我國微生物農(nóng)藥在糧食作物上應(yīng)用回顧及發(fā)展建議

卓富彥，張宏軍，劉萬才，張 杰

（1.全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京 100125；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/植物病蟲害綜合治理全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所，北京 100125）

加快生物農(nóng)藥研發(fā)及應(yīng)用是保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、加快農(nóng)業(yè)全面綠色轉(zhuǎn)型的重要舉措。2022 年11 月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《到2025 年化肥減量化行動方案》明確提出，“十四五”期間，推廣應(yīng)用生物農(nóng)藥，淘汰低效、高風(fēng)險農(nóng)藥品種，開展病蟲害綠色防控提升行動。作為生物農(nóng)藥的主要組成部分，微生物農(nóng)藥憑借靶標(biāo)性強(qiáng)、殺蟲譜廣、持效期長、不易產(chǎn)生抗性以及對人、畜、天敵、農(nóng)作物和自然環(huán)境友好安全等特點(diǎn)，日益發(fā)展成為應(yīng)用面積突出、市場認(rèn)可程度高的主流生物農(nóng)藥類型[1,2]。小麥、水稻、玉米是我國三大糧食作物，確保糧食作物綠色生產(chǎn)、切實(shí)減少病蟲為害損失是保障中國口糧絕對安全的應(yīng)有之義。本文在國家大力推動農(nóng)作物病蟲害綠色防控、社會高度重視農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的背景下，以利用微生物農(nóng)藥防治主要糧食作物病蟲害為切入點(diǎn)，梳理總結(jié)了近年來的微生物農(nóng)藥推廣應(yīng)用取得的成效及存在的問題，并對未來微生物農(nóng)藥發(fā)展提出了建議與展望。

1 發(fā)展概況

微生物農(nóng)藥是指以細(xì)菌、真菌、病毒和原生動物或經(jīng)基因修飾的微生物等活體為有效成分，通過以菌抑菌、以菌治蟲、以菌除草的方式，廣泛用于病、蟲、草、鼠等有害生物防治的生物源農(nóng)藥。微生物農(nóng)藥常劃分為細(xì)菌、真菌、病毒、原生動物等類型，分別以蘇云金芽胞桿菌、枯草芽胞桿菌、綠僵菌、核型多角體病毒、微孢子蟲為主要的應(yīng)用代表[3]。微生物農(nóng)藥應(yīng)用范疇以防治害蟲為主，尤其是針對鱗翅目害蟲。據(jù)中國農(nóng)藥信息網(wǎng)查詢顯示，在微生物農(nóng)藥登記的產(chǎn)品中，主要以細(xì)菌類為主，真菌類和病毒類為輔，其中蘇云金芽胞桿菌、枯草芽胞桿菌、球孢白僵菌的登記產(chǎn)品數(shù)量最多。截至2021 年，以有效成分的登記數(shù)量測算，微生物農(nóng)藥54 種，占全部農(nóng)藥登記品種7%，以農(nóng)藥制劑產(chǎn)品的登記數(shù)量測算，微生物農(nóng)藥542個，占全部農(nóng)藥登記品種的1.3%，其中蘇云金芽胞桿菌、枯草芽胞桿菌、棉鈴蟲核型多角體病毒、金龜子綠僵菌CQMa421 和多粘類芽胞桿菌KN-03 等農(nóng)藥品種的年產(chǎn)量位居市場前列[4]。企業(yè)對微生物農(nóng)藥的研發(fā)力度不斷加強(qiáng)，2018―2023 年共登記了82 個新農(nóng)藥，其中微生物農(nóng)藥21 個，包括撕裂蠟孔菌GXMS1、哈茨木霉菌DS-10、蘇云金芽胞桿菌HAN055、殺線蟲芽胞桿菌 B16、球孢白僵菌ZJU435、哈茨木霉菌LTR-2 等，占總有效成分?jǐn)?shù)量的25.6%。

在政府重視引領(lǐng)、企業(yè)研發(fā)創(chuàng)新、市場積極使用等多方面推動下，微生物農(nóng)藥逐漸成為夯實(shí)農(nóng)作物綠色防控的重要抓手，在農(nóng)作物上年均應(yīng)用面積穩(wěn)定在3000 萬hm2次以上，糧食作物年均應(yīng)用保持在2500萬hm2次以上。新頒布實(shí)施的《農(nóng)作物病蟲害防治條例》提出，農(nóng)作物病蟲害防治要堅持綠色防控，推動各級植保機(jī)構(gòu)加強(qiáng)對微生物農(nóng)藥等綠色防控技術(shù)的應(yīng)用力度，助推微生物農(nóng)藥在糧食作物上大面積推廣。2011 年以來，連續(xù)將微生物農(nóng)藥納入全國糧食作物病蟲害防控技術(shù)方案，多次列入主推技術(shù)，推動將微生物農(nóng)藥應(yīng)用納入全國綠色防控示范縣、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全示范縣、糧食綠色高質(zhì)高效示范區(qū)等創(chuàng)建的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，不斷提高微生物農(nóng)藥的科學(xué)性和適用性。

2 應(yīng)用回顧

近年來，隨著政策、技術(shù)、市場等條件日益成熟，我國微生物農(nóng)藥的推廣應(yīng)用面積逐步穩(wěn)定，主要用于農(nóng)作物病害和蟲害防治，年均應(yīng)用面積約為3762 萬hm2次。其中治蟲面積（2066 萬hm2次）大于防病面積（1696 萬hm2次）。微生物農(nóng)藥在水稻、小麥、玉米等上應(yīng)用最為廣泛，成為糧食作物重大病蟲害防治的重要抓手之一，有力地鞏固提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和生態(tài)環(huán)境安全水平。

2.1 應(yīng)用面積

2018 年以來，微生物農(nóng)藥在糧食作物上的應(yīng)用面積約為2500 萬hm2次，占到微生物農(nóng)藥在農(nóng)作物應(yīng)用總面積的65%以上，其中年均防病面積約為1216 萬hm2次，年均治蟲面積約為1284 萬hm2次。從面積變化趨勢來看，微生物農(nóng)藥整體應(yīng)用面積發(fā)展較為平穩(wěn)，其中2020 年應(yīng)用面積最大，達(dá)到2572 萬hm2次（圖1）。微生物農(nóng)藥防病面積穩(wěn)中有降，從2018 年的1278 萬hm2次，下降到2021 年的1159 萬hm2次，而微生物農(nóng)藥治蟲面積穩(wěn)中有升，從2018 年的1214 萬hm2次，上升到2021 年的1258 萬hm2次，初步分析，以上變化趨勢與近年來糧食作物的害蟲發(fā)生面積和強(qiáng)度高于病害有關(guān)。

圖1 2018―2021 年微生物農(nóng)藥的總體應(yīng)用面積Fig.1 The overall application area of microbiological pesticides from 2018 to 2021

2.2 應(yīng)用作物

2018―2021 年，微生物農(nóng)藥在糧食作物上應(yīng)用面積總體保持平穩(wěn)，在水稻上的年均應(yīng)用面積約為1742萬hm2次，小麥約為424 萬hm2次，玉米約為333 萬hm2次（圖2）。在作物對象方面，微生物農(nóng)藥在水稻的應(yīng)用面積最大、推廣范圍最廣，大幅超過其他作物，防控病蟲害較為突出，農(nóng)戶使用接受程度較高。微生物農(nóng)藥在水稻上的應(yīng)用面積位居前列，初步分析，這與近年來稻漁綜合種養(yǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展壯大密切有關(guān)，通過將種稻和養(yǎng)魚（蝦、蟹、鰍、鱉、蛙等）結(jié)合，構(gòu)建稻漁共生互促系統(tǒng)，這限制了對水產(chǎn)品有害的化學(xué)農(nóng)藥使用，促進(jìn)了對稻田環(huán)境友好的微生物農(nóng)藥投入，進(jìn)一步推動了微生物農(nóng)藥在水稻上應(yīng)用。

圖2 2018―2021 年微生物農(nóng)藥在不同糧食作物上的應(yīng)用面積Fig.2 The application area of microbiological pesticides on different grain crops from 2018 to 2021

2.3 應(yīng)用區(qū)域

2018 年以來，微生物農(nóng)藥在各糧食主產(chǎn)區(qū)均有使用，在華北地區(qū)年均使用面積約為91 萬hm2次，東北地區(qū)約為50 萬hm2次，華東地區(qū)約為1280 萬hm2次，華中地區(qū)約為678 萬hm2次，華南地區(qū)約為207萬hm2次，西南地區(qū)約為147 萬hm2次，西北地區(qū)約為40 萬hm2次，其中華東和華中地區(qū)年均應(yīng)用面積超過600 萬hm2次，江西、江蘇、湖南、安徽、湖北、廣東等省應(yīng)用面積位居前列（圖3）。從變化特點(diǎn)來看，大部分區(qū)域的微生物農(nóng)藥應(yīng)用面積總體保持穩(wěn)定，但華北地區(qū)2021 年應(yīng)用面積約為50 萬hm2次，同比減少45.90%，下降趨勢明顯。初步分析，近年來內(nèi)蒙古大力推廣赤眼蜂等天敵措施，防治玉米等病蟲害效果明顯，直接導(dǎo)致華北地區(qū)微生物農(nóng)藥使用量減少和應(yīng)用面積下降。

圖3 2018―2021 年微生物農(nóng)藥在不同區(qū)域糧食作物上的應(yīng)用面積Fig.3 The application area of microbiological pesticides on grain crops in different regions from 2018 to 2021

3 存在問題

近來年，隨著我國病蟲害綠色防控深入推進(jìn)，微生物農(nóng)藥發(fā)展取得長足發(fā)展，企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品種類不斷豐富，市場價值不斷凸顯，但同發(fā)達(dá)國家成熟的發(fā)展模式相比，我國微生物農(nóng)藥行業(yè)在產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)范、行業(yè)發(fā)展水平、集成推廣應(yīng)用方面還存在一些不足和問題，下一步，亟需整合資源、協(xié)同攻關(guān)，強(qiáng)化微生物農(nóng)藥在糧食作物上應(yīng)用，推動微生物農(nóng)藥市場的健康有序發(fā)展。

3.1 產(chǎn)品質(zhì)量不夠規(guī)范

微生物農(nóng)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不夠健全，引領(lǐng)行業(yè)作用不夠明顯，目前標(biāo)準(zhǔn)主要集中在風(fēng)險評估、藥效試驗(yàn)等農(nóng)藥登記方面，企業(yè)產(chǎn)品田間使用標(biāo)準(zhǔn)不夠豐富，加之，化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)投入品登記上市、市場準(zhǔn)入的界限不清、管理不同，這導(dǎo)致微生物農(nóng)藥行業(yè)不夠規(guī)范[5]。一方面產(chǎn)品質(zhì)量層次不齊，從市場抽檢情況來看，部分企業(yè)存在有效成分含量不達(dá)標(biāo)、制劑產(chǎn)品成分標(biāo)注不明等問題，尤其是隱性添加氯蟲苯甲酰胺、毒死蜱、啶蟲脒等化學(xué)農(nóng)藥，成為影響行業(yè)發(fā)展的突出問題，也是市場監(jiān)管的重要內(nèi)容[2]。另一方面市場存在“以肥代藥”問題，由于微生物肥料登記周期較短、登記成本低，部分農(nóng)藥產(chǎn)品以肥料獲得主管部門登記，對外宣傳炒作農(nóng)藥用途，逃避行業(yè)質(zhì)量監(jiān)管，成為政府監(jiān)管的盲區(qū)，擾亂正常的農(nóng)資市場秩序。

3.2 產(chǎn)業(yè)水平存在短板

經(jīng)過多年發(fā)展，微生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)根基逐步夯實(shí)，但由于自身速效性較差、穩(wěn)定性較低、貨架期較短等天然短板，制約著微生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步擴(kuò)大。對于抗病的細(xì)菌類、真菌類微生物農(nóng)藥的田間效果主要取決于芽胞和孢子的固有活力以及在田間能否充分萌發(fā)，受到溫度、濕度、紫外線等環(huán)境因素影響較大，對于病毒、原生動物類和真菌等殺蟲微生物農(nóng)藥與靶標(biāo)害蟲接觸后，需要經(jīng)歷侵染、定殖、擴(kuò)增等耗時較長的過程，因此殺蟲速率相對較慢，這些難題一直存在，尚無有效破解手段。我國農(nóng)作物栽培歷史悠久，抗病殺蟲的微生物資源豐富，但從自然界提取純化再到工廠化擴(kuò)增量產(chǎn)還有差距，整體研發(fā)創(chuàng)新能力不強(qiáng)，微生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)化水平不高。

3.3 生產(chǎn)應(yīng)用力度不強(qiáng)

微生物農(nóng)藥雖契合綠色有機(jī)種植理念，但產(chǎn)品采購成本大、使用要求高，加之，當(dāng)前農(nóng)藥殘留檢測覆蓋不夠全面以及“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價”的農(nóng)產(chǎn)品市場不夠健全等因素影響，因此，同化學(xué)農(nóng)藥相比，微生物農(nóng)藥不具備價格優(yōu)勢，主要集中應(yīng)用在綠色、有機(jī)等地方重點(diǎn)糧食生產(chǎn)基地，普通農(nóng)戶接受程度較低，主動使用意愿不強(qiáng)。同時，主流微生物農(nóng)藥聚焦在單一作物部分病蟲害，不同類型微生物農(nóng)藥之間缺乏相互整合、高效銜接，不能形成針對全糧食作物、全生長周期、全生育病蟲害的全程微生物農(nóng)藥應(yīng)用方案，與其他綠色防控措施的配套應(yīng)用研究不深入，嵌入綠色防控技術(shù)體系的技術(shù)組裝、集成熟化不夠，對生產(chǎn)應(yīng)用的協(xié)同增效作用不強(qiáng)。

4 發(fā)展建議

隨著人們對農(nóng)業(yè)品質(zhì)量安全和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求不斷提高，微生物農(nóng)藥等生物農(nóng)藥將是未來農(nóng)藥發(fā)展方向，也是推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、實(shí)施病蟲害綠色防控的重要措施。2023 年中央一號文件明確提出，要加快農(nóng)業(yè)投入品減量增效技術(shù)推廣應(yīng)用，實(shí)施新一輪千億斤糧食產(chǎn)能提升行動。下一步，面對農(nóng)作物“穩(wěn)產(chǎn)量、提單產(chǎn)”的目標(biāo)任務(wù)，要著力發(fā)揮植物保護(hù)防災(zāi)減災(zāi)作用，尤其是深挖微生物農(nóng)藥的應(yīng)用潛力，通過加強(qiáng)行政推動、夯實(shí)技術(shù)攻關(guān)，強(qiáng)化集成創(chuàng)新等舉措，在政府、企業(yè)、社會的共同努力下，不斷擴(kuò)大微生物農(nóng)藥在糧食作物上的應(yīng)用面積和推廣質(zhì)量，全力以赴抓好糧食穩(wěn)產(chǎn)保供。

4.1 加強(qiáng)項(xiàng)目推動

目前，農(nóng)作物病蟲害綠色防控正處于以政府引導(dǎo)為主、市場自發(fā)為輔的發(fā)展路徑上，因此，作為綠色防控的重要抓手，微生物農(nóng)藥發(fā)展壯大更依賴于政策扶持和項(xiàng)目支持。一方面繼續(xù)在全國動植物保護(hù)能力提升工程建設(shè)等專項(xiàng)支持下，加大微生物農(nóng)藥生產(chǎn)扶持力度，逐步在全國建設(shè)打造一批行業(yè)龍頭基地；另一方面，積極向財政部門爭取在分配使用中央農(nóng)業(yè)生產(chǎn)救災(zāi)資金時，加強(qiáng)對微生物農(nóng)藥使用的支持程度，重點(diǎn)補(bǔ)助使用微生物農(nóng)藥等生物農(nóng)藥的植保專業(yè)服務(wù)組織、家庭農(nóng)場、合作社等新型經(jīng)營主體，調(diào)動推廣使用積極性，推動地方統(tǒng)防統(tǒng)治組織將使用微生物農(nóng)藥作為病害蟲防治服務(wù)的重要內(nèi)容。同時，加強(qiáng)宣傳培訓(xùn)，營造綠色防控意識，明確微生物農(nóng)藥對作物健康、環(huán)境安全等長期優(yōu)勢，營造科學(xué)使用的輿論氛圍，通過行政推動，自上而下形成發(fā)展合力，加速微生物農(nóng)藥的產(chǎn)能提升和輻射推廣。

4.2 加大技術(shù)攻關(guān)

近年來，我國三大糧食作物年均播種面積保持在9333 萬 hm2以上，而微生物農(nóng)藥在糧食作物上應(yīng)用面積不到40%，生產(chǎn)擴(kuò)繁、田間應(yīng)用等技術(shù)瓶頸問題制約著行業(yè)規(guī)?；l(fā)展，影響著微生物農(nóng)藥的質(zhì)量和效益。一方面，需要提升技術(shù)研發(fā)能力，加大生物農(nóng)藥的研發(fā)、產(chǎn)品創(chuàng)制的支持力度，圍繞適宜劑型、施用條件、施藥技術(shù)等問題短板，組織科研單位、企業(yè)和推廣部門開展聯(lián)合攻關(guān)，完善與其他農(nóng)藥復(fù)配使用的技術(shù)參數(shù)，開發(fā)自身農(nóng)藥減量的潛在優(yōu)勢，不斷擴(kuò)大微生物農(nóng)藥市場份額；另一方面，加強(qiáng)行業(yè)自律，配合市場監(jiān)管，對違規(guī)添加隱性成分、以肥代藥的企業(yè)，依法依規(guī)嚴(yán)肅處理，同時鼓勵企業(yè)通過專利保護(hù)、研發(fā)激勵等措施加大原始創(chuàng)新，加快制訂產(chǎn)品質(zhì)量和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以標(biāo)準(zhǔn)化引領(lǐng)微生物農(nóng)藥市場提檔升級。

4.3 加力集成創(chuàng)新

當(dāng)前，糧食作物病蟲害發(fā)生種類日趨多樣、發(fā)生范圍逐漸擴(kuò)大，“防重于治、治早治小”的綜合防治策略成為趨勢。微生物農(nóng)藥發(fā)展，應(yīng)主動適應(yīng)趨勢、精準(zhǔn)營銷，創(chuàng)新示范推廣方式，整合嵌入“用得上、用得起、用得好”綠色防控技術(shù)體系。一方面，產(chǎn)品營銷融入推廣體系，著力發(fā)揮農(nóng)技部門推廣優(yōu)勢，依托現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系找源頭、農(nóng)技推廣體系搭橋梁、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營體系促落地，通過本地區(qū)域性示范基地，開展技術(shù)集成、中試、驗(yàn)證，加快融合推廣應(yīng)用；另一方面，配套集成模式，以微生物農(nóng)藥使用為核心，集成組裝生態(tài)調(diào)控、理化誘控、生物防治、科學(xué)用藥等相配套的綠色防控技術(shù)模式，形成一批以生態(tài)區(qū)域?yàn)閱卧⒁约Z食作物為主線，適合不同區(qū)域、不同類型的病蟲害全程綜合治理技術(shù)，全面推動微生物農(nóng)藥的高質(zhì)高效綠色發(fā)展。