德国的施拉德（GSchrade）及其小组，在第二次大战期间研究神经毒气时，发现了另一类高效的有机磷杀虫剂和杀螨剂，其中有些是内吸性杀虫剂（即植物吸收药液后，昆虫再刺吸植物即可中毒致死）。例如，一六○五、一○五九等防治棉蚜效果显著，但对人畜毒性高，使用易出事故。农药又向高效低毒的方向发展。1947年，瑞士的盖基公司发现氨基甲酸酯类化合物有杀虫性能，这是一类高效低毒的杀虫剂，如用于防治棉花害虫的西维因等。1949年，美国合成第一个拟除虫菊酯——丙烯拟除虫菊。50多年来，这几类有机杀虫剂在农业生产上起了重要作用。
在有机杀菌剂方面，有机汞杀菌剂开始合成于1934年。
以后，有机硫、有机铜、有机磷、有机氯等多种杀菌剂相继用于生产。60年代，出现内吸性杀菌剂，70年代初曾有取代非内吸性杀菌剂的趋势，后因抗性及残留量问题，非内吸性杀菌剂仍在继续发展。有的杀菌剂，如有机汞杀菌剂，日本曾大量用于防治稻瘟病，后因污染土壤和水域，并残留于粮食、蔬菜上，严重影响人体健康，而于1968年后停止生产和使用。在植物病害防治方面，培育抗病品种已成为一项重要措施，因此，杀菌剂的发展不如杀虫剂、除草剂迅速。
20世纪初，法国、美国应用硫酸铜防除杂草，成为农田化学除草的开端。然而，在40年代以前，化学除草并未广泛应用，杂草防除主要由人工锄草转到马拉农具或拖拉机中耕。
第二次大战期间，2，4-D有机除草剂的诞生和应用，才真正开创了化学除草的新纪元，成为20世纪农业的重大创造之一。
1941年，美国的波科内化学合成了2，4-D，但生物测定结果表明其对杀虫、杀菌都无效。1942年，美国首次报道2，4-D是一种生长物质，1944年确定其选择性除草作用（能有选择地从早熟禾的草场上除去蒲公英、车前子等阔叶杂草），并用于田间除草成功。1945年，与2，4-D相似的2甲4氯（MCPA）问世。以后，各种新的选择性重要除草剂相继合成。由于大多数除草剂对人畜毒性低，无累积中毒的危险，因此发展很迅速。到90年代后期，已有十几个化学类型300多个品种。由于除草剂的经济效果远远超过杀虫剂和杀菌剂，因而其年产量在化学农药中占很大比重。
第二次世界大战后，以DDT为代表的有机杀虫剂，以2，4-D为代表的有机除草剂的兴起，使大规模地应用化学农药进入了一个新阶段。DDT在消灭传染病的媒介昆虫和重要农业害虫方面，建立了巨大功勋，但同时也更加助长了单纯使用有机农药防治害虫的偏向。50年代初，开始出现大量使用DDT后引起副作用的问题，到60年代已成为亟待解决的突出问题。首先是害虫、病原菌对农药产生抗性，剂量要加倍甚至加几倍，而且还要重复防治。其次，化学农药杀死许多害虫天敌，使某些本来危害不严重的昆虫或螨类上升为重要害虫。第三，在食物、人畜体内发现许多农药残留，危害人畜健康。第四，污染土壤和水域。大量使用化学农药产生的一系列问题，很快引起公众的重视。针对上述情况，防治工作的指导思想，也从片面依赖化学农药，转为强调从农业生态系统的观念出发，进行害虫综合防治或综合管理。
害虫综合防治的概念，是在50年代早期针对使用DDT防治某种害虫后引起其他害虫及螨类的猖獗而提出的。主要是从生态系的概念出发，重点协调化学防治与生物防治的关系。
1959年，斯特恩（VMStern）、史密斯（RFSmith）等人发表《综合防治的概念》一文，进一步强调在生态系的基础上，把害虫种群数量控制在经济损失的水平以下。50年代，我国根据防治结合和改治并举的治虫方针，提出害虫综合防治，以后在改造蝗区、根除蝗害方面取得显著成就。60年代，害虫综合防治发展为综合各种有效的防治措施。1967年，联合国粮农组织专家小组提出，害虫综合防治是一种害虫管理体系，根据害虫种群动态及有关环境，协调各种适当的技术和方法，把害虫种群控制在造成经济损失的水平以下。这个概念反映了当时对综合防治的主要认识。综合防治对象和措施的具体内容，是不断增加、扩大的。例如，1919年美国的史密斯（HSSmith）最初提出的生物防治，只指利用天敌防治害虫。
20世纪40~50年代，又包括应用苏云金杆菌、乳状菌、白僵菌、病毒等微生物防治害虫。60～70年代，广义的生物防治进一步包括利用不育雄虫、遗传上有缺陷的昆虫、昆虫性激素、保幼激素类似物及其他抑制剂等。60年代起，由于害虫综合管理涉及许多复杂的体系，难以用传统方法进行分析，生物数学家根据已有的害虫种数量变动的基本资料，利用系统分析方法和电子计算机，建立害虫种群动态的数学模式，用以对不同环境条件下的多种防治策略和措施进行验证，以选择最优方案。70年代，综合防治对象扩大到包括昆虫、病原菌、线虫、杂草等都在内的有害生物。同时，在植物生长模式、害虫种群动态等模式基础上，建立系统方法，把工作对象从防治对象转为农作物本身。害虫综合防治作为具有一定独立性的概念和措施，已走向更高一级的综合，构成整个农作物生产系统的一个组成部分——农作物的保护系统。
植物保护难度日增
农业有害生物的防治是当今世界各国农业生产中面临的一个重要课题，应用化学农药防治农作物病、虫、草、鼠害是应用最广泛、效果最好的措施。目前世界各国的化学农药品种约1 400多种，进入工业化生产和实际应用的约500多种，作为主要品种而广泛使用的有50种左右，年产量以原药计已达300万吨以上。60年代农药销售额约为85亿美元，1990年增加到264亿美元，近年来销售额在270亿美元左右徘徊。我国是世界上生产和使用农药最多的国家之一，全国有1 000多家农药厂，生产250多种农药品种，500多个制剂约3 000多种产（商）品，年产原药24万吨，可加工成药70多万吨。
农药的大量生产和广泛应用，一方面为防治农业有害生物，确保农作物高产稳产发挥了极其重要的作用，另一方面也给环境和生态系统带来了消极的负态效应。这种负态效应主要有以下3个方面。
一是农药对土壤、大气、水体、农副产品的污染。农药残留量严重超标，不仅危害人类身体健康，而且也造成极大的经济损失。如1979年山东出口美国的36吨冻鸡肉和660吨花生仁，因农药残留量过高被扣。目前的这种情形与农业的持续发展是背道而驰的和不能相容的。
二是害虫抗药性的产生。杀虫剂常常作为控制害虫的简便易行的工具出售，但是它们显示的神奇常常瞬间即逝。害虫很快产生抗药力，使用药剂量需相应增大，最后人们不得不求助于新农药的问世，以期达到同样的控制水平。对普通杀虫剂有抗药力的害虫种类，从1965年的182种上升到现在的900多种。为了控制这些害虫和其他虫害，使用了更多的杀虫剂，但效果不显著。1945~1989年间，美国使用杀虫剂增加了10倍，但因虫害造成的农作物损失几乎翻了一番，从7％上升到13％。尽管种植习惯发生了变化，如采用了单一作物种植，但是说到造成损失较大的部分原因时，害虫的抗药力增强也是一个重要因素。如今亚洲有些地区农民施用杀虫剂的剂量是原建议用量的8倍才能保障有效的杀灭力。害虫产生抗药性不可思议的能力也造成了对经济的和社会的影响。由于对拟除虫菊酯类杀虫剂产生的抗药性而增加的施用量，估计每年耗费农民24亿美元，刚好是1994年杀虫剂销售总额的10％，同时人类健康也因此付出了高昂的代价。
三是农药杀伤大量害虫天敌，破坏了生物之间的食物链，从而导致害虫的再猖獗等。过量使用杀虫剂，由于消灭了害虫的天敌——益虫，也能破坏农业生态系统的稳定。没有了这些不同种类的昆虫，剩下的害虫就横行无阻地成了农田霸主。同时，“次生”害虫，即那些原来在生态系统中数量少的害虫，在主要害虫被大批灭杀后常常会成倍繁殖。这种情况发生在印度尼西亚，那里的糙米蜡蝉由于其天敌被杀虫剂杀灭而增殖起来。这种“次生”害虫肆虐两年造成的大米损失达15亿美元。
这场灾难促使印尼政府撤消了对使用杀虫剂的补贴，并加强指导农民选择控制害虫的方法。
农民、农业工人以及公众也受到使用杀虫剂的有害影响。
1995年美国中西部的一项研究显示，在对29个城市的检测中，有28个城市在其饮用水中出现了除草剂的成分，其中有半数的城市，水中除草剂的含量超过了政府规定的安全指标。
1988年世界卫生组织的一个委员会估计，世界上每年发生100万例职业性杀虫剂中毒事件。另外有一种估计，有300万～2 500万人正在受到杀虫剂的影响。这类问题在发展中国家尤为严重，那里使用药品的培训常常马马虎虎或根本没有。在整个80年代中期，一半的杀虫剂中毒事件以及超过80％的与杀虫剂有关的死亡发生在发展中国家，这已占了全球杀虫剂使用者的20％。1993年的一份报告显示，印度尼西亚的农民中有21％的人在喷洒农药期间，出现过三四种杀虫剂中毒症状。在中国，一项估计认为，1993年死于杀虫剂中毒者达1万人。
随着蚊子对杀虫剂抗药力的增加，疟疾的发病率开始回升。与此同时，新杀虫剂的研制越来越缓慢，而且研制成本很高。研制一种新杀虫剂需要10年，1956年平均成本仅为1 200万美元，90年代末则达到2 000万～4 500万美元。
为了消除农药应用中的这种负态效应，人们在总结与病、虫、草、鼠害作斗争正反两方面经验和教训的基础上，20世纪60年代以来提出了综合防治农业有害生物的理论。1967年FAO在罗马召开会议，明确提出了有害生物协调管理（IPM，它强调利用养殖资源、生物资源和基因资源与虫害斗争，并把杀虫剂看成是最后一道防线。）的方向，1976年在全国植保工作会议上确定了“预防为主，综合防治”为我国植保工作方针，提出了综合防治中，要以农业防治为基础，因地制宜，合理运用化学防治、生物防治、物理防治等措施，达到经济、安全、有效地控制病、虫、草、鼠危害的目的。
其他IPM措施还包括生物实践和作物遗传处理。生物实践是使用害虫的天敌控制害虫，例如利用鸟、虫或细菌。作物遗传处理是通过农民选择，通过科学养殖，或是通过遗传工程进行。如果种植的、生物的或遗传的主动措施不能有效地控制害虫，恐怕就要使用杀虫剂了。不过，IPM的提倡者们认为，杀虫剂属于最后的选择，应该有节制地使用。
综合治理农作物病、虫、草、鼠害从根本上克服了滥用化学农药的倾向，有力地推动了农业的持续发展。具体体现在如下几个方面：一是农药用量显著减少，据1986～1990年我国5大稻区推广病虫综合防治面积3162万公顷，综防区与对照区比较，节约农药1／3以上；二是减少了农药对环境的污染，上述稻区推广综合防治后，由于做到了合理、科学用药，减少了农药对稻谷的污染，据检测，糙米和米糠中有机氯农药残留量明显低于国家规定的标准；三是害虫天敌种类和数量显著增加，有利于充分发挥自然天敌对害虫的控制作用，如综合防治区稻田蜘蛛较对照区增加15～53倍，寄生性天敌增加19～137倍；四是节约了大量喷药劳力，降低了稻谷生产成本。
植物抗虫性
植物抗虫性是指植物避害、耐害或在同样害虫种群压力下消除虫伤的能力。作物抗虫性表示某一品种比其他品种在相同虫口密度下能生产较多优质产品的能力。植物抗虫性是植物对环境的一种适应性，是与昆虫长期协同进化而获得的。植物抗虫性作为可遗传的特性，能有效地抑制大田中害虫种群的发生或得到较高的产量，是植物育种学家在作物改良工程中的一项基本目标，同时也成为作物害虫综合防治体系中不可缺少的重要组成部分。
18世纪末，美国利用恩德希尔小麦抗黑森瘿蚊；1831年，英国报道冬麦杰丁苹果可抗苹果绵蚜；19世纪中叶，法国通过嫁接抗葡萄根瘤蚜的美国砧木，拯救了濒临绝境的酿酒工业；20世纪20年代，美国潘特（RHPainter）开始致力于小麦抗黑森瘿蚊及苜蓿对豌豆蚜的抗性研究，并于1951年出版《作物抗虫性》，为现代植物抗虫性研究奠定了理论基础。
20世纪60年代，药剂治虫的独霸局面结束。
1881年斯坦尔（Stahl）最早将抗虫性分为物理抗性和化学抗性两大类。1931年芒福德（Mumford）则提出外因抗性和内因抗性。1951年，潘特（Painter）提出了经典的抗虫三机制，即非选择性、抗生性和耐虫性，并将一些与抗虫性有关但不以遗传特性为基础的现象称为拟抗虫性，包括寄主物候异步和诱导抗性等。除这些分法外，按照遗传方法，植物抗虫性可分为单基因抗性、寡基因抗性和多基因抗性。借用植病术语可分为水平抗性和垂直抗性。
非选择性：昆虫对缺乏寄主特性的植物的反应，表现为寻找良好产卵场所及栖息处时，不选择或完全躲开此类植物。昆虫对寄主的选择性主要受寄主植物化学或形态学等特征的影响。棉铃象甲不选择木槿进行取食及产卵，是因为木槿花萼内有高含量的拒避剂和低含量的引诱剂，当花萼取掉时，非选择现象即消失。
抗生性：指植物对昆虫的生存、发育和繁殖等所产生的一切不良影响，这主要归因于一些植物含有有毒的代谢物（或酶），或缺乏必需的营养物质（或有抗代谢物存在，使营养物质难以被昆虫利用）。
耐虫性：植物凭借其生长和繁殖机制，对损伤具有明显的修复能力，即使与感虫品种遭受同等程度的为害而损失却相对小的一种特性。耐虫性主要有植物总生长势、植物补偿生长、植物受伤补偿及器官间营养供需差4种形式。水稻荷脱拉杰帕（utriRajapan）品种耐褐飞虱是由于该品种的光合作用能力较强；一些高粱品种受高粱芒蝇为害后，通过增加分蘖补偿为害损失；而黄瓜叶即使因棉叶螨死掉30％也不影响黄瓜产量。
植物耐虫性对害虫种群无群抑制作用。
