生物農藥發展現狀及未來發展趨勢

謝瑾卉

生物農藥是指利用生物活體（真菌、細菌、昆蟲病毒、轉基因生物、天敵等）或其代謝產物（信息素，生長素，萘乙酸，2，4-D等）針對農業有害生物進行殺滅或抑制的制劑。目前，我國農藥生產企業呈現多而分散、技術水平和產品質量參差不齊的特點，特別是眾多小企業在生產過程的物耗和能耗較大，未能形成規模經濟優勢，造成環境污染監控存在一定的難度。隨著行業競爭的加劇以及環保力度的加大，我國農藥產業正進入一個產業結構調整和轉型的新時期，行業整合向集約化、規模化方向發展，大型企業以及區域性的龍頭企業將在未來的兼并整合中贏得加快發展的機遇，一批具有規模、技術、市場和品牌優勢的農藥企業迅速發展起來。

在產業環保政策、消費傾向以及行業準入門檻等多個因素的共同推動下，國內在未來的5～10年將催生出一批規模大、品種豐富、研發實力強、發展方向符合產業政策的龍頭企業。根據《農藥工業“十二五”發展規劃》提出行業發展目標：到2015年，銷售額在50億元以上的農藥生產企業達到5家以上，銷售額在10億元以上的農藥生產企業達到20家，前20家農藥生產企業的原藥產量占總產量的50%以上，高效、安全、經濟和環境友好農藥品種占總產量的50%以上。農藥工業是知識產權密集型的行業，對技術的依賴程度大，技術與產品創新是農藥企業保持持續競爭力的關鍵。經過60多年的技術經驗積累，我國農藥工業已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，農藥科研已從仿制邁入創新、仿制結合的軌道。但與發達國家相比，我國大部分農藥品種仍為仿制品種，自主創新的品種數量不足10%。

1 生物農藥發展歷史

在農藥發展史中，生物農藥是人類最早發現并使用的農藥。早在《周禮·秋官》中，就有“莽草熏之”“焚杜菊，以灰灑之”的記載。19世紀以來，利用生物成分防治病蟲害逐步進入科學試驗階段，如“三大植物性農藥”除蟲菊、煙草和毒魚藤的發現及應用。20世紀初，蘇云金芽孢桿菌的發現促進生物農藥的發展。20世紀40年代以來，有機合成的化學農藥發展迅猛，生物農藥的開發利用進入停滯階段。直至20世紀60年代，化學農藥的弊端逐漸顯現，生物農藥研發重新受到重視。

2 生物農藥現狀分析

2.1 生物農藥種類

生物農藥主要分為兩大類，即直接利用生物體殺滅或抑制農業有害生物及利用源于生物體的生理活性物質殺滅或抑制農業有害生物。

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

細菌殺蟲劑研究深入，使用廣泛，根據其對昆蟲致病性不同分為4類：專性病原菌、兼性病原菌、含晶孢子形成桿菌、潛在病原菌。在篩選出的細菌殺蟲劑中，芽孢桿菌屬是迄今為止研究最多，使用量最大的殺蟲細菌，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發成農藥產品投入生產應用。蘇云金芽孢桿菌（其制劑簡稱為B.t.制劑）的藥效比普通化學農藥高55%，可用于防治蔬菜、水果等150余種鱗翅目昆蟲。病毒殺蟲劑是以昆蟲為寄主的病毒類群，目前應用較多的為核型多角體病毒（NPV）及顆粒體病毒（GV）。通過害蟲進食病毒殺蟲劑后，包涵體溶解，釋放病毒顆粒達到殺蟲效果。真菌殺蟲劑通過浸染表皮感染寄主，是一種觸殺性殺蟲劑，且寄生譜較廣。放線菌殺蟲劑早在70年代初就被用來防治茶樹害蟲。

2.1.2 利用源于生物體的生理活性物質的生物農藥 細菌、真菌、放線菌等發酵過程中產生的某些次級代謝產物具有抑制農作物病蟲害的作用，這類物質統稱為農用抗生素。根據抑制對象不同分為殺蟲素、抗菌素及殺草素。目前研究較為深入的農用抗生素主要為氨基糖苷類、大環內酯類、小環內酯類、醌類、多肽類、蛋白及酶類和雜環類化合物。其中，中國農科院研制的中生菌素為糖苷類水溶性物質，這種新型農用抗菌素殺菌譜廣泛，對水稻、蔬菜、蘋果的真菌病害具有明顯抑制作用。投入工業化生產的農用抗生素有阿維菌素、多殺菌素、潮霉素等。

植物源農藥包括植物體次生代謝物質和轉基因植物農藥。據報道，植物體內包含的次生代謝物質超過40萬種，包括糖苷類、酚類、黃酮類，萜烯類、生物堿類、蛋白質類、萘酮類等多種化合物。2012年，我國植物源農藥產量最高的是苦參堿，達5858噸，印楝素產量達1554噸，位列第二。截至2014年12月，我國植物源農藥產品共登記373種，其中有效成分種類31種。轉基因植物因完整表達農藥活性物質而受到廣泛應用，如中國農科院研究并廣泛種植的Bt棉花，創造了較高的經濟價值。

動物源農藥主要包括動物毒素、昆蟲內激素、昆蟲外激素（信息素）及天敵動物。其中研究最為活躍的是昆蟲外激素，美國已經有10余種昆蟲外激素用于農業害蟲的防治，通過大量誘捕，交配干擾和與其他生物農藥聯合使用的方式發揮作用，我國于2008年通過審核了首個昆蟲外激素產品，用于蟑螂的引誘，之后陸續登記了梨小食心蟲性信息素、橘小實蠅引誘劑等品種。

3 生物農藥發展趨勢

生物產業是新興產業之一，而生物農藥產業是生物產業的一部分，與化學農藥相比，生物農藥無毒、無害、無殘留，是未來農藥產品的發展趨勢。

3.1 挖掘更多生物資源

我國生物資源豐富，物種繁多，僅已知高等植物就有532個科，20713種，可供植物源農藥的開發利用。與高等植物相比，微生物種類更多，高達50萬～600萬種，其中特殊生境微生物的研究應受到重視，在極地、冰川、海洋等環境下的微生物，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特，新陳代謝途徑不同，因而其產生的次級代謝產物常具有特殊作用，在農作物病蟲害防治中可能發揮極其重要的作用。

3.2 加強政策扶持

我國生物農藥基礎薄弱，防治面積占整個農作物防治面積的7%，發達國家生物農藥防治面積可達整個農作物防治面積20%以上。與化學農藥相比，生物農藥使用技術復雜，見效慢，農民認可度低，政府部門應加強對生物農藥的科普宣傳，出臺政策扶持生物農藥產業，建立健全法律法規，加大生物農藥使用補貼，加大新型生物農藥研發力度，搭建連接科研部門、生物農藥生產企業和農民的生物農藥推廣使用平臺。