1 引言(yan)
生物農藥在保障農業豐產(chan)增收,維護生態和(he)諧,滿(man)足(zu)食品安全需(xu)求等(deng)方面均具有重要的作用與意義。
當下農業綠色發展已成為主旋律,在國家農藥化肥“雙減”及(ji)“零”增長的(de)背景下,生物農藥掀起了“綠(lv)色風暴”,發展生物農藥是(shi)(shi)環境的(de)需要,是(shi)(shi)時代的(de)需要,更是(shi)(shi)全球農藥產(chan)業(ye)發展的(de)趨勢。
2 生(sheng)物農藥(yao)的概念及(ji)分類
生物(wu)(wu)農(nong)藥是(shi)指利(li)用生物(wu)(wu)活(huo)體(真菌(jun)、細菌(jun)、昆(kun)蟲病(bing)毒、轉基因生物(wu)(wu)、天敵(di)等(deng))或其代(dai)謝產物(wu)(wu)(信息素、生長(chang)素、萘(nai)乙酸(suan)、2,4-滴等(deng))及植物(wu)(wu)提取物(wu)(wu)等(deng),針對農(nong)業有害生物(wu)(wu)進行(xing)殺滅或抑制的制劑。
在中國,傳(chuan)統的(de)生(sheng)物(wu)農(nong)藥僅指微生(sheng)物(wu)農(nong)藥。隨(sui)著科學技術的(de)快速發展,對生(sheng)物(wu)農(nong)藥的(de)概念和類別的(de)探討也(ye)引起了廣泛的(de)關注。
張(zhang)興等于2002年(nian)系統地給(gei)出了(le)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)農(nong)藥的(de)概念、分(fen)類及(ji)特點,并得到了(le)業界的(de)認(ren)可(ke)。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)農(nong)藥是指(zhi)可(ke)用來防除病(bing)、蟲(chong)、草等有害生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)體本身(shen)及(ji)源于生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu),并可(ke)作為“農(nong)藥”的(de)各種生(sheng)(sheng)理活(huo)性物(wu)(wu)(wu)質。
在2017年(nian)11月(yue)施行的《農(nong)(nong)(nong)藥(yao)登(deng)記(ji)資料要求》中,雖然沒有(you)明確(que)生物(wu)農(nong)(nong)(nong)藥(yao)的定義,但按照來源(yuan)將農(nong)(nong)(nong)藥(yao)分為化學農(nong)(nong)(nong)藥(yao)、生物(wu)化學農(nong)(nong)(nong)藥(yao)、微(wei)生物(wu)農(nong)(nong)(nong)藥(yao)、植(zhi)物(wu)源(yuan)農(nong)(nong)(nong)藥(yao),其中微(wei)生物(wu)代謝物(wu)(農(nong)(nong)(nong)用抗生素)在登(deng)記(ji)方(fang)面要求等同于化學農(nong)(nong)(nong)藥(yao),不過一直沒有(you)明確(que)的定義。
此前一般認為生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)農藥(yao)(yao)包(bao)含后3類(lei),即生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)化(hua)學(xue)(xue)農藥(yao)(yao)、微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)農藥(yao)(yao)(含農藥(yao)(yao)抗生(sheng)(sheng)素(su))和植物(wu)(wu)源(yuan)農藥(yao)(yao)。但是(shi)需(xu)要特別注意(yi)的是(shi),今年8月農業農村部在十三屆全國人大會(hui)議的答復(fu)中明確指(zhi)出,生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)農藥(yao)(yao)主(zhu)要包(bao)括生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)化(hua)學(xue)(xue)農藥(yao)(yao)、微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)農藥(yao)(yao)和植物(wu)(wu)源(yuan)農藥(yao)(yao),農用抗生(sheng)(sheng)素(su)不包(bao)括在內(nei)。
至(zhi)此,農用抗生(sheng)素(su)從生(sheng)物農藥(yao)中徹底除名。
在(zai)美國,生(sheng)(sheng)物(wu)農藥(yao)是指(zhi)來源(yuan)于(yu)動(dong)植(zhi)物(wu),細菌(jun),礦物(wu)質等天(tian)然材料或與天(tian)然來源(yuan)結構(gou)相似,功能相同的(de)農藥(yao),包括:生(sheng)(sheng)物(wu)化(hua)學農藥(yao)(天(tian)然產生(sheng)(sheng)的(de)),微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)農藥(yao),植(zhi)物(wu)嵌入式(shi)保護劑。
3 生(sheng)物農(nong)藥的特點
關于生物農藥的特點,也有多位學者進行了探討和分析。目前,較(jiao)為一(yi)致的觀(guan)點是:專(zhuan)一(yi)性(xing)強,活性(xing)高(gao),對(dui)環境安全,不(bu)易(yi)產生抗(kang)藥(yao)性(xing),對(dui)非(fei)靶標生物相對(dui)安全,開(kai)發(fa)利用(yong)途徑多,作(zuo)用(yong)機理不(bu)同于常(chang)規農(nong)藥(yao),種類繁(fan)多,研發(fa)的選擇余地大。當然,還(huan)表現出作(zuo)用(yong)速度較(jiao)慢,開(kai)發(fa)及使用(yong)成本較(jiao)高(gao)等特點。
4 生(sheng)物農藥(yao)產(chan)業(ye)化現狀(zhuang)
全國生物農藥生產企業200多家,生物農藥產量14萬噸,約占全國農藥生產企業的6.7%,年產值約216.27億元,占整個農藥總產值的8%左右。某些明星產品如井岡霉素、赤霉素、阿維菌素、Bt四個品種的年產值均超過1億元,且中國是井岡霉素、赤霉素和阿維菌素的最大生產國。苦參堿、阿泰靈、殼寡糖和蕓苔素內酯等產品發展迅猛,市場份額逐年(nian)擴大。印(yin)楝(lian)素、魚藤(teng)酮(tong)、白僵(jiang)菌(jun)、綠僵(jiang)菌(jun)、木霉菌(jun)等推(tui)廣應(ying)(ying)用效果良好。害蟲天敵的生產與利用技術達國際領先水平,例如赤眼蜂的年(nian)繁蜂量100億(yi)頭(tou)左(zuo)右,應(ying)(ying)用面(mian)(mian)積133.3萬hm2以上(shang),是全(quan)球(qiu)應(ying)(ying)用面(mian)(mian)積最大的國家。
5 我(wo)國生物農藥登記(ji)情況匯(hui)總(zong)(截至(zhi)2019年3月(yue)底)
5.1 生物化(hua)學農(nong)藥
共17余種有效(xiao)成(cheng)分,432個(ge)登記,涉(she)及218個(ge)生產(chan)企業。
主要有(you):乙(yi)烯(xi)利、赤(chi)(chi)霉(mei)酸、氨(an)基寡(gua)糖(tang)(tang)素(su)、吲哚乙(yi)酸、S-誘抗素(su)等。登記數量最(zui)多的(de)產品(pin)是乙(yi)烯(xi)利、赤(chi)(chi)霉(mei)酸和氨(an)基寡(gua)糖(tang)(tang)素(su)3大類,占了總數的(de)58%。廠家(jia)主要是安邦電化(乙(yi)烯(xi)利系列(lie));海(hai)南正業中(zhong)農(氨(an)基寡(gua)糖(tang)(tang)素(su)系列(lie)復配為主);錢江生(sheng)化、江蘇豐(feng)源、江西(xi)新瑞豐(feng)、三浦百(bai)草等(赤(chi)(chi)霉(mei)酸系列(lie));云(yun)南云(yun)大(蕓苔素(su)內酯(zhi)系列(lie))等。
5.2 微生(sheng)物農藥
共22種有效成分,468個(ge)登(deng)記,205個(ge)生(sheng)產企業。
主(zhu)要有:蘇云金桿(gan)菌(jun)(jun)、枯草芽孢杄菌(jun)(jun)、蠟質(zhi)芽孢杄菌(jun)(jun)、棉鈴蟲(chong)核(he)型多角(jiao)體病毒、球孢白僵菌(jun)(jun)、木霉菌(jun)(jun)、斜紋夜蛾核(he)型多角(jiao)體病毒等。登記(ji)數量(liang)最多的前3大產品是蘇云金桿(gan)菌(jun)(jun)、枯草芽孢杄菌(jun)(jun)和蠟質(zhi)芽孢杄菌(jun)(jun),占了總數的73%。廠家主(zhu)要是武(wu)漢科諾、武(wu)漢楚(chu)強(qiang)、湖北康欣(xin)、江西天人、浦城(cheng)綠安等。
5.3 植物源農藥
共11種(zhong)有效成分,192個登(deng)記,涉及(ji)124個生產企(qi)業。
主要有:煙堿、苦參堿、小檗堿、印楝素、魚藤酮、藜蘆堿、檸檬烯、蕓苔素內酯、樟腦、除蟲菊素、蛇床子素、苦皮藤素、桉油精、八角茴香油、大黃素甲醚、狼毒素、雷公藤甲素、香芹酚、大蒜素、右旋樟腦、莪術醇、補骨脂種子提(ti)(ti)取(qu)物、銀杏果(guo)提(ti)(ti)取(qu)物、博落回提(ti)(ti)取(qu)物、甾烯(xi)醇、萜烯(xi)醇等。登記(ji)數(shu)量最多的前3大產品(pin)是苦(ku)參堿、魚(yu)藤酮和印楝素(su),占了總數(shu)的84%(苦(ku)參堿類(lei)產品(pin)就占了一(yi)半以上,57%)。廠家主要是成都新朝陽、清(qing)源保、廣(guang)東園田、三浦(pu)百草、內(nei)蒙(meng)帥旗等。
6 前景(jing)與展望
盡(jin)管生物農藥(yao)發(fa)展極為迅速,然而在(zai)其(qi)研發(fa)、應用及(ji)管理(li)中均存(cun)在(zai)一些問題(ti):新材(cai)(cai)料、低成本材(cai)(cai)料嚴重(zhong)不足,導致生物農藥(yao)新產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)種類少,且成本高(gao);活性(xing)測(ce)定、效果評判及(ji)產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)質量標(biao)準尚不夠(gou)(gou)嚴謹(jin),限制(zhi)了新產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)研發(fa)速度(du);在(zai)產(chan)(chan)(chan)業化及(ji)應用中,工藝較為復雜或產(chan)(chan)(chan)率低、生產(chan)(chan)(chan)周期長、劑型(xing)不夠(gou)(gou)豐富、施藥(yao)技術落后(hou)、成本較高(gao)等(deng)問題(ti)限制(zhi)了生物農藥(yao)新產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)產(chan)(chan)(chan)量及(ji)推廣應用;相關法律的(de)(de)缺失、政策保(bao)障缺乏以及(ji)知識產(chan)(chan)(chan)權(quan)的(de)(de)侵權(quan)等(deng)是生物農藥(yao)管理(li)中存(cun)在(zai)的(de)(de)嚴重(zhong)問題(ti)。
針(zhen)對上述(shu)問題,我(wo)們認為(wei)生物農藥重點研(yan)發方向(xiang)有如下幾個方面(mian):
6.1 活性生物資(zi)源(yuan)的篩(shai)選
活(huo)性生物(wu)(wu)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)的篩(shai)選是生物(wu)(wu)農(nong)藥新(xin)品種(zhong)創制(zhi)的重要源(yuan)(yuan)頭,也是活(huo)性化(hua)合物(wu)(wu)新(xin)結構類型變化(hua)的重要來源(yuan)(yuan),堅(jian)持從(cong)不(bu)同的環境中篩(shai)選活(huo)性微生物(wu)(wu)菌株和植(zhi)物(wu)(wu)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)將為生物(wu)(wu)農(nong)藥新(xin)產品的持續開發奠定堅(jian)實的基(ji)礎。
6.2 生物農藥新品種的創制與產業化
根據中國的資源優勢,有(you)針對性的開展生物(wu)農藥新(xin)產品(pin)創制與轉化,并通過工程化配套,生產出具有(you)市場(chang)競爭力的生物(wu)農藥新(xin)產品(pin),為糧食安(an)全生產和(he)食品(pin)安(an)全保駕(jia)護航。
6.3 基(ji)因挖掘(jue)
高(gao)毒(du)(du)力、高(gao)產、高(gao)穩定性工(gong)程菌(jun)株(zhu)選育與(yu)構建及毒(du)(du)力(素)基因挖(wa)掘(jue)。
6.4 生物農藥(yao)活性(xing)物質生物合成途徑及生物反應器
由(you)于(yu)植(zhi)物(wu)源(yuan)農藥資源(yuan)的有限(xian)性(xing)極大(da)的限(xian)制了其(qi)(qi)應用與(yu)發(fa)展,生物(wu)合成技(ji)術(shu)在解決(jue)(jue)植(zhi)物(wu)資源(yuan)大(da)規模生產(chan)上有廣(guang)闊的應用前景。細胞培(pei)養、發(fa)狀根培(pei)養及(ji)基因工程技(ji)術(shu)的發(fa)展,必將在植(zhi)物(wu)源(yuan)農藥的研究開(kai)發(fa)和應用中發(fa)揮決(jue)(jue)定性(xing)的作用,與(yu)此(ci)相匹配的生物(wu)反應器研究為其(qi)(qi)產(chan)業化(hua)和規模化(hua)生產(chan)提供有效途徑。
6.5 天(tian)然(ran)產物揮發物的研發與利用
利用精(jing)油(you)類化合(he)物易(yi)(yi)揮發、環境相容性(xing)(xing)好、易(yi)(yi)降解(jie)、毒性(xing)(xing)低、害蟲不易(yi)(yi)產生抗性(xing)(xing)等優點,研(yan)制和開發符(fu)合(he)人們對無公害化的純天然源產品。
6.6 微生物(wu)組技術研究(jiu)與(yu)應用
微生(sheng)物(wu)組技術(土壤改良劑(ji)、種衣劑(ji)、殺線劑(ji)等)在種植(zhi)業中(zhong)可(ke)以(yi)降解農(nong)藥、種子包衣、土壤酸(suan)化、鹽(yan)堿化修復、土壤病蟲(chong)害防治與保(bao)護(hu)農(nong)作(zuo)物(wu)免(mian)受有害生(sheng)物(wu)為害,將逐(zhu)漸凸顯(xian)其不可(ke)替(ti)代的(de)作(zuo)用。
6.7 生物農(nong)藥的作物全程防控(kong)技術集成與應用
以(yi)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)農(nong)藥為(wei)主(zhu)的(de)作物(wu)(wu)(wu)有(you)(you)害生(sheng)物(wu)(wu)(wu)全程防控技(ji)(ji)術集成(cheng)與應(ying)用。針(zhen)對特定(ding)作物(wu)(wu)(wu)上可能發生(sheng)的(de)病、蟲、草(cao)等制定(ding)出系(xi)統的(de)防治方案(an),建立與應(ying)用以(yi)作物(wu)(wu)(wu)為(wei)主(zhu)的(de)全程病蟲害生(sheng)物(wu)(wu)(wu)農(nong)藥防控技(ji)(ji)術體(ti)系(xi),有(you)(you)效減少化(hua)學農(nong)藥和(he)化(hua)肥等投入(ru)品的(de)使用,進而提升特色經濟作物(wu)(wu)(wu)品質。
6.8 生(sheng)物農藥新劑型專用植保器械裝備的應(ying)用研究
生物農藥(yao)新劑型的(de)(de)研發應(ying)當遵循(xun)生物農藥(yao)的(de)(de)特(te)點,以安全、水基、控緩釋、精準(zhun)等(deng)為(wei)主(zhu),且應(ying)滿足(zu)無人機施藥(yao)的(de)(de)技術要求(qiu)。植保無人機載(zai)液量(liang)較(jiao)小,多(duo)采用低(di)量(liang)噴灑技術,用水量(liang)少甚至可不用水,航(hang)空施藥(yao)高度相對(dui)較(jiao)低(di),飄移(yi)少,可空中懸(xuan)停,與GPS系統配(pei)合,因此(ci)生物農藥(yao)新劑型的(de)(de)研發應(ying)與上述特(te)點相一(yi)致(zhi)。
6.9 生物(wu)農(nong)藥殘渣綜(zong)合利用及(ji)藥肥水一體(ti)化研究
采用(yong)堆(dui)肥(fei)等方法處理生(sheng)物農藥殘渣,并添加(jia)合(he)適的(de)微生(sheng)物菌株,堆(dui)制出可防(fang)(fang)(fang)治多(duo)種植物病害的(de)多(duo)功效(xiao)有機藥肥(fei),以(yi)解決資源的(de)循環利用(yong)。同時,將廢物綜合(he)利用(yong)、農業措施與生(sheng)物防(fang)(fang)(fang)治有機地結合(he)起來,形(xing)成防(fang)(fang)(fang)治地下(xia)病蟲害的(de)一個新途徑。
7 市場前景
隨著中(zhong)國“農(nong)產(chan)品安(an)全和環(huan)境安(an)全”戰略需求(qiu)的穩步推(tui)進,IPP理(li)(li)論(lun)(綜合性農(nong)業(ye)(ye)生產(chan)與保護)也將(jiang)越來越受(shou)到重(zhong)視,而作為(wei)農(nong)業(ye)(ye)生產(chan)的重(zhong)要投入(ru)品生物農(nong)藥(yao)在(zai)IPP理(li)(li)論(lun)的實(shi)踐(jian)中(zhong)占(zhan)有(you)非常重(zhong)要的地位,在(zai)解決上(shang)(shang)述生物農(nong)藥(yao)產(chan)業(ye)(ye)發展(zhan)關鍵(jian)瓶(ping)頸和重(zhong)大發展(zhan)難題的基(ji)礎上(shang)(shang),生物農(nong)藥(yao)產(chan)業(ye)(ye)必將(jiang)迎(ying)來新(xin)的發展(zhan)機(ji)會(hui),更應(ying)有(you)其(qi)廣闊的發展(zhan)和使用的市場(chang)空(kong)間。