从德国人贝尔林奈首先在德国苏云金一家面粉厂中的一种叫做地中海粉螟的昆虫体内发观了苏云金杆菌开始，越来越多的昆虫病原菌被发现、研究和使用，如今微生物杀虫剂已成为防治病虫害的又一个可行性手段，在整个病虫害防治系统中起重要作用，并减少了我们对化学农药的依赖。
由于能让昆虫患病死亡的微生物(昆虫病原)具有较窄的寄主范围，这就使某种微生物只能使特定的某种昆虫患病并导致这类昆虫数量减少，而这类昆虫的天敌和有益昆虫就存下来，同时由于微生物的这种高度专一性，对包括人畜在内的脊椎动物都是安全的。昆虫对微生物杀虫剂的抗性较小，其发展也比化学杀虫剂慢一些。所以，微生物作为杀虫剂与化学杀虫剂相比较，具有极大的优势。
威力无比的病毒
别看病毒个头比细菌还小，它们在消灭害虫时威力可大了。属于杆状病毒科、痘病毒科、红色病毒科、小球病毒科、微核酸病毒科、弹状病毒科等科的大约300多种病毒以及许多未分类的病毒都能让昆虫得病，这些病毒主要集中在三个类群：多角体病毒、颗粒病毒和无包涵体病毒。
多角体病毒
细胞核多角体病毒专门寄生在虫体细胞的细胞核里，身子像根短棍，好几十个一起被包在由蛋白质构成的包涵体里，包涵体通常是多角形的。多角形包涵体对病毒起保护作用。
核型多角体病毒能够袭击200多种昆虫，主要是幼虫。一旦它们闯进虫体，先是蛋白质的包涵体被溶解，接着放出许多杆状的病毒粒子。病毒粒子不断繁殖，不断侵入虫体细胞，使细胞崩裂。病毒依靠吸收昆虫体内的养分生活，同时破坏虫体的各部分组织，所以昆虫就被杀死了。昆虫感染核型多角体病毒后一般头几天不表现症状。几天后它们开始不安定，到处乱爬，爬到树顶，倒挂而死。虫体表皮脆弱，很易破裂，流出乳白色的“脓液”。
细胞质多角体病毒外形似小球，通常在一个蛋白质构成的多角体里包藏着几百个病毒粒子，它们在昆虫肠道细胞质中寄生。这类病毒一般通过昆虫吞食食物时进入昆虫肠道内。感染此类病毒的昆虫往往表现为躯体变小、食欲不振，有些昆虫会向畸形方向发展；头显得特别大，毛显得特别长。受感染的昆虫一般患病一二十天后死去。
颗粒病毒
颗粒病毒感染昆虫脂肪体上皮细胞、血细胞等，在细胞质或核中均能增殖。颗粒病毒粒子呈短小杆状，被包裹在叫做被囊的包涵体里，包涵体呈椭圆形或卵形。一个被囊只包裹一个病毒粒子，所以比多角体小得多。大约有30多种颗粒病毒能使昆虫致病。昆虫感染病毒后症状与核型多角体病毒差不多，从食欲减退到停止进食死亡，约四五天左右。
无包涵体病毒
无包涵体病毒不形成蛋白质包涵体，病毒粒子呈球形。
有一种伊蚊虹彩病毒，它寄生于多种伊蚊幼虫的各种器官中，感染了这种病毒的孑孓体色呈彩虹色而得名。
昆虫病毒由于对昆虫致病力强、专一性强，对不良环境抵抗力强，应用方便，对人畜安全等优点，因而受到人们的重视，世界各国都有利用昆虫病毒米防治害虫的实例，并取得显着效果。比如，加拿大的云杉叶蜂曾经是森林虫害的罪魁祸首，多年防治，效果不大，从欧洲引进了云杉叶蜂的细胞核多角体病毒以后，病毒在森林里白行繁殖，就把这种森林害虫控制住了。我国武汉病毒研究所研制出了一种棉铃虫病毒杀虫剂，先后对棉花、玉米、辣椒、番茄等多种作物进行杀虫试验，结果证明，防治效果达到73％以上。
病毒杀虫剂的生产方式较特别。由于病毒在活细胞内才能繁殖，要获得足够多的病毒必须先获得足够量的感染了病毒的昆虫。人们通常是到野外收集已被感染的昆虫来制作病毒杀虫剂，但这既费时又费力。为了商业化大量生产，人们逐渐建立起一套昆虫饲养、食物生产和病毒制备的半自动化技术，并在不断地发现和完善用细胞生物学技术和分子生物学技术在昆虫细胞培养中大量复制病毒的技术。
熄灭“不冒烟的森林火灾”
有530多种真菌能够侵染昆虫并致病。在昆虫的各种疾病里，大约有60％是由这些真菌引起的，包括松毛虫、大豆食心虫、玉米螟、茶毒峨、甘蔗象鼻虫等等在内，有200多种昆虫会遭到白僵菌的袭击，得病后二三天就死亡。白僵菌是众多真菌中分布广、寄主多、昆虫致病能力强的一个代表。真菌的天然感染在防治许多经济害虫中起着主要作用。偶尔情况下发生真菌病害达到广泛流行的水平可致使昆虫群体完全毁灭。白僵菌最早是在僵死的蚕体中找到的，它们可以通过菌丝穿过昆虫的外壳与皮肤进入昆虫体内，也可以孢子的形式通过被昆虫摄食而进入昆虫体内，利用昆虫体内及身体自身的营养繁殖生长，菌丝弥漫，堵塞体腔，不仅妨碍了昆虫血液的循环，而且还会改变血液的性质，使昆虫新陈代谢机能紊乱而死亡。菌丝在生长过程中会猛烈夺取虫体内的水分和养分，使虫尸变僵变轻。我们常会在田间林地中看到一些僵硬且轻的虫尸，它们表面密密麻麻地生长着白色、黄色、绿色、黑色或灰色的茸毛，这就是菌丝作用的结果。菌丝穿过虫体表面的孔隙伸出体外，就是我们看到的披在虫尸身上的茸毛。菌丝头上长着粉状微粒，就是孢子，孢子很容易随风散，去感染其他宿主昆虫。我国早在20世纪50年代就已使用白僵菌防治松毛虫。松毛虫是危害森林的大敌，它们能把松树的针叶全部吃光，使松树大片大片死亡。据说我国每年由于松毛虫而受害的松林面积有4千万平方米之多，被称为“不冒烟的森林火灾”。将白僵菌制成菌剂喷洒到松树上终于解决了松毛虫害。其实早在1900年座壳孢属的一些白僵菌种就已成功地运用于防治和控制美国佛罗里达州柑橘白蝇；用白僵菌分生孢子所制备的波已林，在俄罗斯用于防治柯罗拉罗马铃薯甲虫。其他真菌杀虫剂的应用还有巴西生产的一种名为Metaguino的绿僵菌制剂用于防治甘蔗沫蝉；在中国用白僵菌防治欧洲玉米螟；在美国小刺束梗孢属的真菌经工业化生产用于防治桔叶刺瘿螨；莱化蛾霉正被用于大规模田间实验以防治甘蓝尺蠖和黎豆夜蛾，在英国工业化生产蜡蚧轮枝孢用来抗芽虫和其他温室作物害虫。目前真菌杀虫剂的田间应用还在一定程度上受到自然条件的限制，因为敏感性昆虫与真菌孢子接触后，必须经过孢子萌发生长直至虫体布满菌丝才能导致寄主死亡，而这些环节要在适当的气候条件下才会发生。
前景广阔的微生物杀虫
人们在设计害虫防治计划时，既要考虑到杀虫剂的功效、价格，又要考虑它所带来的副作用和不利影响，而最终人们明智地选择了小能手——微生物杀虫剂。微生物杀虫剂能否广泛应用主要是依赖于产品价格和对生态平衡的考虑。广泛地使用化学杀虫剂会破坏生态系统，影响生态平衡，所以微生物杀虫剂替代化学杀虫剂已成必然。目前科学家们除了要考虑如何降低生产微生物杀虫剂的成本，简化生产工序外，更开始致力于发展昆虫微生物致病原的遗传工程，这对于发展更富有潜力的毒力菌株，对于改善其在自然界所遇到的物理和化学压力的生理学耐性，以及对扩大其寄主范围带来了很大的希望。
绿色加工厂的成员
“庄稼一枝花，全靠肥当家。”化肥和有机肥是农民伯伯种地丰产的好帮手。除了人畜粪尿和草秆沤的有机肥之外，提起肥料人们总是想起工厂里生产的一袋袋化学肥料，如硫酸铵、尿素等等。为什么施了肥庄稼才能长得好呢？
蛋白质和核酸是构成生物体的主要成分，没有蛋白质和核酸就没有一切生命。氮素是构成蛋白质和核酸的主要成分，所以也是构成生命体的基本元素之一。
在环绕着地球的大气层中，氮气几乎占了空气总体积的80％，可以说自然界的氮素资源是很丰富的，但是动植物不能直接利用空气中的氮气，只有当氮气变为氮的化合物(如氨水，硫酸铵、尿素等)后，才能被植物吸收，进入生物链。
为了将空气中游离的氮气变为氮的化合物，科学家们做了很多努力。第一次世界大战时期合成氮的发明，是人类在固氮工作中取得的重大突破。这个方法是利用催化剂进行催化，通过高温和高压的条件，使氮气和氢气发生化学反应而形成氨气。德国率先根据这一方法建立了合成氮工厂，直至今天，合成氮仍是化肥硫酸铵生产的主要原料，这些人工合成氮的方法，都能将大气中游离的氮气转化成氮的化合物，从而达到固氮的目的，但是他们都需要特殊的设备，需要消耗很高的能量。那么，在人类发明合成氮的方法之前，自然界是怎样固氮，进行有效的氮素循环的呢？除了施肥，就没有别的办法帮助庄稼增产吗？
其实，在辽阔的地球表面薄薄的土壤层中，生活着一群勤奋的工作队员，它们能不断提供庄稼养料，那就是小小的微生物。这要从农作物的种植说起。很早人们就知道“作物轮作”
具有保持农业土壤肥力的能力，并且也发现豆科植物根上有特殊的瘤状物。19世纪中期随着化学的发展，科学家们开始从化学的角度分析土壤肥力和植物生长问题。他们发现大多数植物生长都受土壤中的化合态氮的含量影响，因为这种额外氮素的惟一可能来源是大气，这些试验证明了豆科植物不同于其他高等植物，它能够固定大气中的氮素，进一步的分析又证明，如果豆科植物偶尔不形成根瘤就不能固氮。在显微镜下检查根瘤的内含物，一切都清楚了：根瘤内含有大量的微生物，这些细小的微生物使豆科植物产生根瘤并具有固氮能力，所以被称为根瘤菌。
根瘤菌的发现、分离与纯化，使人们开始意识到微生物固氮的作用。随着进一步探索与研究，科学家们发现除了根瘤菌之外，自然界存在着一大批具有固氮作用的微生物，于是将它们统称为固氮微生物。
为什么能够固氮
微生物的固氮作用在常温常压下进行，既不需庞大复杂的机械设备，也不消耗高能量，不污染环境。有人做过估计，全球的固氮微生物年可固氮量远远超过全世界化肥厂每年氮肥产量。固氮微生物哪儿来的这么大本事？
科学家们从根瘤菌中分离出一种称为固氮酶的物质，他可以把游离的氮气转化为氮化合物，从而揭开了微生物固氮的秘密。
固氮酶是固氮微生物细胞中含有的一种特殊的蛋白质，它由两部分蛋白组成：钼铁蛋白和铁蛋白。它是一种在低温和氧气环境中易失活的特殊的酶，是一种多功能的氧化还原酶。它能在常温常压下催化氮气还原成氨气。人们已经成功地分离到了这种酶蛋白，详细地了解了这种酶发挥固氮功能时所进行的许多复杂的物理化学反应。这样一来，也许有一天人们有可能按照固氮微生物和固氮酶固氮的方式设计大型工厂进行仿生物的人工固氮生产，那不就解决了庄稼施肥的大问题了吗？
开办先进的绿色加工厂
让我们来开办一个先进的绿色加工厂吧，让绿色加工厂的成员——微生物经过改造来为我们生产更多的氮肥。在分子水平上改造微生物与植物，比方说，我们可以像作物育种那样，培育出新的固氮微生物品种，使它们具有更高的固氮效率，或对固氮微生物进行改造，改造它们的专一性，使它们可以与更多种类的作物配对，为庄稼提供丰富的养料。而将固氮基因直接转入作物中去，使作物自身具备固氮能力，也是一个大胆的设想，也是科学家们正在努力的目标，将来庄稼自己固氮自己用，成为真正啦“自肥植物”，这样不就出现“只种庄稼，不施肥”的奇迹了吗？
声生物技术
一架被劫持的飞机孤零零地停在机场一角，两个劫匪一边张牙舞爪威胁乘客，一边气势汹汹地通过话机向指挥台提出蛮横无理的要求。突然，舷窗外人影一闪，劫匪还没反应过来，就已失去了知觉。3秒钟之后，特种部队冲进了机舱……原来，他们使用了次声炸弹。这种炸弹爆炸时产生强大的次声波，会把人震昏过去，但又不至于丧命。
上面的场景是发生在美国西部某州的一场演习，演习的中心就是测试次声炸弹的威力与安全性。专家们认为，次声炸弹可能是对付各种劫持者和抢劫犯的最佳武器，它既厉害又人道。据说，威力更大的次声武器也已经问世，那可是准备用于战争的。
次声是频率小于20赫兹的声波。次声的频率达到一定程度就会对生物机体发生影响，次声炸弹只是其中的一个例子。在声波的另一个极端是频率高于20000赫兹的超声波，它对生物机体的影响大家可能比较熟悉一点。超声波手术刀和超声波结石粉碎机已经广泛投入临床应用，用超声波治疗脑血管意外偏瘫和冠心病的效果令人瞩目。超声加热治癌机能使深部肿瘤组织温度升高5～7摄氏度，再结合化疗和辐射，可以杀灭7％以上的癌细胞，而所透过的表皮和正常组织却完好无损。这种治癌方法被确认为手术、化疗、放射疗法之后的第四种有效手段。超声波在医疗上的全面应用已拓展出一门新的学科——超声治疗学。
再来看看频率在20赫兹到20000赫兹之间的正常声波。
“对牛弹琴”是大家很熟悉的成语。在奶牛挤奶时播放音乐以提高产奶量，过去也曾作为笑话流传过。而今，它却是举世公认也广泛采用的饲养手段了。只不过，作为一种现代化的饲养技术，它的内容更丰富了。例如，音乐不仅是在挤奶时播放，在喂食、休息时也要定时播放；乐曲的选择也至关重要，只有轻快、优美、流畅的乐曲才能达到理想的效果。据说有人试验过，施特劳斯的圆舞曲《蓝色的多瑙河》会使奶牛的产奶量大增，而沉郁、悲壮的贝多芬第九交响乐却会使产奶量锐减。
蚊子对声音是很敏感的。据说，有一位歌剧演员唱高调滑音时，一群雄蚊子向他那大张着的嘴巴扑来，弄得他尴尬万分。也许是那滑音和雌蚊的声音相近的缘故吧。相反，怀卵的雌蚊由于厌恶雄蚊的纠缠，一听到雄蚊的声音就赶快溜之大吉。目前，美国、西欧流行的声波驱蚊器就是根据这个原理制造的。它发出的是雄蚊飞行时振翼的特殊声波，能把雌蚊赶得远远的。而叮人吸血的正是雌蚊，雄蚊是不叮人的。这种声波驱蚊器在美国、西欧很灵验，拿到中国来就不灵了——中国雄蚊的飞行声波与驱蚊器发出的声波不一样。
