生物農藥研究進展與未來展望

（中國農業科學院植物保護研究所，北京 100193）

進入21世紀以來，全球保護環境的呼聲日漸增高，公眾對食品安全的關注愈加密切，使得生物農藥在國際、國內獲得了又一次發展的機遇。《國家中長期科學與技術發展規劃綱要（2006－2020）》和《國家“十二五”科學和技術發展規劃》將生物產業作為新興產業的一部分，把農業生物藥物與生態農業作為優先發展主題，有害生物控制作為需求導向的重大科學問題研究領域和方向之一。我國生物農藥領域從業人員抓住機遇、努力創新，在基礎理論研究、生物農藥創制、應用技術推廣等方面都有新的建樹。

世界各國在大力推廣使用生物農藥，據統計，2000年生物農藥占全球農藥市場份額的0.2%，2009年增長到3.7%。2010年全球生物農藥的產值超過20億美元，市場占有率達到4%左右。據Markets ＆ Markets發布的《2012－2017全球生物農藥市場趨勢與預測》報告顯示，2011年全球生物農藥市場價值達13億美元，2017年有望達到32億美元［1］，從2012年到2017年期間將以15.8%的復合年增長率增長。預計北美占據全球生物農藥市場的主導地位，其2011年占比達到40%。歐洲市場由于農藥管理制度嚴格且對天然產品的需求日益增大，有望在將來成為生物農藥發展最快的市場［2］。從我國生物農藥的發展歷程來看，基本與國際生物農藥發展同軌。經過50多年的發展，目前我國已經掌握了許多生物農藥的關鍵技術與產品研制的技術路線，在研發水平上與世界水平相當，人工擴繁赤眼蜂技術、蟲生真菌的工業化生產與應用技術、捕食螨商品化、植物線蟲的生防制劑、植物免疫生物誘抗藥物研制等某些領域國際領先。據統計，我國具備一定科研條件和發展規模的生物農藥研發機構有30余家，主要包括科研院所、高校、國家及省部級重點實驗室、工程中心等，擁有260多家生物農藥生產企業，約占全國農藥生產企業的10%，生物農藥制劑年產量近13萬t；年產值約30億元人民幣，分別約占整個農藥總產量和總產值的9%左右；應用面積約2 600萬～3 300萬hm2·次。我國生物農藥產品劑型從不穩定向穩定發展，由劑型單一向劑型多樣化方向發展，由短效向緩釋高效性發展。研究和發現新型先導化合物和明確新型藥物作用靶標已經成為新型生物農藥創制與開發的重要基礎性工作。隨著植物免疫理論的快速發展，植物抗病免疫誘抗劑近年來取得了引人矚目的發展，隨著生物農藥及健康植物保護相關研究的開展，綠色植保已經成為國家發展的重要需求與必然趨勢。

1 我國生物農藥產業發展現狀

近年來，生物農藥的創制與研究開發得到了我國中央政府、地方部門及各部委和相關廳局等各級政府的高度重視與廣泛的支持，在國家科技部“863”計劃項目等設立專項資助，在生物農藥資源的挖掘、新劑型的研發、產業化示范推廣、不同生物農藥標準的制定等方面設立專項資助，這對于推動我國生物農藥創新與推廣應用奠定了較好的基礎，促成了多種新型生物農藥完成了登記注冊（表1）。

我國生物農藥類型包括微生物農藥、農用抗生素、植物源農藥、生物化學農藥和天敵昆蟲農藥等類型。目前大量研究及應用的微生物殺蟲劑主要有真菌類、病毒類和細菌類。其中細菌類（以Bt為代表）國內外已經形成了工業化生產技術和大量的產品，進入成熟的商品化階段。近年來，我國已有多個生物農藥產品獲得廣泛應用。其中井岡霉素、蘇云金桿菌、赤霉素、阿維菌素、春雷霉素、白僵菌、綠僵菌已獲得了廣泛推廣和應用，這些生物農藥的推廣與應用充分說明較好的生物農藥對于我國農作物病蟲害的防治具有重要的作用；所研制開發的微生物殺菌劑木霉菌生物農藥用于防治蔬菜根腐病、枯萎病、灰霉病等土傳病害也顯示出很好的應用前景；植物源農藥（苦參堿、魚藤酮、楝素等）和植物生長調節劑類農藥（細胞分裂素、赤霉素、脫落酸等）在我國農業生產上也獲得了廣泛的應用；特別是近年來，我國昆蟲病毒制劑也獲得了長足的進步，如斜紋夜蛾NPV、油桐尺蠖NPV、松毛蟲CPV等在林業生產上受到廣泛的應用。目前我國在公主嶺霉素、瀏陽霉素、中生霉素、多抗霉素、農抗120、武夷菌素等農用抗生素的發酵技術、劑型研制、產品登記和農用推廣上已成功應用于防治禾谷類作物黑穗病、蔬果作物枯萎病和炭疽病等農作物病害。根據國家統計局統計，2012年11月份，全國農藥行業完成工業總產值231.0億元，同比增長27.5%；完成現價銷售產值222.9億元，同比增長26.9%。其中生物源農藥工業總產值和銷售產值漲幅均超過40%（表2）。

表1 我國生物源農藥登記注冊情況（截至2012年12月的統計結果，包括單劑和混配藥劑）Table 1 Bio－pesticide registration in China（as of December 2012，including single agent and mixed pesticides）

1.1 微生物殺蟲劑研究發展現狀分析

微生物殺蟲劑是利用微生物的活體制成的，具有以下特點：①防治對象專一，選擇性高；②藥效作用較緩慢；③藥效易受外界因素（溫度、濕度、光照等）的影響；④對生態環境的影響小。

1.1.1 細菌類農藥

細菌類農藥是國內外微生物農藥中研究較早、成果較多、產量較大、施用較廣的微生物殺蟲劑。有關細菌類生物農藥的菌株選育、發酵工藝優化、產品劑型加工和不同農作物上的應用技術等方面均有了較好的發展，我國在細菌類生物農藥的研究、開發、生產與應用上均處于世界先進水平。如我國有關研究與生產企業在蘇云金桿菌的研究與開發應用規模上已處于世界領先水平，蘇云金桿菌殺蟲劑目前在我國主要應用于防治棉鈴蟲、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、煙青蟲、小地老虎、稻縱卷葉螟、玉米螟和小菜蛾等。我國有關科研人員對蘇云金桿菌的研究已深入到基因水平，對其殺蟲晶體蛋白的編碼基因cry的研究及其應用技術上已獲得了新的突破進展。我國Bt產品劑型以液劑、乳劑為主，還有可濕性粉劑、懸浮劑，目前Bt產品的劑型研制正在向干懸浮劑、納米制劑上發展。

表2 2012年11月主要經濟指標完成情況（億元）1）Table 2 Main economic indicators in November 2012 in China（100 million yuan）

以Bt以色列亞種開發的滅蚊制劑已成為殺滅蚊子幼蟲的首選藥物，目前開發的防治蚊類幼蟲和儲糧蛾類害蟲的Bt殺蟲劑已投放市場。球形芽胞桿菌（Bs）是目前應用最廣、使用最成功的滅蚊病原微生物，現僅有產品2個，母藥1個。高效廣譜Bt制劑以鞘翅目害蟲葉甲類和鱗翅目甜菜夜蛾等害蟲為主要防治對象，進行針對性的開發與利用等系統研究，重點進行干懸浮劑、納米制劑、生物種衣劑等新劑型的創制。

1.1.2 真菌類農藥

目前我國常用的真菌類生物農藥主要有：白僵菌、綠僵菌、木霉、淡紫擬青霉和輪枝菌等。真菌類生物農藥的產品劑型主要有粉劑、可濕性粉劑、油劑、乳劑和微膠囊劑。我國白僵菌生產廠家僅3個，母藥3種，產品7種。白僵菌防治對象有玉米螟、松毛蟲、金龜子、水稻葉蟬、飛虱、茶小葉蟬、茶毛蟲、蚜蟲、大豆食心蟲和天牛等農作物害蟲。綠僵菌也是一種廣譜的昆蟲病原真菌，主要用于防治蝗蟲、金龜子、水稻螟蟲、地老虎等害蟲。在國外綠僵菌生物殺蟲劑應用于防治農作物害蟲的面積超過了白僵菌，防治效果與白僵菌相當。其他種類的真菌主要有淡紫擬青霉和厚孢輪枝菌，用于防治多種作物根結線蟲、大豆孢囊線蟲、粉虱和蚜蟲等；木霉生物農藥近年來在我國生物防治方法與應用技術也取得了長足的進步，應用木霉生物農藥防治絲核菌、枯萎病和土傳病害等取得了積極的成果。開展昆蟲病原真菌資源收集、毒力菌株篩選、生產工藝研究、劑型化工藝、昆蟲病原真菌與侵染相關基因的克隆與功能分析、殺蟲真菌基因化學誘導調控系統的建立、高效殺蟲真菌助劑的篩選、高效重組真菌殺蟲劑的研究對于真菌殺蟲劑的發展具有重要的推動作用。

1.1.3 病毒類農藥

病毒類生物農藥近年來在我國發展十分迅猛，病毒類生物農藥通過寄生昆蟲使昆蟲致病死亡以達到控制害蟲的目的。在我國病毒類生物農藥中應用比較廣泛的有核型多角體病毒（NPV）、顆粒體病毒（GV）和基因工程棒狀病毒。從1993年我國第1個昆蟲病毒生物殺蟲劑——棉鈴蟲核型多角體病毒獲得農業部藥檢所注冊登記至今，我國現已擁有28家企業生產病毒類殺蟲劑，母藥13種，產品47種，年產量約2 000 t。病毒類生物殺蟲劑在我國目前主要應用于防治棉鈴蟲、螟蟲、斜紋夜蛾、菜青蟲、地下害蟲、茶尺蠖、松毛蟲和衛生害蟲蟑螂等。針對具有重大應用前景的棉鈴蟲核多角體病毒和苜蓿銀紋夜蛾核多角體病毒進行重組病毒殺蟲劑研究。構建多種重組病毒，進行室內和田間的殺蟲效果評估；病毒殺蟲劑的中試工藝、田間應用效果與環境監控研究；開展重組殺蟲劑的大規模田間應用效果與環境監控研究；病毒殺蟲劑的大規模生產工藝研究；重組病毒殺蟲劑生產的質量檢測標準研究。目前世界上有記載的昆蟲病毒超過1 000種，已開發投入市場的產品有30多種。20世紀棉鈴蟲的暴發，促進了棉鈴蟲核型多角體病毒殺蟲劑的發展。目前國內外應用病毒類生物殺蟲劑防治農作物害蟲的規模還不夠大，但是已經顯示出很好的應用前景。

1.2 植物源農藥

植物源生物農藥是通過提取植物中對農作物害蟲具有毒殺、拒食、麻醉、抑制昆蟲發育或干擾害蟲行為等的多種活性次生代謝物質而研制出的一類天然源的生物農藥，有的植物源生物農藥還對多種病原菌及雜草也具有防除或抑制作用。植物源農藥是自然界本身存在的物質，主要由C、H、O等元素組成，在環境中易于分解，無環境污染及殘毒之慮。其劑型以水劑、粒狀等為主，因此在其加工與生產中減少了對煤炭石油等高碳能源使用，符合低碳經濟發展的要求。截至2011年4月，我國已獲得農業部藥檢所登記的植物源農藥有效成分22個，產品總數202個，其中印楝素、苦參堿、魚藤酮、煙堿和除蟲菊素等植物源生物農藥在我國農業生產實踐中已得到了廣泛的應用，植物源生物農藥已日益受到使用者的歡迎與關注。

近年來，我國科研人員和生產企業在植物源農藥的資源挖掘、產品研制、新劑型制備、應用技術和注冊登記等方面都取得了積極而長足的進步，目前已生產和實際應用了40多種植物源農藥，生產企業有100多家，獲得登記產品200多種。植物源生物農藥的登記和有關產品的生產規模都顯示出了強大的生命力。呈現出明顯上升趨勢。目前，中國申報的印楝農藥專利已經超過100項，有農藥制劑專利79項，原藥和提取技術15項。作為一類重要的生物農藥，植物源農藥在農藥登記中已被單獨列為一類。我國已登記的202個植物源農藥產品中包括印楝素、魚藤酮、除蟲菊素、異羊角扭苷、煙堿、苦參堿、蛇床子素、乙蒜素、蓖麻油酸、八角茴香油、小檗堿、辣椒堿、苦豆子總堿、苦皮藤素、鬧羊花素－Ⅲ、茴蒿素、楝素、百部堿、蕓薹素內酯、木煙堿、氧化苦參堿、補骨內酯、黃芩苷、莨菪堿、馬錢子堿、香芹酚、吲哚乙酸類、腐植酸等。植物源殺蟲劑中產量較大的有魚藤酮乳油、苦參堿粉劑、可溶性粉劑及水劑、印楝素乳油、除蟲菊素水乳劑等，其中有12家企業登記魚藤酮產品19廠次，47家企業登記苦參堿產品53廠次，11家企業登記印楝素產品16廠次，10家企業登記除蟲菊素產品17廠次。

1.3 農用抗生素

農用抗生素是指由細菌、真菌、放線菌等微生物在發酵過程中產生的，可用于防治農業有害生物的微生物次級代謝產物。抗生素是土壤微生物產生的天然化合物，易被土壤微生物分解，而且絕大多數農用抗生素在很低的濃度時就有效，單位面積施藥量少；70年代以來，一些具有防治昆蟲、螨、動物寄生原蟲和蠕蟲、除草和調節動植物生長功能的農用抗生素，不斷研究開發出來，擴大了農用抗生素的應用領域。我國農用抗生素的研究始于20世紀50年代，是農用抗生素生產和應用大國，也是農用抗生素研究開展較早的國家，一些品種已達到世界先進水平。在我國研究領域實現產業化的有阿維菌素、井岡霉素、赤霉素、瀏陽霉素（polynactin）等。近10年來，我國研究開發農用抗生素新品種的數量在不斷增加，如廣東農科院植保所報道的萬隆霉素、陜西農林科技大學報道的瑞拉霉素、浙江農科院微生物所報道的抑霉菌素、上海農藥研究所報道的金核霉素和磷氮霉素、江西農業大學報道的梅嶺霉素、中國醫學科學院生物技術研究所報道的波拉霉素等。在我國現有登記注冊的抗生素品種有23種，產品170個，生產廠家達253家，年制劑產量達8.0×107kg。其中獲得登記的殺菌劑品種有井岡霉素、農抗120和多抗霉素、中生菌素、寧南霉素等。獲得登記的殺蟲、殺螨劑品種有瀏陽霉素、華光霉素和阿維菌素，除草劑品種有雙丙氨磷等多種。

1.4 天敵農藥

中國農科院植保所、浙江大學、福建農林大學、吉林農業大學、福建省農科院等研發機構成功地建立了赤眼蜂、草蛉、瓢蟲、花蝽和捕食螨等天敵昆蟲的人工大量繁殖技術體系，大規模應用了赤眼蜂、平腹小蜂、日光蜂、智利小植綏螨、中紅側溝繭蜂等天敵昆蟲，達到每年釋放天敵昆蟲10 000億頭的規模，在玉米、水稻、棉花、柑橘等作物上使用面積100萬hm2，直接挽回經濟損失60億元，減少化學農藥投入約15%。我國商品化生產的天敵昆蟲主要集中在寄生性天敵昆蟲，如赤眼蜂和平腹小蜂，前者每年防治玉米螟、甘蔗螟的應用面積約100萬hm2，后者防治荔枝蝽約2萬hm2。赤眼蜂近十年來已累計投放2 433億頭，防治面積近133.3萬hm2，先后在吉林、黑龍江大面積防治玉米螟和大豆食心蟲，在山東、河北大面積防治棉鈴蟲，在湖北防治二化螟等，都取得了十分顯著的控制害蟲的效果。

目前國際上規模較大和商業化生產較大的天敵公司已發展到80余家，其中北美10家，已經商品化生產的天敵昆蟲有130余種，歐洲26家。國際上主要昆蟲天敵種類為赤眼蜂、麗蚜小蜂、草蛉、瓢蟲、小花蝽和捕食螨等，其中英國的BCP天敵公司年創匯100萬英鎊，天敵產品年產量達到1.6億只，天敵釋放總面積約500 hm2，銷售收入達到140萬英鎊。BCP公司的天敵產品70%以上出口到荷蘭、法國、比利時、西班牙等歐洲國家和美國。荷蘭Koppert公司生產的天敵昆蟲商品已廣泛應用于果園、大田、溫室以及園藝作物。在美洲和歐洲等發達國家，天敵成為商品走向市場，并為市場所接受。

2 國際生物農藥產業發展現狀與趨勢

美國是全球最大的生物農藥市場，美國聯邦環保署（EPA）新批準的生物農藥數量遠超過常規農藥；歐洲是全球增長最快的生物農藥市場，保持著15%的高增長率；據預測，到2015年，全球生物農藥的市值有望達28億美元。目前，國際上有27個國家已將46種微生物列為微生物殺菌劑的有效成分，其中真菌類25種，細菌類21種。在美國、歐盟、英國、新西蘭、南非、澳大利亞、加拿大、印度等國家和組織認證的微生物菌株有53個，并登記了相關產品，已廣泛應用于農業、林業、園林和食品生產實踐中。其中，美國已有26個微生物菌株進行了微生物農藥登記，登記產品85個，主要公司包括美國生物農藥公司AgraQuest（登記產品22個）、美國拜沃股份有限公司（登記產品8個）、拜耳公司（登記7個產品）等。美國生物農藥商MBI公司的生物殺蟲殺螨劑Grandevo的干粉劑型近日獲美國環保署批準登記。這個殺蟲劑提取自一種subtsugae色素細菌的一個菌株，菌株代號為PRAA4－1T，Grandevo抗蟲譜相當廣，能防控包括木虱、薊馬、粉蚧、潛葉蛾、椿象、草盲蝽、稻葉甲、白蠐螬、黏蟲等多種害蟲。它具有觸殺和抵制的雙重作用機制，使得害蟲難以產生抗性，比單一機制的產品有了更多的優勢，特別適用于病害綜合治理體系，減少害蟲對常規化學農藥產生抗性和控制殘留問題。該產品安全性高，不受施用／收獲時間間隔限制，施用后再進入用藥區域的間隔期短，還沒有最高殘留限制，符合國家有機種植計劃（NOP），還被列入了OMRI清單，可以在田地，溫室和花園中施用。Marrone Bio Innovations公司提交的產品是生物殺蟲劑／殺螨劑 MBI－206 EP（伯克霍爾德氏菌A396菌株，94.5%），可用于防控草皮，觀賞性植物和可食用作物中的鱗翅類害蟲，比如蘋果小卷蛾、黏蟲、木虱和六點葉螨等。美國AgraQ－uest公司的生物殺菌劑Serenade（枯草桿菌QST713菌株）殺菌劑去年在加利福尼亞州登記獲批用于草莓作物。該產品可替代溴甲烷填補熏蒸劑溴甲烷的空白。在控制土壤疾病方面表現優異，還能為種植者帶來相當可觀的產量提升。且相比使用土壤熏蒸劑需要耕地清場30 d之久，Serenade只需要4 d即可。國際市場每年對溴甲烷的需求量超過5億美元，Serenade還獲英國批準用于馬鈴薯溝施。據康涅狄格大學的研究顯示，枯草芽胞桿菌在作物根系周圍的存留期超過80 d。使用Serenade Soil殺菌劑平均可以提高13%的產量。該產品將成為世界第三大土壤殺菌劑。其對絲核菌的防控，效果優于傳統農藥嘧菌酯（Amistar）70%，且價格比后者更具優勢。據世界農化網中文網報道：美國環保局2013年提議批準Becker Underwood公司生物殺菌劑Integral F－33產品（有效成分：短小芽胞桿菌菌株BU F－33）使用于誘導多種作物（如胡蘿卜、番茄）系統抗性的室內商業化種子處理。Becker Underwood已申請該殺菌劑對所有食品最大殘留豁免。美國環保局2013年已經批準Summit Chemical公司的生物殺蟲劑產品Summit Bti MP（有效成分：蘇云金桿菌以色列變種菌株SUM－6218）投入生產，此新活性成分與蘇云金桿菌以色列變種極其相似。

德國的拜耳作物科學公司于2012年8月高調宣稱以4.25億美元成功地收購了美國AgraQuest生物技術公司，隨即推出了Serenade品牌的生物農藥；瑞士的先正達公司以1.13億美元收購Pasteuria生物科學公司；德國的巴斯夫公司以10.2億美金計劃收購Becker Underwood生物科學公司。這些世界級的農藥公司通過收購生物科技公司來進入和領軍生物農藥行業，帶動了全球農化巨型企業積極爭相收購生物科技公司，極大地促進了生物農藥領域的快速發展。美國生物農藥行業協會執行會長Bill Stoneman認為，全球農化巨頭積極爭相收購或并購生物科技公司，將進一步促進新型生物農藥創制和生物農藥市場的推廣應用，推動生物農藥行業的健康可持續發展。

2013年1月，德國拜耳作物科學公司繼續收購動作，收購了德國的Prophyta Gmb H生物科學公司，不但收購該公司的新產品、新專利，還收購該公司的研發實驗室及新制劑規模生產企業。Prophyta Gmb H公司成立于1992年，總部位于德國，是一家利用微生物源生物制品提供植物保護產品的公司，該公司主要品牌是防控菌核病的ContansTM及殺線蟲劑BIOACTTM，研發的產品已在全球30多個國家取得登記許可。經過這次收購，拜耳公司產品開發經理Jennifer Riggs表示，拜耳將拓展在新鮮水果和蔬菜生產、種子處理等領域的生物農藥新產品創制與應用業務。此外，拜耳公司通過收購以色列的生物農藥公司AgroGreen的堅強芽胞桿菌技術，開發特定產品，使之成為生物殺線蟲種子處理劑，以商品名為Votivo的新產品推出并進入市場，該產品2012年計劃銷售值為10億歐元，隨后開發出另一產品，作為組合種子處理劑Poncho Votivo（噻蟲胺＋堅強芽胞桿菌）在2012年成功進入全球市場。

表3 2012年全球新獲登記的農藥品種——生物農藥（世界農化網）［3］Table 3 New registration of biological pesticides in 2012 over the world（AgroPages.com）

巴斯夫公司目前在研發化學農藥與生物農藥的組合產品來推出適應市場需求的農作物病蟲害有效的解決方案。該公司認為生物農藥與化學合成農藥就藥效相比還有差距，但通過生物農藥與化學農藥組合成的新產品，會使農民從中獲益。如其中一項較好的方案是采用化學和生物植保產品組合的噴霧項目，農民在收獲果蔬前噴灑傳統的產品，然后在收獲前關鍵期換成生物產品，提供給農民殘留控制和抗性管理雙重效益。巴斯夫公司通過收購Becker Underwood生物科技公司，強化了在農藥領域中的競爭優勢，特別是高速增長的種子處理市場。隨即，巴斯夫公司與巴西農業研究院簽訂了長達五年的合作協議，重點開發生物農藥。巴斯夫的作物保護部門將新推出一個叫做功能性作物保護部門的全球戰略性業務。這個部門將整合巴斯夫與Becker Underwood現有的種子處理、生物學作物保護、作物健康以及水分和營養管理方面的研究，開發和營銷活動。Becker Underwood的動物營養業務將被整合到巴斯夫的營養＆健康部門下［2］。2012年12月巴斯夫從位于美國的私募股權投資公司Norwest Equity Partners處完成對Becker Underwood的收購，收購價為10.2億美元。通過此次收購，巴斯夫順利成為生物種子處理技術以及種子處理著色劑和聚合物的全球領先供應商。同時，巴斯夫的產品庫得到進一步豐富，增加了生物植保產品、草坪和園藝用產品、動物營養產品和景觀著色及包衣產品等。先前巴斯夫與美國生物農藥公司AgraQuest合作，獲得了遍及拉丁美洲及其他地區的銷售權，枯草芽胞桿菌菌株QST 713和信息素Cetro在巴西首次上市。

先正達公司認為生物農藥對種植者的吸引力越來越大，逐步成為有效防控蟲害、減緩抗性問題以及殘留控制方面新增的選擇項。近年來，該公司將生物農藥視為其戰略的一部分，與多家公司在生物防治領域建立合作伙伴關系，并尋找更大規模的投資合作機會。先正達對Pasteuria公司的收購，豐富了先正達殺線蟲產品庫，利于為大豆、玉米、谷類作物、甜菜和蔬菜等主要農作物提供整套綜合解決方案。隨即，先正達與MBI簽署了歐洲、中東和非洲等地區的分銷協議，先正達的創投子公司成為MBI融資2 540萬美元的主要投資者之一。同時，先正達公司和諾維信公司達成Taegro全球銷售和分銷獨家授權協議。從2011年起，先正達公司又與Pasteuria Bioscience公司成為了全球技術合作伙伴，共同開發以土壤細菌巴斯德桿菌為基礎的生物殺線蟲劑。先正達稱將繼續尋找有前景的生物農藥來投資并尋求合作。

孟山都公司認為新型生物農藥將成為世界各國農業生產者的病蟲害防控有效工具，該公司稱其對探索新的防蟲藥劑感興趣，并開始通過合作和自身的努力在這一領域進行工作研究。在2010年與AgraQuest公司訂立一項為期3年的合作，評估生物農藥的生產線對孟山都公司核心作物和蔬菜種衣劑開發的潛在用途。該公司還與拜耳簽訂了有關種衣劑Poncho Votivo的協議，以供孟山都公司在美國的玉米和大豆種衣劑等應用［2］。

統計顯示，全球傳統農藥市場的年銷售額在470億美元，而六大農藥公司占據了其中75%的市場份額，相比之下，全球生物農藥市場在2011年達到13億美元后，預計2013年的銷售額在13億美元到16億美元之間，但整個生物農藥市場由100多號中小企業分割，高度分散，許多公司往往僅有一兩種產品，不利于生物農藥行業的壯大和規模化發展［2］。

生物農藥發展已進入“生物信息技術”時代，以發現新先導化合物和驗證新型藥物靶標為重要目標的新藥物創制得到了蓬勃的發展。基因組學、功能基因組學、蛋白質組學和生物信息學等前沿技術與生物農藥研究的緊密結合，化學、物理學理論和結構生物學、計算機和信息科學等基礎學科與藥物研究的交叉和滲透，使農業生物藥物研究、開發和應用的深度和廣度不斷拓展。產品劑型由短效向持效發展，從不穩定向穩定發展，從效果單一向多樣化發展［4］。

分析未來的發展趨勢，僅就微生物殺蟲劑而言，將有如下四大突破，第一是利用基因重組技術對微生物殺蟲劑的來源生物進行特性改良（包括毒力選擇性和安全性等），或直接將抗蟲基因轉入植物體內，這一技術目前在生物農藥領域的研究和開發上已得到較廣泛的應用，如在重組Bt和重組昆蟲病毒領域。第二是將微生物殺蟲劑與低毒的化學農藥或增效因子混配使用，以增強作用效果。第三是在微生物農藥的后加工處理過程加入安全型輔助劑，使產品不被紫外線和氧化等作用所破壞，能延長儲藏期，維持特定的物理特性如分散度和黏附靶標作物的能力等。第四是通過發酵工藝和反應器的改良來提高發酵液效價，降低微生物農藥的生產成本［5］。

3 我國生物農藥的發展瓶頸及對策分析

我國與美國等世界發達國家相比，在生物農藥領域尚存在一定差距。生物農藥產業發展瓶頸問題主要歸納于以下幾點：

（1）微生物殺菌劑種類少，產品少，且多為與井岡霉素混配

目前在我國登記的微生物殺菌劑有效成分僅有7種（美國22種），制劑產品42個，其中：以微生物為唯一有效成分的制劑18個，僅占登記微生物殺菌劑42.9%（枯草芽胞桿菌制劑7個、木霉制劑3個、多黏類芽胞桿菌制劑2個、蠟質芽胞桿菌制劑2個、寡雄腐霉菌制劑2個、地衣芽胞桿菌水劑1個和熒光假單胞桿菌制劑1個）；與井岡霉素混合的制劑24個，占登記微生物殺菌劑57.1%（井岡霉素·蠟質芽胞桿菌制劑20個、井岡霉素·枯草芽胞桿菌制劑4個）。

（2）防治對象單一，缺乏系列生物農藥產品

在微生物殺菌劑產品現狀中僅以一種作物病害為靶標對象的制劑有32個，占登記制劑的76.2%；以2種作物病害為防治對象的制劑有5個，占登記制劑的11.9%；以3種以上作物病害為防治對象的制劑有5個，占登記制劑的11.9%。由此可見所登記的微生物殺菌劑制劑的防治對象單一，缺乏廣譜性。

我國目前登記微生物殺菌劑42個，登記靶標作物12個，防治靶標對象20個，平均每個作物上僅有防治對象1.2個。這一現狀表明所有登記的制劑集中以相同的靶標對象作為防治對象。換言之，對同一作物來講，防治同一作物上不同靶標病害的微生物殺菌劑缺乏。

（3）生產企業規模小而且分散

雖然我國生物農藥發展時間不短，但始終未能形成較大規模化生產。美國目前登記85個微生物殺菌劑產品，僅有27家企業生產，單個公司占有產品3.1個，并且這些企業中不乏國際農藥巨頭。而我國登記微生物殺菌劑產品53個，卻有44個農藥企業生產，單個公司占有產品1.2個。目前我國有這44家微生物農藥企業，多數企業為小型企業，生產裝備和技術落后，商品的劑型化程度低，產品質量也不穩定。與國外產品相比，我國生物農藥產品缺乏市場競爭力［4］。

（4）高效低成本發酵新工藝研究不足

一種農用抗生素能否開發成為一個大品種，菌株是根本，發酵工藝是關鍵。我國生物農藥研制單位和生產企業在發酵工藝研究方面普遍存在技術力量較弱，對工藝研究不全面、發酵成本偏高等問題。因此，加強高效低成本發酵工藝研究還有很大的潛力，同時，對生物農藥產業的做大做強具有重要作用。

（5）發酵后處理工藝和制劑工藝創新不足

生物農藥發酵產生較多的富營養廢水，直接排放將污染水環境，現在生產企業廢水處理率較低，因此，須研究發酵廢水的處理及循環利用技術，減少生產對環境的污染。因此，須加強新劑型的研究，將優秀品種的潛力盡力開發。此外，我國大部分生物農藥研究開發單位不注重生產中間環節（工業發酵工藝、后處理工藝、新劑型加工技術以及新劑型和新產品的安全性及環境行為等）的技術創新，致使研究的目標、方向與企業和市場的需求不符。例如，有些品種的生產菌種選育缺少突破性進展，在產品后加工及劑型研制上，未能對微生物農藥的穩定性、分散性、滲透性以及保護劑、增效劑等進行多層次的研究，因而造成微生物農藥產品有效成分含量低、易失效和田間效果不穩定等后果，難與化學農藥競爭市場。另一方面，大部分生產企業自身沒有對新產品的后續研究和開發能力，只能簡單從事農藥制劑的加工、生產與銷售。其結果是科研成果無法轉化為商品。

（6）天敵昆蟲推廣應用投入不足

我國在天敵昆蟲應用方面的不足，主要表現在對本地優勢種天敵昆蟲的規模化飼養生產尚存在擴繁規模小、擴繁品種少、設備不配套等不足，銷售渠道未理順、技術服務滯后等問題。加速天敵昆蟲人工飼養規模化與商品化生產具有重要的應用和推廣價值，且形成產業的時機已經日趨成熟，天敵昆蟲的產業化產品將成為替代傳統的植物保護農藥產業優化升級的新型產業［6］。目前較大規模工廠化生產的主要是赤眼蜂，產品單一。而其他昆蟲如平腹小蜂、麗蚜小蜂、煙蚜繭蜂、草蛉、瓢蟲、捕食蝽等天敵昆蟲的規模化生產技術已基本成熟，稍加完善生產工藝和改進生產設備，便可實現工廠化、產業化生產［7］。

（7）科研成果無法商品化

我國從事生物農藥研究的人員多，單位多而分散，造成研究經費和設備投資不足。多數研究人員注重于微生物資源篩選與分子改造研究，真正從事微生物農藥系統研究特別是微生物發酵工藝和后處理工藝研究的人員和單位較少。因此，多數科研人員研究出的成果僅限于學術論文發表與專利申請等，成果成熟度不足于進行產業化開發與應用。

（8）缺乏廣泛正確的宣傳，推廣應用有難度

生物農藥的應用推廣比較困難，主要原因：①由于生物農藥見效較慢，特別是活體微生物農藥易受環境的影響；②農民對生物農藥的作用機理了解不夠，使用方法不當，導致防治效果差；③國家對生物農藥的產后研究重視不夠，投入很少。④沒有培育無公害農產品“優質優價”的公平市場，使用生物農藥的農民沒有得到真正實惠。

我國幅員遼闊，生物農藥資源豐富，為全面拓展生物農藥產品的種類提供了優良的先決條件。充分合理地整合利用這些生物資源，將促進我國生物農藥的發展。經過多年的研究，已奠定了較好的研發基礎，隨著農業生產的精品化、無公害化趨勢日趨明顯，特別是大棚蔬菜和設施園藝的迅速發展，天敵昆蟲及微生物農藥制劑有著越來越強烈的市場需求。在生產規模方面，目前我國天敵昆蟲生產能力有限，生產規模和使用面積都較小，還不能從根本上滿足農業生產需要。另外限于工藝技術，我國目前天敵昆蟲生產多為季節性生產，造成了生產設備的閑置。因此必須發展有效途徑，實現天敵昆蟲的規模化繁殖研究成果的技術轉移，綜合生產多種天敵昆蟲產品，并形成全年生產模式。

微生物殺蟲劑是目前微生物農藥產業的重要組成部分，也是生物防治產業的重要組成部分，具有對靶標害蟲特異性強、不易殺傷天敵和有益生物、防治效果好、對人畜安全、毒性小、不破壞生態平衡以及害蟲不易產生抗藥性等優點。近年來，微生物殺蟲劑的種類不斷增加，應用范圍不斷擴大，在病蟲害防治中的地位越來越重要，其研究開發也越來越受到國內外的重視，具有廣闊的發展前景。

經過多年的努力，植物疫苗已從研究階段走向應用。“BTH”、“Bion”和“Messenger”等已在農業生產上得到較好的應用，并取得了明顯的效果。隨著寡糖疫苗的研究深入，在農作物上也開始了應用。法國科學研究中心（CNRS）和戈埃馬公司（GOEMAR）的實驗室合作研究，以海帶為原料，提取分離出了昆布素。以其為主要原料配制出“IODUS40”農藥。該藥具有生物降解性能，無毒，是一種通過提高植物自身免疫力防治病害的疫苗。該農藥已通過國際認證，并應用于小麥病害的防治。

近年來，蛋白質農藥已成為新型環保生物農藥發展中的一個新亮點，有關激發植物免疫抗病和促生增產作用的微生物蛋白農藥的研究，已引起國內外的廣泛關注和重視。2001年，美國EDEN公司從細菌源過敏蛋白中開發出的Messenger農藥產品，在美國獲得登記，被EPA列為免檢殘留的農藥產品，準許在所有作物上使用。2001年，該產品的開發榮獲美國環境保護委員會頒發的“總統綠色化學挑戰獎”，并被稱為是“植物保護和農產品安全生產上的一次綠色革命”，現已在美國、墨西哥、西班牙等國的煙草、蔬菜和水果上廣泛應用。2004年Messenger（康壯素）經我國農業部農藥檢定所（ICAMA）審定通過取得了農藥臨時登記證，證號為LS200160，首批推薦在番茄、辣椒、煙草和油菜上使用［8］。

我國在植物疫苗的研制和應用方面正努力邁向世界先進行列。已開發應用的免疫激活蛋白、寡糖疫苗等都具有良好的應用效果和發展前景。繼續加大研發力度將能研制出更多更好的相關產品，服務于農業生產。中國是農業大國，農作物種植面積近2億hm2，化學農藥的減量任務艱巨，生物農藥的開發應用潛力巨大。同理，植物免疫疫苗以其“固本扶正”、無毒無害無殘留的特性，無論在國際還是國內市場，都具有極大的研發和應用潛力。植物免疫農藥具有許多優越性，對病原靶標沒有直接殺死作用，主要是通過激發植物自身的免疫系統以達到抗病、增產、改善品質的作用。因此植物疫苗農藥對環境更安全，并且不會引起病原微生物的抗性，符合農業健康生產的要求，是發展優質高效農業和生產綠色食品的重要措施，具有廣闊的應用前景。

為了推動我國生物農藥和生物防治的發展，由中國農科院植保所組織成立了“生物農藥與生物防治產業技術創新戰略聯盟”，該聯盟牽頭單位為中國農業科學院植物保護研究所，成員單位有：華北制藥集團愛諾有限公司、浙江省桐廬匯豐生物化工有限公司、湖北生物農藥工程研究中心、陜西綠盾生物制品有限責任公司、武漢武大綠洲生物技術有限公司、楊凌農科大無公害農藥研究服務中心、上海農樂生物制品股份有限公司、海南正業中農高科股份有限公司等50多家單位。通過聯盟的成立，抓住國家組建行業“聯盟”這一發展機遇，整合國內生物農藥產學研隊伍，提升生物農藥產業水平。在“十二五”科研立項中，聯盟組織申報，獲得了“863”項目 “微生物殺菌劑研究與產品創新”與 “生物農藥新劑型關鍵技術研究與產品創制”2個課題。這2個課題的執行，將有利于生物農藥同行資源共享和聯合攻關，加速我國生物農藥新產品的創制。生物農藥行業將在國家政策的指導下，積極協作，聯合公關，使我國生物農藥產業健康快速地發展。

［1］世界農化網.2017年全球生物農藥市場價值將達到32億美元［EB／OL］.［2012－6－21］.http：∥cn.agropages.com／News／NewsDetail—3526.htm.

［2］世界農化網.生物農藥行業收購風起云涌［EB／OL］.［2012－12－17］.http：∥cn.agropages.com／News／NewsDetail—4285.htm.

［3］世界農化網.2012年全球新獲登記的農藥品種［EB／OL］.［2013－3－6］.http：∥www.nongyao.cc／news／show.php？itemid＝172.

［4］邱德文.生物農藥與生物防治發展戰略淺談［J］.中國農業科技導報，2011，13（5）：1－5.

［5］戰興花.關于我國生物農藥應用問題探討［J］.中國新技術新產品，2011（10）：238.

［6］萬方浩，王韌，葉正楚.我國天敵昆蟲產品產業化的前景分析［J］.中國生物防治，1999，15（3）：135－138.

［7］萬方浩，葉正楚，郭建英，等.我國生物防治研究的進展及展望［J］.昆蟲知識，2000，37（2）：65－74.

［8］邱德文.蛋白質農藥研究與產業化進展［C］∥第四屆全國綠色環保農藥新技術、新產品交流會暨第三屆生物農藥研討會論文集，2006：29－33.

［9］國家發展和改革委員會高技術產業司，中國生物工程學會.中國生物產業發展報告［M］.北京：化學工業出版社，2012.

［10］中國國際貿易促進委員會.中國生物產業發展報告［M］.北京：化學工業出版社，2012.

［11］智研咨詢集團.2013－2017年中國生物農藥市場評估與發展趨勢研究報告［EB／OL］.［2012－12］.http：∥research.chyxx.com／201212／189953.html.