白色農(nóng)藥或引領(lǐng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)

北農(nóng)

所謂“白色農(nóng)藥”，是指以微生物為資源的產(chǎn)業(yè)型農(nóng)藥。由于其在生產(chǎn)過程采用了現(xiàn)代生物技術(shù)中的“發(fā)酵工程”“酶工程”及“基因工程”，產(chǎn)品具有無(wú)污染、對(duì)環(huán)境無(wú)影響、對(duì)人類安全等特點(diǎn)，故有“潔白無(wú)瑕”之意?！鞍咨r(nóng)藥”包含了微生物飼料、微生物肥料、微生物農(nóng)藥與獸藥、微生物能源、微生物生態(tài)環(huán)境保護(hù)劑、微生物醫(yī)療保健品及藥品等方面，因此也有人將微生物源農(nóng)藥稱之為“白色農(nóng)藥”。

由于“白色農(nóng)藥”——微生物源農(nóng)藥具有高效、安全、無(wú)殘留、對(duì)天敵安全及環(huán)境相容性好等特點(diǎn)，引起了世界各大公司、研究機(jī)構(gòu)及大學(xué)的廣泛興趣，不少國(guó)家均投入了相當(dāng)高的人力、物力從事“藥”的開發(fā)，從而使生物農(nóng)藥的開發(fā)再度掀起了高潮。

主要種類

目前的“白色農(nóng)藥”以微生物飼料、微生物肥料和微生物農(nóng)藥為主要類型。

微生物飼料是以微生物、復(fù)合酶為生物飼料發(fā)酵劑菌種，將飼料原料轉(zhuǎn)化為微生物菌體蛋白、生物活性小肽類氨基酸、微生物活性益生菌、復(fù)合酶制劑為一體的生物發(fā)酵飼料。該種農(nóng)藥不但可以彌補(bǔ)常規(guī)飼料中容易缺乏的氨基酸，而且能使其他粗飼料原料營(yíng)養(yǎng)成份迅速轉(zhuǎn)化，達(dá)到增強(qiáng)消化吸收利用效果。

微生物肥料通常而言其實(shí)是一種菌劑，是一類微生物群體。這類微生物菌劑能夠提供一種或多種對(duì)作物生長(zhǎng)有益的微生物群落。由于農(nóng)業(yè)上應(yīng)用的微生物菌劑常常和草炭、泥炭、有機(jī)肥料等有機(jī)質(zhì)含量較高的基質(zhì)混合在一起，所以習(xí)慣上把微生物菌劑稱為微生物肥料，人們俗稱為“菌肥”。

微生物農(nóng)藥是指使用細(xì)菌、真菌、病毒等活的生物體來(lái)預(yù)防、消滅或者控制危害農(nóng)林生產(chǎn)的有害生物的藥劑。它具有對(duì)人畜安全，無(wú)農(nóng)藥殘留，不產(chǎn)生抗藥性，不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，正被人們廣泛應(yīng)用于無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)中。但是，在生產(chǎn)實(shí)踐中，很多人由于沒有依其特性進(jìn)行保管和使用，導(dǎo)致應(yīng)用效果不佳。

研發(fā)應(yīng)用

自然界中有不少微生物（病毒、細(xì)菌、真菌和線蟲）具有殺蟲、殺菌、除草及植物生物調(diào)節(jié)活性。這種微生物具有很高的專一性，其對(duì)靶標(biāo)害物具有極高的選擇性，而對(duì)其他生物卻十分安全。

在現(xiàn)今的直接應(yīng)用的微生物源農(nóng)藥中，以蘇云金桿菌（B·t）居主要市場(chǎng)，約占整個(gè)微生物源農(nóng)藥的70%以上，其中半數(shù)在美國(guó)。目前的B·t商品有數(shù)百種，可防治百余種有害昆蟲。我國(guó)B·t劑的生產(chǎn)與應(yīng)用也比較廣泛，據(jù)悉已有50余家工廠從事此藥劑的應(yīng)用開發(fā)。

由于人們對(duì)微生物源農(nóng)藥的開發(fā)興趣越來(lái)越濃厚，近年來(lái)又出現(xiàn)了不少新的直接作為農(nóng)藥的微生物源農(nóng)藥。如日本煙草公司開發(fā)了用于防除草坪雜草早熟禾的細(xì)菌除草劑，俄羅斯科學(xué)院則開發(fā)了用于防治蚜蟲和紅蜘蛛等害蟲的細(xì)菌性殺蟲劑雙毒桿菌，英國(guó)作物保護(hù)學(xué)會(huì)于1997年4月舉行了一次有關(guān)微生物源殺蟲劑發(fā)展前景的世界性會(huì)議。

利用微生物的產(chǎn)生物（代謝物）作為農(nóng)藥——農(nóng)用抗生素，近年來(lái)的發(fā)展甚為迅速，已成為“白色農(nóng)藥”中的一個(gè)重要方面，也是我國(guó)微生物源農(nóng)藥的主體之一。而今，已商品化的農(nóng)用抗生素幾乎遍及了農(nóng)藥所有領(lǐng)域。其中作為殺菌劑的有春日霉素、井岡霉、農(nóng)霉素等;殺蟲劑有阿維菌素、殺螨素等;除草劑有雙丙氨膦;植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑有赤霉素等。農(nóng)用抗生素已成為世界農(nóng)藥市場(chǎng)中不可缺少的一部分，它在植物保護(hù)中作為化學(xué)農(nóng)藥的互補(bǔ)藥劑正越來(lái)越引起人們的注意。在我國(guó)，僅井岡霉素目前的產(chǎn)量已達(dá)5000余噸，每年可挽回稻谷損失23億千克，成為目前農(nóng)藥中使用面積最廣、價(jià)格最便宜、對(duì)人畜十分安全的理想的無(wú)公害農(nóng)藥。

農(nóng)用抗生素的研究開發(fā)，不僅限于用以直接防治農(nóng)作物的病蟲草害，更為化學(xué)農(nóng)藥的創(chuàng)制提供了先導(dǎo)化合物。不少公司通過對(duì)生物源農(nóng)藥（包括微生物源農(nóng)藥）進(jìn)行化學(xué)改造創(chuàng)制了許多新的農(nóng)藥。這些新農(nóng)藥不僅保留了原生物源農(nóng)藥特有的品質(zhì)（如對(duì)環(huán)境安全，選擇性強(qiáng)等），并克服了某些生物農(nóng)藥之不足，使產(chǎn)品煥發(fā)了生命或具有很大的市場(chǎng)價(jià)值。

如吡咯霉素由于其穩(wěn)定性等諸多原因而難以商品化，氰胺公司以其有效基團(tuán)為先導(dǎo)化合物，經(jīng)結(jié)構(gòu)改造后合成了被人們譽(yù)為當(dāng)今殺蟲劑支柱之一的AC303630。同樣，阿維菌素是一個(gè)極為高效的農(nóng)畜用殺蟲抗生素，但也存在著對(duì)人畜急性口服毒性較高及對(duì)鱗翅目害蟲幾乎無(wú)效的缺陷。因此，美國(guó)默克公司通過對(duì)其結(jié)構(gòu)的改造，從千余人衍生物中篩選了兩個(gè)化合物依維菌素和?，斁兀罢呤蛊鋵?duì)人畜毒性明顯得到改善，后者則擴(kuò)大了殺蟲譜及使殺蟲活性提高1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。

這種通過生物與化學(xué)相結(jié)合開發(fā)新農(nóng)藥的方法，大大提高了新農(nóng)藥的開發(fā)效率，也成為當(dāng)今世界創(chuàng)制新農(nóng)藥的有效方法之一。這種由“白色農(nóng)藥”經(jīng)結(jié)構(gòu)改造開發(fā)出的新的、更優(yōu)于原“白色農(nóng)藥”的新藥劑，越來(lái)越引起人們的關(guān)注。

基因工程也是當(dāng)前“白色農(nóng)藥”中研究得最廣泛、發(fā)展最快的一個(gè)領(lǐng)域。至今，轉(zhuǎn)基因作物已遍及世界各地。1996年，世界上約有280萬(wàn)公頃轉(zhuǎn)基因作物;1997年達(dá)到1300萬(wàn)公頃，增長(zhǎng)了300%以上。其中，美國(guó)達(dá)810萬(wàn)公頃，我國(guó)180萬(wàn)公頃，阿根廷140萬(wàn)公頃，加拿大130萬(wàn)公頃。作為農(nóng)藥（抗蟲、抗病）的轉(zhuǎn)基因作物，不僅限于B·t等細(xì)菌，而今發(fā)展到其他細(xì)菌、病毒和線蟲等。更有在煙草中導(dǎo)入了動(dòng)物編程性細(xì)胞死亡抑制基因，以提高作物的抗性。在植物中導(dǎo)入動(dòng)物編程性細(xì)胞抑制基因在世界上尚屬首例。而抗農(nóng)藥（主要為除草劑）的轉(zhuǎn)基因作物的出現(xiàn)，大大擴(kuò)大了除草劑的應(yīng)用。

前景可期

作為世界公認(rèn)的環(huán)境友好型藥劑，白色農(nóng)藥作為生物農(nóng)藥的主要類別，具有安全、環(huán)保、低殘留等特征，它代表了未來(lái)農(nóng)藥產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)展生物農(nóng)藥已成為當(dāng)前許多國(guó)家的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略?！澳壳埃覈?guó)共有200多家企業(yè)從事生物農(nóng)藥的生產(chǎn)，年產(chǎn)量達(dá)12萬(wàn)噸，處于有效登記狀態(tài)的有效成分有90多種，產(chǎn)品約200多個(gè)，占農(nóng)藥登記總數(shù)的12%，其中，抗生素產(chǎn)品約占生物農(nóng)藥總數(shù)的70%。生物農(nóng)藥防治面積2670萬(wàn)公頃，約占農(nóng)藥市場(chǎng)總份額的5%。”國(guó)家農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所藥政處工程師張微如是說。數(shù)據(jù)顯示，2012年全國(guó)生物農(nóng)藥及微生物農(nóng)藥制造業(yè)資產(chǎn)總計(jì)169億元，主營(yíng)業(yè)務(wù)收入321億元，利潤(rùn)總額為28億元。

與國(guó)內(nèi)火暴的市場(chǎng)相比，近年來(lái)全球生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也十分迅速。全球工業(yè)分析公司（GIA）發(fā)布最新研究報(bào)告指出，預(yù)計(jì)今年全球生物農(nóng)藥市場(chǎng)將達(dá)28億美元。據(jù)悉，經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，目前我國(guó)已擁有30余家從事生物農(nóng)藥領(lǐng)域研發(fā)的高校、科研機(jī)構(gòu)、國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并成為了目前世界上最大的井岡霉素、阿維菌素、赤霉素等生物農(nóng)藥生產(chǎn)國(guó)。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模和研究深度上分析，井岡霉素、阿維菌素、赤霉素、蘇云金桿菌4個(gè)品種已經(jīng)成為了我國(guó)生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)中的領(lǐng)軍品種。

此外，不少業(yè)內(nèi)專家還預(yù)測(cè)，隨著國(guó)內(nèi)消費(fèi)者食品安全意識(shí)不斷增強(qiáng)，監(jiān)管部門對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的限制力度有可能不斷加大，新型種植主體有望大量涌現(xiàn)，生態(tài)有機(jī)種養(yǎng)殖區(qū)、出口農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)、新型生態(tài)農(nóng)莊和國(guó)家綠色防控基地等紛紛尋求生物農(nóng)藥解決方案，他們對(duì)生物農(nóng)藥和綜合生物防治技術(shù)有著巨大且迫切的需求，白色農(nóng)藥將會(huì)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。