在人工控制条件下，利用微生物的新陈代谢作用来合成生物农药的方法，又称微生物发酵。它用于目前尚难用化学方法合成的化合物，也可以与化学方法相配合，来合成某些复杂的化合物。目前，利用微生物合成来制取的农药，主要有以下三类：①植物生长调节剂。如赤霉素、油菜素内酯，可用于促进作物增加产量；②农用抗生素。如井冈霉素，可用于防治水稻稻瘟病；③杀虫毒素。如苏云金杆菌热稳定外毒素等，可用于防治害虫。与化学合成相比较，其合成的成本较低廉，生产过程中也不易造成公害。以农用抗生素为例，还具有以下特点：①高效、低毒；②选择性强；③不易污染环境，易被土壤微生物或紫外线所分解。

微生物合成在中国古代就开始应用，如利用微生物发酵酿酒就是一例。1928年英国细菌学家弗莱明（A.Fleming）发现了青霉素，从此开始了用微生物合成制取抗生素的时代。1935年日本薮田等从水稻恶苗病的代谢产物中分离出赤霉素结晶。从此，用微生物合成植物激素的研究极其活跃。20世纪50年代由于化学合成农药对环境、对作物的污染，因此人们逐渐注意到用微生物合成的医用抗生素，来防治植物病虫害的可能性。50年代美国首先应用链霉素来防治梨和苹果的腐烂病，获得成功。1955年，日本发现了灭瘟素S，用10～20毫克/千克的浓度，就可有效地防治稻瘟病，并于1966年应用于农业生产。60年代以来，中国在利用微生物合成方面也取得了很大的进展。1963年，中国农业科学院土壤肥料研究所从3000多株放线菌种中筛选出对多种病害有效的内疗素。上海市农药研究所从江西井冈山地区土壤中筛选出井冈霉素，对水稻纹枯病有特效，已成为中国农用抗菌素中的一个主要品种。目前生产上应用的有：春雷霉素、灭瘟素、井冈霉素、内疗素、放线酮、链霉素、灰黄霉素、土霉素、庆丰霉素等数十种农用抗生素及赤霉素、5406细胞分裂素等植物生长调节剂。

微生物农药合成过程，一般分筛选、培养、工业生产三步来进行。

筛选

首先要筛选出一个对病虫害有效的、优良的菌种。一般可以从细菌、放线菌和真菌等群落中寻找。绝大多数农用抗生素是从放线菌，特别是由其中的链霉属中筛选出来的。一般筛选的步骤为：①从取来的偏碱性的土壤中先分离出放线菌，经纯化获得单一纯菌株，鉴定后确定菌种；②将已确定的菌种，接种于三角瓶发酵液内，在28℃左右的室温条件下培养4天后，在发酵液中就有可能存在由微生物菌产生的抗生素；③接着测定其有无抗菌活性；④若有抗菌作用，则以植株来进一步试验，观察其活性大小等，决定取舍；⑤若活性大，有开发价值，则进一步测定其化学结构、毒性等。

培养

在筛选出新的农用抗生素后，可根据微生物本身的特性及其对养分、温度、空气、水分、酸碱度等条件的不同要求，采用不同的方法来培养菌种，使其不断繁殖扩大，从而产生大量需要的代谢产物—农用抗菌素。

工业生产

在现代化的工业生产中，通常采用液体培养法（见下页图）。即在封闭式的种子缸和发酵缸中装入经灭菌后的培养基，然后接上要培养的菌种，定时、定温，通入经灭菌后的蒸气搅拌，培养到规定时间后，测定培养液的效价，并调整酸碱度，通过离子交换树脂塔吸附提取，再用适当的溶剂溶出，再次调整酸碱度，浓缩，加入防腐剂，沉淀，经高温喷雾干燥塔加工成粉剂，就得到所需的农用抗生素制品。在整个合成过程中，应该严格消毒灭菌，防止菌种被污染和变异退化；注意菌种的提纯复壮，以保证产品质量和产量。

农用抗生素工业发酵生产流程示意图