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生物农药的发展与展望

发布时间:2019-11-19 8:19:13 来源:农博在线 作者:张莎莎

1  引言

生物农药在保障农业丰产增收,维护生态和谐,满足食品安全需求等方面均具有重要的作用与意义。

 

当下农业绿色发展已成为主旋律,在国家农药化肥“双减”及“零”增长的背景下,生物农药掀起了“绿色风暴”,发展生物农药是环境的需要,是时代的需要,更是全球农药产业发展的趋势。

 

2  生物农药的概念及分类

生物农药是指利用生物活体(真菌、细菌、昆虫病毒、转基因生物、天敌等)或其代谢产物(信息素、生长素、萘乙酸、2,4-等)及植物提取物等,针对农业有害生物进行杀灭或抑制的制剂。

 

在中国,传统的生物农药仅指微生物农药。随着科学技术的快速发展,对生物农药的概念和类别的探讨也引起了广泛的关注。

 

张兴等于2002年系统地给出了生物农药的概念、分类及特点,并得到了业界的认可。生物农药是指可用来防除病、虫、草等有害生物的生物体本身及源于生物,并可作为“农药”的各种生理活性物质。

 

2017年11月施行的《农药登记资料要求》中,虽然没有明确生物农药的定义,但按照来源将农药分为化学农药、生物化学农药、微生物农药、植物源农药,其中微生物代谢物(农用抗生素)在登记方面要求等同于化学农药,不过一直没有明确的定义。

 

此前一般认为生物农药包含后3类,即生物化学农药、微生物农药(含农药抗生素)和植物源农药。但是需要特别注意的是,今年8月农业农村部在十三届全国人大会议的答复中明确指出,生物农药主要包括生物化学农药、微生物农药和植物源农药,农用抗生素不包括在内。

 

至此,农用抗生素从生物农药中彻底除名。

 

在美国,生物农药是指来源于动植物,细菌,矿物质等天然材料或与天然来源结构相似,功能相同的农药,包括:生物化学农药(天然产生的),微生物农药,植物嵌入式保护剂。

 

3  生物农药的特点

关于生物农药的特点,也有多位学者进行了探讨和分析。目前,较为一致的观点是:专一性强,活性高对环境安全不易产生抗药性对非靶标生物相对安全开发利用途径多作用机理不同于常规农药种类繁多,研发的选择余地大。当然,还表现出作用速度较慢,开发及使用成本较高等特点。

 

4  生物农药产业化现状

全国生物农药生产企业200多家,生物农药产量14万吨,约占全国农药生产企业的6.7%,年产值约216.27亿元,占整个农药总产值的8%左右。某些明星产品如井冈霉素、赤霉素、阿维菌素、Bt四个品种的年产值均超过1亿元,且中国是井冈霉素、赤霉素和阿维菌素的最大生产国。苦参碱、阿泰灵、壳寡糖和芸苔素内酯等产品发展迅猛,市场份额逐年扩大。印楝素、鱼藤酮、白僵菌、绿僵菌、木霉菌等推广应用效果良好。害虫天敌的生产与利用技术达国际领先水平,例如赤眼蜂的年繁蜂量100亿头左右,应用面积133.3万hm2以上,是全球应用面积最大的国家

 

5  我国生物农药登记情况汇总(截2019年3月底)

5.1  生物化学农药

17余种有效成分,432个登记,涉及218个生产企业。

 

主要有:乙烯利、赤霉酸、氨基寡糖素、吲哚乙酸、S-诱抗素等。登记数量最多的产品是乙烯利、赤霉酸和氨基寡糖素3大类,占了总数的58%。厂家主要是安邦电化乙烯利系列;海南正业中农氨基寡糖素系列复配为主;钱江生化、江苏丰源、江西新瑞丰、三浦百草等赤霉酸系列);云南云大芸苔素内酯系列等。

 

5.2  微生物农药

22种有效成分,468个登记,205个生产企业。

 

主要有:苏云金杆菌、枯草芽孢杄菌、蜡质芽孢杄菌、棉铃虫核型多角体病毒、球孢白僵菌、木霉菌、斜纹夜蛾核型多角体病毒等。登记数量最多的前3大产品是苏云金杆菌、枯草芽孢杄菌和蜡质芽孢杄菌,占了总数的73%。厂家主要是武汉科诺、武汉楚强、湖北康欣、江西天人、浦城绿安等。

 

5.3  植物源农药

11种有效成分,192个登记,涉及124个生产企业。

 

主要有:烟碱、苦参碱、小檗碱、印楝素、鱼藤酮、藜芦碱、柠檬烯、芸苔素内酯、樟脑、除虫菊素、蛇床子素、苦皮藤素、桉油精、八角茴香油、大黄素甲醚、狼毒素、雷公藤甲素、香芹酚、大蒜素、右旋樟脑、莪术醇、补骨脂种子提取物、银杏果提取物、博落回提取物、甾烯醇、萜烯醇等。登记数量最多的前3大产品是苦参碱、鱼藤酮和印楝素,占了总数的84%苦参碱类产品就占了一半以上,57%。厂家主要是成都新朝阳、清源保、广东园田、三浦百草、内蒙帅旗等。

 

6  前景与展望

尽管生物农药发展极为迅速,然而在其研发、应用及管理中均存在一些问题:新材料、低成本材料严重不足,导致生物农药新产品种类少,且成本高;活性测定、效果评判及产品质量标准尚不够严谨,限制了新产品研发速度;在产业化及应用中,工艺较为复杂或产率低、生产周期长、剂型不够丰富、施药技术落后、成本较高等问题限制了生物农药新产品的产量及推广应用;相关法律的缺失、政策保障缺乏以及知识产权的侵权等是生物农药管理中存在的严重问题。

 

针对上述问题,我们认为生物农药重点研发方向有如下几个方面:

 

6.1  活性生物资源的筛选

活性生物资源的筛选是生物农药新品种创制的重要源头,也是活性化合物新结构类型变化的重要来源,坚持从不同的环境中筛选活性微生物菌株和植物资源将为生物农药新产品的持续开发奠定坚实的基础。

 

6.2  生物农药新品种的创制与产业化

根据中国的资源优势,有针对性的开展生物农药新产品创制与转化,并通过工程化配套,生产出具有市场竞争力的生物农药新产品,为粮食安全生产和食品安全保驾护航。

 

6.3  基因挖掘

高毒力、高产、高稳定性工程菌株选育与构建及毒力基因挖掘。

 

6.4  生物农药活性物质生物合成途径及生物反应器

由于植物源农药资源的有限性极大的限制了其应用与发展,生物合成技术在解决植物资源大规模生产上有广阔的应用前景。细胞培养、发状根培养及基因工程技术的发展,必将在植物源农药的研究开发和应用中发挥决定性的作用,与此相匹配的生物反应器研究为其产业化和规模化生产提供有效途径。

 

6.5  天然产物挥发物的研发与利用

利用精油类化合物易挥发、环境相容性好、易降解、毒性低、害虫不易产生抗性等优点,研制和开发符合人们对无公害化的纯天然源产品。

 

6.6  微生物组技术研究与应用

微生物组技术(土壤改良剂、种衣剂、杀线剂等)在种植业中可以降解农药、种子包衣、土壤酸化、盐碱化修复、土壤病虫害防治与保护农作物免受有害生物为害,将逐渐凸显其不可替代的作用。

 

6.7  生物农药的作物全程防控技术集成与应用

以生物农药为主的作物有害生物全程防控技术集成与应用。针对特定作物上可能发生的病、虫、草等制定出系统的防治方案,建立与应用以作物为主的全程病虫害生物农药防控技术体系,有效减少化学农药和化肥等投入品的使用,进而提升特色经济作物品质。

 

6.8  生物农药新剂型专用植保器械装备的应用研究

生物农药新剂型的研发应当遵循生物农药的特点,以安全、水基、控缓释、精准等为主,且应满足无人机施药的技术要求。植保无人机载液量较小,多采用低量喷洒技术,用水量少甚至可不用水,航空施药高度相对较低,飘移少,可空中悬停,与GPS系统配合,因此生物农药新剂型的研发应与上述特点相一致。

 

6.9  生物农药残渣综合利用及药肥水一体化研究

采用堆肥等方法处理生物农药残渣,并添加合适的微生物菌株,堆制出可防治多种植物病害的多功效有机药肥,以解决资源的循环利用。同时,将废物综合利用、农业措施与生物防治有机地结合起来,形成防治地下病虫害的一个新途径。

 

7  市场前景

随着中国“农产品安全和环境安全”战略需求的稳步推进,IPP理论(综合性农业生产与保护)也将越来越受到重视,而作为农业生产的重要投入品生物农药在IPP理论的实践中占有非常重要的地位,在解决上述生物农药产业发展关键瓶颈和重大发展难题的基础上,生物农药产业必将迎来新的发展机会,更应有其广阔的发展和使用的市场空间。


编辑人员:朱蓓蓓

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