生物農(nóng)藥
——未來農(nóng)藥發(fā)展的新趨勢(shì)

文|邱德文 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所

編輯|知一

生物農(nóng)藥
——未來農(nóng)藥發(fā)展的新趨勢(shì)

文|邱德文 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所

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邱德文

2015年農(nóng)業(yè)部制定出臺(tái)了《農(nóng)業(yè)部關(guān)于打好農(nóng)業(yè)面源污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的實(shí)施意見》以下簡(jiǎn)稱《意見》，該《意見》重點(diǎn)在于解決當(dāng)前的農(nóng)業(yè)污染問題，力爭(zhēng)到2020年農(nóng)業(yè)面源污染加劇的趨勢(shì)得到有效遏制，實(shí)現(xiàn)“一控兩減三基本”。其中“兩減”就是要減少化肥和農(nóng)藥使用量。在新政策、新形勢(shì)下我國(guó)農(nóng)藥行業(yè)未來將會(huì)朝著綠色、生態(tài)的方向發(fā)展。

30年來，盡管我國(guó)農(nóng)藥生產(chǎn)出來了多種類、劇毒的農(nóng)藥，但是重大病蟲害區(qū)域性災(zāi)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(yán)峻。國(guó)內(nèi)化學(xué)農(nóng)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(shí)代發(fā)展主題不符。同時(shí)，過量使用化學(xué)農(nóng)藥致使我國(guó)的糧食安全面臨嚴(yán)重的威脅，數(shù)據(jù)顯示，每年僅因蔬菜農(nóng)藥殘留超標(biāo)導(dǎo)致的中毒事故就達(dá)10萬人次，造成的外貿(mào)損失高達(dá)70億美元，我國(guó)每年遭受農(nóng)藥殘留污染的作物面積達(dá)12億畝，其中污染嚴(yán)重的比率達(dá)40%，“毒豇豆”、“毒節(jié)瓜”等事件還在我國(guó)不同地區(qū)持續(xù)上演。

生物農(nóng)藥的發(fā)展是時(shí)代的需要

利用對(duì)環(huán)境友好、生態(tài)和諧和有利食品安全等措施來防控農(nóng)作物病蟲害已經(jīng)成為了世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，是保障當(dāng)前國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)心的糧食安全和環(huán)境安全的重要措施之一?！熬G色防控”既是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)的保障,又符合保護(hù)生物多樣性、保護(hù)生態(tài)安全的需求。特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和農(nóng)產(chǎn)品安全的日益關(guān)注,該學(xué)科在國(guó)際上又贏得了新的關(guān)注與新的發(fā)展機(jī)遇,在植物保護(hù)學(xué)學(xué)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(nóng)藥是綠色防控的重要一環(huán)。

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

發(fā)展生物農(nóng)藥是糧食安全、生態(tài)安全和環(huán)境安全需要。對(duì)于解決農(nóng)產(chǎn)品及糧食農(nóng)藥殘留污染嚴(yán)重超標(biāo)問題，改善生態(tài)環(huán)境，增強(qiáng)有益微生物，增強(qiáng)土壤保護(hù)作用，加強(qiáng)土壤對(duì)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(nóng)藥是綠色發(fā)展的需要。黨的十八大五中全會(huì)提出了創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享等五位一體的發(fā)展新理念。這對(duì)新時(shí)期我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有革命性意義。隨著我國(guó)城鄉(xiāng)居民收入水平的提高和人民生活水平的提高，我國(guó)居民對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視程度不斷提高；“十三五”期間，黨和國(guó)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(shè)新格局；加大環(huán)境治理力度，實(shí)行最嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)制度，實(shí)行化學(xué)農(nóng)藥零增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)化肥、農(nóng)藥的雙減目標(biāo)，一定會(huì)帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新亮點(diǎn)。

發(fā)展生物農(nóng)藥是生態(tài)文明建設(shè)的需要。黨的十八大以來以生態(tài)文明建設(shè)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會(huì)建設(shè)等五個(gè)建設(shè)為著力點(diǎn)，努力建設(shè)美麗中國(guó)，實(shí)現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展。黨的十八大報(bào)告首次首次把“美麗中國(guó)”作為未來生態(tài)文明建設(shè)的宏偉目標(biāo)，把生態(tài)文明建設(shè)擺在總體布局的高度來論述，要實(shí)現(xiàn)真正的國(guó)富民強(qiáng)，必須守住“綠水青山”。

我國(guó)的生物農(nóng)藥研發(fā)取得長(zhǎng)足地發(fā)展

廣義上的生物農(nóng)藥包括昆蟲天敵、植物源農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因農(nóng)藥、生物化學(xué)農(nóng)藥和抗生素農(nóng)藥。我國(guó)的微生物農(nóng)藥生產(chǎn)已初具規(guī)模，我國(guó)是Bt、阿維菌素、井岡霉素的生產(chǎn)與應(yīng)用及出口大國(guó)，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(nóng)藥發(fā)酵產(chǎn)抗逆性孢子工藝取得突破。傳統(tǒng)微生物農(nóng)藥生產(chǎn)工藝、應(yīng)用推廣面積和產(chǎn)品質(zhì)量都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。同時(shí)，我國(guó)害蟲天敵的生產(chǎn)與利用技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，赤眼蜂的人工繁殖與應(yīng)用全球面積最大，年繁蜂量100億頭左右，應(yīng)用2000萬畝以上。農(nóng)用抗生素、植物源農(nóng)藥都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

投放赤眼蜂

生物農(nóng)藥發(fā)展趨勢(shì)分析

RNA干擾技術(shù)成為生物農(nóng)藥研究新方向。RNA干擾技術(shù)是國(guó)際前沿技術(shù)，目前還沒有廣泛應(yīng)用。國(guó)外主要有孟山都農(nóng)化公司、德國(guó)哥廷根大學(xué)等在研究，國(guó)內(nèi)主要有上海生命科學(xué)院、中山大學(xué)和南京農(nóng)大等在這方面取得一定成果，我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平處于相同的階段。預(yù)計(jì)RNAi干擾技術(shù)將于2020年推出可商業(yè)化的產(chǎn)品，本項(xiàng)目實(shí)施將極大促進(jìn)我國(guó)有關(guān)研究處于世界先進(jìn)和領(lǐng)先水平。

植物免疫誘導(dǎo)和激發(fā)子研究是近年綠色生態(tài)農(nóng)藥研究中新的增長(zhǎng)點(diǎn)。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(biāo)、分子機(jī)制研究亦不斷深入，并主要集中在激發(fā)子受體、誘導(dǎo)免疫反應(yīng)的信號(hào)通路、有關(guān)技術(shù)的突破將促進(jìn)植物免疫誘抗劑的快速發(fā)展。

土壤健康修復(fù)技術(shù)興起。針對(duì)我國(guó)病蟲害問題，農(nóng)藥發(fā)展也是頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳，其實(shí)很多地區(qū)的問題是土壤不健康?；兽r(nóng)藥的過度使用，以及土壤有機(jī)質(zhì)匱乏導(dǎo)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(zhǎng)，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(dá)1250億美元。土壤病蟲害化學(xué)防治往往缺少有效的解決辦法，成為世界各國(guó)農(nóng)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(jī)質(zhì)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(jìn)植物健康生長(zhǎng)。通過微生物修復(fù)技術(shù)與產(chǎn)品的創(chuàng)制,著力改善我國(guó)農(nóng)作物土壤結(jié)構(gòu),發(fā)展一個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)與產(chǎn)品體系及應(yīng)用技術(shù)。

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(shù)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(shù)實(shí)用化，在生產(chǎn)實(shí)踐中現(xiàn)已獲得了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

綠色防控配套綜合技術(shù)集成成為時(shí)代熱點(diǎn)。通過將土壤修復(fù)技術(shù)、植物免疫技術(shù)、昆蟲信息素、微生物殺菌劑、植物源農(nóng)藥和天敵昆蟲等相關(guān)技術(shù),根據(jù)其作用優(yōu)勢(shì)與作用特點(diǎn)進(jìn)行綜合技術(shù)集成,針對(duì)我國(guó)主要農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生發(fā)展特點(diǎn),開展綜合治理的研究與集成,根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求,研究適合我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要病蟲害防控的綜合技術(shù)集成體系和解決方案.為我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

我國(guó)生物農(nóng)藥機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

RNA干擾技術(shù)是國(guó)際前沿技術(shù)，目前還沒有廣泛應(yīng)用。國(guó)外主要有孟山都農(nóng)化公司、德國(guó)哥廷根大學(xué)等在研究，國(guó)內(nèi)主要有上海生命科學(xué)院、中山大學(xué)和南京農(nóng)大等在這方面取得一定成果，我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平處于相同的階段。

德國(guó)拜耳作物科學(xué)公司于2012年8月高調(diào)宣稱以4.25億美元成功地收購(gòu)了美國(guó)AgraQuest生物技術(shù)公司，拜耳集團(tuán)隨后推出了Serenade品牌生物農(nóng)藥；瑞士先正達(dá)公司以1.13億美元收購(gòu)Pasteuria生物科學(xué)公司；2013年1月德國(guó)拜耳作物科學(xué)公司再次成功地收購(gòu)了德國(guó)的ProphytaGmbH生物科學(xué)公司，此次收購(gòu)不但是收購(gòu)公司新產(chǎn)品、新專利也包括收購(gòu)有關(guān)公司的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室和新制劑規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)；拜耳公司通過收購(gòu)以色列的生物農(nóng)藥公司AgroGreen的堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌技術(shù)，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(jìn)入市場(chǎng)；巴斯夫公司以10.2億美金收購(gòu)BeckerUnderwood增強(qiáng)巴斯夫的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，尤其是在快速增長(zhǎng)的種子處理市場(chǎng)……

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

與國(guó)際生物農(nóng)藥發(fā)展相比，我國(guó)生物農(nóng)藥發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。農(nóng)用抗生素在生物源農(nóng)藥產(chǎn)品數(shù)量中所占比例最高，達(dá)69.66%，農(nóng)用抗菌素生產(chǎn)廠家數(shù)量仍為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其數(shù)量占總生物農(nóng)藥生產(chǎn)廠家的54.6%；植物源農(nóng)藥發(fā)展較快，研發(fā)的有效成分種類已占到生物源農(nóng)藥總數(shù)的30%，生產(chǎn)廠家已占到14.4%；微生物農(nóng)藥的登記種類基本上變化不大，Bt、枯草芽孢桿菌還是主導(dǎo)產(chǎn)品；植物疫苗登記種類呈現(xiàn)上漲之勢(shì)，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(nóng)藥均有3-5個(gè)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(nóng)藥的90%以上。整體來看，我國(guó)生物源農(nóng)藥在整個(gè)農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)中的比重很低，2012年中國(guó)的生物源農(nóng)藥年產(chǎn)量約為29萬噸，約占農(nóng)藥總產(chǎn)量355萬噸的8%，可以看出，生物源農(nóng)藥的單劑產(chǎn)品所占市場(chǎng)份額較低。

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

認(rèn)識(shí)超前，積極性、主動(dòng)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(gè)層面上對(duì)生物源農(nóng)藥的認(rèn)識(shí)已有大幅度的提高。在政府的倡導(dǎo)、科研人員的努力下，我們已經(jīng)有了足夠多的，具自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。特別值得一提的是，我國(guó)不少企業(yè)界精英獨(dú)具慧眼，積極、主動(dòng)的投入到這一主戰(zhàn)場(chǎng)，使我國(guó)該領(lǐng)域的面貌煥然一新！

主動(dòng)聯(lián)合，初步形成群體優(yōu)勢(shì)。生物源農(nóng)藥領(lǐng)域的各界人士，以多種形式，包括私下、面上，個(gè)人、單位，形成組合，建立團(tuán)隊(duì)等，已初步形成了協(xié)同發(fā)展的趨勢(shì)。特別是我們“生物農(nóng)藥與生物防治產(chǎn)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟”的成立，標(biāo)志著我國(guó)該領(lǐng)域已正式有了自己的組織，有了自己的“家”并抱成了團(tuán)！

注重產(chǎn)品質(zhì)量，初步形成了品牌效應(yīng)。近幾年來，由于市場(chǎng)的需求，特別是有機(jī)生產(chǎn)（主要是公司行為）市場(chǎng)的要求，大多數(shù)企業(yè)都已充分認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量的重要性。貨真價(jià)實(shí)的生物源農(nóng)藥品種基本上可以滿足有機(jī)、綠色生產(chǎn)的要求。有關(guān)企業(yè)在產(chǎn)品質(zhì)量方面下狠手，保證了使用單位的產(chǎn)品質(zhì)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(nóng)藥-農(nóng)產(chǎn)品的品牌對(duì)口。

逐步由單純的買農(nóng)藥走向買系統(tǒng)方案。由于生物源農(nóng)藥的主要目標(biāo)市場(chǎng)不同于常規(guī)藥，所以在市場(chǎng)交易流通也應(yīng)有其特色。其最大的優(yōu)勢(shì)就是可保證所使用對(duì)象的農(nóng)產(chǎn)品中達(dá)到化學(xué)農(nóng)藥低或零殘留。但是如果僅僅少數(shù)品種是不可能達(dá)到這一目的的，所以就不能僅針對(duì)某一作物、某一有害生物來形成市場(chǎng)交易。解決這一矛盾的根本途徑就是針對(duì)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?！钡睦碚搧砭C合治理，從而達(dá)到治標(biāo)又治本的目的。