摘要 生物农药在水稻病虫害防治上的应用是保证稻米安全，维护稻田生态环境的关键措施。介绍了生物农药的概念、特点及研发现状，综述了在水稻病虫害防治方面的国内外研究进展。
关键词 生物农药；水稻 病虫害；植物保护；稻米安全；农业生态安全
中图分类号 S482 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）14-0129-03
Application Situation and Research Progress of Biological Pesticides on the Control of Rice Pests and Diseases
JIA Xing-na 1 ZHONG Chun-yan 1 NIE Jin-quan 1 WU Lun-bai 2
（1 Zhaoqing City Agricultural Science Research Institute in Guangdong Province，Zhaoqing Guangdong 526070； 2 Zhaoqing Dinghu High School in Guangdong Province）
Abstract Application of biological pesticides on the control of rice pests and diseases is the key measures to ensure rice safety and maintain the paddy ecological environment.This paper summarized the concept，characteristics and the status of research and development of bio-pesticides，and reviewd the research progress of biological pesticides on the control of rice pests and diseases at home and abroad.
Key words biological pesticides；rice pests and diseases；plant conservation；rice safety；agro-ecological security
中国是水稻的生产和消费大国，水稻种植面积占粮食作物总面积的30%，全国约有50%以上的人口以大米为主食，我国一直以来把水稻生产列为国家粮食生产的重点之一。近年来，环保和稻米安全生产已经成为国家和人民关注的主要话题，农药作为重污染行业，其在生产和使用过程中会对环境和人类健康造成严重威胁，破坏生态平衡。生物农药的应用不仅能够缓解农药生产和使用产生的环境压力，对于提高水稻产量、改善稻米品质、维持生态环境以及促进农业可持续发展有重要的理论和实践意义。
1 生物农药简介
生物农药来源于生物体，也叫生物源农药，根据FAO，OECD，USA/EPA和中华人民共和国农业部批准的生物农药的定义，生物农药是指用来防治农业病虫草鼠害和卫生害虫等有害生物的生物活体及其生理活性物质，并可以制成商品上市流通的生物源制剂，其包括微生物农药、生物化学农药、天敌生物农药、转基因生物农药四大类[1-3]。
生物农药具有毒性低、选择性强、低残留、持效性好、高效且能迅速分解，不易产生抗药性、产品生命周期长、不影响作物产量等特点，并且应用基因技术开发的生物农药还可以大幅降低研发费用，提高药效。
2 生物农药的研发与应用现状
生物农药的研究始于19世纪50年代，白僵菌、绿僵菌、苏云金芽孢杆菌等这些都是生物农药早期的研究基础，当时并没有形成产品。直到20世纪60年代，“农药公害”问题日趋严重，在国际上引起了震动，使农药发展发生了转折，引来生物农药发展应用的第一个高潮，但当时生物技术、手段、水平较低，很难满足生物农药要求的各方面条件，除井冈霉素外，并未形成有影响的产品。直到20世纪90年代，生物农药生产及其应用才获得飞速发展，且销售额以每年10%～20%的速度增长。目前世界上生物农药使用量最多的国家有墨西哥、美国和加拿大等国，占世界总量的44%。欧洲的生物农药使用量占全世界的20%，亚洲占13%，大洋洲占11%，拉美洲和加勒比湾占9%，非洲占3%[4]。统计资料表明，仅在2003年美国环保署（EPA）登记的生物农药有效成分和产品分别达256种和912种。
我国生物农药的研究始于20世纪50年代，经过近50年的发展，已逐步形成了良好的生物农药研究和开发条件，我国生物农药的研究开发步伐逐年加快，至2015年我国处于有效登记状态的生物农药有效成分达115个，产品约3 000个，年产量12万t。
3 生物农药在水稻病虫害防治方面的应用
3.1 生物农药对水稻病虫害防治的效果研究进展
生物农药在水稻病虫害防治方面的应用研究始于20世纪70年代，上海市农药研究所发现了能够有效防治水稻纹枯病的井冈霉素，并且经过研究发现，井冈霉素对水稻纹枯病的防治效果较佳，并且残效期长、耐雨水冲刷、对水稻安全以及有增产效应。20世纪80年代以来的研究结果均表明，井冈霉素对水稻纹枯病有较好的防治效果，防治效果高达85%以上，并且对水稻有显著增产作用[5-6]。拮抗菌Ⅱ号等复配生物农药通过单剂药物之间的互补增效作用，药效略高于井冈霉素，持效期与井冈霉素相仿，在一定的浓度范围内，复配剂防治纹枯病的效果是随着井冈霉素比例的提高而越来越明显的[7]。而利用阿维·Bt和井冈霉素混合使用来防治水稻纹枯病的效果比单用井冈霉素对纹枯病的防治效果略有增强，增幅在5%左右[8]。近年来随着研究的不断发展，利用复配生物农药防治水稻病害成为水稻病害防治的发展趋势。
阿维菌素的研究开发始于20世纪80年代，是近年来主要用于水稻病虫害防治上的生物农药之一，对水稻稻纵卷叶螟、二化螟、稻飞虱等均有较好的防效。研究表明，1.8%阿维菌素乳剂1 500～3 000倍液对水稻二化螟、稻飞虱的防效达86.6%～100%，持效12～18 d[9]。用2%阿维菌素乳油300 mL/hm2和450 mL/hm2后3 d，稻纵卷叶螟的幼虫虫口减退率分别为85.1%和90.3%；用药后10 d保叶效果分别为94.3%和95.5%[10]。
苏云金芽孢杆菌（Bt）作为我国目前主要应用的生物农药之一，对水稻稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟等害虫有较好的防治效果。19世纪80年代，生物农药苏云金杆菌就已经在我国有所应用，主要用于水稻稻纵卷叶螟和二化螟的防治。1992年广西生物制品厂对苏云金杆菌杀虫剂的试产报告指出，纯Bt制剂对低龄虫的杀虫效果达90%～100%，而复合型的Bt杀虫效果也较明显，防效达70%～90%。其他关于苏云金芽孢杆菌的研究也表明，苏云金芽孢杆菌能够有效防治水稻稻纵卷叶螟、二化螟等害虫，田间防治效果达80%以上[11-13]。
植物源生物农药是生物农药的重要类别之一，主要有效成分有烟碱、苦参碱、印楝素、鱼藤酮等。其中用在水稻病虫害防治上的主要有印楝制剂、烟碱制剂、鱼藤酮制剂，以及以植物源杀虫物质和化学杀虫剂复配的制剂和植物源活性物质之间混配的制剂。华南农业大学昆虫毒理研究室从1980年开始研究印楝素的杀虫作用，发现印楝素对三化螟有很强的内吸、拒食和毒杀作用。高振兴等研究表明印楝素乳油主要通过拒食、忌避、胃毒、内吸等方式来防治二化螟，0.3%印楝素乳油对水稻二化螟有较好的防治效果，印楝素乳油在用量为937.5、1 875 mL/hm2时，21 d后其防治效果和保苗效果都高达90%左右，且无药害[14-15]。赵国成等研究发现，0.3%印楝素乳油用药量1 350 mL/hm2时防治稻纵卷叶螟的效果较好，防效达80%以上[16]。陈志清等研究也证明了0.3%印楝素乳油对稻纵卷叶螟有良好的防治效果，并且用量为1 500 mL/hm2时其杀虫和保叶效果明显优于毒死蜱[17]。除了具有杀虫效果外，许多研究证明印楝素还能促进水稻生长。除印楝素之外，国内对植物源生物农药鱼藤酮的研究也有一定的进展，但主要是用于蔬菜、果树、花卉等虫害的防治上，在水稻病虫害防治上应用很少。杨红福等研究证明鱼藤酮（商品名：2.5%欧美德乳油）施药剂量为18.75～37.50 g/hm2时对稻纵卷叶螟有显著的防治效果，并且保叶效果达90%以上[18]。除了杀虫，鱼藤酮可以通过对呼吸系统的抑制作用，而使作物增产[19]。
3.2 复配型生物农药对水稻病虫害的防治效果研究进展
随着对生物农药研究的不断深入，单一生物农药的防治虫害效果并不理想，复配型和混配型生物农药应运而生，而有关生物农药的复配及其防治效果也成为大家关注的热点。20世纪90年代，就已经有Bt和杀虫单、鱼藤酮和拟除虫菊酯复配杀虫剂的研究[20-21]。研究结果表明，喷施苏云金杆菌复配剂对三化螟和卷叶螟的防治效果比单独使用苏云金杆菌防治效果要好[22]。Bt与杀虫双以1∶1的比例复配对水稻螟虫和稻纵卷叶螟杀虫效果最佳[23-24]。大量的研究都表明苏云金杆菌与其他农药复配防治病虫害的效果明显提高。另外，印楝素和鱼藤酮等植物源农药的复配型农药也逐渐被应用和推广。研究表明，印楝素与阿维菌素、印楝素与鱼藤酮、印楝素与Bt都可以组成复配型生物农药，这些复配生物农药不仅能有效防治水稻螟虫、稻飞虱等虫害，对水稻生长及产量形成也具有明显的促进作用，孕穗末期喷施可以延缓叶片衰老，显著提高结实率和产量[25-27]。廖海丰通过对Bt与生物杀虫剂的联合作用的研究得出，Bt与印楝素以50∶3的配比混配其增效较明显[28]。随着复配型生物农药的不断发展，多种农药混配成为可能，贾兴娜等的研究表明印楝素乳油+苏云金杆菌（Bt）+鱼藤酮乳油+井冈霉素混配和印楝素乳油+苏云金杆菌（Bt）+井冈霉素混配药剂对水稻病虫害的防治效果高达90%以上，并且对水稻有明显的增产效果[29]。
3.3 国外关于生物农药在水稻病虫害防治上的应用研究
国外关于生物农药的研究始于19世纪50年代，以白僵菌的发现为基础，先后发现了苏云金杆菌、绿僵菌等微生物的杀虫效果，这些是生物农药发展的基础。随着生物农药需求的不断增加，世界各国关于生物农药的研究也不断发展起来。Nwilene F.E.等通过对尼日利亚西南部Ikenne地区传统方式和生物农药对当地旱稻土传虫害白蚁的防治效果的研究发现，印楝素乳油的防治效果与传统的红棕榈乳油等相比明显提高，并且有一定的保产作用[30]。Bhalla.R.S等研究表明，使用用印楝素包裹的尿素不仅可以提高尿素的利用率，而且对水稻的生长也有一定的促进作用[31]。Manju.S等通过大田试验证明，土施印楝素制品处理比常规的单施氮磷钾肥的处理更能减少水稻三化螟的卵数[32]。Nathan SS等研究表明，用印楝素制剂喂养稻纵卷叶螟能显著降低其肠内一些酶的活性，从而降低其对水稻的损害；并且印楝素对稻飞虱也有一定的防治作用[33-34]。Jan Nawrot等对鱼藤酮及其派生物对仓库害虫的拒食作用的研究表明，在所有鱼藤酮的派生物中鱼藤酮的拒食作用最明显[35]。Rejesus B.M.等通过对多种鱼藤酮、鱼藤酮粗提取物和鱼藤提取物制剂对农业害虫的作用的研究表明，这些制剂中的大部分的都对玉米螟、小菜蛾、大菜螟、棉红椿等农业害虫有明显的防治效果，在致死剂量时，棉红椿和玉米螟对这些物质较敏感[36]。Lal和 Roshan研究发现，Dipel，Delfin，BTK-II and Biolep 4种生物农药在用量为2 000 g/hm2时其防治稻纵卷叶螟的效果与20%毒死蜱乳油1 250 mL/hm2时的效果相当[37]。 Shahid.A.A等研究发现，真菌白僵菌和细菌Bt混配而成的生物杀虫剂对稻纵卷叶螟和三化螟的田间防治效果显著[38]。Muhammad Sagheer等通过生物杀虫剂混配对稻纵卷叶螟防治效果研究发现，在单个药液处理中印楝素和Bt的防治效果较好，在所有的组合处理中，混配组合Trichogramma（赤眼蜂）+Bt（Bacillus thuringiensis）+Neem（印楝素）防治效果最好[39]。Rao，N.B.V.C.等在印度新德里对多种化学农药和生物杀虫剂对稻纵卷叶螟的防治效果进行研究发现，虽然氟虫脲和氟氯氰菊酯原药的防虫效果最好，但是也对天敌造成了很大的危害，苏云金杆菌处理中叶片危害率达17.55%，并且对天敌数量并无影响，单个生物药剂处理中印楝素处理的防治效果是最佳的；Bt+氟虫脲、丙溴磷+Bt、三氟氯氰菊酯原药+Bt 3种药剂组合防治效果最好，并且对天敌危害也较低[40]。Venkateswarlu N.C.等研究发现，生物农药和化学杀虫剂交互使用对稻纵卷叶螟的作用比单一农药的防治效果要好[41]。Deepti Sharma和Thrimurty对井冈霉素对稻瘟病的防治作用的研究发现，用井冈霉素处理过的稻杆接种纹枯病菌丝时其感染性较差，以用井冈霉素处理72 h后接种菌丝的处理发病率最低[42]。Daroga Singh V.S.等通过对水稻Pusa Basmati-1进行大田试验研究得出，不同剂量的绿木霉菌和不同剂量的井冈霉素混配使用对水稻纹枯病和稻瘟病的防治效果不同，其中以绿木霉菌5 kg/hm2+井冈霉素2.0 L/hm2的防治效果最佳，水稻产量最高[43]。
4 生物农药的应用展望
相对于传统化学农药在水稻上的应用而言，生物农药的应用刚刚起步，但是生物农药本身资源极其丰富，世界上发现的可用于防治病、虫、草害等具有农药作用的细菌100余种，真菌500余种，病毒700余种，植物4 000余种，我国保存的30多万种农作物种质资源可以为开发生物农药新产品提供良好的基础，五爪金龙提取物、印楝素、木霉菌等一批新型生物农药正在逐渐崛起。并且随着生物技术的发展和需求的增加，生物农药生产企业与日俱增，截至2015年12月31日，我国生物农药生产厂家超过1 100多家，各种先进技术层出不穷，尤其是分子生物学及遗传工程技术的发展，生物农药的病虫害防治谱会越来越宽，时效性会越来越接近化学农药，其独特的与环境和农业可持续发展契合的优势将会更加明显，未来生物农药的应用将成为新型农业生产的重要植物保护手段[44-46]。
5 参考文献
[1] 胡永军.生物农药及其应用[J].中国西瓜甜瓜，2004（5）：55-56.
[2] 侯秋菊，崔跃勇，马明霞.浅谈生物农药的发展[J].现代农业科技，2005（10）：57-58.
[3] 谭衡，刘春来，刘照清，等.中国生物农药的开发应用现状及前景[J].湖南农业科学，2006（3）：77-79.
[4] 邱德文.我国生物农药的发展现状与研究进展[J].山西农业，2008（2）：42.
[5] 吴荣发.井冈霉素防治水稻纹枯病效果的调查[J].江西植保，1983（2）27-29.
[6] HAN XINCAI，YAN YAOLIN.The control effect of 20% Jinggangm-ycin SP against rice shenth blight Rhizoctonia solani[J].Journal of Huazhong Agricultural University，2004，23（1）：100-102.
[7] 陈以仁，朱学明，胡夏明，等.拮抗菌Ⅱ号复配生物农药对水稻的纹枯病防治效果[J].江苏农业科学，1999（4）：48-49.
[8] 张雅东，王长新.阿维·苏与井冈霉素混用防治水稻纹枯病的效果[J].安徽农业科学，2006，34（4）：719.
[9] 邱立红，张文吉.害虫及螨对阿维菌素（awermectins）的抗药性发展及治理策略探讨[J].中国农业大学学报，1999，4（1）：43-48.
[10] 殷召根.2%阿维菌素乳油防治稻纵卷叶螟试验[J].现代农业科技，2008（12）：127-128.
[11] 吴洪生，刘怀阿，石光辉，等.苏云金杆菌S387防治水稻一代二化螟试验研究[J].河南农业大学学报，2001（35）：103-104.
[12] 吴洪生，许钟明，赵南海.苏云金杆菌Bt S387菌株防治水稻纵卷叶螟试验[J].上海农业学报，2002，18（4）：90-91.
[13] 王东贵，周尚峰，杨爱梅，等.生物农药（BT）苏得利在水稻无害化治理技术中的应用[J].植物医生，2005，18（2）：14-15.
[14] 高振兴，金党琴，霍中洋，等.0.3%印楝素乳油防治水稻二化螟药效试验[J].现代农药，2004，3（3）：43-44.
[15] 祝树德，高振兴，金党琴，等.印楝素对水稻二化螟的生物活性及控制作用[J].中国水稻科学，2004，18（6）：551-556.
[16] 赵国成，徐宝玉，吴爱国，等.印楝素乳油防治稻纵卷叶螟效果初探[J].上海农业科技，2005（5）：107.
[17] 陈志清，陈育群，仇广灿，等.阿楝SC、印楝素EC防治水稻害虫试验研究[J].上海农业科技，2006（3）：122-123.
[18] 杨红福，陈爱大，曲朝喜.植物源农药鱼藤酮对稻纵卷叶螟和合肥市的防治效果[J].江苏农业科学，2008（5）：114-115.
[19] 徐汉虹.印楝素在中国[J].农药，2001，40（9）：47-48.
[20] 韦星船，雷雨.鱼藤酮、拟除虫菊酯复配杀虫剂[J].广州大学学报（综合版），1999，13（4）：61-63.
[21] 徐建，苏建坤，徐熙，等.苏云金杆菌与杀虫单混用防治水稻螟虫[J].江苏农业科学，1999（6）：42-43.
[22] 顾真荣，马承铸，周爱农，等.苏云金芽孢杆菌液剂与杀虫双混用对稻纵卷叶螟的增效作用[J].生物防治通报，1993，9（4）：160-162.
[23] 姜玉红，胡务义，何万娥.B.T.与杀虫双混剂防治水稻三化螟的效果实验[J].农药，1995，34（9）：31-33.
[24] 吴洪生，许钟明，赵南海.苏云金杆菌复配剂防治水稻卷叶螟[J].西南农业学报，2002，15（4）：79-81.
[25] 邵彩虹.印楝素及其复配剂对水稻螟虫及稻株生长的双向效应研究[J].扬州：扬州大学，2002.
[26] 朱家颖，肖春，柯贤江，等.印楝素与鱼藤酮及其复配剂对斜纹夜蛾的毒效研究[J].云南农业大学学报，2006，21（3）：315-318.
[27] 宋仲容.鱼藤酮与印楝素对小菜蛾毒力最佳配比的筛选[J].农药科学与管理，2008，29（10）：40-43.
[28] 廖海丰.B.t.与生物杀虫剂的联合作用及其毒理初探[D].扬州：扬州大学，2003.
[29] 贾兴娜，唐湘如，郑天翔，等.生物农药配施对早季香稻病虫害的防治效果[J].中国农学通报，2012，26（16）：272-276.
[30] NWILENE F E，AGUNBIADE T A，TOGOLA M A.Efficacy of tra-ditional practices and botanicals for the control of termites on rice at Ikenne，southwest Nigeria[J].International Journal of Tropical In-sect Science，2008，28：37-44.
[31] BHALLA R S，PRASAD K V D.Neem cake-Urea mixed applicati-ons increase growth in paddy[J].Current Science，2008，94（8）：1066-1070.
[32] MANJU S，DAVID P M M.Effects of soil and foliar application of neem products on densities of rice yellow stem borer，Scirpophaga incertulas （Walker） egg masses and their parasitism[J].Journal of Biological Control，2004，18（1）：41-44.
[33] SENTHIL NATHAN S，KALAIVANI K，MURUGANI K.The toxicity and physiological effect of neem limonoids on Cnaphalocrocis me-dinalis （Guenée） the rice leaffolder[J].Pesticide Biochemistry and Physiology，2005，81：113-122.
[34] SENTHIL NATHAN S，KALAIVANI K，MURUGANI K.Efficacy of neem limonoids on Cnaphalocrocis medinalis（Guenée）（Lepidoptera：Pyralidae） the rice leaffolder[J].Crop Protection，2005，24：760-763.
[35] JAN N，JURAJ H，IVANKA K.storage pests[J].Biochemical System-atics and Ecology，1989，17（1）：55-27.
[36] REJESUS B M，PUNZALAN E G，INOCENCIO E L.Toxicity of rot-enone，derris crude extracts and its formulations against agricult-ural insect pests[J].Pest management council of the philippinens，1995：85-86.
[37] LAL，ROSHAN.Field evaluation of some biopesticides for manage-ment of rice leaf folder，Cnaphalocrocis medinalis Guenee in Har-yana[J].Pesticide Research Journal，2001，13（1）：62-65.
[38] SHAHID A A，NASIR I A ZAFAR A U.The use of CAMB biop-esticides to control pests of rice（Oryza sativa）[J].Asian Journal of Plant Sciences，2003，2（15-16）：1079-1082.
[39] MUHAMMAD S，MUHAMMAD A，MANSOOR-UL-HASAN.Integr-ation of some biopesticides and Trichogramma chilonis for the su-stainable management of rice leaf folder，Cnaphalocrocis medinalis （Guenee）（Lepidoptera：Pyralidae）[J].Pakistan Journal of Agricult-ural Sciences，2008，45（1）：69-74.
[40] RAO N B V C，SINGH V S，SUBHASH C.Studies on efficacy of various insecticides and biopesticides on rice leaf folder，Cnapha-locrocis medinalis （Guenee）[J].Journal of Entomological Research，2003，27（4）：297-303.
[41] VENKATESWARLU N C，SINGH V S，SUBHASH C.Effect of certain insecticides and botanicals against rice leaffolder，Cnapha-locrocis medinalis （Guenee）[J].Shashpa，2003，10（1）：67-73.
[42] DEEPTI S，THRIMURTY V S.Protection and therapeutant ability of validamycin against sheath blight of rice[J].Environment and Ecology，2005，23（4）：933-934.
[43] DAROGA S，SINGH V K，GOPAL S，et al.Integrated management of sheath blight and sheath rot by using Trichoderma viride and validamycin in rice cv[J].Pusa Basmati-1.Progressive Agriculture，2007，7（1/2）：181-182.
[44] 任小平.水稻病虫害的适期防治与生物农药的应用[J].农技服务，2009（3）：94-95.
[45] 刘康成，熊健生，肖筱成，等.吉安市水稻主要病虫害生物农药防治技术规程[J].江西农业学报，2011（9）：81-82，85.
[46] 刘福海.生物农药防治水稻主要病虫害应用技术研究[D].南京：南京农业大学，2006.