張海英，劉永剛

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，甘肅 蘭州 730070）

農(nóng)藥作為人類文明發(fā)展的產(chǎn)物和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必不可少的生產(chǎn)資料，在改善農(nóng)作物抗劣性能和促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)等方面做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。然而，隨著農(nóng)藥使用量的不斷增大及長(zhǎng)期不科學(xué)用藥，高毒、高殘留農(nóng)藥的大量使用，不僅影響人們的身體健康，而且嚴(yán)重污染了人類賴以生存的環(huán)境[1～2]。

中藥是我國(guó)寶貴的文化遺產(chǎn)，是中華民族防治疾病、康復(fù)保健、繁衍后代的一大法寶，近年來，世界各國(guó)對(duì)天然藥物的需求日益擴(kuò)大，尤其對(duì)綠色藥品尤為關(guān)注。目前全球每年中藥貿(mào)易額達(dá)400億美元，而且每年以10%的速度增長(zhǎng)，而我國(guó)中藥出口額約6億美元，僅占全球藥材市場(chǎng)的3%～5%，且我國(guó)出口的中草藥在歐美等國(guó)市場(chǎng)上多次因農(nóng)藥殘留超標(biāo)等原因被查扣，已成為中藥材生產(chǎn)中的重要問題[3]。生物農(nóng)藥是指直接利用生物活體、生物活體代謝產(chǎn)物或通過仿生合成的具有特異作用的制劑，對(duì)農(nóng)業(yè)害蟲、病菌、雜草、線蟲、鼠類等有害生物進(jìn)行有效防治的一類新型農(nóng)藥，可以制成商品上市流通的生物源制劑，包括細(xì)菌、病毒、真菌、線蟲、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和抗病蟲草害的轉(zhuǎn)基因植物等。生物農(nóng)藥具有對(duì)人畜及生態(tài)環(huán)境影響小、對(duì)農(nóng)產(chǎn)品無污染、對(duì)靶標(biāo)害蟲針對(duì)性強(qiáng)、有利于保護(hù)害蟲天敵以及不易使病蟲害產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色植保理念在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中的具體體現(xiàn)[4～6]。隨著社會(huì)的發(fā)展及人類對(duì)環(huán)境和生態(tài)認(rèn)識(shí)的提高，使用高效、低毒、低殘留及對(duì)人畜環(huán)境安全的生物農(nóng)藥已成為全球農(nóng)藥發(fā)展的新趨勢(shì)，而廣泛應(yīng)用生物農(nóng)藥則成為可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新途徑。

1 生物農(nóng)藥的應(yīng)用種類

目前，生物農(nóng)藥從用途方面可分為微生物源農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥、動(dòng)物源農(nóng)藥和天敵昆蟲等[7]。

1.1 微生物源農(nóng)藥

微生物源農(nóng)藥即利用微生物或其代謝物防治農(nóng)業(yè)有害生物的制劑，可分為微生物源殺蟲劑、微生物源殺菌劑和微生物源除草劑等。其中蘇云金芽孢桿菌是目前世界上用途最廣、開發(fā)時(shí)間最長(zhǎng)、產(chǎn)量最大、應(yīng)用最成功的生物殺蟲劑。昆蟲病源真菌屬于真菌類農(nóng)藥，對(duì)防治松毛蟲和水稻黑尾葉病有特效。根據(jù)真菌農(nóng)藥沙蠶素的化學(xué)結(jié)構(gòu)衍生合成的殺蟲劑巴丹或殺暝丹等品種，已大量用于實(shí)際生產(chǎn)中。

1.2 植物源農(nóng)藥

植物源農(nóng)藥是指從植物體中提取的具有抗菌、抗病毒或殺蟲效果的成分；或從植物體中分離純化有農(nóng)藥活性的新物質(zhì)作為結(jié)構(gòu)模板，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的多級(jí)優(yōu)化，從而制造成的低毒、高效新農(nóng)藥。植物源農(nóng)藥以在自然環(huán)境中易降解、無公害等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已成為綠色生物農(nóng)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霉毒等。目前自然界已發(fā)現(xiàn)的具有農(nóng)藥活性的植物源殺蟲劑有除蟲菊素、煙堿和魚藤酮等。

1.3 動(dòng)物源農(nóng)藥

動(dòng)物源農(nóng)藥主要包括動(dòng)物毒素，如蜘蛛毒素、黃蜂毒素、沙蠶毒素等。目前，昆蟲病毒殺蟲劑在美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、俄羅斯、日本及印度等國(guó)已大量應(yīng)用，國(guó)際上己有40多種昆蟲病毒殺蟲劑注冊(cè)、生產(chǎn)和應(yīng)用。

1.4 天敵昆蟲

天敵昆蟲是一類寄生或捕食其它害蟲的昆蟲，它們長(zhǎng)期在農(nóng)田、林區(qū)和牧場(chǎng)中控制著害蟲的發(fā)展和蔓延。利用天敵昆蟲防治害蟲可以減少環(huán)境污染，維持生態(tài)平衡。我國(guó)天敵昆蟲的擴(kuò)繁與利用取得了顯著的成效，如從國(guó)外引進(jìn)的用于防治蘋果綿蚜蟲的日光蜂，防治吹綿蚧的澳洲瓢蟲、孟氏隱唇瓢蟲，防治溫室白粉虱的麗蚜小蜂，防治李始葉螨的西方盲走螨，防治二斑葉螨的智利小植綏螨，防治松突圓蚧的花角蚜小蜂，防治天牛的管氏腫腿蜂等。20世紀(jì)70年代以來，我國(guó)已成功地人工飼養(yǎng)出赤眼蜂、平腹小蜂、草蛉、七星瓢蟲、麗蚜小蜂、食蚜癭蚊、小花蝽、智利小植綏螨、西方盲走螨、側(cè)溝繭蜂等捕食或寄生性天敵。

2 生物農(nóng)藥在中藥材中的應(yīng)用

2.1 微生物源農(nóng)藥

從20世紀(jì)60年代的青蟲菌到目前的阿維菌素等，我國(guó)微生物農(nóng)藥的開發(fā)應(yīng)用已有近40 a的歷史，并取得了重大的進(jìn)展。它主要包括真菌類生物農(nóng)藥、細(xì)菌類生物農(nóng)藥、病毒類生物農(nóng)藥及抗生素[8]。

作為普遍存在并具有豐富資源的拮抗微生物木霉在藥用植物病害，尤其在土傳病害的生物防治中具有重要的應(yīng)用價(jià)值[9]。任守讓等從人參根圍、栽參地和林地土壤中篩選到2株具有拮抗作用的綠色木霉，溫室盆栽試驗(yàn)表明其對(duì)人參銹腐病菌的生長(zhǎng)有強(qiáng)烈的抑制作用，并有一定的防病效果[10]。李瓊芳等采用病原菌誘餌法及稀釋平板分離出菌株，經(jīng)篩選、純化得到抑菌效果達(dá)到80%以上的哈茨木霉T23，田間防治麥冬、丹參、川芎等中藥材根腐病效果達(dá)到70%以上，而且可顯著提高出苗率，促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)[11]。Kim等報(bào)道，用木霉Tfichoderma Tri-5菌株處理帶根腐病菌的土壤，可大大減輕人參根腐病的發(fā)生[12]。滕艷萍等通過研究木霉對(duì)黃芪根腐病病原菌的拮抗作用及盆栽防治黃芪根腐病的情況，發(fā)現(xiàn)3種木霉制劑均有抑制黃芪根腐病的顯著效果[13]。丁萬隆等利用木霉優(yōu)良菌株對(duì)中藥材病菌進(jìn)行抑菌試驗(yàn)及溫室盆栽和田間防治試驗(yàn)，結(jié)果表明木霉菌對(duì)黃芪根腐病菌、北沙參菌核病菌、西洋參立枯病菌、丹參根腐病菌及款冬花菌核病菌有較強(qiáng)的拮抗作用，溫室盆栽及田間防治試驗(yàn)表明木霉制劑對(duì)北沙參菌核病的防治效果分別為83.6%和72.5%，對(duì)黃芪根腐病和西洋參立枯病的田間防治效果分別達(dá)到80%和60%[14]。此外，木霉屬真菌還可用于防治白術(shù)、菊花的白絹病等[15]。

白僵菌利用其活性孢子接觸害蟲后產(chǎn)生芽管，透過表皮侵入體內(nèi)長(zhǎng)成菌絲并不斷增殖，使害蟲新陳代謝紊亂而死亡，并強(qiáng)烈吸干害蟲體內(nèi)水分而使害蟲呈僵狀。劉曉峰等用50%白僵菌水劑對(duì)山茱萸的害蟲芳香木蠹蛾進(jìn)行了防治試驗(yàn)，結(jié)果表明有較高的殺蟲率[16]。

目前，應(yīng)用于中藥材土傳病害防治的主要生防細(xì)菌是芽孢桿菌屬（Bacillus）。吳連舉通過對(duì)從土壤內(nèi)篩選出的3株芽孢桿菌的研究表明，3株芽孢桿菌處理參根對(duì)人參銹腐病的防效明顯高于化學(xué)藥劑，防效可達(dá)64.7%～73.9%[17]。劉立志等篩選出3株對(duì)三七根腐病病原菌有較好拮抗作用的芽孢桿菌，并對(duì)拮抗菌代謝產(chǎn)物的抑菌活性進(jìn)行了初步研究，發(fā)現(xiàn)石油醚萃取的物質(zhì)對(duì)病原菌有較好的活性[18]。

昆蟲病原線蟲消化道內(nèi)攜帶共生菌，線蟲進(jìn)入昆蟲血腔后，共生菌從線蟲體內(nèi)釋放出來，在昆蟲血液內(nèi)增殖，致使昆蟲患敗血癥迅速死亡。大量試驗(yàn)表明，Steine-rnema spp.的幾個(gè)品系對(duì)枸杞負(fù)泥蟲、射干鉆心蟲、細(xì)胸金針蟲等室內(nèi)感染率均達(dá)90%以上，田間防治效果70%左右。昆蟲病原線蟲不耐高溫，37℃以上就死亡，對(duì)人畜無害，不污染環(huán)境，分布廣，是藥用植物有效的生防資源[19]。

蘇云金桿菌（簡(jiǎn)稱Bt）是一種殺蟲細(xì)菌，作用機(jī)理是胃毒作用，對(duì)人畜天敵無害，對(duì)藥用植物無害，不污染環(huán)境，可用于防治藥用植物上的刺蛾、棉鈴蟲、地老虎、蠐螬等多種害蟲，具有較好的防治效果[20]。

昆蟲病毒制劑具有高度特異的寄生范圍，不易引起生態(tài)平衡的破壞，能形成包涵體，對(duì)靶標(biāo)昆蟲具有高度的毒性，對(duì)植物沒有任何藥害，安全試驗(yàn)證明對(duì)人畜及水生生物等無害。對(duì)于金銀花的棉鈴蟲可用核型多角體病毒750 g/hm2對(duì)水450 kg在蟲卵孵化高峰期噴施，每隔3 d噴1次，有很好的殺卵、殺蟲效果。

由微生物產(chǎn)生的代謝物作為農(nóng)藥即農(nóng)用抗生素，近年來發(fā)展十分迅速，已成為微生物農(nóng)藥的主體之一。農(nóng)抗120是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物防治研究所研制的一種新型農(nóng)用抗菌素，是刺孢吸水鏈霉菌北京變種的代謝產(chǎn)物，對(duì)人參疫病菌具有很強(qiáng)的抑制作用，田間試驗(yàn)結(jié)果表明在人參、西洋參發(fā)病初期應(yīng)用2%農(nóng)抗120水劑可減少爛根，提高存苗率[21]。對(duì)于金銀花枯萎病（根腐?。诎l(fā)病初期用2%農(nóng)抗120水劑也具有較好防效[20]。

阿維菌素是由放線菌經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，是一種廣譜，高效，具有殺蟲、殺螨、殺線蟲活性的大環(huán)內(nèi)酯類殺蟲抗生素，對(duì)昆蟲和螨類具有觸殺和胃毒作用，并有微弱的熏蒸作用，無內(nèi)吸作用，但對(duì)葉片有很強(qiáng)的滲透作用，可殺死植物表皮下的害蟲，且持效期長(zhǎng)，但不殺卵?？捎糜诜乐舞坭健⒎鹗?、金銀花等藥用植物的銹螨、癭螨、潛葉蛾、蚜蟲等[20，22]。

2.2 植物源農(nóng)藥

我國(guó)作為農(nóng)藥使用的植物主要集中于楝科、菊科、豆科、衛(wèi)矛科和大戟科等30多科，包括印楝素、煙堿、苦參堿、魚藤酮、茴蒿素、藜蘆堿、茶皂素等[8]。印楝等楝科植物有良好的殺蟲效果，其活性成分是四環(huán)三萜類物質(zhì)，可直接破壞昆蟲表皮結(jié)構(gòu)，引起昆蟲外表皮局部消融，破壞真皮細(xì)胞的產(chǎn)生[23]。大黃及霜霉靈（含大黃等10余種中藥的復(fù)方）對(duì)元胡霜霉菌孢子囊萌發(fā)有較強(qiáng)的抑制作用[24]，而麻黃油、茴蒿油則可防治薏苡黑粉病，防治率達(dá)63.2%[25]。王孝等研究表明，印楝素、苦參堿、煙堿的不同混合制劑對(duì)防治枸杞病蟲害具有藥效持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、低毒、無殘留等特點(diǎn)[26]；陳君等篩選出苦參堿、藜蘆堿、印楝素、魚藤酮、煙堿等植物源農(nóng)藥制劑，對(duì)枸杞蚜蟲、癭螨、甘草螢葉甲、胭脂蚧、玄參小地老虎等中藥材多發(fā)性蟲害，在田間具有較好的持效性[27]。

2.3 動(dòng)物源農(nóng)藥

動(dòng)物源農(nóng)藥主要用于害蟲的防治，包括昆蟲激素和昆蟲毒素等[28～29]。目前在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的昆蟲激素[30]，即內(nèi)激素與外激素（昆蟲信息素）。內(nèi)激素主要有腦激素、蛻皮激素和保幼激素3類，烯蟲酯等已商品化并應(yīng)用于害蟲的防治；外激素是昆蟲進(jìn)入繁殖期后由昆蟲體表分泌的一種性引誘劑，主要作用是吸引異性個(gè)體前來交尾，其具體應(yīng)用一是蟲情的監(jiān)測(cè)以及預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)，二是大量誘殺害蟲，三是干擾交配。我國(guó)在棉鈴蟲等害蟲的防治上已批量應(yīng)用昆蟲信息素[31]。昆蟲毒素是動(dòng)物產(chǎn)生的對(duì)有害生物具有毒殺作用的活性物質(zhì)，研究多集中于蜘蛛毒素和黃蜂毒素，為人們開發(fā)新型殺蟲劑提供了新思路[32]，但動(dòng)物源農(nóng)藥在中藥材生產(chǎn)上的應(yīng)用實(shí)例較少。

2.4 天敵

天敵昆蟲主要有瓢蟲、螳螂、草蛉、步行蟲、食蚜蠅、食蟲虻和各種寄生蜂、寄生蠅等，這些天敵對(duì)抑制中草藥植物害蟲起了不可忽視的作用。目前主要是保護(hù)益蟲，給它們提供良好生存環(huán)境，使其順利繁殖，從而達(dá)到控制蟲害的目的，而通過釋放天敵防治中藥材中害蟲的實(shí)例還比較少。程惠珍等進(jìn)行的管氏腫腿蜂對(duì)金銀花天牛、菊花天牛、玫瑰多帶天牛等的田間試驗(yàn)表明，其寄生率達(dá)50%～70%[33]；石志剛等通過引進(jìn)、施放捕食螨和瓢蟲（龜紋瓢蟲）進(jìn)行了防治枸杞害蟲試驗(yàn)，取得了一些參考數(shù)據(jù)，但還需做進(jìn)一步試驗(yàn)[34]。陳君等研究了多異瓢蟲和南方小花蝽的人工繁殖和應(yīng)用技術(shù)，明確在枸杞蚜蟲發(fā)生初期釋放多異瓢蟲12 d后平均防效可達(dá)96.27%；確定了南方小花蝽成蟲對(duì)玄參蚜蟲無翅胎生若蚜的理論最大日捕食量在90頭以上，對(duì)葉螨的理論最大日捕食量在80頭以上[27]。

3 結(jié)束語

中藥材病蟲害防治是中藥材規(guī)范化生產(chǎn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于中藥材病蟲害種類多，發(fā)生特點(diǎn)各異，且病蟲害發(fā)生危害與天氣、氣候等環(huán)境因素和中藥材栽培制度密切相關(guān)，因此中藥材病蟲害的安全防控是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的工作。

21世紀(jì)是環(huán)保的世紀(jì)，以高效、低毒、低殘留及生物農(nóng)藥逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的低效、高毒農(nóng)藥是農(nóng)藥發(fā)展的必然趨勢(shì)。雖然生物農(nóng)藥在中藥材生產(chǎn)中應(yīng)用相對(duì)較少，且存在一些突出的問題和困難，如擊倒速度慢、有效期較短、相對(duì)殺蟲譜較窄、短期內(nèi)對(duì)害蟲種群控制力不強(qiáng)、不能迅速降低害蟲蟲口密度等，但生物農(nóng)藥在自然生態(tài)環(huán)境中廣泛存在，資源豐富，絕大多數(shù)無毒副作用，不破壞生態(tài)環(huán)境，殘留少，選擇性強(qiáng)，不殺傷害蟲天敵[8]。我國(guó)自建國(guó)初期從研究Bt殺蟲劑開始，已相繼開發(fā)出200多種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物農(nóng)藥產(chǎn)品，部分產(chǎn)品和技術(shù)已經(jīng)通過合作等方式輸出到國(guó)際市場(chǎng)。其中一些產(chǎn)品開發(fā)已經(jīng)形成了一定規(guī)模，如Bt、井岡霉素、赤霉素、阿維菌素4個(gè)品種的年產(chǎn)值均超過1億元，我國(guó)成為井岡霉素、赤霉素、阿維菌素的最大生產(chǎn)國(guó)[35]。目前大約有200多家生物農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)，近幾年登記的生物農(nóng)藥活性成分品種約占我國(guó)農(nóng)藥總有效成分品種的15%，占注冊(cè)登記農(nóng)藥產(chǎn)品的8%；年產(chǎn)量12～13萬t制劑，約占農(nóng)藥總產(chǎn)量的12%；年產(chǎn)值約3億美元，占農(nóng)藥總產(chǎn)值的10%左右[36]。近年來，我國(guó)在生物農(nóng)藥菌種引進(jìn)、資源篩選評(píng)價(jià)、新產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)工藝改進(jìn)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)及工業(yè)化生產(chǎn)等方面都取得了一定的進(jìn)展，但從品種、劑型、質(zhì)量和數(shù)量上與發(fā)達(dá)國(guó)家相差甚遠(yuǎn)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。

生物農(nóng)藥對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和人類社會(huì)的進(jìn)步都發(fā)揮著不可估量的作用，在推動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)提升，帶動(dòng)農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大，都具有一定的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)日新月異的發(fā)展離不開生物農(nóng)藥，生物農(nóng)藥最終將會(huì)在科技發(fā)達(dá)的未來社會(huì)占據(jù)越來越重要的地位[7]，相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和人們文化素質(zhì)的不斷提高，綠色中藥材生產(chǎn)將會(huì)進(jìn)入一個(gè)嶄新的發(fā)展階段，而大力推廣使用生物農(nóng)藥對(duì)于促進(jìn)中藥現(xiàn)代化具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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