丁溪北 編譯

(上海市農(nóng)藥研究所，上海 200032)

隨著世界人口到2050年預(yù)計(jì)將近100億和氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的不利影響，維持穩(wěn)定的全球糧食供應(yīng)正受到嚴(yán)重威脅。鑒于這些動(dòng)態(tài)，本文概述了當(dāng)前作物保護(hù)行業(yè)的市場(chǎng)趨勢(shì)，包括公司并購和農(nóng)藥監(jiān)管，對(duì)新技術(shù)的評(píng)述以及該行業(yè)的研發(fā)(R＆D)情況。同時(shí)還強(qiáng)調(diào)了農(nóng)藥如何有助于建立更加可持續(xù)的社會(huì)。

1 環(huán)境趨勢(shì)(人口增長(zhǎng)、糧食需求和氣候變化)

根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)的估計(jì)，2017年世界人口已達(dá)到75.5億，到2050年將達(dá)到98億。伴隨人口的增長(zhǎng)，從1970年至2020年(25億t)對(duì)糧食的需求預(yù)計(jì)增加了至少 2.2倍。與對(duì)糧食的需求增長(zhǎng)相反，2015年世界耕地面積實(shí)際上與 1965年相同，并且預(yù)計(jì)未來不會(huì)迅速增加。因此，結(jié)合預(yù)測(cè)的人口增長(zhǎng)，全球人均耕種面積似乎將繼續(xù)減少。

氣候變化也是糧食生產(chǎn)面臨的主要威脅之一。一方面，溫度升高可能會(huì)延長(zhǎng)某些地區(qū)的生長(zhǎng)季節(jié)，二氧化碳含量的增加可能會(huì)促進(jìn)某些類型植物中光合作用二氧化碳的固定，從而可能導(dǎo)致糧食增產(chǎn)。特別是在歐亞大陸和北美高緯度地區(qū)，氣溫升高有望提高糧食作物的產(chǎn)量。而在大多數(shù)其他地區(qū)，由于氣候變化的影響，糧食產(chǎn)量可能會(huì)減少。此外，許多預(yù)計(jì)作物產(chǎn)量減少的地區(qū)是目前的主要糧食產(chǎn)區(qū)。這意味著氣候變化有可能極大地影響整體作物生產(chǎn)。在全世界范圍內(nèi)，與2000年相比，2050年玉米的產(chǎn)量損失預(yù)計(jì)為24%，稻米為11%，小麥為3%。

因此，以當(dāng)前的糧食生產(chǎn)速度顯然不可能維持未來糧食的供需平衡。除了氣候變化的不利影響外，期望耕地面積迅速擴(kuò)大與因人口增長(zhǎng)帶來的糧食生產(chǎn)需求增加同步是不合理的。在這種環(huán)境條件下，必須提高單位耕地面積的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，以提供足夠的糧食來養(yǎng)活世界人口。此外，迫切需要比以往更有效地使用農(nóng)用物資，如農(nóng)藥，同時(shí)采用創(chuàng)新的技術(shù)途徑來解決這些問題。

2 市場(chǎng)趨勢(shì)(農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因種子)

總體而言，自2006年以來，農(nóng)藥市場(chǎng)一直穩(wěn)定增長(zhǎng)。盡管該市場(chǎng)在2014年至2016年間呈下降趨勢(shì)，但最近人們普遍預(yù)測(cè)，該市場(chǎng)會(huì)從2018年開始恢復(fù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。

同時(shí)，分地區(qū)考察作物保護(hù)市場(chǎng)時(shí)，總體趨勢(shì)線在過去的兩三年中一直在收縮，盡管許多人將其視為暫時(shí)現(xiàn)象。一個(gè)值得注意的亮點(diǎn)是自2010年以來增長(zhǎng)顯著的拉丁美洲。

最近農(nóng)作物保護(hù)市場(chǎng)的一個(gè)特點(diǎn)是非專利農(nóng)藥產(chǎn)品的擴(kuò)張，這與通過研發(fā)活動(dòng)新發(fā)現(xiàn)隨后申請(qǐng)專利保護(hù)的農(nóng)藥產(chǎn)品銷售下降形成對(duì)比。印證這種情況的是，幾家銷售非專利產(chǎn)品的公司已經(jīng)使自己成為長(zhǎng)期在農(nóng)藥產(chǎn)品最暢銷名單上排名靠前的公司。

最近，除了開發(fā)和銷售農(nóng)藥外，大農(nóng)藥公司還致力于轉(zhuǎn)基因(GM)種子，而這一新興領(lǐng)域已經(jīng)增長(zhǎng)到占農(nóng)藥總銷售額相當(dāng)大的比例。

從2001年到2016年，作物保護(hù)市場(chǎng)的增長(zhǎng)率為3.8%，而主要農(nóng)藥公司開發(fā)和銷售的轉(zhuǎn)基因種子市場(chǎng)卻實(shí)現(xiàn)了 13.3%的增長(zhǎng)率，約為作物保護(hù)市場(chǎng)的3倍。此外，2016年轉(zhuǎn)基因種子的絕對(duì)銷售額約為204億美元，這一數(shù)字與化學(xué)農(nóng)藥中收益最高的除草劑的銷售額相當(dāng)，引發(fā)了對(duì)進(jìn)一步擴(kuò)大轉(zhuǎn)基因種子行業(yè)的極大樂觀。

3 行業(yè)趨勢(shì)(公司并購、監(jiān)管趨勢(shì))

如上所述，盡管農(nóng)作物保護(hù)市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，但領(lǐng)先的農(nóng)藥公司已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)重要的整合期。1990年，美國(guó)和歐洲有 10多家大農(nóng)藥公司，但到2009年，這些業(yè)務(wù)實(shí)體的數(shù)量通過并購(M＆A)降至6家，分別是先正達(dá)、拜耳、巴斯夫、陶氏化學(xué)、杜邦和孟山都。這6家公司隨后因經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)不佳，新農(nóng)藥登記監(jiān)管收緊導(dǎo)致研發(fā)費(fèi)用激增，股東對(duì)實(shí)現(xiàn)新增長(zhǎng)戰(zhàn)略的期望以及其他因素進(jìn)行了重組。最近，通過進(jìn)一步的并購活動(dòng)，六大巨頭現(xiàn)在分為拜耳、陶氏杜邦[現(xiàn)為科迪華(Corteva)]、巴斯夫和先正達(dá)，后者目前隸屬于中國(guó)化工集團(tuán)公司(俗稱中國(guó)化工)。2017年，杜邦在與陶氏化學(xué)合并后剝離的作物保護(hù)業(yè)務(wù)和研發(fā)資產(chǎn)中相當(dāng)大的一部分被 FMC公司收購。因此，作物保護(hù)市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入了五大參與者的時(shí)代，即上述4家公司加FMC公司。

圖1 全球人均耕地面積(來源：http://www.fao.org/faostat/en/#home)

圖2 作物保護(hù)市場(chǎng)的變化(資料來源：Agbioinvestor)

由此，從多個(gè)角度考察了農(nóng)藥研發(fā)的狀況以及企業(yè)重組和整合背后的推動(dòng)力。首先重申農(nóng)藥對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)。根據(jù)2006年發(fā)表的一篇文章，如果不適當(dāng)使用農(nóng)藥，水稻、小麥、玉米和大豆的最大可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量可能降低約20%～50%。另一方面，使用農(nóng)藥可使作物產(chǎn)量恢復(fù)60%～70%。因此，顯而易見，只有適當(dāng)使用農(nóng)藥，才能達(dá)到目前的作物產(chǎn)量水平，否則作物產(chǎn)量將大幅下降。該文還解釋說，更有效地使用農(nóng)藥可使作物產(chǎn)量進(jìn)一步增加，從而為進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)創(chuàng)造了希望。

如前所述，盡管農(nóng)藥對(duì)提高作物產(chǎn)量做出了巨大貢獻(xiàn)，但開發(fā)農(nóng)藥變得越來越困難。開發(fā)并市場(chǎng)化一種新農(nóng)藥需要10年以上的時(shí)間和1.0～3.5億美元的研發(fā)支出，這個(gè)過程包括：發(fā)現(xiàn)一種新的候選農(nóng)藥；同步進(jìn)行安全性研究、生物學(xué)研究和劑型研究；綜合評(píng)估這些研究的結(jié)果；最后申請(qǐng)并獲得農(nóng)藥登記。此外，由于后面提到的各種因素，目前估計(jì)從約16萬個(gè)化合物中可能獲得1種新農(nóng)藥。因此，每個(gè)開發(fā)農(nóng)藥的公司每年都必須將銷售額的7%～10%投入研發(fā)活動(dòng)。此外，開發(fā)農(nóng)藥所需的成本和時(shí)間每年都在增加。例如，在1995年，開發(fā)費(fèi)用為1.25億美元，研發(fā)時(shí)間為8.3年；而根據(jù)2010-2014年進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查，開發(fā)費(fèi)用和研發(fā)時(shí)間分別增加至2.86億美元和11.3年，這表明研發(fā)負(fù)擔(dān)的增加是促使上述參與農(nóng)藥研發(fā)的公司整合的因素之一。此外，在開發(fā)后期進(jìn)行的環(huán)境和毒性研究以及田間試驗(yàn)的“開發(fā)”成本正在迅速上漲。這些成本上漲的推動(dòng)力是對(duì)更安全的農(nóng)藥日益增長(zhǎng)的需求和有關(guān)部門監(jiān)管加強(qiáng)。投放市場(chǎng)的新農(nóng)藥數(shù)量在20世紀(jì)90年代達(dá)到頂峰，自2000年以來有所下降，似乎反映了最近農(nóng)藥研發(fā)活動(dòng)中的困難，表明了新農(nóng)藥開發(fā)的苛刻條件。

圖3 轉(zhuǎn)基因種子市場(chǎng)的擴(kuò)張(資料來源：Phillips McDougall)。

圖4 農(nóng)藥和種子市場(chǎng)主要公司的并購(截止2018年8月)

然而，即使在農(nóng)藥研發(fā)如此困難的環(huán)境中，日本農(nóng)藥公司的研究活動(dòng)仍然相對(duì)強(qiáng)勁。盡管日本公司的銷售額低于美國(guó)和歐洲大公司，但10家日本公司位列新上市產(chǎn)品數(shù)量最多的前 20名公司中(1980-2016年)。同期，在全球363種新上市的農(nóng)藥中，日本公司開發(fā)了114種(占31%)。即使在研發(fā)環(huán)境越來越嚴(yán)峻的情況下，例如在2016年，日本公司在后期研發(fā)階段的農(nóng)藥中也占了約40%。因此，可以肯定地說，日本公司擁有極高的新農(nóng)藥研發(fā)能力，與美國(guó)和歐洲大公司相當(dāng)。

20世紀(jì)50年代，農(nóng)藥的用量除草劑約為有效成分2 400 g/hm2，殺蟲劑約為有效成分1 700 g/hm2，殺菌劑約為有效成分1 200 g/hm2。到21世紀(jì)，這些用量下降為有效成分60～180 g/hm2，清楚地表明了新開發(fā)的農(nóng)藥活性成分的優(yōu)越性能(活性增強(qiáng)了)。安全性是另一受益之處；在1960年左右的日本，大約半數(shù)的農(nóng)藥被歸類為特定有毒物質(zhì)或有毒物質(zhì)。到2014年，這類農(nóng)藥的數(shù)量急劇減少，目前近90%的農(nóng)藥被歸類為普通物質(zhì)(Ordinary Substances)。

此外，目前正在開發(fā)許多對(duì)環(huán)境影響較小且具有更高安全性的生物農(nóng)藥(生物農(nóng)藥定義為活性成分源自生物體的農(nóng)藥。從狹義上講，這僅包括生物體本身，例如天敵昆蟲；從廣義上講，該定義還可以包括從微生物等中提取的物質(zhì)。本文采用廣義定義)。對(duì)新作物保護(hù)產(chǎn)品的年銷售回顧表明，化學(xué)農(nóng)藥的數(shù)量從20世紀(jì)90年代開始逐漸下降，而生物農(nóng)藥的數(shù)量從20世紀(jì)80年代開始增加，從20世紀(jì)90年代到現(xiàn)在平均每年大約有 10種新的生物農(nóng)藥進(jìn)入市場(chǎng)。然而，值得注意的是，生物農(nóng)藥的市場(chǎng)規(guī)模仍然較小，2016年占整個(gè)作物保護(hù)市場(chǎng)的5.6%，這表明單個(gè)產(chǎn)品的銷售額僅為適中。

同時(shí)，自20世紀(jì)90年代以來，主要農(nóng)藥公司制定了銷售轉(zhuǎn)基因種子與農(nóng)藥相結(jié)合的銷售策略，采取了有別于上述提高安全性的方向。這些大型農(nóng)藥公司收購了種子公司，并通過開發(fā)和銷售轉(zhuǎn)基因種子產(chǎn)品，全面擴(kuò)大了作物保護(hù)業(yè)務(wù)。根據(jù)Phillips McDougall發(fā)布的一份報(bào)告，截至2016年，前6大公司的種子業(yè)務(wù)占總銷售額的比例如下：先正達(dá)21%、拜耳14%、杜邦70%、陶氏25%、孟山都75%。此外，隨著種子產(chǎn)品銷量的增加，其研發(fā)成本也大幅上漲。例如，2002年前6大公司種子產(chǎn)品的研發(fā)費(fèi)用總額約為12億美元，2008年穩(wěn)步上漲至22億美元，與化學(xué)農(nóng)藥的研發(fā)費(fèi)用大致相當(dāng)。到2014年，這一數(shù)字已經(jīng)達(dá)到 40億美元，相當(dāng)于化學(xué)農(nóng)藥的1.5倍。研發(fā)費(fèi)用的變化可能表明了大農(nóng)藥公司進(jìn)一步擴(kuò)大種子業(yè)務(wù)部門的方向。此外，與種子產(chǎn)品研發(fā)費(fèi)用增長(zhǎng)相關(guān)的是每年上市的主要種子產(chǎn)品數(shù)量呈上升趨勢(shì)，表明種子業(yè)務(wù)的進(jìn)一步增長(zhǎng)。

圖5 一種新農(nóng)藥的平均研發(fā)費(fèi)用(排名前10的公司)(來源：Phillips McDougall)

海外領(lǐng)先的農(nóng)藥公司一直在努力多樣化業(yè)務(wù)包括種子產(chǎn)品，但由于研發(fā)成本以及與公眾接受度等相關(guān)的問題，日本農(nóng)藥公司尚未涉足轉(zhuǎn)基因作物種子領(lǐng)域。相反，日本的公司正試圖在大公司的種子業(yè)務(wù)與日本公司提供的化學(xué)農(nóng)藥相結(jié)合產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的領(lǐng)域中進(jìn)行獨(dú)有的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略開發(fā)。例如，在某些情況下，提供了一種快速解決方案，用以治理由大農(nóng)藥公司開發(fā)和銷售的抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物種植中對(duì)非選擇性除草劑產(chǎn)生抗性的雜草。施用丙炔氟草胺(flumioxazin)和砜吡草唑(pyroxasulfone)等選擇性除草劑可成功防除這些抗性雜草。更具體地，在轉(zhuǎn)基因大豆(Roundup Ready?)的雜草治理體系中，一旦在田間出現(xiàn)了抗草甘膦的雜草，除了 Roundup Ready?大豆外，抗草甘膦的雜草甚至在使用草甘膦后仍留在田間。但是，如果在這樣的大田中于大豆出芽之前施用大豆不敏感的除草劑，則可以防除抗草甘膦雜草?，F(xiàn)在，這類做法被認(rèn)為是已經(jīng)出現(xiàn)抗性雜草的田間必不可少的技術(shù)體系。因此，即使他們不參與種子業(yè)務(wù)，日本農(nóng)藥公司仍有機(jī)會(huì)通過提出互補(bǔ)技術(shù)等戰(zhàn)略性技術(shù)對(duì)策與美國(guó)和歐洲大公司合作。

圖6 6大公司農(nóng)藥和種子研發(fā)費(fèi)用(來源：Phillips McDougall)

到目前為止，可以嚴(yán)重影響行業(yè)趨勢(shì)的一個(gè)因素是與農(nóng)藥登記相關(guān)的監(jiān)管問題。眾所周知，包括美國(guó)和歐洲國(guó)家在內(nèi)的許多地區(qū)的農(nóng)藥監(jiān)管法規(guī)逐年變得越來越嚴(yán)格。特別是歐盟(EU)，在2011年，安全和環(huán)境影響評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)從基于風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)向基于危害，并且由于所謂的篩選標(biāo)準(zhǔn)(cut-off criteria)，化學(xué)產(chǎn)品的登記數(shù)量一直在減少。特別是蜜蜂蜂群衰竭失調(diào)(Colony Collapse Disorder)問題引發(fā)了強(qiáng)烈的政治行動(dòng)，最終3種新煙堿類殺蟲劑的戶外使用被完全禁止。此外，原藥和制劑在各部門級(jí)別(即歐盟、區(qū)域和國(guó)家)分2個(gè)或3個(gè)階段進(jìn)行評(píng)價(jià)的制度拉長(zhǎng)了登記所需的時(shí)間。同樣，在作物保護(hù)市場(chǎng)正在擴(kuò)張的巴西，由于其垂直劃分的行政系統(tǒng)，需要一個(gè)漫長(zhǎng)的審查過程。巴西也設(shè)想采用cut-off標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，日本于2018年12月實(shí)施了《農(nóng)藥取締法》(Agricultural Chemical Regulation Law)的修正案，并決定對(duì)幾種陸生和水生生物以及工人暴露情況引入再評(píng)價(jià)制度和新的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制度。如上所述，農(nóng)藥有效成分首次登記和以后再登記門檻逐年提高。此外，如前所述，農(nóng)藥的開發(fā)成本不斷上升，這可能是美國(guó)和歐洲大農(nóng)藥公司近年并購交易激增的推動(dòng)因素之一。

4 技術(shù)趨勢(shì)(作物保護(hù)行業(yè)令人興奮的變化)

如上所述，自20世紀(jì)90年代以來，美國(guó)和歐洲的大農(nóng)藥公司一直在其常規(guī)化學(xué)農(nóng)藥業(yè)務(wù)中增加種子業(yè)務(wù)部門。但最近他們開始探索新的領(lǐng)域以及通過引進(jìn)旨在進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的新技術(shù)來加快開發(fā)過程。到目前為止，支持常規(guī)化學(xué)農(nóng)藥開發(fā)的技術(shù)包括化學(xué)合成、生物評(píng)價(jià)、制劑以及安全和環(huán)境影響評(píng)估，轉(zhuǎn)基因種子技術(shù)的加入代表了以加快研發(fā)進(jìn)程并擴(kuò)大其業(yè)務(wù)范圍為目標(biāo)的新技術(shù)的應(yīng)用。除了拓展新業(yè)務(wù)的機(jī)會(huì)外，所有這些都有可能通過與它們的協(xié)同作用來提高農(nóng)藥公司所掌握的傳統(tǒng)技術(shù)水平。

基因組編輯是一項(xiàng)前沿“基因重組”技術(shù)，已被用于生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因作物。特別是2013年開發(fā)的成簇的規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列(CRISPR)/Cas9技術(shù)有望在基礎(chǔ)研究、醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)方面，與傳統(tǒng)的基因重組技術(shù)相比，CRISPR/Cas9技術(shù)能夠更精確地操縱基因序列，從而大大縮短作物育種所需時(shí)間。大農(nóng)藥公司已在其研發(fā)過程中引入這一技術(shù)，并取得了一些研究成果。

到目前為止，關(guān)于是否要以與現(xiàn)有轉(zhuǎn)基因作物相同的方式處理使用基因組編輯產(chǎn)生的作物的爭(zhēng)論在日本、美國(guó)和歐洲愈演愈烈。預(yù)計(jì)每個(gè)國(guó)家將需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能確定基因組編輯的作物是否應(yīng)遵守與常規(guī)轉(zhuǎn)基因生物相同的監(jiān)管，并建立一個(gè)全球通用的方向。然而，即使在監(jiān)管問題得到解決之后，仍然存在的問題是，消費(fèi)者將對(duì)基因組編輯的作物作出何種反應(yīng)，即公眾接受度。公眾將要求對(duì)這一問題作出理性的、基于科學(xué)的回答。只要所有這些問題都得到適當(dāng)解決，基因組編輯將成為一項(xiàng)強(qiáng)有力的技術(shù)，在比常規(guī)育種技術(shù)更短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)優(yōu)質(zhì)種子，從而大大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。

圖7 海外主要國(guó)家農(nóng)藥登記制度的特點(diǎn)

圖8 農(nóng)業(yè)部門技術(shù)趨勢(shì)示意圖

影響作物產(chǎn)量的因素可分為傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥針對(duì)的病原體、害蟲、雜草等“生物脅迫”和熱、冷、干旱、鹽害等非生物性“環(huán)境脅迫”。盡管傳統(tǒng)農(nóng)藥通過減少前面提到的生物脅迫因素，在提高作物產(chǎn)量方面作出了重大貢獻(xiàn)，但根據(jù)對(duì)單一作物以往最高產(chǎn)量的分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)境脅迫因素對(duì)作物產(chǎn)量的影響大于生物脅迫因素。作物脅迫管理是一種恢復(fù)因環(huán)境脅迫而損失的產(chǎn)量乃至提高產(chǎn)量的方法；事實(shí)上，所有的農(nóng)藥公司都在努力開發(fā)對(duì)作物脅迫管理有效的農(nóng)藥化合物。此外，一些現(xiàn)有的農(nóng)藥據(jù)報(bào)道也有替代這類有效成分的潛力。另外，正在開發(fā)抗環(huán)境脅迫的轉(zhuǎn)基因種子產(chǎn)品。與以生物脅迫為目標(biāo)的傳統(tǒng)農(nóng)藥相比，作物脅迫管理是一種具有更大增產(chǎn)潛力的方法，預(yù)計(jì)在這一領(lǐng)域?qū)⒂羞M(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新。

根據(jù)日本東京農(nóng)工大學(xué)的Shibusawa教授所說，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)被定義為“可通過有針對(duì)性地控制農(nóng)場(chǎng)中復(fù)雜多變的變量，全面提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量，減輕環(huán)境負(fù)荷的一種農(nóng)田管理方法”。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)出現(xiàn)的推動(dòng)力之一是耕作管理方向的轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變從利用不精確的作物投入追求增產(chǎn)的傳統(tǒng)方法，轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^同時(shí)嘗試減少或優(yōu)化化學(xué)品使用和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率來努力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的新方法。另一個(gè)因素是，最近信息技術(shù)(IT)和其他有關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展使上述耕作管理方法在技術(shù)上可行。如前所述，耕地面積的增長(zhǎng)跟不上世界人口的增長(zhǎng)，因此必須提高單位面積的作物產(chǎn)量。因此，人們對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)以及其他相關(guān)技術(shù)幫助提高土地和勞動(dòng)生產(chǎn)率抱有很高的期望。

本節(jié)討論了基因組編輯、作物脅迫管理和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)這三大新技術(shù)。如同20世紀(jì)90年代轉(zhuǎn)基因作物對(duì)農(nóng)業(yè)的影響一樣，這些新技術(shù)有可能在未來引發(fā)范式轉(zhuǎn)移(paradigm shift)，人們高度期待這些新的技術(shù)方法給作物帶來的更高產(chǎn)量和質(zhì)量。作為未來的研發(fā)人員，需要緊跟新技術(shù)的步伐，同時(shí)尋求傳統(tǒng)農(nóng)藥與新興技術(shù)的和諧共存之路。

圖9 作物脅迫管理：由于環(huán)境脅迫導(dǎo)致作物減產(chǎn)

5 研發(fā)預(yù)算趨勢(shì)分析

以下根據(jù)已公布信息，就開發(fā)新產(chǎn)品，包括上述新技術(shù)所需研發(fā)預(yù)算的趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)要討論。

根據(jù)日本內(nèi)政和通信省的科技研究調(diào)查結(jié)果，日本2001年的科學(xué)技術(shù)研究支出為16.5萬億日元，2016年達(dá)到19.0萬億日元，15年內(nèi)累計(jì)增長(zhǎng)2.5萬億日元(15%)。值得注意的是，是生命科學(xué)領(lǐng)域的研究部門。該領(lǐng)域包括農(nóng)藥研究，有著顯著的增長(zhǎng)，從2001年的2.0萬億日元增長(zhǎng)到2014年的3.2萬億日元——增長(zhǎng)了1.2萬億日元(60%)。

雖然總的研發(fā)支出呈上升趨勢(shì)，生命科學(xué)領(lǐng)域有顯著增長(zhǎng)，但仍需要在有限的研發(fā)預(yù)算下持續(xù)和有效地獲得研究成果。因此，盡管私營(yíng)公司、公共機(jī)構(gòu)和大學(xué)工作的研究人員在他們各自的崗位創(chuàng)造高質(zhì)量的研究成果是基本要求，但通過公開研究成果促進(jìn)合作研究和聯(lián)合應(yīng)用同樣重要。積極促進(jìn)開放式創(chuàng)新，創(chuàng)造大于個(gè)體研究人員總和的集體成果，這一點(diǎn)也至關(guān)重要。同樣重要的是，必須通過協(xié)作研究等方式，有效地將負(fù)責(zé)基礎(chǔ)研究的科研院所與精于應(yīng)用研究和產(chǎn)品開發(fā)的私營(yíng)公司2個(gè)部門的研究成果和理念結(jié)合起來。此外，迅速就合約和知識(shí)產(chǎn)權(quán)達(dá)成協(xié)議是可以加快開放式創(chuàng)新的另一個(gè)因素。

6 為可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)建設(shè)貢獻(xiàn)

聯(lián)合國(guó)“千年發(fā)展目標(biāo)”[Millennium Development Goals (MDGs)]旨在通過為21世紀(jì)國(guó)際社會(huì)制定的8項(xiàng)目標(biāo)(包括減少貧困和普及小學(xué)教育)的實(shí)現(xiàn)來扶持發(fā)展中國(guó)家，2015年目標(biāo)到期。“千年發(fā)展目標(biāo)”的主要目的是通過捐助和援助等活動(dòng)，讓發(fā)達(dá)國(guó)家扶持發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，從而減少貧窮?！翱沙掷m(xù)發(fā)展目標(biāo)”[Sustainable Development Goals(SDGs)]是繼“千年發(fā)展目標(biāo)”之后由聯(lián)合國(guó)成員國(guó)商定的新一代國(guó)際發(fā)展目標(biāo)，其中包括17項(xiàng)全球目標(biāo)以及169項(xiàng)關(guān)于貧窮、饑餓和衛(wèi)生的相關(guān)具體目標(biāo)。“可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)”的重要特征是不僅解決“千年發(fā)展目標(biāo)”中所包括的發(fā)展中國(guó)家特有的問題，還能解決影響發(fā)達(dá)國(guó)家的全球性挑戰(zhàn)?！翱沙掷m(xù)發(fā)展目標(biāo)”的目標(biāo)是改善人民的生活條件，使世界變得更好。

圖10 可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDGs)(來源：聯(lián)合國(guó)新聞部)

與此同時(shí)，2013年日本作物保護(hù)協(xié)會(huì)(JCPA)在迎來60周年之際，開始為其未來創(chuàng)造一個(gè)理想的愿景，并最終在2014年制定了一項(xiàng)名為“JCPA愿景2025”的倡議?；谶@一愿景，日本作物保護(hù)協(xié)會(huì)將開展針對(duì)消費(fèi)者、媒體和教育專家的公關(guān)活動(dòng)以及針對(duì)農(nóng)民和銷售商的安全生產(chǎn)活動(dòng)，以促進(jìn)公眾對(duì)農(nóng)藥的了解。此外，為了加強(qiáng)以糧食生產(chǎn)為重點(diǎn)的活動(dòng)，該協(xié)會(huì)將努力宣傳關(guān)于“糧食生產(chǎn)的意義和農(nóng)藥的作用”的信息。更具體地說，日本作物保護(hù)協(xié)會(huì)將向農(nóng)民、銷售商、消費(fèi)者、公共管理者和學(xué)術(shù)界宣傳有關(guān)下列議程的信息：⑴ 增加糧食生產(chǎn)并確保穩(wěn)定的糧食供應(yīng)是為滿足不斷增長(zhǎng)的全球人口而必須完成的共同任務(wù)；⑵ 農(nóng)藥是在有限的耕地中有效生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)作物實(shí)現(xiàn)議程⑴不可或缺的資源；⑶ 科學(xué)數(shù)據(jù)，如符合國(guó)際準(zhǔn)則的安全評(píng)價(jià)，支持農(nóng)藥應(yīng)用；⑷ 如果正確使用和登記，農(nóng)藥不應(yīng)造成任何問題。

此外，“JPCA愿景2025”行動(dòng)是對(duì)“可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)”的補(bǔ)充。使用農(nóng)藥來確保農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量幫助結(jié)束全球饑餓和促進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的措施，有助于實(shí)現(xiàn) SDG目標(biāo) 2——“零饑餓”。應(yīng)用農(nóng)藥促進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的措施防止耕地的不必要擴(kuò)張，保護(hù)豐富的自然綠色環(huán)境，也有助于實(shí)現(xiàn) SDG目標(biāo)15——“陸地生物”。使用農(nóng)藥使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)更加有效和穩(wěn)定，使農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化為增長(zhǎng)型產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)SDG目標(biāo)8——“體面工作和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)”。此外，使用農(nóng)藥可減少由某些植物病原物產(chǎn)生的真菌毒素對(duì)人類健康帶來的風(fēng)險(xiǎn)，“JPCA愿景2025”助力SDG目標(biāo)3——“良好的健康和福祉”的達(dá)成，保持人類健康。農(nóng)藥的一些活性成分也可有效防治衛(wèi)生害蟲，有助于保持公眾健康，從而也可能有助于實(shí)現(xiàn)SDG目標(biāo)3。其中一項(xiàng)管理活動(dòng)“農(nóng)民安全生產(chǎn)行動(dòng)”與SDG目標(biāo)12“負(fù)責(zé)任的消費(fèi)和生產(chǎn)”相關(guān)；其他行動(dòng)“與消費(fèi)者的公共關(guān)系”以及“國(guó)際化行動(dòng)”與SDG目標(biāo)17“促進(jìn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的伙伴關(guān)系”相關(guān)；另一項(xiàng)行動(dòng)“創(chuàng)造新產(chǎn)品和技術(shù)”補(bǔ)充了SDG目標(biāo)9“產(chǎn)業(yè)、創(chuàng)新和基礎(chǔ)設(shè)施”。

研究表明，不使用農(nóng)藥獲得的作物產(chǎn)量大大低于使用農(nóng)藥的產(chǎn)量，雖然在作物減產(chǎn)程度方面有一些差異，如水稻76%、大豆70%、卷心菜33%、桃子30%，蘋果3%。因此，預(yù)計(jì)通過合理應(yīng)用農(nóng)藥來保持作物產(chǎn)量有助于實(shí)現(xiàn) SDGs目標(biāo) 2——“零饑餓”。又如，每年防除4.05 hm2稻田中雜草所需時(shí)間在1949年為51 h，由于高效除草劑的開發(fā)和推廣，到2012年，同樣的任務(wù)已驟降至僅需1.4 h。因此，開發(fā)和合理使用高效農(nóng)藥有助于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)8——“體面工作和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)”，提高農(nóng)業(yè)措施的效率，將農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲩L(zhǎng)型產(chǎn)業(yè)。

“JCPA 2025愿景”中提出的未來使命之一，“助力全球糧食穩(wěn)定供應(yīng)”以及 JCPA的目標(biāo)“通過愿景行動(dòng)創(chuàng)建更美好的社會(huì)”也與SDGs相關(guān)。

與此同時(shí)，由5家大農(nóng)藥公司與日本住友化學(xué)公司以及區(qū)域作物保護(hù)和植物生物技術(shù)協(xié)會(huì)組成的國(guó)際作物生命協(xié)會(huì)(CropLife International)也正在探討適當(dāng)?shù)墓碴P(guān)系和管理行動(dòng)，進(jìn)一步開發(fā)新技術(shù)，突出作物保護(hù)行業(yè)對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)。關(guān)于SDGs，推進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)和根除瘧疾等熱帶傳染病有助于刺激亞洲和非洲發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)以下SDGs：目標(biāo)1——“無貧困”、目標(biāo)3——“良好的健康和福祉”、目標(biāo)8——“體面工作和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)”、目標(biāo) 11——“可持續(xù)城市和社區(qū)”。此外，發(fā)展環(huán)境友好型農(nóng)資和在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方面的進(jìn)展預(yù)計(jì)將有助于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)13——“氣候行動(dòng)”。

7 結(jié)束語

農(nóng)藥提高了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力，若沒有它們，目前的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量水平無法持續(xù)。農(nóng)藥公司正在繼續(xù)創(chuàng)造和提供新的產(chǎn)品來保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的這種增長(zhǎng)，但由于更嚴(yán)格的全球監(jiān)管，近年來新產(chǎn)品的開發(fā)變得日益困難。另一方面，由于20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的轉(zhuǎn)基因作物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力進(jìn)一步提升。這已成為一種熱門技術(shù)，現(xiàn)在占經(jīng)營(yíng)它們的大農(nóng)藥公司的銷售額的很大比例。今后，將通過新的技術(shù)方法探索新的領(lǐng)域，包括通過基因組編輯創(chuàng)造新的作物和通過精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)建立可持續(xù)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。

預(yù)計(jì)到2050年，世界人口將達(dá)到98億，可耕地面積有限，因此必須增加單位面積的作物產(chǎn)量。此外，解決全球糧食安全問題的難度很大，而氣候變化的不利影響進(jìn)一步加大了這一難度。如上所述，作物保護(hù)行業(yè)的專家應(yīng)創(chuàng)造新的產(chǎn)品和技術(shù)來努力提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，幫助解決世界面臨的糧食問題。這些行動(dòng)完全是為實(shí)現(xiàn)SDG目標(biāo)2——“零饑餓”和其他相關(guān)目標(biāo)作出的努力。