文|邱德文 中國農業(yè)科學院植物保護研究所

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生物農藥
——未來農藥發(fā)展的新趨勢

文|邱德文 中國農業(yè)科學院植物保護研究所

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邱德文

2015年農業(yè)部制定出臺了《農業(yè)部關于打好農業(yè)面源污染防治攻堅戰(zhàn)的實施意見》以下簡稱《意見》，該《意見》重點在于解決當前的農業(yè)污染問題，力爭到2020年農業(yè)面源污染加劇的趨勢得到有效遏制，實現(xiàn)“一控兩減三基本”。其中“兩減”就是要減少化肥和農藥使用量。在新政策、新形勢下我國農藥行業(yè)未來將會朝著綠色、生態(tài)的方向發(fā)展。

30年來，盡管我國農藥生產(chǎn)出來了多種類、劇毒的農藥，但是重大病蟲害區(qū)域性災變頻繁，每年病蟲草害造成糧食生產(chǎn)的損失在30%以上，小麥條銹、稻瘟病、玉米螟、蝗蟲、地下害蟲等問題更加嚴峻。國內化學農藥雖發(fā)揮了重要作用，但環(huán)境污染問題越來越突出，這與時代發(fā)展主題不符。同時，過量使用化學農藥致使我國的糧食安全面臨嚴重的威脅，數(shù)據(jù)顯示，每年僅因蔬菜農藥殘留超標導致的中毒事故就達10萬人次，造成的外貿損失高達70億美元，我國每年遭受農藥殘留污染的作物面積達12億畝，其中污染嚴重的比率達40%，“毒豇豆”、“毒節(jié)瓜”等事件還在我國不同地區(qū)持續(xù)上演。

生物農藥的發(fā)展是時代的需要

利用對環(huán)境友好、生態(tài)和諧和有利食品安全等措施來防控農作物病蟲害已經(jīng)成為了世界農業(yè)發(fā)展的新趨勢，是保障當前國內外普遍關心的糧食安全和環(huán)境安全的重要措施之一。“綠色防控”既是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展與農產(chǎn)品安全生產(chǎn)的保障,又符合保護生物多樣性、保護生態(tài)安全的需求。特別是進入21世紀以來,隨著全球對環(huán)境保護和農產(chǎn)品安全的日益關注,該學科在國際上又贏得了新的關注與新的發(fā)展機遇,在植物保護學學科中的地位與作用也愈加突顯，具有廣闊的發(fā)展前景。生物農藥是綠色防控的重要一環(huán)。

所謂生物農藥就是指“利用生物活體或其代謝產(chǎn)物對害蟲、病菌、雜草、線蟲、鼠類等有害生物進行防治的一類農藥制劑，或者是通過生物技術或仿生合成具有農藥功能作用的生物制品”。

發(fā)展生物農藥是糧食安全、生態(tài)安全和環(huán)境安全需要。對于解決農產(chǎn)品及糧食農藥殘留污染嚴重超標問題，改善生態(tài)環(huán)境，增強有益微生物，增強土壤保護作用，加強土壤對肥料利用率低難題，減少抗藥性等問題發(fā)揮著重要的作用。

發(fā)展生物農藥是綠色發(fā)展的需要。黨的十八大五中全會提出了創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享等五位一體的發(fā)展新理念。這對新時期我國經(jīng)濟社會發(fā)展具有革命性意義。隨著我國城鄉(xiāng)居民收入水平的提高和人民生活水平的提高，我國居民對生態(tài)環(huán)境的重視程度不斷提高；“十三五”期間，黨和國家在綠色發(fā)展方面提出要形成人與自然和諧發(fā)展的現(xiàn)代化建設新格局；加大環(huán)境治理力度，實行最嚴格的環(huán)境保護制度，實行化學農藥零增長，實現(xiàn)化肥、農藥的雙減目標，一定會帶動相關產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟增長新亮點。

發(fā)展生物農藥是生態(tài)文明建設的需要。黨的十八大以來以生態(tài)文明建設與經(jīng)濟建設、政治建設、文化建設、社會建設等五個建設為著力點，努力建設美麗中國，實現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展。黨的十八大報告首次首次把“美麗中國”作為未來生態(tài)文明建設的宏偉目標，把生態(tài)文明建設擺在總體布局的高度來論述，要實現(xiàn)真正的國富民強，必須守住“綠水青山”。

我國的生物農藥研發(fā)取得長足地發(fā)展

廣義上的生物農藥包括昆蟲天敵、植物源農藥、微生物農藥、轉基因農藥、生物化學農藥和抗生素農藥。我國的微生物農藥生產(chǎn)已初具規(guī)模，我國是Bt、阿維菌素、井岡霉素的生產(chǎn)與應用及出口大國，Bt年產(chǎn)值約3.5億元，年出口1.5億元左右，阿維菌素年產(chǎn)值15億元，年出口約7億元。木霉菌等真菌生物農藥發(fā)酵產(chǎn)抗逆性孢子工藝取得突破。傳統(tǒng)微生物農藥生產(chǎn)工藝、應用推廣面積和產(chǎn)品質量都有了長足的進步。同時，我國害蟲天敵的生產(chǎn)與利用技術處于國際領先水平，赤眼蜂的人工繁殖與應用全球面積最大，年繁蜂量100億頭左右，應用2000萬畝以上。農用抗生素、植物源農藥都有了長足的進步。

投放赤眼蜂

生物農藥發(fā)展趨勢分析

RNA干擾技術成為生物農藥研究新方向。RNA干擾技術是國際前沿技術，目前還沒有廣泛應用。國外主要有孟山都農化公司、德國哥廷根大學等在研究，國內主要有上海生命科學院、中山大學和南京農大等在這方面取得一定成果，我國與國際先進水平處于相同的階段。預計RNAi干擾技術將于2020年推出可商業(yè)化的產(chǎn)品，本項目實施將極大促進我國有關研究處于世界先進和領先水平。

植物免疫誘導和激發(fā)子研究是近年綠色生態(tài)農藥研究中新的增長點。近年來除了各種類型的蛋白激發(fā)子不斷被發(fā)現(xiàn)外，激發(fā)子作用的分子靶標、分子機制研究亦不斷深入，并主要集中在激發(fā)子受體、誘導免疫反應的信號通路、有關技術的突破將促進植物免疫誘抗劑的快速發(fā)展。

土壤健康修復技術興起。針對我國病蟲害問題，農藥發(fā)展也是頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳，其實很多地區(qū)的問題是土壤不健康?；兽r藥的過度使用，以及土壤有機質匱乏導致大量功能微生物難以生存，而植物病原微生物以取食植物為生，大量繁殖，土壤微生物生態(tài)失去平衡，植物很難健康生長，甚至無法生存。目前全世界作物損失的三分之一由土壤病蟲害引起，僅線蟲病造成的危害損失每年就高達1250億美元。土壤病蟲害化學防治往往缺少有效的解決辦法，成為世界各國農業(yè)生產(chǎn)最頭疼的難題。解決土壤的根本途徑是增加土壤功能微生物的種類和數(shù)量，通過添加土壤有機質來維持龐大的功能微生物群體，抑制病原微生物的發(fā)生和發(fā)展，保障和促進植物健康生長。通過微生物修復技術與產(chǎn)品的創(chuàng)制,著力改善我國農作物土壤結構,發(fā)展一個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術與產(chǎn)品體系及應用技術。

昆蟲信息素和昆蟲性誘劑近年來也迎來了巨大的發(fā)展。新技術與新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，昆蟲信息素和昆蟲性誘劑已經(jīng)系列化和技術實用化，在生產(chǎn)實踐中現(xiàn)已獲得了廣泛的應用與發(fā)展。

綠色防控配套綜合技術集成成為時代熱點。通過將土壤修復技術、植物免疫技術、昆蟲信息素、微生物殺菌劑、植物源農藥和天敵昆蟲等相關技術,根據(jù)其作用優(yōu)勢與作用特點進行綜合技術集成,針對我國主要農作物病蟲害的發(fā)生發(fā)展特點,開展綜合治理的研究與集成,根據(jù)我國農業(yè)生產(chǎn)的需求,研究適合我國農業(yè)生產(chǎn)的主要病蟲害防控的綜合技術集成體系和解決方案.為我國農業(yè)生產(chǎn)服務。

我國生物農藥機遇與挑戰(zhàn)并存

RNA干擾技術是國際前沿技術，目前還沒有廣泛應用。國外主要有孟山都農化公司、德國哥廷根大學等在研究，國內主要有上海生命科學院、中山大學和南京農大等在這方面取得一定成果，我國與國際先進水平處于相同的階段。

德國拜耳作物科學公司于2012年8月高調宣稱以4.25億美元成功地收購了美國AgraQuest生物技術公司，拜耳集團隨后推出了Serenade品牌生物農藥；瑞士先正達公司以1.13億美元收購Pasteuria生物科學公司；2013年1月德國拜耳作物科學公司再次成功地收購了德國的ProphytaGmbH生物科學公司，此次收購不但是收購公司新產(chǎn)品、新專利也包括收購有關公司的研發(fā)實驗室和新制劑規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)；拜耳公司通過收購以色列的生物農藥公司AgroGreen的堅強芽孢桿菌技術，使之成為生物殺線蟲種子處理劑，商品名為Votivo的新產(chǎn)品推出進入市場；巴斯夫公司以10.2億美金收購BeckerUnderwood增強巴斯夫的競爭優(yōu)勢，尤其是在快速增長的種子處理市場……

世界范圍內生物農藥發(fā)展日趨白熱化，先正達、拜耳、巴斯夫等6家公司2010和2011年銷售額分別達326.5億美元，367.21億美元，占全球農藥市場的80.22%和71.71%。在發(fā)展戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)中全球農藥行業(yè)的大公司積極組織收購、并購新興戰(zhàn)略性團隊、技術與產(chǎn)品,具有前景的戰(zhàn)略性新型技術與產(chǎn)品正在這些大公司孵化、培養(yǎng)和壯大。

與國際生物農藥發(fā)展相比，我國生物農藥發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)并存。農用抗生素在生物源農藥產(chǎn)品數(shù)量中所占比例最高，達69.66%，農用抗菌素生產(chǎn)廠家數(shù)量仍為絕對優(yōu)勢，其數(shù)量占總生物農藥生產(chǎn)廠家的54.6%；植物源農藥發(fā)展較快，研發(fā)的有效成分種類已占到生物源農藥總數(shù)的30%，生產(chǎn)廠家已占到14.4%；微生物農藥的登記種類基本上變化不大，Bt、枯草芽孢桿菌還是主導產(chǎn)品；植物疫苗登記種類呈現(xiàn)上漲之勢，產(chǎn)品種類和數(shù)量均有明顯提升；除天敵昆蟲外，每類生物源農藥均有3-5個主打產(chǎn)品，其產(chǎn)品數(shù)量和產(chǎn)量均占到該類生物源農藥的90%以上。整體來看，我國生物源農藥在整個農藥產(chǎn)業(yè)中的比重很低，2012年中國的生物源農藥年產(chǎn)量約為29萬噸，約占農藥總產(chǎn)量355萬噸的8%，可以看出，生物源農藥的單劑產(chǎn)品所占市場份額較低。

但是，近年來由于人們生活水平的提高和國內外大環(huán)境的變化，生物源農藥的消費群體也隨之而發(fā)生了根本性的變化。與此同時，生物源農藥的產(chǎn)業(yè)發(fā)展也大有改變。

認識超前，積極性、主動性大為提高。近些年來，通過政府、科研人員、企業(yè)的共同努力，在各個層面上對生物源農藥的認識已有大幅度的提高。在政府的倡導、科研人員的努力下，我們已經(jīng)有了足夠多的，具自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品。特別值得一提的是，我國不少企業(yè)界精英獨具慧眼，積極、主動的投入到這一主戰(zhàn)場，使我國該領域的面貌煥然一新！

主動聯(lián)合，初步形成群體優(yōu)勢。生物源農藥領域的各界人士，以多種形式，包括私下、面上，個人、單位，形成組合，建立團隊等，已初步形成了協(xié)同發(fā)展的趨勢。特別是我們“生物農藥與生物防治產(chǎn)業(yè)技術戰(zhàn)略聯(lián)盟”的成立，標志著我國該領域已正式有了自己的組織，有了自己的“家”并抱成了團！

注重產(chǎn)品質量，初步形成了品牌效應。近幾年來，由于市場的需求，特別是有機生產(chǎn)（主要是公司行為）市場的要求，大多數(shù)企業(yè)都已充分認識到產(chǎn)品質量的重要性。貨真價實的生物源農藥品種基本上可以滿足有機、綠色生產(chǎn)的要求。有關企業(yè)在產(chǎn)品質量方面下狠手，保證了使用單位的產(chǎn)品質量。如青海某企業(yè)的枸杞出口，從原來的每年兩三噸，2003年猛增到300噸！基本上形成了農藥-農產(chǎn)品的品牌對口。

逐步由單純的買農藥走向買系統(tǒng)方案。由于生物源農藥的主要目標市場不同于常規(guī)藥，所以在市場交易流通也應有其特色。其最大的優(yōu)勢就是可保證所使用對象的農產(chǎn)品中達到化學農藥低或零殘留。但是如果僅僅少數(shù)品種是不可能達到這一目的的，所以就不能僅針對某一作物、某一有害生物來形成市場交易。解決這一矛盾的根本途徑就是針對某一作物上可能發(fā)生的病、蟲、草害而制定出系統(tǒng)的防治方案，以“植物保健與和諧植保”的理論來綜合治理，從而達到治標又治本的目的。