農(nóng)藥科技：創(chuàng)新無止境

本刊記者 張文娟

進(jìn)入“十一五”后，為提升我國農(nóng)藥工業(yè)自主創(chuàng)新能力，科學(xué)技術(shù)部仍將“農(nóng)藥創(chuàng)制工程”項(xiàng)目列入“十一五”國家科技支撐計(jì)劃，“農(nóng)藥創(chuàng)制工程”以全面提高我國農(nóng)藥技術(shù)創(chuàng)新水平和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭力為目標(biāo)，通過開展新農(nóng)藥創(chuàng)制及創(chuàng)制品種的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，提高創(chuàng)制能力和水平，引領(lǐng)農(nóng)藥行業(yè)依靠自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展。

即將過去的“十一五”是非常不平凡的五年。在“蟲口奪糧、抗災(zāi)保豐收”的狀態(tài)下，我們經(jīng)常聽到的一個(gè)詞匯是“病蟲害”。的確，在過去的五年中，因?yàn)椤安∠x害”帶來的災(zāi)難可以說層出不窮，在我國糧食主產(chǎn)區(qū)，這幾年基本上都會(huì)聽到關(guān)于“病蟲害”給農(nóng)作物帶來巨大災(zāi)難的新聞。據(jù)中國科學(xué)院動(dòng)物研究所張潤志研究員介紹，我國是農(nóng)作物病蟲害多發(fā)、頻發(fā)和重發(fā)大國，一直以來，病蟲災(zāi)害與水災(zāi)、旱災(zāi)并稱為我國三大自然災(zāi)害。我國常見農(nóng)作物病蟲害有1000多種，常年可造成嚴(yán)重危害的重大病蟲害近100種，每年發(fā)生面積超過70億畝次，每種作物經(jīng)常同時(shí)遭受3～4種病蟲危害。

來自聯(lián)合國糧農(nóng)組織的研究結(jié)果表明，農(nóng)作物病蟲害自然損失率在37%以上。按照這樣的標(biāo)準(zhǔn)，有測(cè)算指出，若不采取防控措施，我國每年因病蟲危害將損失糧食3000億斤、油料136億斤、棉花3.8億斤、果品和蔬菜2000億斤，潛在經(jīng)濟(jì)損失達(dá)5000億元以上。

那么，在農(nóng)作物病蟲害暴發(fā)頻率逐年提高，損失逐年加重的背景下，農(nóng)藥的充足供應(yīng)和科學(xué)使用就成為廣大農(nóng)民打贏“蟲口奪糧、抗災(zāi)保豐收”這場(chǎng)硬仗的關(guān)鍵要素。

農(nóng)藥地位舉足輕重

毫無疑問，沒有農(nóng)藥就沒有今天農(nóng)業(yè)取得的巨大成就，農(nóng)藥在保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有舉足輕重的作用。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，全世界因病、蟲、草、鼠害造成的作物減產(chǎn)幅度達(dá)20%～30%，一旦不用農(nóng)藥或嚴(yán)重的用藥不當(dāng)，一年后將減少收成25%～40%（與正常用藥相比），兩年后個(gè)別地方將減產(chǎn)40%～60%以上，甚至絕產(chǎn)。

2010年8月17日，在江西九江瑞昌市賽湖農(nóng)場(chǎng)，農(nóng)民正在一季晚稻田間打藥，加強(qiáng)田間管理，確保糧食豐收。

近年來，由于氣候變化和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，我國農(nóng)作物病、蟲、草、鼠危害呈逐年加重趨勢(shì)，發(fā)生面積由2000年的50億畝次增加到2009年的70億畝次。中國工程院院士郭予元說：“以噴施農(nóng)藥為主的化學(xué)防治技術(shù)仍然是我國當(dāng)前主要的病蟲害防治手段。近年來我國每年通過防治病蟲害挽回的糧食損失約占總產(chǎn)的15%～20%，平均1700億斤左右；我國每年因農(nóng)藥使用減少的直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)1600億元，農(nóng)藥對(duì)植保防災(zāi)減災(zāi)工作的貢獻(xiàn)份額達(dá)到了80%以上?！彪S著人口的剛性增長，耕地和水等不可再生資源的減少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和糧食安全對(duì)農(nóng)藥的需求依然強(qiáng)勁，短期內(nèi)農(nóng)藥的作用無可替代。

但是，農(nóng)藥同時(shí)是一把雙刃劍，在為農(nóng)業(yè)作出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí)，也使得某種危險(xiǎn)同時(shí)存在。近年來。隨著人們對(duì)食品安全更為關(guān)注，人們對(duì)農(nóng)藥的重視程度也相應(yīng)的有所提升，一些關(guān)于農(nóng)藥殘留超標(biāo)的問題總是觸動(dòng)人們神經(jīng)，因此，傳統(tǒng)農(nóng)藥的技術(shù)和使用方式都面臨著變革。

我國從“九五”期間已經(jīng)開始注重農(nóng)藥新品種的創(chuàng)制工作，“九五”期間，科技部將“農(nóng)藥創(chuàng)制中心建設(shè)”作為重大項(xiàng)目列入國家科技攻關(guān)計(jì)劃，為農(nóng)藥創(chuàng)制工作的開展打下了良好的基礎(chǔ)，“九五”期間，南北兩個(gè)農(nóng)藥創(chuàng)制中心的建設(shè)，標(biāo)志著中國農(nóng)藥創(chuàng)制研究的正式起步?！笆濉逼陂g，科技部將“新農(nóng)藥創(chuàng)制研究與產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)”列為科技攻關(guān)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目，投資1億多元，重點(diǎn)支持國內(nèi)有關(guān)單位廣泛開展了農(nóng)藥自主創(chuàng)新工作。到“十五”期末，農(nóng)藥創(chuàng)新工作取得了顯著成效，已有21個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的農(nóng)藥品種取得農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥臨時(shí)登記，成為我國首批農(nóng)藥創(chuàng)制品種；新化合物合成能力已達(dá)2萬個(gè)/年，新化合物（含菌株）篩選能力達(dá)3萬個(gè)/年，平均每年有2～3個(gè)新品種取得農(nóng)藥登記，已接近國際先進(jìn)水平；開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵中間體解決了一些共性技術(shù)問題，極大地促進(jìn)了農(nóng)藥行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

我國農(nóng)藥工業(yè)取得了長足發(fā)展，形成了包括原藥生產(chǎn)、制劑加工、科研開發(fā)和原料中間體配套在內(nèi)的農(nóng)藥工業(yè)體系，已經(jīng)真正成為世界上為數(shù)不多的具有農(nóng)藥創(chuàng)制能力的國家。

“十一五”期間，我國農(nóng)藥行業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)有兩個(gè)研發(fā)重點(diǎn)。一是開發(fā)環(huán)境友好型農(nóng)藥劑型的專用助劑；二是開展高效合成、高效催化、生物工程、清潔生產(chǎn)工藝、連續(xù)化與DCS控制等技術(shù)的工程化集成創(chuàng)新。

“十一五”農(nóng)藥創(chuàng)新碩果累累

進(jìn)入“十一五”后，為貫徹落實(shí)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006～2020年)》，提升我國農(nóng)藥工業(yè)自主創(chuàng)新能力，科學(xué)技術(shù)部仍將“農(nóng)藥創(chuàng)制工程”項(xiàng)目列入“十一五”國家科技支撐計(jì)劃，“農(nóng)藥創(chuàng)制工程”以全面提高我國農(nóng)藥技術(shù)創(chuàng)新水平和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭力為目標(biāo)，通過開展新農(nóng)藥創(chuàng)制及創(chuàng)制品種的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，提高創(chuàng)制能力和水平，引領(lǐng)農(nóng)藥行業(yè)依靠自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展；通過農(nóng)藥安全性評(píng)價(jià)良好實(shí)驗(yàn)室規(guī)范(GLP)體系的建立和農(nóng)藥行業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)，滿足農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)升級(jí)的技術(shù)需求，培育農(nóng)藥技術(shù)創(chuàng)新主體，實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)藥技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

項(xiàng)目的總體目標(biāo)定為：在新農(nóng)藥創(chuàng)制研究及產(chǎn)業(yè)化方面，完成10個(gè)創(chuàng)制品種的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，其中3個(gè)成為國內(nèi)主導(dǎo)農(nóng)藥品種，發(fā)現(xiàn)一批處于不同階段的高活性化合物，其中有5個(gè)以上具有較大市場(chǎng)潛力并獲得登記，顯著縮小和世界先進(jìn)水平的差距；在突破行業(yè)共性瓶頸制約方面，建立和完善符合國際標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)藥衛(wèi)生、環(huán)境、殘留、產(chǎn)品化學(xué)等標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法和規(guī)范，使農(nóng)藥安全性評(píng)價(jià)全面符合GLP實(shí)驗(yàn)室規(guī)范，達(dá)到國際認(rèn)證要求，開辟我國農(nóng)藥進(jìn)入國際市場(chǎng)的綠色通道；在產(chǎn)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)方面，以生產(chǎn)過程的規(guī)模化、連續(xù)化、清潔化和原料路線便捷化為主導(dǎo)方向，支持具有國際競(jìng)爭潛力的主導(dǎo)農(nóng)藥品種及其中間體的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)，把農(nóng)藥骨干品種做大做強(qiáng)并形成一批具有國際先進(jìn)水平的工程化示范裝置和骨干示范企業(yè)。

科技部高新司材料處張新民副處長曾指出，“十一五”期間，我國農(nóng)藥行業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)有兩個(gè)研發(fā)重點(diǎn)。一是開發(fā)環(huán)境友好型農(nóng)藥劑型的專用助劑，尤其是新型、高效表面活性劑的合成與研究開發(fā)。二是開展高效合成、高效催化、生物工程、清潔生產(chǎn)工藝、連續(xù)化與DCS控制等技術(shù)的工程化集成創(chuàng)新，進(jìn)一步提高我國具有國際競(jìng)爭潛力的主導(dǎo)農(nóng)藥品種，提升我國農(nóng)藥工業(yè)發(fā)展的重要中間體的技術(shù)水平。

2009年8月18日，科技部高新技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化司在北京組織專家對(duì)“十一五”科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目“農(nóng)藥創(chuàng)制工程”進(jìn)行了驗(yàn)收。“農(nóng)藥創(chuàng)制工程”重大項(xiàng)目的實(shí)施，提升了我國農(nóng)藥創(chuàng)制能力和水平，研究開發(fā)的115個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和良好農(nóng)藥生物活性的化合物為我國農(nóng)藥創(chuàng)制工作的長期、可持續(xù)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)；12個(gè)取得農(nóng)藥臨時(shí)登記的創(chuàng)制品種完成了產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，創(chuàng)制品種實(shí)現(xiàn)銷售收入3.1億元，推廣使用面積達(dá)7133萬畝次，其中丁烯氟蟲腈、烯肟菌酯以及烯肟菌胺3個(gè)創(chuàng)制品種的年銷售額超過5000萬元，丁烯氟蟲腈和噻菌酮2個(gè)創(chuàng)制品種開始走出國門，參與國外農(nóng)藥市場(chǎng)競(jìng)爭，實(shí)現(xiàn)了我國創(chuàng)制品種的歷史性突破，是我國農(nóng)藥創(chuàng)制工作一個(gè)重要的里程碑；建立了國內(nèi)首個(gè)國家層面的農(nóng)藥創(chuàng)新化合物數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建了農(nóng)藥創(chuàng)新化合物科學(xué)管理平臺(tái)，提高了農(nóng)藥創(chuàng)制的過程管理能力和創(chuàng)制資源利用率；建立和完善了農(nóng)藥安全性評(píng)價(jià)良好實(shí)驗(yàn)室規(guī)范（簡稱GLP）技術(shù)支撐體系和管理平臺(tái)體系，全面啟動(dòng)和積極有效推進(jìn)了農(nóng)藥安全性評(píng)價(jià)GLP數(shù)據(jù)的國際互認(rèn)工作；完成了吡啶堿等關(guān)鍵農(nóng)藥中間體和乙草胺等骨干農(nóng)藥品種的創(chuàng)新工藝和工程化關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)，提升了農(nóng)藥行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新水平，為農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供了技術(shù)支撐，其中吡啶堿技術(shù)的成功開發(fā)對(duì)于打破跨國公司對(duì)國內(nèi)吡啶類產(chǎn)品的壟斷，促進(jìn)我國雜環(huán)類農(nóng)藥健康發(fā)展具有重要的歷史意義；具有國際競(jìng)爭力的乙基氯化物綠色合成新技術(shù)成功開發(fā)，大大提高反應(yīng)原子利用率，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)和資源綜合利用，成為國內(nèi)農(nóng)藥工業(yè)清潔生產(chǎn)工藝以及節(jié)能減排技術(shù)的開發(fā)和示范的典范。

農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)明顯改善

“農(nóng)藥創(chuàng)制工程”的實(shí)施，使得我國“高毒農(nóng)藥削減計(jì)劃”實(shí)施順利，產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化升級(jí)。2007年，甲胺磷、久效磷等5種高毒有機(jī)磷農(nóng)藥品種全部停止生產(chǎn)和使用，由于替代新農(nóng)藥品種的出現(xiàn)，我國農(nóng)業(yè)沒有因?yàn)槿鄙儆行巹┒l(fā)大面積蟲害，農(nóng)民沒有因?yàn)橛盟庂F而增加投入，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)豐收，農(nóng)藥技術(shù)創(chuàng)新起到了相當(dāng)重要的作用。隨著高毒有機(jī)磷農(nóng)藥退出歷史舞臺(tái)，我國農(nóng)藥工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到了明顯改善，品種結(jié)構(gòu)趨于合理。新技術(shù)、新產(chǎn)品和新工藝對(duì)提升行業(yè)的創(chuàng)新能力，引領(lǐng)農(nóng)藥工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，起到了積極的示范作用，也使我國農(nóng)民有機(jī)會(huì)廉價(jià)使用高效低毒無公害環(huán)保農(nóng)藥。

例如，除草劑草甘膦是世界上噸位最大、銷售額最高的品種，在我國也位居第一。南通江山農(nóng)藥化工股份有限公司以活性炭為催化劑，采用空氣氧化法生產(chǎn)草甘膦的新工藝近年取得成功。生產(chǎn)裝備技術(shù)水平和設(shè)備利用率大幅提高，實(shí)現(xiàn)了主要副產(chǎn)物的回收利用，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。該工藝成功應(yīng)用于7萬噸/年生產(chǎn)裝置，給企業(yè)帶來22億元的銷售收入。

殺蟲劑吡蟲啉的持續(xù)創(chuàng)新研究，使其市場(chǎng)價(jià)格從上世紀(jì)90年代中期的每噸100多萬元降到目前的10多萬元，僅為以前國外產(chǎn)品價(jià)格的1/10。吡蟲啉連續(xù)化清潔生產(chǎn)新工藝實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的連續(xù)化操作，節(jié)能減排效果顯著，收益水平明顯提高，成本降低15%。農(nóng)藥關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新在引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的同時(shí)產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2009年，國家科技計(jì)劃支持的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)共實(shí)現(xiàn)銷售收入45億元，利稅9.7億元，出口創(chuàng)匯1.96億美元。

此外，農(nóng)藥是精細(xì)化學(xué)品，在生產(chǎn)的過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生“三廢”。國家科技計(jì)劃引導(dǎo)企業(yè)通過工藝創(chuàng)新在源頭上減少副產(chǎn)物，通過回收利用降低“三廢”量，達(dá)到節(jié)能減排的目的。我國還參照OECD（國際經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織）及EPA（美國環(huán)保局）等試驗(yàn)方法，制定了農(nóng)藥毒理、環(huán)境、殘留和質(zhì)量評(píng)價(jià)GLP準(zhǔn)則，使農(nóng)藥安全性評(píng)價(jià)更加客觀、安全，從技術(shù)層面保障了我國新農(nóng)藥創(chuàng)制研究和農(nóng)藥行業(yè)的健康發(fā)展。

農(nóng)藥的技術(shù)創(chuàng)新無止境

但是，不可否認(rèn)的是，我國仍然只是農(nóng)藥大國，要走向農(nóng)藥強(qiáng)國還需要不斷地進(jìn)行科技創(chuàng)新。長期以來，我國的農(nóng)藥工業(yè)一直沿用亦步亦趨和依賴仿制的發(fā)展模式，農(nóng)藥技術(shù)創(chuàng)新更多地注重在工藝技術(shù)開發(fā)、提高質(zhì)量和降低成本上，忽視了對(duì)農(nóng)藥這一精細(xì)化學(xué)品的功能性開發(fā)。

科技部集成國內(nèi)專家的集體智慧、借鑒國外公司的成熟經(jīng)驗(yàn)，初步建成了具有中國特色的農(nóng)藥創(chuàng)制體系。由于人多地少，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的種植密度和復(fù)種指數(shù)在全球是首屈一指的，農(nóng)業(yè)病蟲草害的發(fā)生有其特殊性，不能完全照搬國外的用藥技術(shù)，跨國公司也不會(huì)專門針對(duì)中國的病蟲草害研制新農(nóng)藥。如小麥赤霉病就是中國特有的小麥病害，水稻螟蟲也主要存在于中國等亞洲國家。這就決定了我國農(nóng)藥產(chǎn)品的創(chuàng)制工作必須從模仿發(fā)展走向原始創(chuàng)新能力的不斷提升，中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院副院長李鐘華指出：“未來幾年我國農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入調(diào)整期，農(nóng)藥行業(yè)洗牌在所難免。產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要特征是從數(shù)量擴(kuò)張為主向質(zhì)量提升為主轉(zhuǎn)變?！彼脑捯驳莱隽宿r(nóng)藥發(fā)展必須依靠創(chuàng)新才能制勝的道理。

與此相應(yīng)的是，2010年新頒布的《農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)政策》（以下簡稱《政策》）對(duì)提高農(nóng)藥行業(yè)的創(chuàng)新能力做了特別強(qiáng)調(diào)?！墩摺诽貏e指出要重點(diǎn)支持農(nóng)藥核心技術(shù)、關(guān)鍵共性技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，并列舉了高效催化、高效純化、定向合成等5個(gè)在未來10年重點(diǎn)開發(fā)應(yīng)用的技術(shù)。為了督促和鼓勵(lì)企業(yè)增加創(chuàng)新上的資金投入，該份《政策》第一次專門就農(nóng)藥企業(yè)在今后5～10年的創(chuàng)新資金做了指標(biāo)性要求，指出到2015年，國內(nèi)排名前十位的農(nóng)藥企業(yè)建立較完善的創(chuàng)新體系和與之配套的知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理體系，創(chuàng)新研發(fā)費(fèi)用達(dá)到企業(yè)銷售收入的3%以上，2020年達(dá)到6%以上。國家將繼續(xù)在基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)、創(chuàng)新體系完善和新品種創(chuàng)制等方面給予扶持，國家還將組織制定《農(nóng)藥工業(yè)技術(shù)發(fā)展指南》，引導(dǎo)企業(yè)、科研單位和高等院校開展有針對(duì)性的創(chuàng)新工作。

而由中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院、浙江化工科技集團(tuán)有限公司、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等17家產(chǎn)學(xué)研單位聯(lián)合發(fā)起成立的農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟試點(diǎn)已經(jīng)啟動(dòng)并邁出了嘗試性步伐。該項(xiàng)目在9月份已經(jīng)通過了科技部組織的專家的初步論證，有望確定為“十二五”期間的攻關(guān)項(xiàng)目。中國工程院院士李鐘華指出，作為近10年國家針對(duì)農(nóng)藥行業(yè)制定的最為系統(tǒng)全面的產(chǎn)業(yè)政策，能夠把農(nóng)藥技術(shù)發(fā)展作單章列出，并對(duì)創(chuàng)新作重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，將對(duì)我國農(nóng)藥行業(yè)在創(chuàng)新上的積極性有很大的提振作用。