林 靜，陳智明，張 峰

榕城海關(guān)，福建福州 350015

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)維護(hù)人類糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定起到了重要的作用。然而，植物病蟲害的不斷蔓延對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量造成了嚴(yán)重威脅，限制了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥曾一度被廣泛使用于控制病蟲害，長(zhǎng)期以來(lái)，其潛在的環(huán)境污染、食品殘留及抗藥性問(wèn)題引發(fā)了人們對(duì)替代性防治方法的迫切需求。微生物農(nóng)藥作為一種生態(tài)友好的替代選擇，因其對(duì)環(huán)境和人類健康的低風(fēng)險(xiǎn)性和高效的病蟲害控制效果而受到廣泛關(guān)注。

微生物農(nóng)藥在防治植物病蟲害方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。不同于化學(xué)農(nóng)藥，微生物農(nóng)藥的活性成分多為微生物（如細(xì)菌、真菌、病毒等），其生態(tài)友好性和生物特異性使其成為降低農(nóng)業(yè)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的潛在解決方案，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中具有重要作用。

1 微生物農(nóng)藥的種類和作用機(jī)制

1.1 細(xì)菌類微生物農(nóng)藥

細(xì)菌類微生物農(nóng)藥作為一種重要的生物防治手段，在抑制害蟲種群的發(fā)展上發(fā)揮著獨(dú)特作用。以綠僵菌（Metarhizium）為例，其與害蟲之間的交互作用展示了微生物農(nóng)藥的潛力。綠僵菌是一種廣泛存在于自然界的真菌，能夠寄生在多種害蟲體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)害蟲的控制。

在與害蟲的交互作用中，綠僵菌通過(guò)其孢子與害蟲接觸，這些孢子在適宜的環(huán)境條件下萌發(fā)，產(chǎn)生出短而彎曲的吸附結(jié)構(gòu)，使其能夠牢牢附著在害蟲體表上。隨著害蟲的活動(dòng)，孢子逐漸穿透其外殼進(jìn)入害蟲體內(nèi)，開(kāi)始迅速生長(zhǎng)并侵入害蟲的組織。其在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一系列特殊的酶，這些酶不僅會(huì)分解害蟲的體組織，還會(huì)破壞害蟲的免疫系統(tǒng)。最終綠僵菌會(huì)通過(guò)釋放新的孢子，從害蟲體內(nèi)遷移至外部環(huán)境，繼續(xù)感染其他害蟲，形成傳播周期[1]。

1.2 真菌類微生物農(nóng)藥

真菌類微生物農(nóng)藥在防治害蟲方面也具有顯著效果，其中以白僵菌（Beauveria bassiana）為代表。白僵菌通過(guò)其特殊的生物學(xué)特性，成功入侵害蟲的體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)害蟲的生物控制。它的孢子在接觸害蟲體表后會(huì)萌發(fā)，產(chǎn)生出一系列分生孢子，這些分生孢子能夠通過(guò)害蟲的外骨骼逐漸滲透，進(jìn)入害蟲體內(nèi)。一旦進(jìn)入害蟲體內(nèi)，分生孢子開(kāi)始快速生長(zhǎng)并分化成真菌體。在此過(guò)程中，真菌體會(huì)釋放出一種特殊的酶，能夠分解害蟲的體內(nèi)組織，為真菌提供養(yǎng)分。與此同時(shí)，真菌還會(huì)產(chǎn)生毒素，影響害蟲的神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致害蟲癱瘓和死亡。真菌體最終從害蟲體內(nèi)伸出，繼續(xù)生長(zhǎng)和繁殖形成新的孢子，這些孢子可以繼續(xù)感染其他害蟲，形成生命周期。

1.3 病毒類微生物農(nóng)藥

病毒類微生物農(nóng)藥利用病毒對(duì)害蟲的感染，達(dá)到生物控制的目的。在防治過(guò)程中，這些病毒具有特殊的作用機(jī)制，有助于控制害蟲種群的擴(kuò)散。

這類微生物農(nóng)藥常利用害蟲自身的生理特性，將病毒傳播給害蟲。一旦害蟲受到病毒感染，病毒開(kāi)始在害蟲體內(nèi)復(fù)制和繁殖。在此過(guò)程中，病毒大量增殖并破壞害蟲的生理平衡，干擾害蟲的正常生命活動(dòng)。隨著病毒的復(fù)制，害蟲逐漸表現(xiàn)出病態(tài)狀況，包括行動(dòng)遲緩、食欲喪失等。最終病毒會(huì)導(dǎo)致害蟲的免疫系統(tǒng)受到破壞，從而使害蟲變得極為脆弱。病毒的進(jìn)一步繁殖最終會(huì)導(dǎo)致害蟲的死亡，從而有效地控制害蟲種群的擴(kuò)散。

2 微生物農(nóng)藥的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)

2.1 環(huán)境友好性與非靶標(biāo)生物的安全性

生物農(nóng)藥作為一種生物性防治手段，與傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥相比，具備明顯的環(huán)境友好性。微生物農(nóng)藥多以天然微生物為活性成分，其使用不會(huì)引發(fā)長(zhǎng)期的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。相比之下，化學(xué)農(nóng)藥可能會(huì)在土壤中積累，影響土壤微生物的多樣性，甚至進(jìn)一步威脅生態(tài)系統(tǒng)的平衡[2]。微生物農(nóng)藥對(duì)非靶標(biāo)生物的影響相對(duì)較小，因其對(duì)非靶標(biāo)生物的生物特異性較高，從而降低了生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 目標(biāo)特異性及減少化學(xué)殘留問(wèn)題

微生物農(nóng)藥的優(yōu)勢(shì)之一在于其目標(biāo)特異性。微生物農(nóng)藥作用的靶標(biāo)通常是特定的害蟲，而不會(huì)對(duì)其他有益生物產(chǎn)生顯著影響。這種特性有助于保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性，減少對(duì)有益生物的損害。同時(shí)，微生物農(nóng)藥的應(yīng)用能夠顯著減少化學(xué)殘留問(wèn)題。在食品安全方面，化學(xué)農(nóng)藥可能在農(nóng)產(chǎn)品中殘留，帶來(lái)潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。而微生物農(nóng)藥由于其生物性質(zhì)，通常不會(huì)在農(nóng)產(chǎn)品上留下有害的化學(xué)殘留物。

2.3 抗藥性問(wèn)題與策略

微生物農(nóng)藥面臨著抗藥性的挑戰(zhàn)，長(zhǎng)期使用同一種微生物農(nóng)藥可能會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)害蟲對(duì)該農(nóng)藥產(chǎn)生抗藥性，降低治理效果。為應(yīng)對(duì)抗藥性問(wèn)題，科研人員和農(nóng)業(yè)專家正在開(kāi)展一系列研究，尋找策略減緩抗藥性，包括輪作使用不同的微生物農(nóng)藥、結(jié)合化學(xué)農(nóng)藥和微生物農(nóng)藥的復(fù)合應(yīng)用，以及基因編輯等創(chuàng)新方法。通過(guò)多種策略的組合，可以更好地管理抗藥性問(wèn)題，延長(zhǎng)微生物農(nóng)藥的有效期。

2.4 生產(chǎn)、存儲(chǔ)和應(yīng)用上的技術(shù)難題

在生產(chǎn)、存儲(chǔ)和應(yīng)用過(guò)程中，微生物農(nóng)藥需要高度控制的生物發(fā)酵工藝，確保農(nóng)藥產(chǎn)品的純度和活性。而微生物易受環(huán)境條件變化的影響，其存儲(chǔ)和穩(wěn)定性也是一個(gè)挑戰(zhàn)。在應(yīng)用方面，微生物農(nóng)藥的噴灑技術(shù)、劑量和施用時(shí)間的確定也需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)。解決這些技術(shù)難題將有助于提高微生物農(nóng)藥的應(yīng)用效果和穩(wěn)定性[3]。

3 微生物農(nóng)藥在農(nóng)作物上的應(yīng)用

3.1 殺蟲菌在棉花害蟲防治中的應(yīng)用

作為全球重要的農(nóng)作物之一，棉花常受到各種害蟲的侵害，其中以棉鈴蟲（Helicoverpa armigera）為主要威脅。棉鈴蟲在其幼蟲階段以棉花的花蕾和棉鈴為食，導(dǎo)致嚴(yán)重的產(chǎn)量損失。傳統(tǒng)的防治方法主要依賴化學(xué)農(nóng)藥，然而長(zhǎng)期使用可能導(dǎo)致害蟲抗藥性、環(huán)境污染和食品殘留問(wèn)題。

將不同濃度的殺蟲菌被施用于棉花田間試驗(yàn)，記錄了施用前后的平均害蟲密度（表1）。從數(shù)據(jù)可以看出，隨著殺蟲菌濃度的增加，害蟲密度降低率逐漸增大，說(shuō)明殺蟲菌在不同濃度下對(duì)棉鈴蟲的控制效果逐漸顯現(xiàn)。

表1 不同濃度的殺蟲菌在棉花害蟲防治中的應(yīng)用

殺蟲菌作為微生物農(nóng)藥的代表，在棉花害蟲防治中展現(xiàn)了強(qiáng)大的潛力。以典型的殺蟲菌——綠僵菌為例，它通過(guò)其孢子與棉鈴蟲接觸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)害蟲的生物控制。綠僵菌的孢子在棉鈴蟲體表萌發(fā)，產(chǎn)生出附著結(jié)構(gòu)，使其能夠牢固附著在害蟲體表上。隨著害蟲的活動(dòng)，孢子逐漸穿透其外殼，進(jìn)入害蟲體內(nèi)。孢子進(jìn)入害蟲體內(nèi)后，綠僵菌開(kāi)始迅速生長(zhǎng)并侵入害蟲的組織，釋放出酶分解害蟲的體內(nèi)組織。這會(huì)導(dǎo)致害蟲的生理平衡被打破，最終害蟲會(huì)因?yàn)榫G僵菌的繁殖而死亡。田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，殺蟲菌在防治棉鈴蟲方面具有明顯的效果，能夠降低害蟲的種群密度，提高棉花的產(chǎn)量。

3.2 真菌農(nóng)藥在番茄白粉病防治中的效果

番茄白粉病是番茄生產(chǎn)中常見(jiàn)的病害，其病原真菌易在潮濕環(huán)境下擴(kuò)散，導(dǎo)致葉片上出現(xiàn)白色粉末狀斑點(diǎn)，影響植物生長(zhǎng)和果實(shí)質(zhì)量。傳統(tǒng)的防治方法主要依賴化學(xué)農(nóng)藥，然而由于化學(xué)農(nóng)藥的使用不僅對(duì)環(huán)境造成影響，還可能導(dǎo)致病害菌產(chǎn)生抗藥性，影響了長(zhǎng)期防治效果。

真菌類微生物農(nóng)藥在番茄白粉病防治中表現(xiàn)出了良好的效果。以白僵菌為例，它是一種寄生在害蟲體內(nèi)的真菌，能夠侵入害蟲的外骨骼并控制蟲群。在番茄白粉病防治中，白僵菌通過(guò)孢子接觸和進(jìn)入害蟲體內(nèi)，感染并迅速繁殖。繁殖過(guò)程中，白僵菌分泌出酶，分解害蟲的外骨骼和內(nèi)部組織，導(dǎo)致害蟲的生理平衡失調(diào)，最終害蟲死亡。溫室試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，使用白僵菌作為真菌農(nóng)藥可以顯著減輕番茄白粉病的病害程度，提高番茄產(chǎn)量和質(zhì)量。

3.3 病毒農(nóng)藥在蚜蟲防治中的應(yīng)用

蚜蟲是許多農(nóng)作物的主要害蟲，其不僅會(huì)直接攝取植物汁液，還可能通過(guò)病毒傳播對(duì)農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害。傳統(tǒng)的蚜蟲防治方法主要依賴化學(xué)農(nóng)藥，然而由于蚜蟲繁殖快速且易產(chǎn)生抗藥性，化學(xué)農(nóng)藥的效果逐漸受到影響。

而病毒類微生物農(nóng)藥為蚜蟲防治提供了新的途徑，這些微生物農(nóng)藥利用病毒感染害蟲，控制蚜蟲的種群密度。在防治過(guò)程中，病毒感染害蟲后，會(huì)破壞害蟲的生理平衡，影響其正常生長(zhǎng)和繁殖。此外，病毒類微生物農(nóng)藥還可能通過(guò)影響害蟲的食欲和行為，降低害蟲對(duì)農(nóng)作物的損害。田間應(yīng)用實(shí)例顯示，病毒農(nóng)藥成功地減少了蚜蟲的種群數(shù)量，并降低了病害傳播的風(fēng)險(xiǎn)，從而維護(hù)了農(nóng)作物的健康生長(zhǎng)[3]。

4 關(guān)于微生物農(nóng)藥的未來(lái)展望

4.1 基因編輯與微生物共生應(yīng)用

未來(lái)微生物農(nóng)藥的發(fā)展將聚焦于創(chuàng)新研究方向，其中基因編輯和微生物共生應(yīng)用將成為重要的探索領(lǐng)域。基因編輯技術(shù)如CRISPRCas9已經(jīng)在許多領(lǐng)域取得突破，將被用于改造微生物農(nóng)藥。通過(guò)基因編輯，科研人員可以調(diào)整微生物農(nóng)藥的特性，如提高其抗逆性、適應(yīng)性和殺蟲能力，進(jìn)一步提高其在防治病蟲害中的效果。微生物共生應(yīng)用也備受矚目。將多種微生物組合應(yīng)用于同一農(nóng)田，通過(guò)它們之間的相互作用，取得更加綜合的病蟲害防治效果。例如：某些細(xì)菌可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，同時(shí)抑制病原微生物的生長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)促進(jìn)植物生長(zhǎng)和防治的雙重效果。

4.2 保護(hù)機(jī)制的改進(jìn)，提升微生物農(nóng)藥效力和穩(wěn)定性

盡管微生物農(nóng)藥在環(huán)境友好性和生物特異性方面具有優(yōu)勢(shì)，但其效力和穩(wěn)定性仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。在未來(lái)，科研人員將致力于克服這些技術(shù)難題，如保護(hù)機(jī)制的改進(jìn)，以進(jìn)一步提高微生物農(nóng)藥的效果。微生物農(nóng)藥在外界環(huán)境中容易受到溫度、濕度等因素的影響，從而影響其存活和生物活性[4-6]。因此，開(kāi)發(fā)更加穩(wěn)定的保護(hù)機(jī)制，如微膠囊化技術(shù)，可以提高微生物農(nóng)藥在不利環(huán)境下的存活率，延長(zhǎng)其防治效果。

4.3 微生物農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥的協(xié)同應(yīng)用策略

微生物農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥的協(xié)同應(yīng)用策略也將成為未來(lái)的重要發(fā)展方向。微生物農(nóng)藥和化學(xué)農(nóng)藥各自具有不同的作用機(jī)制和特點(diǎn)，在害蟲防治中具有互補(bǔ)性。將兩者結(jié)合，既可以降低化學(xué)農(nóng)藥的使用量，減少環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，又可以克服微生物農(nóng)藥在特定情況下的限制，提高防治效果[7-9]。科研人員可以通過(guò)優(yōu)化施用劑型、時(shí)間和劑量等因素，實(shí)現(xiàn)微生物農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥的最佳協(xié)同效果。

微生物農(nóng)藥的未來(lái)展望充滿著創(chuàng)新和挑戰(zhàn)。通過(guò)基因編輯、微生物共生應(yīng)用等創(chuàng)新研究方向，微生物農(nóng)藥的效力和穩(wěn)定性將得到提高。同時(shí)，克服技術(shù)難題，改進(jìn)保護(hù)機(jī)制，以及微生物農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥的協(xié)同應(yīng)用策略，將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更加可持續(xù)、環(huán)保的病蟲害防治解決方案。

5 結(jié)論

微生物農(nóng)藥作為一種綠色、環(huán)保的植物病蟲害防治手段，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和食品安全保障方面具有巨大潛力。通過(guò)探討微生物農(nóng)藥的種類、作用機(jī)制、優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)，以及未來(lái)的創(chuàng)新方向和協(xié)同應(yīng)用策略，充分展示了微生物農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的重要作用，強(qiáng)調(diào)了微生物農(nóng)藥在植物病蟲害防治中的前景，并呼吁進(jìn)一步深入研究與應(yīng)用，以推動(dòng)農(nóng)業(yè)向更加可持續(xù)、生態(tài)友好的方向發(fā)展。

隨著基因編輯和微生物共生應(yīng)用等領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，微生物農(nóng)藥的效力和穩(wěn)定性將得到進(jìn)一步提升。通過(guò)基因編輯技術(shù)，可以更精準(zhǔn)地調(diào)控微生物農(nóng)藥的特性，使其適應(yīng)不同環(huán)境和害蟲的需求。微生物共生應(yīng)用也為病蟲害的防治提供了更加多樣化的防治策略，通過(guò)不同微生物的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)更廣泛、更強(qiáng)效的病蟲害防治效果。這些創(chuàng)新方向不僅為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)新的希望，還為科研人員和農(nóng)業(yè)專家提供了廣闊的研究和應(yīng)用空間。然而，在追求微生物農(nóng)藥前景的同時(shí)，抗藥性問(wèn)題、技術(shù)難題和穩(wěn)定性改進(jìn)仍需要不斷努力和創(chuàng)新，并尋求解決方案，以確保微生物農(nóng)藥能夠持續(xù)有效地應(yīng)對(duì)植物病蟲害。

作為生物防治手段的代表，微生物農(nóng)藥已經(jīng)在植物病蟲害防治領(lǐng)域取得了顯著的成就。隨著科技的進(jìn)步和創(chuàng)新的推動(dòng)，微生物農(nóng)藥的前景更加廣闊。科研界、農(nóng)業(yè)界和政府部門應(yīng)繼續(xù)加大對(duì)微生物農(nóng)藥研究的支持力度，進(jìn)一步推動(dòng)其應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色、可持續(xù)發(fā)展注入新的活力。