冊農藥產品的8%；年產量為12 ~ 13萬噸，約占農藥總產量的12%；年產值約3億美元，約占農藥總產值的10%，使用面積約4億畝。目前，新開發和註冊的生物農藥品種正以每年4%的速度遞增。
我國生物農藥的主要品種有Bt農藥、農用抗生素、植物源農藥、轉基因植物、病毒農藥、真菌農藥和植物生長調節劑。主要產品為井岡黴素和Bt，無論是品種、劑型、質量和數量都與發達國家相差甚遠，遠遠不能滿足國內外市場的需求。在國家計委2001高技術產業化示範項目中，獲批生物農藥5個，分別是菊酯、年產6000噸的烏達綠洲系列生物病毒農藥、真菌生防菌劑、復合微生物活菌劑、年產5000噸的寡糖生物農藥。2002年還批準了年產3000噸“安徽奧盧”系列生物病毒農藥、1000噸寧南黴素、線蟲生防制劑和30000噸固體發酵Bt等生物農藥項目。
2國內外研究熱點和趨勢
中國對生物農藥的研究始於20世紀50年代初。目前有30多個研究所、大學、國家和部級重點實驗室、研究所具備壹定的工作條件。在生物農藥的資源篩選與評價、基因工程、發酵工程、產後加工和工程示範驗證等方面建立了自己的體系。
生物農藥的主要發展趨勢是:以基因重組為核心的戰略性高技術競爭日趨激烈，關鍵技術創新明顯加快，最新的分子生物學手段越來越多地應用於生物農藥的研發，轉基因生物農藥新品種不斷湧現；其研發和應用正朝著更安全、更環保的方向發展；隨著產品的快速升級，生物農藥產業已經成為涉農產業中最具發展前景的領域。
通過研發安全、高效、環保、多功能的生物農藥新品種，突破生物農藥基因工程和發酵工程的關鍵技術，研究生物農藥的制劑加工、產品質量、環境行為等壹系列問題，以保障農產品安全，保護人類生態環境，實現農業生產的可持續發展。
2.1細菌和病毒殺蟲劑
蘇雲金芽孢桿菌是國內外的主要菌種。我國對Bt殺蟲劑的研究始於20世紀50年代，年產量約為4萬噸。但與發達國家相比，我國在產品的發酵和制備水平上還有相當大的差距。高效廣譜的工程菌株在國外生產中已得到廣泛應用，發酵水平高，發酵產物回收率高。劑型多樣，包括粉劑、可濕性粉劑、懸浮劑、濃縮液、油乳劑、乳油、顆粒劑、片劑、ES(乳油)、緩釋劑、生物包衣劑等。但國內生產菌株多為Bt蘇雲金芽孢桿菌(Bt)k型，產品劑型只有可濕性粉劑和懸浮劑。液體發酵技術主要采用分批發酵技術，後提取技術采用離心濃縮技術，導致發酵液中的增效因子等有效成分大量流失。此外，我國目前的噴霧幹燥設備也制約了產品回收率的提高。利用基因工程技術構建藥效穩定、防治範圍廣的Bt工程菌劑是Bt生物農藥發展的新趨勢。
對目標害蟲具有持續控制作用的昆蟲病毒殺蟲劑的研究始於20世紀70年代。上世紀棉鈴蟲的爆發，促進了棉鈴蟲核型多角體病毒殺蟲劑的發展。在我國登記的15病毒殺蟲劑中，12為棉鈴蟲核型多角體病毒，說明目前我國昆蟲病毒殺蟲劑品種單壹。
新型殺蟲微生物制劑:以鞘翅目害蟲、甜菜夜蛾等鱗翅目害蟲為主要防治對象，研究了高效廣譜Bt制劑的開發與應用。充分利用我國極其豐富的微生物資源，分離出具有自主知識產權和重要應用價值的新型抗蟲抗病蛋白基因。通過殺蟲蛋白基因的組合、分子進化、定點突變、不同結構域氨基酸的融合和交換，進壹步提高了殺蟲毒性，擴大了殺蟲譜。
2.2農用抗生素
農用抗生素占我國生物農藥總產量的90%，但具有自主知識產權的新型農用抗生素很少。20世紀90年代以來，我國已經篩選並報道了壹些具有自主知識產權的農業抗性新品種。其中氯己定是殺蟲類抗生素，寧南黴素是殺菌類抗生素，但目前寧南黴素只有壹個品種投入實際使用。目前，我國擁有殺蟲殺菌抗生素類農藥29種，產品120種，生產企業約100家，年產量8萬多噸。它是壹個生產農用抗生素的大國，但迄今為止還沒有創造出有影響力的新的農業抗性品種。從全球範圍來看，影響最大的新型殺蟲抗生素阿維菌素和除草劑苯唑林發現於20世紀80年代，影響最大的新型殺蟲抗生素多殺菌素和殺菌抗生素嗜球果傘素發現於20世紀90年代。其中阿維菌素由美國默克等公司研制成目前世界上最好的產品，酞唑林作為先導化合物合成了目前最好的除草劑——草甘膦系列；Spinocad和Strobilurin正在開發中，有望成為世界上最好的生物殺蟲劑和殺菌劑。
我國“九五”期間註冊的寧南黴素發酵技術需要進壹步提高。中生黴素對水稻白葉枯病等細菌性病害具有明顯的防治效果。目前僅有水劑和可濕性粉劑兩種，不能滿足不同作物和不同生態環境的應用需求。
發展壹些有針對性的化學修飾技術，重點是改造壹些天然農用抗生素的結構，以增加其用途或提高其療效；加強老品種研發，通過代謝工程顯著提高井崗黴素、南昌黴素、梅嶺黴素產量，使井崗黴素產生菌產量超過現有工業化生產菌株；通過基因簇串聯敲除獲得只生產南昌黴素或梅嶺黴素的工程菌；利用豐富的抗生素基因資源，通過組合生物合成獲得新的活性衍生物抗生素。利用發酵工程技術研究農用抗生素的發酵代謝規律，獲得新技術和新劑型加工技術，大大提高發酵水平。
近年來，對海洋微生物和昆蟲病原細菌腸道微生物的研究取得了壹些進展。這兩種微生物在特定的生境中可以產生特定的殺蟲或抗菌代謝產物。結果表明，嗜線蟲北京變種產生的異香豆素衍生物對馬鈴薯晚疫病、番茄晚疫病、白粉病等重要病害具有良好的防治效果。
2.3真菌制劑
昆蟲病原真菌具有解決害蟲抗藥性問題的巨大潛力。自20世紀80年代末以來，國外已註冊並廣泛使用了40多種真菌殺蟲劑。開展昆蟲病原真菌資源收集、強毒菌株篩選、殺蟲真菌侵染機制、基因工程改造強毒菌株等研究工作。通過農桿菌介導的真菌轉化，將克隆的分解昆蟲外殼的蛋白酶和幾丁質酶基因導入球孢白僵菌。篩選對蚜蟲等刺吸式害蟲防治效果顯著提高的重組菌株。建立了以蛻皮激素為誘導劑的調控體系，篩選出能促進殺蟲真菌孢子在低濕度和不同溫度下萌發和侵染，提高殺蟲真菌貨架期的助劑。基因工程技術已成為選育殺蟲真菌菌株的有效方法。
在殺菌類農藥中，球孢白僵菌的研究歷史最長，研究隊伍最大，每年用於防治馬尾松毛蟲和玉米螟的面積超過1萬畝。木黴菌是主要的殺菌殺蟲劑。木黴菌自20世紀30年代被發現以來，壹直是研究和應用最多的真菌殺菌劑。目前主要采用液固兩相發酵生產分生孢子。20世紀90年代後期，美國開發的液體發酵生產厚垣孢子技術有望為木黴產業化提供新的途徑。研究木黴厚垣孢子產生的調控機制，篩選擔子擬青黴等高效菌株，構建工程菌株，為真菌發酵技術的突破提供技術支持。
2.4新的植物激活蛋白
激發植物免疫抗病增產的蛋白激活劑的研究已引起國內外的廣泛關註。Messenger是美國EDEN公司2000年利用細菌致敏蛋白研制的農藥產品，在美國註冊，被EPA列為免檢殘留農藥產品，允許在所有作物上使用。現在在美國、墨西哥等國家已廣泛應用於煙草、蔬菜和水果。2004年經中國農業部農藥檢定所(ICAMA)批準，康壯素獲得農藥臨時登記證，首批推薦用於番茄、辣椒、煙草、油菜。
目前國內正在研發Activator和HarpinXo。目前，我國已成功分離獲得了許多植物激活蛋白基因工程菌株。田間試驗表明，活性蛋白農藥對多種植物病毒病的防治效果可達70%，增產10%以上。2004年，該成果通過了農業部的鑒定，達到了同類研究的國際先進水平。
2.5生物化學和新刺激亞類農藥
20世紀80年代，學者們發現真菌和植物細胞壁中的幾丁質等物質可以在植物中開啟多種信號轉導通路。作為壹種全新的生物誘導子(包括寡糖、糖蛋白、肽和脂肪酸)，生化農藥的研究、開發、生產和應用引起了國外科技界和國際跨國公司的高度重視。我國擁有豐富的低聚糖等生物興奮劑資源及其研發優勢，應予以高度重視。寡糖生物農藥不僅能有效防治煙草花葉病(防效72%)等作物和經濟作物病害，還能顯著增產65，438+00% ~ 30%。
昆蟲生化(消化)酶抑制劑的最新研究表明，小分子蛋白質和有機脂肪酸(透明質酸)對昆蟲生化(消化)酶有很強的抑制作用，導致昆蟲死亡，還具有抗線蟲、真菌、細菌和病毒的作用。
3大力發展生物農藥的可行性分析
(1)生物資源豐富。中國是壹個生物資源大國，擁有世界上10%的生物遺傳資源。據不完全統計，中國約有26萬種動物、植物和微生物，還有其他國家所罕見的豐富的人類遺傳資源。目前，我國保存的農作物種質數據超過30萬種，居世界首位，為我國生命科學和生物技術的發展提供了豐富的素材。這種優勢是不可替代的，也是唯壹的。
(2)環境保護和市場需求。據農業部統計，我國農作物病蟲害常年發生面積約60億畝，每年損失糧食16萬噸。每年需要生產和使用80多萬噸化學農藥制劑。其中80%為劇毒農藥，導致果蔬農藥殘留超過20%，糧食超過10%超標。因此，發展生物農藥產業對於保證農業的可持續發展，保護人民的生命健康，保護生態環境至關重要。這將為中國農產品出口創造非常有利的條件，大大提高中國農產品的國際競爭力。中國計劃到2015年，將生物農藥在所有農藥中的份額從10%提高到30%。
鑒於中國入世，發達國家紛紛調整和提高產品進口的技術門檻，農產品首當其沖。歐盟從2003年6月5438+2月31日起正式禁止在歐盟銷售320種農藥，其中包括中國制造的60多種農藥，其中31種農藥，其他為殺菌劑和除草劑。我國此類農藥的生產和應用範圍已達到壹定規模。因此，生物農藥的研發已成為當務之急，它將有效實現農產品的優質安全生產，提升農產品的經濟附加值，擴大我國農副產品的出口市場，促進綠色農業產業的發展。
(3)研究隊伍不斷壯大。在生物農藥技術領域，我國已形成高水平的R&D團隊和相當的工作基礎，創新開發能力不斷增強。目前，全國有30多家生物農藥研究機構，約200家生物農藥生產企業，2萬人從事生物技術研發。每年，大約有4600名生物技術專業的本科生和研究生加入這壹行列。在生物技術研發方面形成了具有壹定規模和競爭力的研究團隊。
(4)政府政策的支持。我國政府非常重視無公害農業生產技術的發展。1996“中國21世紀議程”將生物農藥研發列入第壹批入選項目。1998，“2116項目”還將生物農藥、微生物肥料、植物生長調節劑、微生物降解劑列入了第壹批重大項目的發展計劃。中國綠色食品發展中心和有機食品發展中心也相繼成立。北京、福建等省市制定了無公害生產條例，明確規定蔬菜生產中禁止使用劇毒和部分高毒農藥。
4 .我國生物農藥的發展方向和有待解決的問題
生物農藥在我國整個農藥行業中的份額相當有限，與發達國家相比還有較大差距。
針對目前我國生物農藥發展中存在的突出困難和問題，建議:壹是從經濟效益和社會效益的角度考慮其發展前景，對生物農藥發展給予優惠政策，增加R&D資助，減免企業稅費等。，同時禁止或限制使用劇毒、高毒和高殘留的化學農藥。二是推進資源優勢整合，集成創新，在全國形成壹批兼具開發能力和規模生產的大型生物農藥企業，逐步形成多品種結構的生物農藥產業發展格局。第三，企業和農技部門要共同努力，加強生物農藥的技術普及，讓農民熟練掌握生物農藥的應用技術。