我国微生物农药在粮食作物上应用回顾及发展建议

卓富彦，张宏军，刘万才，张 杰

（1.全国农业技术推广服务中心，北京 100125；2.中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害综合治理全国重点实验室，北京 100193；3.农业农村部农药检定所，北京 100125）

加快生物农药研发及应用是保障农产品质量安全、加快农业全面绿色转型的重要举措。2022 年11 月，农业农村部印发《到2025 年化肥减量化行动方案》明确提出，“十四五”期间，推广应用生物农药，淘汰低效、高风险农药品种，开展病虫害绿色防控提升行动。作为生物农药的主要组成部分，微生物农药凭借靶标性强、杀虫谱广、持效期长、不易产生抗性以及对人、畜、天敌、农作物和自然环境友好安全等特点，日益发展成为应用面积突出、市场认可程度高的主流生物农药类型[1,2]。小麦、水稻、玉米是我国三大粮食作物，确保粮食作物绿色生产、切实减少病虫为害损失是保障中国口粮绝对安全的应有之义。本文在国家大力推动农作物病虫害绿色防控、社会高度重视农产品质量安全的背景下，以利用微生物农药防治主要粮食作物病虫害为切入点，梳理总结了近年来的微生物农药推广应用取得的成效及存在的问题，并对未来微生物农药发展提出了建议与展望。

1 发展概况

微生物农药是指以细菌、真菌、病毒和原生动物或经基因修饰的微生物等活体为有效成分，通过以菌抑菌、以菌治虫、以菌除草的方式，广泛用于病、虫、草、鼠等有害生物防治的生物源农药。微生物农药常划分为细菌、真菌、病毒、原生动物等类型，分别以苏云金芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、绿僵菌、核型多角体病毒、微孢子虫为主要的应用代表[3]。微生物农药应用范畴以防治害虫为主，尤其是针对鳞翅目害虫。据中国农药信息网查询显示，在微生物农药登记的产品中，主要以细菌类为主，真菌类和病毒类为辅，其中苏云金芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、球孢白僵菌的登记产品数量最多。截至2021 年，以有效成分的登记数量测算，微生物农药54 种，占全部农药登记品种7%，以农药制剂产品的登记数量测算，微生物农药542个，占全部农药登记品种的1.3%，其中苏云金芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、棉铃虫核型多角体病毒、金龟子绿僵菌CQMa421 和多粘类芽胞杆菌KN-03 等农药品种的年产量位居市场前列[4]。企业对微生物农药的研发力度不断加强，2018―2023 年共登记了82 个新农药，其中微生物农药21 个，包括撕裂蜡孔菌GXMS1、哈茨木霉菌DS-10、苏云金芽胞杆菌HAN055、杀线虫芽胞杆菌 B16、球孢白僵菌ZJU435、哈茨木霉菌LTR-2 等，占总有效成分数量的25.6%。

在政府重视引领、企业研发创新、市场积极使用等多方面推动下，微生物农药逐渐成为夯实农作物绿色防控的重要抓手，在农作物上年均应用面积稳定在3000 万hm2次以上，粮食作物年均应用保持在2500万hm2次以上。新颁布实施的《农作物病虫害防治条例》提出，农作物病虫害防治要坚持绿色防控，推动各级植保机构加强对微生物农药等绿色防控技术的应用力度，助推微生物农药在粮食作物上大面积推广。2011 年以来，连续将微生物农药纳入全国粮食作物病虫害防控技术方案，多次列入主推技术，推动将微生物农药应用纳入全国绿色防控示范县、农产品质量安全示范县、粮食绿色高质高效示范区等创建的关键技术内容，不断提高微生物农药的科学性和适用性。

2 应用回顾

近年来，随着政策、技术、市场等条件日益成熟，我国微生物农药的推广应用面积逐步稳定，主要用于农作物病害和虫害防治，年均应用面积约为3762 万hm2次。其中治虫面积（2066 万hm2次）大于防病面积（1696 万hm2次）。微生物农药在水稻、小麦、玉米等上应用最为广泛，成为粮食作物重大病虫害防治的重要抓手之一，有力地巩固提升了农业生产安全、农产品质量安全和生态环境安全水平。

2.1 应用面积

2018 年以来，微生物农药在粮食作物上的应用面积约为2500 万hm2次，占到微生物农药在农作物应用总面积的65%以上，其中年均防病面积约为1216 万hm2次，年均治虫面积约为1284 万hm2次。从面积变化趋势来看，微生物农药整体应用面积发展较为平稳，其中2020 年应用面积最大，达到2572 万hm2次（图1）。微生物农药防病面积稳中有降，从2018 年的1278 万hm2次，下降到2021 年的1159 万hm2次，而微生物农药治虫面积稳中有升，从2018 年的1214 万hm2次，上升到2021 年的1258 万hm2次，初步分析，以上变化趋势与近年来粮食作物的害虫发生面积和强度高于病害有关。

图1 2018―2021 年微生物农药的总体应用面积Fig.1 The overall application area of microbiological pesticides from 2018 to 2021

2.2 应用作物

2018―2021 年，微生物农药在粮食作物上应用面积总体保持平稳，在水稻上的年均应用面积约为1742万hm2次，小麦约为424 万hm2次，玉米约为333 万hm2次（图2）。在作物对象方面，微生物农药在水稻的应用面积最大、推广范围最广，大幅超过其他作物，防控病虫害较为突出，农户使用接受程度较高。微生物农药在水稻上的应用面积位居前列，初步分析，这与近年来稻渔综合种养产业规模发展壮大密切有关，通过将种稻和养鱼（虾、蟹、鳅、鳖、蛙等）结合，构建稻渔共生互促系统，这限制了对水产品有害的化学农药使用，促进了对稻田环境友好的微生物农药投入，进一步推动了微生物农药在水稻上应用。

图2 2018―2021 年微生物农药在不同粮食作物上的应用面积Fig.2 The application area of microbiological pesticides on different grain crops from 2018 to 2021

2.3 应用区域

2018 年以来，微生物农药在各粮食主产区均有使用，在华北地区年均使用面积约为91 万hm2次，东北地区约为50 万hm2次，华东地区约为1280 万hm2次，华中地区约为678 万hm2次，华南地区约为207万hm2次，西南地区约为147 万hm2次，西北地区约为40 万hm2次，其中华东和华中地区年均应用面积超过600 万hm2次，江西、江苏、湖南、安徽、湖北、广东等省应用面积位居前列（图3）。从变化特点来看，大部分区域的微生物农药应用面积总体保持稳定，但华北地区2021 年应用面积约为50 万hm2次，同比减少45.90%，下降趋势明显。初步分析，近年来内蒙古大力推广赤眼蜂等天敌措施，防治玉米等病虫害效果明显，直接导致华北地区微生物农药使用量减少和应用面积下降。

图3 2018―2021 年微生物农药在不同区域粮食作物上的应用面积Fig.3 The application area of microbiological pesticides on grain crops in different regions from 2018 to 2021

3 存在问题

近来年，随着我国病虫害绿色防控深入推进，微生物农药发展取得长足发展，企业规模不断扩大，产品种类不断丰富，市场价值不断凸显，但同发达国家成熟的发展模式相比，我国微生物农药行业在产品质量规范、行业发展水平、集成推广应用方面还存在一些不足和问题，下一步，亟需整合资源、协同攻关，强化微生物农药在粮食作物上应用，推动微生物农药市场的健康有序发展。

3.1 产品质量不够规范

微生物农药行业标准不够健全，引领行业作用不够明显，目前标准主要集中在风险评估、药效试验等农药登记方面，企业产品田间使用标准不够丰富，加之，化肥、农药等农业投入品登记上市、市场准入的界限不清、管理不同，这导致微生物农药行业不够规范[5]。一方面产品质量层次不齐，从市场抽检情况来看，部分企业存在有效成分含量不达标、制剂产品成分标注不明等问题，尤其是隐性添加氯虫苯甲酰胺、毒死蜱、啶虫脒等化学农药，成为影响行业发展的突出问题，也是市场监管的重要内容[2]。另一方面市场存在“以肥代药”问题，由于微生物肥料登记周期较短、登记成本低，部分农药产品以肥料获得主管部门登记，对外宣传炒作农药用途，逃避行业质量监管，成为政府监管的盲区，扰乱正常的农资市场秩序。

3.2 产业水平存在短板

经过多年发展，微生物农药产业根基逐步夯实，但由于自身速效性较差、稳定性较低、货架期较短等天然短板，制约着微生物农药产业进一步扩大。对于抗病的细菌类、真菌类微生物农药的田间效果主要取决于芽胞和孢子的固有活力以及在田间能否充分萌发，受到温度、湿度、紫外线等环境因素影响较大，对于病毒、原生动物类和真菌等杀虫微生物农药与靶标害虫接触后，需要经历侵染、定殖、扩增等耗时较长的过程，因此杀虫速率相对较慢，这些难题一直存在，尚无有效破解手段。我国农作物栽培历史悠久，抗病杀虫的微生物资源丰富，但从自然界提取纯化再到工厂化扩增量产还有差距，整体研发创新能力不强，微生物农药产业化水平不高。

3.3 生产应用力度不强

微生物农药虽契合绿色有机种植理念，但产品采购成本大、使用要求高，加之，当前农药残留检测覆盖不够全面以及“优质优价”的农产品市场不够健全等因素影响，因此，同化学农药相比，微生物农药不具备价格优势，主要集中应用在绿色、有机等地方重点粮食生产基地，普通农户接受程度较低，主动使用意愿不强。同时，主流微生物农药聚焦在单一作物部分病虫害，不同类型微生物农药之间缺乏相互整合、高效衔接，不能形成针对全粮食作物、全生长周期、全生育病虫害的全程微生物农药应用方案，与其他绿色防控措施的配套应用研究不深入，嵌入绿色防控技术体系的技术组装、集成熟化不够，对生产应用的协同增效作用不强。

4 发展建议

随着人们对农业品质量安全和生态环境保护的要求不断提高，微生物农药等生物农药将是未来农药发展方向，也是推进农业绿色发展、实施病虫害绿色防控的重要措施。2023 年中央一号文件明确提出，要加快农业投入品减量增效技术推广应用，实施新一轮千亿斤粮食产能提升行动。下一步，面对农作物“稳产量、提单产”的目标任务，要着力发挥植物保护防灾减灾作用，尤其是深挖微生物农药的应用潜力，通过加强行政推动、夯实技术攻关，强化集成创新等举措，在政府、企业、社会的共同努力下，不断扩大微生物农药在粮食作物上的应用面积和推广质量，全力以赴抓好粮食稳产保供。

4.1 加强项目推动

目前，农作物病虫害绿色防控正处于以政府引导为主、市场自发为辅的发展路径上，因此，作为绿色防控的重要抓手，微生物农药发展壮大更依赖于政策扶持和项目支持。一方面继续在全国动植物保护能力提升工程建设等专项支持下，加大微生物农药生产扶持力度，逐步在全国建设打造一批行业龙头基地；另一方面，积极向财政部门争取在分配使用中央农业生产救灾资金时，加强对微生物农药使用的支持程度，重点补助使用微生物农药等生物农药的植保专业服务组织、家庭农场、合作社等新型经营主体，调动推广使用积极性，推动地方统防统治组织将使用微生物农药作为病害虫防治服务的重要内容。同时，加强宣传培训，营造绿色防控意识，明确微生物农药对作物健康、环境安全等长期优势，营造科学使用的舆论氛围，通过行政推动，自上而下形成发展合力，加速微生物农药的产能提升和辐射推广。

4.2 加大技术攻关

近年来，我国三大粮食作物年均播种面积保持在9333 万 hm2以上，而微生物农药在粮食作物上应用面积不到40%，生产扩繁、田间应用等技术瓶颈问题制约着行业规模化发展，影响着微生物农药的质量和效益。一方面，需要提升技术研发能力，加大生物农药的研发、产品创制的支持力度，围绕适宜剂型、施用条件、施药技术等问题短板，组织科研单位、企业和推广部门开展联合攻关，完善与其他农药复配使用的技术参数，开发自身农药减量的潜在优势，不断扩大微生物农药市场份额；另一方面，加强行业自律，配合市场监管，对违规添加隐性成分、以肥代药的企业，依法依规严肃处理，同时鼓励企业通过专利保护、研发激励等措施加大原始创新，加快制订产品质量和行业标准，以标准化引领微生物农药市场提档升级。

4.3 加力集成创新

当前，粮食作物病虫害发生种类日趋多样、发生范围逐渐扩大，“防重于治、治早治小”的综合防治策略成为趋势。微生物农药发展，应主动适应趋势、精准营销，创新示范推广方式，整合嵌入“用得上、用得起、用得好”绿色防控技术体系。一方面，产品营销融入推广体系，着力发挥农技部门推广优势，依托现代农业产业技术体系找源头、农技推广体系搭桥梁、现代农业生产经营体系促落地，通过本地区域性示范基地，开展技术集成、中试、验证，加快融合推广应用；另一方面，配套集成模式，以微生物农药使用为核心，集成组装生态调控、理化诱控、生物防治、科学用药等相配套的绿色防控技术模式，形成一批以生态区域为单元、以粮食作物为主线，适合不同区域、不同类型的病虫害全程综合治理技术，全面推动微生物农药的高质高效绿色发展。