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我国细菌类微生物农药的登记情况与应用策略浅析

来源：世展网分类：农业行业资讯 2025-01-20 17:52 阅读：955

2025年中国（上海）国际农用化学品及植保展览会CAC

2025-03-17-03-19

距离55天

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我国细菌类微生物农药的登记情况与应用策略浅析

微生物农药（microbial pesticide）又称为微生物生防制剂（microbial bio-control agents，MBCAs），是指利用微生物或其代谢产物来防治危害农业的病、虫、草、鼠等有害生物以保护或促进植物生长的一类生防制剂。我国于2017年颁布实施的最新版《农药登记资料要求》中将微生物农药定义为以细菌、真菌、病毒和原生动物或经基因修饰的微生物活体为有效成分的农药。微生物农药因具备选择性高、对人畜无害、对自然环境污染小、不易产生抗药性等众多优点而备受青睐，是目前发展最迅速、推广应用最成功的一类生物农药产品。

按照活体有效成分的生物学分类划分，微生物农药可细分为细菌农药（bacterial pesticide）、真菌农药（fungal pesticide）、病毒农药（viruses pesticide）和原生动物农药（protozoa pesticide）四大类。其中，细菌农药历史悠久，是最早被商业化应用的微生物农药。其商业化应用的历史可追溯到瑞典于1904年推出的肠道沙门氏菌（Salmonella enterica）生物灭鼠剂Ratin和法国在1938年推出的苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis）杀虫剂Sporéine。作为一类重要的微生物农药的活性成分，细菌一直占据着微生物农药的半壁江山。与真菌和病毒等其他微生物农药相比，细菌易于培养，农药活性评价也相对容易。更重要的是细菌发酵生产工艺成熟，工业化生产成本可控，更加便于产业化利用。所以细菌类微生物农药一直受到科研单位和企业的青睐，成为微生物农药研发创制和商业化开发的热点领域。在2010—2020年全球新登记的微生物农药中，细菌种类占比超过40%，发展势头强劲。截至2020年底，我国登记的细菌农药产品已占登记微生物农药产品总数的近七成。

我国细菌类微生物农药的登记管理

依据产品特性和出于管理便捷的需要，细菌农药在我国与真菌、病毒等有效成分为微生物活体的农药统一作为微生物农药进行登记管理。尽管我国较早就开展微生物农药产品登记工作，但由于我们对各类新生微生物农药的特性认识和准备不足，我国早期的微生物农药登记管理在登记资料的规范性和重要技术指标的要求方面都略显滞后。2012年9月1日，由农业部农药检定所起草的行业标准《微生物农药毒理学试验准则》正式实施，该标准共包括急性经口毒性/致病性试验、急性经肺毒性/致病性试验、急性注射毒性/致病性试验、细胞培养试验、亚慢性毒性/致病性试验、繁殖/生育效应试验等6个部分。该标准适应了微生物农药在暴露途径、毒性症状及染毒时间和观察指标上的差异，满足了我国微生物农药安全性评价和管理工作的需求，标志着我国微生物农药安全性评价和管理工作进入一个新时期。2017年新修订的《农药管理条例》和《农药登记资料要求》发布实施，国家完善了微生物农药的相关登记要求。同时，我国对微生物农药的登记注册实施了多项优惠措施，并先后实施了生物农药税收和使用补贴政策，积极引导相关产业健康发展。2020年9月18日，农业农村部农药管理司发布《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）〔2020〕78号]将微生物农药的登记审批纳入绿色通道，在保障质量和安全的前提下加快技术审查进程。《农药登记资料要求》中明确要求提交微生物农药的国际通用名称（通常为拉丁学名），分类地位（如科、属、种、亚种、株系、血清型、致病变种或其他与微生物相关的命名等）及国家权威微生物研究单位出具的菌种鉴定报告及菌株代号（菌种保藏中心的菌株编号）等。需要提供产品中有效成分的鉴别试验方法，如从形态学特征、生理生化反应特征、血清学反应、分子生物学（蛋白质和DNA）等方面描述并提供必要的图谱、照片或序列等。有效成分含量通常以单位质量或体积产品中的微生物数量表示，根据测定方法的不同而规定不同的微生物含量单位，如芽孢数、孢子数、国际毒力单位（ITU）、国际单位（IU）、菌落形成单位（CFU）、包含体（IB或OB）等表示，并需规定有效成分最低含量。

我国登记应用的细菌类微生物农药情况

2020年3月，农业农村部农药检定所发布的《我国生物农药登记有效成分清单（2020版）》（征求意见稿）共收录细菌类微生物农药有效成分21个。在清单发布之后陆续又有日本史迪士生物科学株式会社及南京高正农用化工有限公司的解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）AT-332，四川百事东旺生物科技有限公司的贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）CGMCC No.14384，拜耳股份公司的解淀粉芽孢杆菌QST713，武汉科诺生物科技股份有限公司的解淀粉芽孢杆菌ZY-9-13、苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis）HAN055及经基因修饰的苏云金杆菌G033A，云南大学的杀线虫芽孢杆菌（Bacillus nematocida）B16，华东理工大学的解淀粉芽孢杆菌SN16-1，陕西恒田生物农业有限公司的解淀粉芽孢杆菌HT2003等产品在我国取得登记。截至2023年11月底，我国登记的细菌类微生物农药有效成分已达30个，其中除苏云金杆菌、苏云金杆菌以色列亚种（Bacillus thuringiensis H-14）、苏云金杆菌G033A、球形芽孢杆菌（Bacillus sphaericus H5a5b）及短稳杆菌（Empedobacter brevis）5种有效成分以杀虫剂登记外，其余25种有效成分则全部作为杀菌剂登记用于病害（含根结线虫病）防治。

2.1 我国细菌类微生物杀虫剂的登记情况

细菌类微生物杀虫剂主要是利用对昆虫有致病或致死作用的昆虫病原细菌作为有效成分，通过病原细菌自身代谢产生的生物活性毒素或通过营养体、芽孢在虫体内繁殖等途径发挥杀虫作用。研究中经筛选发现的具有杀虫作用的细菌有上百种，但我国目前只少量几个菌种获得登记并实现产业化利用。当前我国细菌类微生物杀虫剂产品共计187个，包括母药12个（总计4种）、制剂175个，登记防治靶标主要为鳞翅目和双翅目害虫（表1）。

表1 我国细菌类微生物杀虫剂的登记情况

苏云金杆菌仍是目前产量大、应用范围广的微生物杀虫剂。苏云金芽孢杆菌能产生伴孢晶体，其中主要的杀虫活性成分是δ-内毒素。晶体蛋白在昆虫中肠碱性条件下经蛋白酶水解为具有毒性的形式，从而破坏肠道内膜，使细菌易于侵袭和穿透肠道进入血淋巴，最后昆虫因饥饿和败血症而死亡。伴孢晶体对鞘翅目、双翅目及鳞翅目昆虫具有毒性，并且其毒性具有菌株特异性。因此在实际应用中根据致病型的不同，大部分苏云金杆菌产品登记主要用于鳞翅目害虫的防治，也有少数产品将防治范围拓展到鞘翅目；而对双翅目昆虫致病性较强的苏云金杆菌以色列亚种则主要作为卫生农药登记用于蚊子幼虫的防治。

2.2 我国细菌类微生物杀菌剂的登记情况

虽然早期被商业化应用的细菌农药多专注于灭鼠和杀虫，但作为生物链最底层的分解者，细菌对植物病原微生物的寄生、拮抗、竞争、溶菌等作用很快被发掘利用，并应用于作物病害防治。1973年，放射形土壤杆菌K84菌株（Agrobacterium radiobacter K84）在美国被成功开发用于由根癌农杆菌（Agrobacterium tumefacins）引起的果树根癌病的防治，成为较早的应用于生产并获得成功的细菌类微生物杀菌剂之一。在此之后，以土壤放线菌和芽孢杆菌为代表的细菌类微生物杀菌剂被广泛开发。但前者多以其发酵后的代谢产物如井冈霉素（jingangmycin）、春雷霉素（kasugamycin）等投入商品化应用；而后者则多以活体菌剂的形式用于病害防治，并逐渐成为继微生物杀虫剂之后的又一类重要的细菌类微生物农药。

截至2023年11月，我国登记尚在有效期内的细菌类微生物杀菌剂产品共计149个，其中母药28个（总计17种）、制剂121个。登记应用最为广泛的为枯草芽孢杆菌（母药10个、制剂77个），目前已在大田、蔬菜、果树及中药等21种不同作物上登记，登记防治病害多达45种（表2）。

表2 我国细菌类微生物杀菌剂的登记情况

我国登记细菌类微生物农药的剂型构成

我国登记的细菌类微生物农药剂型总计有10余种，但仍主要以可湿性粉剂和悬浮剂为主，前者占比60%以上，后者占比也近30%。细菌类微生物杀菌剂产品中可湿性粉剂占比高达74%，悬浮剂占比不足10%；细菌类微生物杀虫剂剂型构成中也有50%左右为可湿性粉剂，而悬浮剂产品占比已达43%（图1）。

图1 我国登记细菌类微生物农药剂型构成

不同的微生物农药或同一微生物农药对不同的防治对象，其制剂加工剂型及施用技术均有不同要求。杀虫剂和杀菌剂剂型构成上的差别反映了生产中虫害防治和病害防治对细菌类微生物农药的不同技术要求。一般而言，由于防治靶标的不同，杀虫剂对制剂的分散性能等要求要高于杀菌剂。对于以细菌活体为有效成分、作用时间较长、药效相对较弱的细菌类微生物农药而言更是如此。因此细菌杀虫剂更倾向于采用分散性相对较好的悬浮剂剂型。产品的货架期短和制剂稳定性差一直是制约微生物农药产业化发展的瓶颈之一。成功的微生物农药剂型应赋予产品稳定货架期（包括稀释后的稳定性）和强力抵御外界环境因素影响等能力，并在施用后尽可能地发挥产品最佳的生物防效（提高靶标上的定位和滞留时间等）。近年来，我国在微生物农药的研发和使用技术方面已取得了长足进步，如现代分子技术手段的应用加快了新型农药的研究进度。但当前微生物农药在制剂配方和助剂研制方面仍面临严峻挑战。助剂加工配方不合理，缺乏合适的载体、表面活性剂、助剂等仍是现阶段微生物农药商品化过程中较为突出和亟待解决的问题。

细菌类微生物农药的应用技术要点和策略

微生物农药是高品质农产品生产不可或缺的生产资料，我国最新修订的《绿色食品农药使用准则》（NY/T 393—2020）将活体的真菌、细菌和病毒，以及其提取物、发酵产物等悉数纳入AA级和A级绿色食品生产允许使用的农药清单中。与真菌、病毒等其他种类的病原微生物相比，细菌类有效成分最大的优势在于易通过发酵实现产业化利用。细菌类微生物农药也是目前我国推广应用较为成功的一类生物农药产品，目前全国已有近200家企业登记有相关产品。细菌类微生物农药的推广和使用对保障我国高品质农产品安全生产意义重大。但同时，与化学农药相比，细菌类微生物农药也存在很多缺点，比如作用速度慢、持效期短、储存不当容易失效等。作为我国目前登记种类和产品数量最多的一类微生物农药，厘清现有细菌农药产品的特性和使用技术要点，有助于我们在应用中扬长避短发挥其应有的作用。

4.1 转变应用思路

由于农业生产中长期依赖化学农药防治病虫害，防治效果和经济成本往往是农民选择药剂时首要考虑的因素，而农药的环境和残留问题往往容易被忽视。当前，包括细菌农药在内的生防制剂的优越性尚难以掩盖其毒性低、药效慢等弱点。推广生物防治首先要加强宣传，抓住各地大力发展高品质农产品的契机，转变病虫防治观念。从生态角度和长期效应出发制定农作物病虫害的管理策略，引导农药使用者从环境保护、可持续控制、农产品安全等多方面权衡利弊选用农药。

4.2 明确防治靶标和适用范围

细菌类微生物农药的防治靶标和适用范围有限，虽然微生物农药不存在困扰化学农药的药害、农残等问题，但出于药效考虑更应杜绝超范围使用。目前商品化的农用细菌杀虫剂以防治鳞翅目害虫的苏云金杆菌制剂居多，其作用方式仅为胃毒，对卵、蛹及成虫均无效果，并且低龄幼虫比老龄幼虫更加敏感。因此防治适期选择应掌握在幼虫1～3龄期。杀菌剂方面，众多细菌类微生物生防菌剂的发现都源自对植物根系及土壤菌群的研究。与保护性和治疗性的化学杀菌剂不同，细菌类微生物杀菌剂主要通过活体细菌以及其代谢产物对作物病原菌发挥作用。因而早期的细菌类微生物杀菌剂产品多作为生防细菌用于植物土传病害防治，用作种子处理剂或在苗期应用效果最佳。

4.3 遵循适期施用

作为活体菌剂，细菌类微生物农药的药效与细菌数量及活性密切相关。其制剂加工、储存及施用技术都是围绕这一核心问题展开。细菌制剂可加工成休眠和正常代谢（活动）2种状态，前者虽然拉长了储存期，提高了对环境的抗逆性，便于与化学农药混配，但施用后存在一个激活阶段，药效发挥相对滞后；活动状态的菌剂货架期短，对环境的抗逆性及与化学农药的相容性都不如前者。由于活动状态的菌剂还需要满足细菌对气体和水分交换的需要，故活动状态的繁殖芽体一般为水基制剂，并且对包装也有特殊要求。但处于活动状态的细菌成分施用后药效发挥较快。细菌农药的施用要充分考虑病虫害的发生规律，严格在病虫害的防治适期用药以提高防治效果。

4.4 严格施药条件

细菌类微生物农药使用时也要特别注意温度、湿度、阳光、雨水等气象条件。尽量选择在晴天傍晚或阴天用药，切勿在强阳光下或强降雨时喷雾，避免有效成分的损失。防治土传病害时要根据土壤湿度适当调整药液稀释倍数，确保药液被植物根部土壤吸收，以便于活体成分的有效定殖。作为活体菌剂，细菌制剂同样不能与众多化学农药，特别是具有杀菌作用的药剂混用。并且也要避免在已施用杀菌剂农药的持效期内施用，以免对菌剂活性造成影响降低药效。

小结

2015年以来，农业农村部组织开展化肥农药使用量零增长行动，截至2020年底，中国化肥农药减量增效已顺利实现预期目标。“十四·五”期间，在政府的大力推动和引导下，我国农药等投入品结构将持续优化，相关科学用药技术也需加快推广。推广部门要进一步加强宣传指导，提升包括细菌类微生物农药在内的各类生防菌剂的科学用药水平，加快绿色防控技术集成与防治策略构建，为我国农业的高质量发展助力。文章来源：中国农药发展与应用协会

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