農藥科技：創新無止境

本刊記者 張文娟

進入“十一五”后，為提升我國農藥工業自主創新能力，科學技術部仍將“農藥創制工程”項目列入“十一五”國家科技支撐計劃，“農藥創制工程”以全面提高我國農藥技術創新水平和產業競爭力為目標，通過開展新農藥創制及創制品種的產業化開發，提高創制能力和水平，引領農藥行業依靠自主創新實現長遠發展。

即將過去的“十一五”是非常不平凡的五年。在“蟲口奪糧、抗災保豐收”的狀態下，我們經常聽到的一個詞匯是“病蟲害”。的確，在過去的五年中，因為“病蟲害”帶來的災難可以說層出不窮，在我國糧食主產區，這幾年基本上都會聽到關于“病蟲害”給農作物帶來巨大災難的新聞。據中國科學院動物研究所張潤志研究員介紹，我國是農作物病蟲害多發、頻發和重發大國，一直以來，病蟲災害與水災、旱災并稱為我國三大自然災害。我國常見農作物病蟲害有1000多種，常年可造成嚴重危害的重大病蟲害近100種，每年發生面積超過70億畝次，每種作物經常同時遭受3～4種病蟲危害。

來自聯合國糧農組織的研究結果表明，農作物病蟲害自然損失率在37%以上。按照這樣的標準，有測算指出，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，潛在經濟損失達5000億元以上。

那么，在農作物病蟲害暴發頻率逐年提高，損失逐年加重的背景下，農藥的充足供應和科學使用就成為廣大農民打贏“蟲口奪糧、抗災保豐收”這場硬仗的關鍵要素。

農藥地位舉足輕重

毫無疑問，沒有農藥就沒有今天農業取得的巨大成就，農藥在保障農業生產中具有舉足輕重的作用。據聯合國糧農組織統計，全世界因病、蟲、草、鼠害造成的作物減產幅度達20%～30%，一旦不用農藥或嚴重的用藥不當，一年后將減少收成25%～40%（與正常用藥相比），兩年后個別地方將減產40%～60%以上，甚至絕產。

2010年8月17日，在江西九江瑞昌市賽湖農場，農民正在一季晚稻田間打藥，加強田間管理，確保糧食豐收。

近年來，由于氣候變化和農業結構調整，我國農作物病、蟲、草、鼠危害呈逐年加重趨勢，發生面積由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：“以噴施農藥為主的化學防治技術仍然是我國當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的15%～20%，平均1700億斤左右；我國每年因農藥使用減少的直接經濟損失就達1600億元，農藥對植保防災減災工作的貢獻份額達到了80%以上。”隨著人口的剛性增長，耕地和水等不可再生資源的減少，農業生產安全和糧食安全對農藥的需求依然強勁，短期內農藥的作用無可替代。

但是，農藥同時是一把雙刃劍，在為農業作出巨大貢獻的同時，也使得某種危險同時存在。近年來。隨著人們對食品安全更為關注，人們對農藥的重視程度也相應的有所提升，一些關于農藥殘留超標的問題總是觸動人們神經，因此，傳統農藥的技術和使用方式都面臨著變革。

我國從“九五”期間已經開始注重農藥新品種的創制工作，“九五”期間，科技部將“農藥創制中心建設”作為重大項目列入國家科技攻關計劃，為農藥創制工作的開展打下了良好的基礎，“九五”期間，南北兩個農藥創制中心的建設，標志著中國農藥創制研究的正式起步。“十五”期間，科技部將“新農藥創制研究與產業化關鍵技術開發”列為科技攻關計劃重點項目，投資1億多元，重點支持國內有關單位廣泛開展了農藥自主創新工作。到“十五”期末，農藥創新工作取得了顯著成效，已有21個具有自主知識產權的農藥品種取得農業部農藥臨時登記，成為我國首批農藥創制品種；新化合物合成能力已達2萬個/年，新化合物（含菌株）篩選能力達3萬個/年，平均每年有2～3個新品種取得農藥登記，已接近國際先進水平；開發的關鍵技術和關鍵中間體解決了一些共性技術問題，極大地促進了農藥行業的技術進步。

我國農藥工業取得了長足發展，形成了包括原藥生產、制劑加工、科研開發和原料中間體配套在內的農藥工業體系，已經真正成為世界上為數不多的具有農藥創制能力的國家。

“十一五”期間，我國農藥行業共性關鍵技術有兩個研發重點。一是開發環境友好型農藥劑型的專用助劑；二是開展高效合成、高效催化、生物工程、清潔生產工藝、連續化與DCS控制等技術的工程化集成創新。

“十一五”農藥創新碩果累累

進入“十一五”后，為貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006～2020年)》，提升我國農藥工業自主創新能力，科學技術部仍將“農藥創制工程”項目列入“十一五”國家科技支撐計劃，“農藥創制工程”以全面提高我國農藥技術創新水平和產業競爭力為目標，通過開展新農藥創制及創制品種的產業化開發，提高創制能力和水平，引領農藥行業依靠自主創新實現長遠發展；通過農藥安全性評價良好實驗室規范(GLP)體系的建立和農藥行業共性關鍵技術的開發，滿足農藥產業升級的技術需求，培育農藥技術創新主體，實現我國農藥技術與產業的可持續發展。

項目的總體目標定為：在新農藥創制研究及產業化方面，完成10個創制品種的產業化開發，其中3個成為國內主導農藥品種，發現一批處于不同階段的高活性化合物，其中有5個以上具有較大市場潛力并獲得登記，顯著縮小和世界先進水平的差距；在突破行業共性瓶頸制約方面，建立和完善符合國際標準的農藥衛生、環境、殘留、產品化學等標準試驗方法和規范，使農藥安全性評價全面符合GLP實驗室規范，達到國際認證要求，開辟我國農藥進入國際市場的綠色通道；在產業共性關鍵技術方面，以生產過程的規模化、連續化、清潔化和原料路線便捷化為主導方向，支持具有國際競爭潛力的主導農藥品種及其中間體的產業化關鍵技術開發，把農藥骨干品種做大做強并形成一批具有國際先進水平的工程化示范裝置和骨干示范企業。

科技部高新司材料處張新民副處長曾指出，“十一五”期間，我國農藥行業共性關鍵技術有兩個研發重點。一是開發環境友好型農藥劑型的專用助劑，尤其是新型、高效表面活性劑的合成與研究開發。二是開展高效合成、高效催化、生物工程、清潔生產工藝、連續化與DCS控制等技術的工程化集成創新，進一步提高我國具有國際競爭潛力的主導農藥品種，提升我國農藥工業發展的重要中間體的技術水平。

2009年8月18日，科技部高新技術發展及產業化司在北京組織專家對“十一五”科技支撐計劃重大項目“農藥創制工程”進行了驗收。“農藥創制工程”重大項目的實施，提升了我國農藥創制能力和水平，研究開發的115個具有自主知識產權和良好農藥生物活性的化合物為我國農藥創制工作的長期、可持續發展奠定了良好基礎；12個取得農藥臨時登記的創制品種完成了產業化開發，創制品種實現銷售收入3.1億元，推廣使用面積達7133萬畝次，其中丁烯氟蟲腈、烯肟菌酯以及烯肟菌胺3個創制品種的年銷售額超過5000萬元，丁烯氟蟲腈和噻菌酮2個創制品種開始走出國門，參與國外農藥市場競爭，實現了我國創制品種的歷史性突破，是我國農藥創制工作一個重要的里程碑；建立了國內首個國家層面的農藥創新化合物數據庫，構建了農藥創新化合物科學管理平臺，提高了農藥創制的過程管理能力和創制資源利用率；建立和完善了農藥安全性評價良好實驗室規范（簡稱GLP）技術支撐體系和管理平臺體系，全面啟動和積極有效推進了農藥安全性評價GLP數據的國際互認工作；完成了吡啶堿等關鍵農藥中間體和乙草胺等骨干農藥品種的創新工藝和工程化關鍵技術開發，提升了農藥行業的技術創新水平，為農藥產業結構調整提供了技術支撐，其中吡啶堿技術的成功開發對于打破跨國公司對國內吡啶類產品的壟斷，促進我國雜環類農藥健康發展具有重要的歷史意義；具有國際競爭力的乙基氯化物綠色合成新技術成功開發，大大提高反應原子利用率，實現了清潔生產和資源綜合利用，成為國內農藥工業清潔生產工藝以及節能減排技術的開發和示范的典范。

農藥產業結構明顯改善

“農藥創制工程”的實施，使得我國“高毒農藥削減計劃”實施順利，產業和產品結構得到優化升級。2007年，甲胺磷、久效磷等5種高毒有機磷農藥品種全部停止生產和使用，由于替代新農藥品種的出現，我國農業沒有因為缺少有效藥劑而爆發大面積蟲害，農民沒有因為用藥貴而增加投入，農業生產持續豐收，農藥技術創新起到了相當重要的作用。隨著高毒有機磷農藥退出歷史舞臺，我國農藥工業的產業結構得到了明顯改善，品種結構趨于合理。新技術、新產品和新工藝對提升行業的創新能力，引領農藥工業的持續發展，起到了積極的示范作用，也使我國農民有機會廉價使用高效低毒無公害環保農藥。

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草甘膦的新工藝近年取得成功。生產裝備技術水平和設備利用率大幅提高，實現了主要副產物的回收利用，產品質量達到國外同類產品先進水平。該工藝成功應用于7萬噸/年生產裝置，給企業帶來22億元的銷售收入。

殺蟲劑吡蟲啉的持續創新研究，使其市場價格從上世紀90年代中期的每噸100多萬元降到目前的10多萬元，僅為以前國外產品價格的1/10。吡蟲啉連續化清潔生產新工藝實現了生產的連續化操作，節能減排效果顯著，收益水平明顯提高，成本降低15%。農藥關鍵技術創新在引領行業發展的同時產生了顯著的經濟效益。據統計，截至2009年，國家科技計劃支持的產業化關鍵技術開發共實現銷售收入45億元，利稅9.7億元，出口創匯1.96億美元。

此外，農藥是精細化學品，在生產的過程中不可避免地會產生“三廢”。國家科技計劃引導企業通過工藝創新在源頭上減少副產物，通過回收利用降低“三廢”量，達到節能減排的目的。我國還參照OECD（國際經濟合作與發展組織）及EPA（美國環保局）等試驗方法，制定了農藥毒理、環境、殘留和質量評價GLP準則，使農藥安全性評價更加客觀、安全，從技術層面保障了我國新農藥創制研究和農藥行業的健康發展。

農藥的技術創新無止境

但是，不可否認的是，我國仍然只是農藥大國，要走向農藥強國還需要不斷地進行科技創新。長期以來，我國的農藥工業一直沿用亦步亦趨和依賴仿制的發展模式，農藥技術創新更多地注重在工藝技術開發、提高質量和降低成本上，忽視了對農藥這一精細化學品的功能性開發。

科技部集成國內專家的集體智慧、借鑒國外公司的成熟經驗，初步建成了具有中國特色的農藥創制體系。由于人多地少，我國農業生產的種植密度和復種指數在全球是首屈一指的，農業病蟲草害的發生有其特殊性，不能完全照搬國外的用藥技術，跨國公司也不會專門針對中國的病蟲草害研制新農藥。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。這就決定了我國農藥產品的創制工作必須從模仿發展走向原始創新能力的不斷提升，中化化工科學技術研究總院副院長李鐘華指出：“未來幾年我國農藥產業將進入調整期，農藥行業洗牌在所難免。產業發展主要特征是從數量擴張為主向質量提升為主轉變。”它的話也道出了農藥發展必須依靠創新才能制勝的道理。

與此相應的是，2010年新頒布的《農藥產業政策》（以下簡稱《政策》）對提高農藥行業的創新能力做了特別強調。《政策》特別指出要重點支持農藥核心技術、關鍵共性技術的開發和應用，并列舉了高效催化、高效純化、定向合成等5個在未來10年重點開發應用的技術。為了督促和鼓勵企業增加創新上的資金投入，該份《政策》第一次專門就農藥企業在今后5～10年的創新資金做了指標性要求，指出到2015年，國內排名前十位的農藥企業建立較完善的創新體系和與之配套的知識產權管理體系，創新研發費用達到企業銷售收入的3%以上，2020年達到6%以上。國家將繼續在基礎平臺建設、創新體系完善和新品種創制等方面給予扶持，國家還將組織制定《農藥工業技術發展指南》，引導企業、科研單位和高等院校開展有針對性的創新工作。

而由中化化工科學技術研究總院、浙江化工科技集團有限公司、中國農業大學等17家產學研單位聯合發起成立的農藥產業技術創新戰略聯盟試點已經啟動并邁出了嘗試性步伐。該項目在9月份已經通過了科技部組織的專家的初步論證，有望確定為“十二五”期間的攻關項目。中國工程院院士李鐘華指出，作為近10年國家針對農藥行業制定的最為系統全面的產業政策，能夠把農藥技術發展作單章列出，并對創新作重點強調，將對我國農藥行業在創新上的積極性有很大的提振作用。