生物農(nóng)藥發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

謝瑾卉

生物農(nóng)藥是指利用生物活體（真菌、細(xì)菌、昆蟲(chóng)病毒、轉(zhuǎn)基因生物、天敵等）或其代謝產(chǎn)物（信息素，生長(zhǎng)素，萘乙酸，2，4-D等）針對(duì)農(nóng)業(yè)有害生物進(jìn)行殺滅或抑制的制劑。目前，我國(guó)農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)呈現(xiàn)多而分散、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊的特點(diǎn)，特別是眾多小企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程的物耗和能耗較大，未能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，造成環(huán)境污染監(jiān)控存在一定的難度。隨著行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇以及環(huán)保力度的加大，我國(guó)農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入一個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型的新時(shí)期，行業(yè)整合向集約化、規(guī)?；较虬l(fā)展，大型企業(yè)以及區(qū)域性的龍頭企業(yè)將在未來(lái)的兼并整合中贏得加快發(fā)展的機(jī)遇，一批具有規(guī)模、技術(shù)、市場(chǎng)和品牌優(yōu)勢(shì)的農(nóng)藥企業(yè)迅速發(fā)展起來(lái)。

在產(chǎn)業(yè)環(huán)保政策、消費(fèi)傾向以及行業(yè)準(zhǔn)入門(mén)檻等多個(gè)因素的共同推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)在未來(lái)的5～10年將催生出一批規(guī)模大、品種豐富、研發(fā)實(shí)力強(qiáng)、發(fā)展方向符合產(chǎn)業(yè)政策的龍頭企業(yè)。根據(jù)《農(nóng)藥工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出行業(yè)發(fā)展目標(biāo)：到2015年，銷(xiāo)售額在50億元以上的農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)達(dá)到5家以上，銷(xiāo)售額在10億元以上的農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)達(dá)到20家，前20家農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)的原藥產(chǎn)量占總產(chǎn)量的50%以上，高效、安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好農(nóng)藥品種占總產(chǎn)量的50%以上。農(nóng)藥工業(yè)是知識(shí)產(chǎn)權(quán)密集型的行業(yè)，對(duì)技術(shù)的依賴(lài)程度大，技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新是農(nóng)藥企業(yè)保持持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)60多年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，我國(guó)農(nóng)藥工業(yè)已形成了包括原藥生產(chǎn)、制劑加工、科研開(kāi)發(fā)和原料中間體配套在內(nèi)的農(nóng)藥工業(yè)體系，農(nóng)藥科研已從仿制邁入創(chuàng)新、仿制結(jié)合的軌道。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)大部分農(nóng)藥品種仍為仿制品種，自主創(chuàng)新的品種數(shù)量不足10%。

1 生物農(nóng)藥發(fā)展歷史

在農(nóng)藥發(fā)展史中，生物農(nóng)藥是人類(lèi)最早發(fā)現(xiàn)并使用的農(nóng)藥。早在《周禮·秋官》中，就有“莽草熏之”“焚杜菊，以灰灑之”的記載。19世紀(jì)以來(lái)，利用生物成分防治病蟲(chóng)害逐步進(jìn)入科學(xué)試驗(yàn)階段，如“三大植物性農(nóng)藥”除蟲(chóng)菊、煙草和毒魚(yú)藤的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用。20世紀(jì)初，蘇云金芽孢桿菌的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)生物農(nóng)藥的發(fā)展。20世紀(jì)40年代以來(lái)，有機(jī)合成的化學(xué)農(nóng)藥發(fā)展迅猛，生物農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)入停滯階段。直至20世紀(jì)60年代，化學(xué)農(nóng)藥的弊端逐漸顯現(xiàn)，生物農(nóng)藥研發(fā)重新受到重視。

2 生物農(nóng)藥現(xiàn)狀分析

2.1 生物農(nóng)藥種類(lèi)

生物農(nóng)藥主要分為兩大類(lèi)，即直接利用生物體殺滅或抑制農(nóng)業(yè)有害生物及利用源于生物體的生理活性物質(zhì)殺滅或抑制農(nóng)業(yè)有害生物。

2.1.1 利用生物體的生物農(nóng)藥 在植物病蟲(chóng)害的生防中可直接利用的生物體——包括天敵昆蟲(chóng)、微生物、捕食螨及放飼不育昆蟲(chóng)等防治，其中微生物占據(jù)極為重要的地位。微生物農(nóng)藥主要包括細(xì)菌殺蟲(chóng)劑、病毒殺蟲(chóng)劑、放線菌殺蟲(chóng)劑、真菌殺蟲(chóng)劑、線蟲(chóng)殺蟲(chóng)劑、拮抗微生物及微生物除草劑。

細(xì)菌殺蟲(chóng)劑研究深入，使用廣泛，根據(jù)其對(duì)昆蟲(chóng)致病性不同分為4類(lèi)：專(zhuān)性病原菌、兼性病原菌、含晶孢子形成桿菌、潛在病原菌。在篩選出的細(xì)菌殺蟲(chóng)劑中，芽孢桿菌屬是迄今為止研究最多，使用量最大的殺蟲(chóng)細(xì)菌，其中蘇云金芽孢桿菌、日本金龜子芽孢桿菌、球形芽孢桿菌和緩病芽孢桿菌均被開(kāi)發(fā)成農(nóng)藥產(chǎn)品投入生產(chǎn)應(yīng)用。蘇云金芽孢桿菌（其制劑簡(jiǎn)稱(chēng)為B.t.制劑）的藥效比普通化學(xué)農(nóng)藥高55%，可用于防治蔬菜、水果等150余種鱗翅目昆蟲(chóng)。病毒殺蟲(chóng)劑是以昆蟲(chóng)為寄主的病毒類(lèi)群，目前應(yīng)用較多的為核型多角體病毒（NPV）及顆粒體病毒（GV）。通過(guò)害蟲(chóng)進(jìn)食病毒殺蟲(chóng)劑后，包涵體溶解，釋放病毒顆粒達(dá)到殺蟲(chóng)效果。真菌殺蟲(chóng)劑通過(guò)浸染表皮感染寄主，是一種觸殺性殺蟲(chóng)劑，且寄生譜較廣。放線菌殺蟲(chóng)劑早在70年代初就被用來(lái)防治茶樹(shù)害蟲(chóng)。

2.1.2 利用源于生物體的生理活性物質(zhì)的生物農(nóng)藥 細(xì)菌、真菌、放線菌等發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的某些次級(jí)代謝產(chǎn)物具有抑制農(nóng)作物病蟲(chóng)害的作用，這類(lèi)物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為農(nóng)用抗生素。根據(jù)抑制對(duì)象不同分為殺蟲(chóng)素、抗菌素及殺草素。目前研究較為深入的農(nóng)用抗生素主要為氨基糖苷類(lèi)、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)、小環(huán)內(nèi)酯類(lèi)、醌類(lèi)、多肽類(lèi)、蛋白及酶類(lèi)和雜環(huán)類(lèi)化合物。其中，中國(guó)農(nóng)科院研制的中生菌素為糖苷類(lèi)水溶性物質(zhì)，這種新型農(nóng)用抗菌素殺菌譜廣泛，對(duì)水稻、蔬菜、蘋(píng)果的真菌病害具有明顯抑制作用。投入工業(yè)化生產(chǎn)的農(nóng)用抗生素有阿維菌素、多殺菌素、潮霉素等。

植物源農(nóng)藥包括植物體次生代謝物質(zhì)和轉(zhuǎn)基因植物農(nóng)藥。據(jù)報(bào)道，植物體內(nèi)包含的次生代謝物質(zhì)超過(guò)40萬(wàn)種，包括糖苷類(lèi)、酚類(lèi)、黃酮類(lèi)，萜烯類(lèi)、生物堿類(lèi)、蛋白質(zhì)類(lèi)、萘酮類(lèi)等多種化合物。2012年，我國(guó)植物源農(nóng)藥產(chǎn)量最高的是苦參堿，達(dá)5858噸，印楝素產(chǎn)量達(dá)1554噸，位列第二。截至2014年12月，我國(guó)植物源農(nóng)藥產(chǎn)品共登記373種，其中有效成分種類(lèi)31種。轉(zhuǎn)基因植物因完整表達(dá)農(nóng)藥活性物質(zhì)而受到廣泛應(yīng)用，如中國(guó)農(nóng)科院研究并廣泛種植的Bt棉花，創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

動(dòng)物源農(nóng)藥主要包括動(dòng)物毒素、昆蟲(chóng)內(nèi)激素、昆蟲(chóng)外激素（信息素）及天敵動(dòng)物。其中研究最為活躍的是昆蟲(chóng)外激素，美國(guó)已經(jīng)有10余種昆蟲(chóng)外激素用于農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的防治，通過(guò)大量誘捕，交配干擾和與其他生物農(nóng)藥聯(lián)合使用的方式發(fā)揮作用，我國(guó)于2008年通過(guò)審核了首個(gè)昆蟲(chóng)外激素產(chǎn)品，用于蟑螂的引誘，之后陸續(xù)登記了梨小食心蟲(chóng)性信息素、橘小實(shí)蠅引誘劑等品種。

3 生物農(nóng)藥發(fā)展趨勢(shì)

生物產(chǎn)業(yè)是新興產(chǎn)業(yè)之一，而生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)是生物產(chǎn)業(yè)的一部分，與化學(xué)農(nóng)藥相比，生物農(nóng)藥無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)殘留，是未來(lái)農(nóng)藥產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)。

3.1 挖掘更多生物資源

我國(guó)生物資源豐富，物種繁多，僅已知高等植物就有532個(gè)科，20713種，可供植物源農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)利用。與高等植物相比，微生物種類(lèi)更多，高達(dá)50萬(wàn)～600萬(wàn)種，其中特殊生境微生物的研究應(yīng)受到重視，在極地、冰川、海洋等環(huán)境下的微生物，通常具有耐寒、耐鹽、耐高壓等特性。與普通生境下的微生物相比，特殊生境下的微生物遺傳背景獨(dú)特，新陳代謝途徑不同，因而其產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物常具有特殊作用，在農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治中可能發(fā)揮極其重要的作用。

3.2 加強(qiáng)政策扶持

我國(guó)生物農(nóng)藥基礎(chǔ)薄弱，防治面積占整個(gè)農(nóng)作物防治面積的7%，發(fā)達(dá)國(guó)家生物農(nóng)藥防治面積可達(dá)整個(gè)農(nóng)作物防治面積20%以上。與化學(xué)農(nóng)藥相比，生物農(nóng)藥使用技術(shù)復(fù)雜，見(jiàn)效慢，農(nóng)民認(rèn)可度低，政府部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)生物農(nóng)藥的科普宣傳，出臺(tái)政策扶持生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)，建立健全法律法規(guī)，加大生物農(nóng)藥使用補(bǔ)貼，加大新型生物農(nóng)藥研發(fā)力度，搭建連接科研部門(mén)、生物農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)和農(nóng)民的生物農(nóng)藥推廣使用平臺(tái)。