一千多年来人类与害虫的斗争从未停息过，据联合国粮农组织估计，全世界[《全世界》是晚霞的铁塔写的网络小说连载于纵横中文网。]每年由于病虫害夺去的谷物收成约为20～40％，由此造成的经济损失每年达1200亿美元。为了对付病虫害，每年要生产200多万吨农药，其中主要是化学农药[化学农药广泛的运用在农业生产之中。]。然而化学农药的使用带来了许多弊端，直接的危害是引起人畜中毒。据统计，全世界每年约有200万人农药中毒，其中约有4万人死亡。其次，长期使用化学农药使害虫产生抗药性[抗药性又称耐药性，是指病原体及肿瘤细胞等对化学治疗药物敏感性降低。]，50年代有抗药性的害虫10种，而目前己增加到447种。我国农民也发现，害虫产生抗药性越来越快，使化学农药（包括某些进口化学农药）杀虫效率降低，为此不得不加大农药用量。加之化学农药杀死害虫的同时，也杀死害虫的天敌，破坏了生态平衡，形成恶性循环。更让人担忧的是，残存的农药散布在田野上，渗透到土壤里，侵入作物的秸杆和果实中，并由此进入生物链循环，这种长期的慢性积累构成了对子孙后代的潜在威胁，面对这一严重问题，有识之士发出了“绿色革命”的呼吁，因此我国和世界各国都逐渐停止某些化学农药的使用，美国从1964年开始，至今已停止使用50种化学农药。
生物农药[生物农药（Biological pesticide)是指利用生物活体（真菌，细菌，昆虫病毒，转基因生物，天敌等）或其代谢产物（信息素，生长素，萘乙酸，2，4-D等）针对农业有害生物进行杀灭或抑制的制剂。]是来源于自然界的有益微生物[微生物包括：细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，与人类关系密切。]或其代谢产物产生的杀虫剂[杀虫剂（Pesticide. Insecticide ），主要用于防治农业害虫和城市卫生害虫的药品．使用历史长远、用量大、品种多。]或杀菌剂。一般是利用天然农副产品通过向生物发酵制得，具有杀虫、杀菌或抗菌的专一性，对目标外生物无不利影响，易于被阳光或土壤中的微生物分解，对生态环境没有污染。生物农药必须符合两个条件：①对防治对象没有直接毒性，而只有调节生长、干扰交配或引诱等特殊作用；②必须是天然化合物[化合物由两种或两种以上的元素组成的纯净物（区别于单质）。]，如果是人工合成的，其结构必须与天然化合物相同，但允许异构体比例的差异。据统计，90年代初全世界每年销售农药总金额达160亿美元，其中生物农药约占10％以上。随着环境保护意识的日益增强，一些国家正在淘汰污染严重的化学农药，越来越多地采用生物农药，世界农药正在发生深刻的变化。到2000年，生物农药销售额达80亿美元，约占农药销售额的一半。而在生物农药中，只有苏云金芽孢杆菌素被最大规模地用于生产，它在微生物防治害虫的实践中，占有极其重要的地位（占生物农药的90％）。
一、生物农药苏云金芽孢杆菌是最有前途的生物农药
苏云金芽孢杆菌素英文名称Bacil1us Thuringiensis简称BT，BT是苏云金芽孢杆菌的拉丁文缩写，它是目前全世界公认的，最有效，能工业化生产，最有前途的生物农药。它可以用于森林、棉花、玉米、蔬菜、水果以及茶、麻、烟叶等作物害虫的防治，也可用于贮藏害虫和环境害虫的防治。它对蔬菜、茶叶等害虫的防治效果达85％以上，且农产品符合国家绿色食品Ａ级标准。同时，在苏云金杆菌素的生产过程中，所用原料为玉米、豆饼、麸皮及谷糠，这些原料为农产品或农副产品，是天然的无毒物。生产过程为固体发酵，也不产生任何有毒或有污染的物质，只有少量洗涤水排放，可以随生活污水排出对环境不产生危害。因此苏云金芽孢杆菌的推广和运用受到各国的重视，目前在美国等一些国家已工业化生产。我国对苏云金芽孢杆菌素的研究始于1958年，70年代开始投入工业生产。现有十几家生产苏云金杆菌工厂，具有一定规模，但年产量较大的仅有几百吨，与世界先进水平相差甚远。
二、生物农药苏云金芽孢杆菌的杀虫机理
对于苏云金芽孢杆菌的杀虫机理科学家们已作了大量的研究，现已证明其杀死宿主昆虫主要靠其芽孢及毒素。在昆虫吞食苏云金芽孢杆菌的芽孢后，芽孢在昆虫肠道中迅速萌发并增殖，引起肠道麻痹，最后穿透肠壁进入血液，引起昆虫败血症而中毒死亡。苏云金杆菌所产生的毒素主要是β外毒素[外毒素（exotoxin）是细菌毒素的一种。]和δ内毒素[革兰氏阴性菌，（如伤寒杆菌，结核杆菌，痢疾杆菌等）的菌体中存在的毒性物质的总称。]。δ内毒素存在于伴孢晶体中，它是所有苏云金杆菌菌株共有的毒素。在苏云金芽孢杆菌的杀虫活性成分中，δ-内毒素是最主要的，也是被研究得最充分的一类毒素。伴孢晶体是某些杆菌伴随着芽孢的产生而出现的一种毒性蛋白，它不溶于水和有机溶剂，可溶于碱性溶液，具有一定的耐热性，100℃下仍能保持毒性30分钟，β外毒素是一种腺嘌呤核苷酸衍生物，相对分子量约为700,它是苏云金芽孢杆菌在一定培养条件下所产生的细胞外毒素，可溶于水，热稳定性好，经高温高压处理后仍能保持毒性。β毒素的作用机制是，它是RNA聚合酶的竟争抑制剂，可干扰有关激素的合成，从而导致幼虫发育畸型或不能正常化蛹。苏云金芽孢杆菌虽然有较强的杀虫能力，但它必须经吞食过程进入体内才能杀死昆虫。因此在实际应用中，将其与吸引昆虫的物质一起喷洒，可以增加昆虫吞食的可能性。
生物农药苏云金芽孢杆菌是一种细菌性杀虫剂，使用时必须掌握用量，遵守使用规则，否则影响防效。又因其药效迟缓、使用量较大、价格偏高，防治效果易受环境因素的影响，作用不如化学防治速效，且不能增产增收。这些缺点抑制了农民使用的积极性，因此提高苏云金芽孢杆菌的效力，降低价格成为科学家们的重点研究课题。从80年代中后期开始，随着生物技术的广泛应用，人们利用DNA重组技术对毒素基因进行改造，构建综合性能优良的重组菌株并发展遗传重组杀虫剂已成为国外各大生物农药公司的目标。
三、生物农药苏云金芽孢杆菌增效剂[增效剂，一般指本身不具备某种特定活性或活性较低，但在与具备此种活性的物质混用时，能大幅度提高活性物质的性能的一类物质。]的开发
由于生物农药苏云金芽孢杆菌素的这些缺点，使得它在推广和使用中受到了一定的限制，如何提高它的药效成为生化学家的重点研究课题。最近位于美国加州戴维斯的AgraQuest公司宣布，他们目前已开发出新的苏云金芽孢杆菌杀虫剂增效剂，可以提高Bt杀虫剂的药效，该增效剂与Bt混用，将大大增强Bt对鳞翅目害虫的药效。它也可以用来防治对Bt喷雾剂产生抗性和对转Bt基因作物产生抗性的害虫，能增强生物杀虫剂苏云金杆菌的杀虫效力达10倍以上，特别适用于防治对Bt喷剂和Bt转基因作物已产生抗性的害虫。
AgraQuest公司是在筛选防治害虫的天然微生物时发现该增效剂的。公司从生物天然栖息地和壁龛中采集样品进行筛选，在筛选的5000个微生物中发现了三个代表性化合物，它们的药效、可靠性、货架寿命和使用方便程度都完全可以与化学农药相媲美。公司总经理Pam Marrone女士说：“自然界拥有许多防治害虫的能力，但是被植保界捕捉到的机遇相对较低，只有7%的农药是从天然化合物衍生而来。”
AgraQuest公司将这种增效剂命名为“Serenade”。经过400多个田间试验证明，Serenade对防治葡萄、水果、蔬菜病害的药效相当于或优于目前杀菌剂标准。2003年该成果获得美国“总统绿色化学挑战奖”的“小企业奖”。
我国生化学家对增效剂的研究也取得了一定进展，其中酶增效剂的研究堪称为重要一例。生物农药增效剂――几丁质酶产生菌的筛选、酶学特性研究以及将其用于微生物农药的增效剂的水平，已达到国际先进水平。如果将该种酶增效剂添加到苏云金芽孢杆菌制剂后，室内试验杀虫效果比HZF-13提高3.12倍，具有较高的推广价值。通过室内试验（供试昆虫为棉铃虫幼虫）碱性几丁质酶对苏云金芽孢杆菌杀虫剂增效作用最好，可使其毒力增加4.15倍，大田试验（玉米螟）可使杀虫效果增加4%。
另据《中国化工报》报到：一种由氯化钙、硫酸镁、磷酸钠、氯化钡、硫酸锌、氯化锰、麦蚜糖和马来酸等混合组配而成的一种生物农药增效剂在我国研制成功。由于其混合组合中含有钙、锌、锰、磷、硫、镁、钠等多种植物所需元素，既能有效地提高苏云金芽孢杆菌可湿性粉剂的杀虫性能，又能补充作物所需元素，促进作物的平衡生长。该种增效剂对苏云金芽孢杆菌本身无影响，可使苏云金芽孢杆菌可湿性粉剂40%死亡剂量的防治效果提高90%以上。而且增效剂质量稳定，性能可靠，易于储存、运输，使用方便。
在世界农药工业中，目前生物农药还不能完全取代化学农药，成为防治农作物害虫的主要手段，其重要原因是生物杀虫剂的杀虫效果还比不上化学农药。但是，近年来由于世界各国对开发生物农药的高度重视，从而推动了对生物农药品种和增效剂的研究和开发的不断进步，我们相信随着人类认识和完善自然的能力越来越强，绿色生物农药的春天将会很快来临！
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