据估计，研发一个新的化学农药需要用时10年左右，花费超过2亿5,000万美元；而研发一个新的生物农药，在美国只需3年左右，花费在300万～500万美元。生物农药的研发时间和研发费用远低于化学农药。中国在2017年后新修订的《农药登记管理办法》《农药登记资料要求》《农药登记试验管理办法》《农药生产许可管理办法》等相继颁布。相关规定的施行，不仅使我国生物农药的管理更加规范，也缩短了生物农药试验和登记的时间，提升了我国生物农药研发的便利性。
中国是生物农药开发和应用最重要的国家之一。从登记上看，中国生物农药的品类以用于杀虫、杀菌或调节植物生长的生物化学农药、微生物农药、农用抗生素和植物源农药为主，其登记数量占总数的近10%，其中，农用抗生素约占70%左右。截至2021年11月，以有效成分的登记数量测算，全部农药登记品种共727种，其中生物化学农药38种，微生物农药54种，植物源农药30种，分别占总的农药登记品种总数的5%、7%、4%。以农药制剂产品的登记数量测算，全部农药产品总数43281个，生物农药数量约4,700个左右，其中生物化学农药624个，占比1.4%；微生物农药542个，占比1.3%；植物源农药283个，占比0.7%。
生物农药具有相对较高的安全性和较低的风险，其研究开发和应用推广可减轻甚至避免化学农药给社会和环境所带来的众多不利影响，促进农药行业和现代农业的健康可持续发展。在中国，生物农药涉及微生物农药、生物化学农药、植物源农药、天敌生物、转基因生物和农用抗生素等类别。虽然这些生物农药品类品种间的差异较大，但都具有以下一般性特征：①选择专一性较强，对靶标生物高效而对非靶标生物的风险较低；②环境安全性高，不易引起富集和残留问题；③作用方式复杂多样，不易对靶标生物产生耐药性；④来源丰富，可通过不同的途径来制备或生产；⑤开发潜力巨大，同一品种存在不同品系或同一来源存在多种活性成分。
生物化学农药
生物化学农药主要包括化学信息物质、昆虫生长调节剂、植物生长调节剂、植物诱抗剂和其他生物化学农药等类别，可以是天然来源或化学合成，但都对靶标生物无直接致死作用。
作用方式
化学信息物质可用于农业或非农领域预测虫情、诱杀诱捕、使昆虫迷向以及干扰昆虫交配等；
昆虫生长调节剂可在昆虫个体发育时期阻碍或干扰昆虫正常生长发育过程，使其生活能力降低而死亡，进而有效地控制其种群密度；
植物生长调节剂在进入植物体后发挥植物激素或相似的生理和生物学效应，以实现生长发育调控、株型调整、根茎膨大、植物性别分化诱控、抗逆性提升、产量增加和品质提高等目的；
植物诱抗剂包含糖类、蛋白质类、多肽类和脂肪酸类等类别，其主要通过调控植物体内的多级信号分子和内源性激素，激活植物防卫或过敏反应，引起防卫基因的表达，相关蛋白酶和次生代谢物产生并不断积累，从而增强植株对生物和非生物胁迫的耐受力，同时刺激植株的生长发育。
植物源农药
植物源农药是从植物中提取出来的、由植物产生的次生代谢产物，是植物自身防御功能与有害生物和环境胁迫相适应演变、协同进化的结果。植物源农药一般含有多种活性成分，通过复杂的作用方式来发挥其杀虫、杀（抑）菌和除草活性。植物源农药在概念上属于生物农药，但其登记管理的规范和要求比生物化学农药和微生物农药的要更严格，新活性成分的农药登记要求与化学农药的一样。
作用方式
植物源杀虫剂、杀鼠剂和杀线虫剂多以胃毒和触杀作用为主，兼具一定的拒食和驱避作用，部分还具有熏蒸、内吸和杀卵作用。
作用的生理靶标主要涉及以下方面：
⑴ 神经系统，桉油精中的多种有效成分直接作用于乙酰胆碱酯酶，苦参碱、藜芦碱和除虫菊酯作用于钠离子通道，烟碱和木烟碱作用于烟碱乙酰胆碱受体，莨菪碱作用于M形胆碱受体，山道年、马钱子碱、闹羊花素-III和辣椒碱也可影响昆虫神经传导；
⑵ 消化系统，印楝素、川楝素和苦皮藤素都可影响食物消化；
⑶ 呼吸系统，血根碱为微粒体单氧化酶抑制剂，鱼藤酮通过抑制NADH-泛素氧化还原酶（复合物Ⅰ）的电子传递对呼吸作用起抑制作用，松脂酸钠通过黏着腐蚀害虫的蜡质层使其不能呼吸而窒息而死；
⑷ 生长调节，印楝素和闹羊花素-Ⅲ对害虫生长发育具有抑制作用。
植物源杀菌剂的作用机制主要涉及改变病原菌细胞膜平衡、干扰其代谢、抑制其呼吸作用和能量供给、影响其生长繁殖，以及增强植物细胞活性和抗病抗逆能力。
植物源除草剂的品种较少，仅有脂肪类非选择性除草剂壬酸得到了开发。该除草剂源自牻牛儿苗科（Geraniaceace）植物，通过抑制植物细胞呼吸作用、破坏细胞膜形成而防除一年生和多年生阔叶杂草，低浓度下还具有疏花疏果作用。
微生物农药
微生物农药是将工业化大量繁殖的有害生物的病原微生物活体加以利用的农药，主要有单细胞的细菌和原生动物，涵盖霉菌和卵菌的真菌，以及无细胞结构的病毒等，包括各微生物活体原型及其基因修饰体。由于通过共生菌繁殖对靶标害虫起作用，昆虫病原线虫也多被归为微生物农药。
微生物农药一般具有较高的特异性，只对靶标生物具有致病性，对人畜低毒，也不能渗透到植物体内。此外，微生物农药的作用方式复杂，对多种发育阶段的靶标生物均有效，有害生物难以对其产生抗性。
作用方式
作为杀虫剂
细菌活体农药主要通过其营养体芽孢在害虫体内繁殖和/或代谢分泌活性蛋白酶和抗生素等方式来防治或杀死植物寄生线虫和害鼠等靶标生物；
真菌活体农药则是以分生孢子附着于靶标害虫的表皮，在一定的条件下萌发长出芽管或形成附着孢，进入害虫体内后形成的菌丝体不断繁殖而造成物理损害并引起病理变化，最后导致害虫死亡；
病毒活体农药在寄生后通过核酸复制产生大量的病毒粒子，使寄主细胞破裂而死亡；原生动物蝗虫微孢子虫在被蝗虫或蟋蟀取食后寄生于其脂肪细胞而消耗其能量储备，使其虚弱死亡。
作为杀菌剂
细菌活体农药的作用机制主要涉及由其代谢分泌产生活性抗菌或调节微生境的物质、在空间和营养等方面与致病菌进行竞争，以及诱导植物抗病抗逆性等方面；
真菌活体农药主要通过重寄生、营养竞争、酶系裂解和诱导抗性等来实现对病原菌的控制。
暂无用于杀菌的病毒和原生动物，也鲜见成功开发的微生物除草剂。
作为一类重要的害虫生物防治因子，昆虫病原线虫具有昆虫天敌和微生物活体的双重属性，侵染期幼虫（即Ⅲ龄幼虫或耐受态幼虫）进入寄生昆虫的血腔后释放共生菌，后者在昆虫血淋巴中快速繁殖而使其患败血症死亡。
农用抗生素
农用抗生素是由细菌、放线菌和真菌等微生物产生的、用于农业有害生物防治的次生代谢产物。伊维菌素、甲维盐、乐贝霉素和双丙环虫酯等半合成的农用抗生素衍生物也列入此类进行介绍。
在中国，农用抗生素的登记管理要求与化学农药的相同。按化学结构的差异，可将中国农用抗生素分为大环内酯类、糖苷类、肽和蛋白质类等类别。
作用方式
农用抗生素类杀虫、杀鼠和杀线虫剂以触杀和胃毒作用为主，一般作用于靶标生物的神经系统。其中，阿维菌素类和多杀菌素类杀虫剂都作用于γ-氨基丁酸和烟碱乙酰胆碱门控氯离子通道（但以其一为主），双丙环虫酯主要作用于弦振器官香草素受体亚家族通道，C型和D型肉毒梭菌毒素为蛋白质类杀鼠剂，通过作用于中枢和外周神经系统而阻碍神经末梢的乙酰胆碱释放而引起软瘫、麻痹和死亡。华光霉素还干扰螨虫和真菌细胞壁几丁质的合成。
农用抗生素类杀菌剂一般对孢子萌发和菌丝生长具有抑制作用。嘧啶核苷类抗菌素、春雷霉素、武夷霉素、中生菌素、灭瘟素和盐酸土霉素能影响病原菌的蛋白质合成，井冈霉素干扰和抑制菌体细胞的正常生长和发育，多抗霉素干扰菌体细胞壁几丁质的合成，宁南霉素破坏病毒粒体结构并诱导植物对病害的抗性和免疫力，嘧肽霉素通过抑制病毒核酸复制和外壳蛋白合成而致效。
农用抗生素类除草剂还处于研发阶段，主要品种有双丙胺磷和丁羟咯酮。其中，双丙胺磷除草剂为灭生性前体除草剂，通过叶部吸收后在杂草体内降解为草丁膦和丙氨酸而使植物产生氨中毒、光合作用受到抑制，最终枯萎坏死；丁羟咯酮则通过与光位点结合而诱发叶绿体活性氧的爆发，直接引起杂草叶片快速坏死。
天敌生物农药
天敌生物农药是指除微生物农药以外的防治有害生物的活体生物，其作用方式主要涉及寄生和捕食。
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