农药的使用增加了农作物的产量，提高了农产品的质量，对农业生产有一定的贡献，从而增加农业收入，特别是在发达国家。然而，农药使用不严谨，不遵守安全规则和听从建议，化学农药释放到空气和水中，以及农产品中农药残留会给人类、其他活体生物和环境带来严重的健康风险。因此，近几十年来，对食品安全和质量的要求不断增长，这反映在对进口产品安全和对商品中农药残留量的严格管理上。此外，对产品的质量不断制定高标准。近年，大众对农药对食品安全的负面影响的意识增加了，寻求替代广泛使用的化学农药的方案（如生物农药），已成为当务之急。在这方面，近几十年来，传统农药行业和市场发生了重大变化，在综合害物管理（IPM）计划框架下通过改进害物管理技术和实践，更有效地使用农药。这些发展已大大改进了害物管理现状，在某些情况下降低了农药的使用，也阻碍了对化学农药需求的增长。

1  生物农药市场

生物农药是从动物、植物、细菌以及一些矿物中衍生而来的天然物质，用于防治害物。目前，市场上约90%微生物农药来自1个昆虫病原菌——苏云金杆菌。当前，生物农药仅占全球作物保护市场很小份额，即5%，约30亿美元。在美国市场上有200多个产品，在欧洲市场为60个类似产品。全球生物农药的使用每年以约10%的速度增长，如果生物农药在替代化学农药和减少当前对化学农药的过度依赖方面发挥明显作用，则其全球市场将来必会进一步增长。值得一提的是，欧盟应用相同的法规来评估生物农药和合成的活性物质，在这种情况下需要在当前立法中增加几项新规定，以及制定新的指南促进潜在生物农药产品的登记。目前，在欧盟登记的生物农药活性物质要少于美国、印度、巴西和中国。在欧盟，对生物农药研究的水平相对较低，这与欧盟生物农药登记法规的难度较大有关。

预计生物农药的增长将超过化学农药，复合年增长率超过15%。市场规模方面，预计2040—2050年，生物农药将与合成农药持平，但对其接受度的不确定性（特别是非洲和东南亚），是影响其市场的主要原因。近年生物农药越来越受欢迎，被认为比传统农药安全。与传统农药相比，生物农药在本质上危害较小，并且对目标害虫的特异性更高。此外，生物农药少量就有效，并且迅速分解，不存在残留问题。因此，它们可减少IPM项目中传统农药的使用。

然而，应该注意的是，生物农药也存在一些不同于上面特性的特例。未来，生物农药市场的发展与对生物防治剂的研究有很大的关系。不同研究机构的数个科学家已对此领域进行了一些初步的研究，但完整而系统的报道很少。因此，在此方面，必须加强企业和研究机构的合作。看来生物农药尚不能完全替代化学农药，农业部门可以而且应该从生物农药与化学农药的共存中受益。在这方面，加速研究成果的实际应用有望促进生物农药的大规模工业化发展。

近几十年来，随着管理法规越来越严格，上市的新化学产品数量大大减少，一些老产品由于不能满足严格法规要求而退出市场。用于防治一些主要作物的许多害物的化学农药解决方法非常有限。这些情况在农药市场上一直存在，而现在比以往任何时候都更加严峻。

2  新物质

最近，文献已经报道了几种新的物质，有望用作生物农药（表1），但是有必要进行更深入的田间研究，以评估它们在多种耕作制度下对特定害物的有效性。

表1  最近报道的能够防治害物的物质

从草莓树（Fragaria spp）主干（crown）获得黄蓝状菌菌株，然后研究了它们对炭疽病菌（Glomerella cingulata和Colletotrichum acutatum）引起的炭疽病的抑制活性。用所有13个菌株悬浮液处理植株后，对炭疽病有很强的压制作用，而SAY-Y-94-01的抑制活性最强，与杀菌剂丙森锌的活性相当。

此外，评估了蝶豆（Clitoria ternatea）提取物对实夜蛾属昆虫的生物活性，结果为对一些实夜蛾属昆虫有阻止产卵和取食的活性和直接毒性。已开发了商业化产品（Sero-X），对一些实夜蛾属昆虫和刺吸式害虫有活性，此产品正在商业化开发中。

已研究了新生物物质对唐菖蒲（Gladiolus hybrids）镰刀菌根腐病的防治活性，真菌哈茨木霉对镰刀菌根腐病最有效。

此外，测试了21个芽孢杆菌对叶甲（Agelastica aln）幼虫和成虫的杀虫活性，其中苏云金粉甲变种Xd3（Btt-Xd3）菌株活性最高，测试了产生毒素蛋白和Xd3孢子量高的适宜条件（例如培养基、温度和pH）。生物碱复方氧化苦参碱能有效防治斜纹夜蛾（Spodoptera litura）、棉铃虫（Helicoverpa armigera）、棉蚜（Aphis gossypii），对瓢虫（捕食者）和赤眼蜂（寄生蜂）安全，表明生物碱对非靶标生物安全。

此外，细菌干乳酪杆菌（Lactobacillus casei）LPT-111菌株的发酵产物，名为Tivano，是新的有机酸生物农药，试验发现其对草莓角斑病菌引起的角斑病有压制作用。从葡萄藤分离得到的二苯乙烯没有显著的拒食作用或急性毒性，但可引起重要害虫海灰翅夜蛾幼虫种群慢性毒性死亡。橄榄磨坊废料含有的化合物能被用于防治地中海地区的害物，但需要进行更多的田间研究来评估在不同种植体系中对特异性害物的作用和在有机系统的潜在应用。

3  纳米技术

研究发现，把一些生物物质包裹在纳米粒子系统中，其对害物的防效增加，对人类和环境的毒性降低，减少了物理降解水平和损失（例如挥发和渗漏）。因此，纳米技术有助于开发安全性高、低毒生物农药，增加生物农药活性物质的稳定性和对靶标害物的活性，更易被终端使用者接受。研究表明纳米粒子的使用能有效保护印楝油不会被快速降解，对靶标害物的作用时间增加。因为用于此种制剂中的聚合物易于生物降解，此类制剂能够持续地传递活性物质，而且对环境的危害小。

未来必须研究降低纳米粒子使用相关的风险因素，因为目前尚缺乏关于纳米粒子释放到环境中后对农业生态系统的进一步毒性和风险评估的知识。总的来说，纳米生物技术在用于制备改善天然产物稳定性和有效性的制剂方面似乎很有发展前景。此类制剂能够控制活性物质在作用位点的释放，使产品对非靶标生物的潜在毒性影响最小，能阻止微生物对活性物质的降解。农药工业肯定会朝此方向发展，但此技术仍还需要验证，释放率、储存稳定性和成本效应等主要问题需要研究。

4  生物农药的管理

科学家、监管者、市场化人员和终端用户都参与害物防治产品的开发和商业化。其中一些人员在产品的开发早期就参与进来，但仍有许多问题需要解决。市场化人员可能常常与管理者和科学家的观点和决策不同，因此终端使用者常受到最终产品的弱点的困扰。

对生物产品的数据要求常常是根据合成化学产品制定的。然而，对生物农药的风险评估应该基于适合此类物质的科学证据上，而不应遵循有关合成化学农药的规则。因此，制定的要求要适宜于生物农药活性物质的不同类别的特性。目前，正在不断制定适宜于生物农药的数据要求和指导文件。

欧盟和其成员国层面的登记过程都很长，这好像是生物防治工业发展急需解决的问题。如果新产品要进入市场，那么就需更快的登记程序和更短执行时限。此外，新制剂登记费用高是限制新产品商业化的另一方面。看来生物农药产品的登记过程阻碍了它们的商业化。因此，管理机构应努力在合法化管理基础上确保快速登记生物农药产品，促进商业化产品开发中采纳安全技术。此外，监管制度应有利于从事生物农药的中小型企业的发展，以便它们为种植者提供可靠的、满足消费者期望的产品，经济有效防治有害生物。

5  未来

生物农药对人类和安全的潜在风险低，作为比化学农药更安全的策略已受到全球关注很长时间。为此，需要公共部门和私营机构合作，促进这种环保替代品的开发、生产和销售。在这种情况下，新物质的发现以及制剂研究将促进生物农药的商业化和使用。有必要对将生物制剂应用到常见生产系统中进行进一步的研究。对于一定品质的可获得产品，低使用成本对农民也很重要，特别是在发展中国家。此外，以激励措施促进低风险化合物的登记管理也能促使生物农药的商业化和进入市场。尽管新物质可以用作控制有害生物的一种有前途的选择，但仍需要进行更多的田间研究来评估对各种作物系统中特定有害生物的防效。基于纳米技术的微囊化可以提高生物农药的作用，这可以增加其在田间的应用。

来源：生物农药使用的现状和近来的发展. 世界农药, 2019, 41(5): 38-39; 52