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生物農藥的發展與展望

發布時間:2019-11-19 8:19:13 來源:農博在線 作者:張莎莎

1  引言

生物農藥在保障農業豐產增收,維護生態和諧,滿足食品安全需求等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“零”增長的背景下,生物農藥掀起了“綠色風暴”,發展生物農藥是環境的需要,是時代的需要,更是全球農藥產業發展的趨勢。

 

2  生物農藥的概念及分類

生物農藥是指利用生物活體(真菌、細菌、昆蟲病毒、轉基因生物、天敵等)或其代謝產物(信息素、生長素、萘乙酸、2,4-等)及植物提取物等,針對農業有害生物進行殺滅或抑制的制劑。

 

在中國,傳統的生物農藥僅指微生物農藥。隨著科學技術的快速發展,對生物農藥的概念和類別的探討也引起了廣泛的關注。

 

張興等于2002年系統地給出了生物農藥的概念、分類及特點,并得到了業界的認可。生物農藥是指可用來防除病、蟲、草等有害生物的生物體本身及源于生物,并可作為“農藥”的各種生理活性物質。

 

2017年11月施行的《農藥登記資料要求》中,雖然沒有明確生物農藥的定義,但按照來源將農藥分為化學農藥、生物化學農藥、微生物農藥、植物源農藥,其中微生物代謝物(農用抗生素)在登記方面要求等同于化學農藥,不過一直沒有明確的定義。

 

此前一般認為生物農藥包含后3類,即生物化學農藥、微生物農藥(含農藥抗生素)和植物源農藥。但是需要特別注意的是,今年8月農業農村部在十三屆全國人大會議的答復中明確指出,生物農藥主要包括生物化學農藥、微生物農藥和植物源農藥,農用抗生素不包括在內。

 

至此,農用抗生素從生物農藥中徹底除名。

 

在美國,生物農藥是指來源于動植物,細菌,礦物質等天然材料或與天然來源結構相似,功能相同的農藥,包括:生物化學農藥(天然產生的),微生物農藥,植物嵌入式保護劑。

 

3  生物農藥的特點

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,較為一致的觀點是:專一性強,活性高對環境安全不易產生抗藥性對非靶標生物相對安全開發利用途徑多作用機理不同于常規農藥種類繁多,研發的選擇余地大。當然,還表現出作用速度較慢,開發及使用成本較高等特點。

 

4  生物農藥產業化現狀

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,市場份額逐年擴大。印楝素、魚藤酮、白僵菌、綠僵菌、木霉菌等推廣應用效果良好。害蟲天敵的生產與利用技術達國際領先水平,例如赤眼蜂的年繁蜂量100億頭左右,應用面積133.3萬hm2以上,是全球應用面積最大的國家

 

5  我國生物農藥登記情況匯總(截2019年3月底)

5.1  生物化學農藥

17余種有效成分,432個登記,涉及218個生產企業。

 

主要有:乙烯利、赤霉酸、氨基寡糖素、吲哚乙酸、S-誘抗素等。登記數量最多的產品是乙烯利、赤霉酸和氨基寡糖素3大類,占了總數的58%。廠家主要是安邦電化乙烯利系列;海南正業中農氨基寡糖素系列復配為主;錢江生化、江蘇豐源、江西新瑞豐、三浦百草等赤霉酸系列);云南云大蕓苔素內酯系列等。

 

5.2  微生物農藥

22種有效成分,468個登記,205個生產企業。

 

主要有:蘇云金桿菌、枯草芽孢杄菌、蠟質芽孢杄菌、棉鈴蟲核型多角體病毒、球孢白僵菌、木霉菌、斜紋夜蛾核型多角體病毒等。登記數量最多的前3大產品是蘇云金桿菌、枯草芽孢杄菌和蠟質芽孢杄菌,占了總數的73%。廠家主要是武漢科諾、武漢楚強、湖北康欣、江西天人、浦城綠安等。

 

5.3  植物源農藥

11種有效成分,192個登記,涉及124個生產企業。

 

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、補骨脂種子提取物、銀杏果提取物、博落回提取物、甾烯醇、萜烯醇等。登記數量最多的前3大產品是苦參堿、魚藤酮和印楝素,占了總數的84%苦參堿類產品就占了一半以上,57%。廠家主要是成都新朝陽、清源保、廣東園田、三浦百草、內蒙帥旗等。

 

6  前景與展望

盡管生物農藥發展極為迅速,然而在其研發、應用及管理中均存在一些問題:新材料、低成本材料嚴重不足,導致生物農藥新產品種類少,且成本高;活性測定、效果評判及產品質量標準尚不夠嚴謹,限制了新產品研發速度;在產業化及應用中,工藝較為復雜或產率低、生產周期長、劑型不夠豐富、施藥技術落后、成本較高等問題限制了生物農藥新產品的產量及推廣應用;相關法律的缺失、政策保障缺乏以及知識產權的侵權等是生物農藥管理中存在的嚴重問題。

 

針對上述問題,我們認為生物農藥重點研發方向有如下幾個方面:

 

6.1  活性生物資源的篩選

活性生物資源的篩選是生物農藥新品種創制的重要源頭,也是活性化合物新結構類型變化的重要來源,堅持從不同的環境中篩選活性微生物菌株和植物資源將為生物農藥新產品的持續開發奠定堅實的基礎。

 

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,有針對性的開展生物農藥新產品創制與轉化,并通過工程化配套,生產出具有市場競爭力的生物農藥新產品,為糧食安全生產和食品安全保駕護航。

 

6.3  基因挖掘

高毒力、高產、高穩定性工程菌株選育與構建及毒力基因挖掘。

 

6.4  生物農藥活性物質生物合成途徑及生物反應器

由于植物源農藥資源的有限性極大的限制了其應用與發展,生物合成技術在解決植物資源大規模生產上有廣闊的應用前景。細胞培養、發狀根培養及基因工程技術的發展,必將在植物源農藥的研究開發和應用中發揮決定性的作用,與此相匹配的生物反應器研究為其產業化和規模化生產提供有效途徑。

 

6.5  天然產物揮發物的研發與利用

利用精油類化合物易揮發、環境相容性好、易降解、毒性低、害蟲不易產生抗性等優點,研制和開發符合人們對無公害化的純天然源產品。

 

6.6  微生物組技術研究與應用

微生物組技術(土壤改良劑、種衣劑、殺線劑等)在種植業中可以降解農藥、種子包衣、土壤酸化、鹽堿化修復、土壤病蟲害防治與保護農作物免受有害生物為害,將逐漸凸顯其不可替代的作用。

 

6.7  生物農藥的作物全程防控技術集成與應用

以生物農藥為主的作物有害生物全程防控技術集成與應用。針對特定作物上可能發生的病、蟲、草等制定出系統的防治方案,建立與應用以作物為主的全程病蟲害生物農藥防控技術體系,有效減少化學農藥和化肥等投入品的使用,進而提升特色經濟作物品質。

 

6.8  生物農藥新劑型專用植保器械裝備的應用研究

生物農藥新劑型的研發應當遵循生物農藥的特點,以安全、水基、控緩釋、精準等為主,且應滿足無人機施藥的技術要求。植保無人機載液量較小,多采用低量噴灑技術,用水量少甚至可不用水,航空施藥高度相對較低,飄移少,可空中懸停,與GPS系統配合,因此生物農藥新劑型的研發應與上述特點相一致。

 

6.9  生物農藥殘渣綜合利用及藥肥水一體化研究

采用堆肥等方法處理生物農藥殘渣,并添加合適的微生物菌株,堆制出可防治多種植物病害的多功效有機藥肥,以解決資源的循環利用。同時,將廢物綜合利用、農業措施與生物防治有機地結合起來,形成防治地下病蟲害的一個新途徑。

 

7  市場前景

隨著中國“農產品安全和環境安全”戰略需求的穩步推進,IPP理論(綜合性農業生產與保護)也將越來越受到重視,而作為農業生產的重要投入品生物農藥在IPP理論的實踐中占有非常重要的地位,在解決上述生物農藥產業發展關鍵瓶頸和重大發展難題的基礎上,生物農藥產業必將迎來新的發展機會,更應有其廣闊的發展和使用的市場空間。


編輯人員:朱蓓蓓

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