我國農業轉基因技術發展對農藥產業的影響

葉子雨

(中國農藥工業協會，北京 100026)

農藥具有提高農作物產量與質量的作用，是我國農業生產中不可或缺的重要生產資料。農藥的使用在有效地降低病蟲草鼠的危害，保護農作物正常生長，提高農作物的產量方面，發揮了極其重要作用。然而農藥的長期使用不僅會對生態環境造成污染和破壞，還會危及到農產品和食品安全。如何減少農藥的使用，保護環境生態，降低生產成本，改善農產品品質是當代農業的一個重要問題。

隨著生命科學技術的發展，人們對轉基因生物的了解也越來越充分。目前，世界上許多國家把發展轉基因技術作為支撐發展、引領未來的重大戰略選擇。大量的轉基因植物、動物和微生物品種得到了培育。其中也包括許多高產、優質、抗逆、高效的農業轉基因作物新品種。轉基因農作物，不但減輕了害蟲治理工作的負擔，還提高了農業生態系統的多樣性和穩定性。我國轉基因作物主要有棉花、番木瓜和白楊等，種植面積為290萬hm2，位列世界第7位。截至2019年底，我國培育的轉基因抗蟲棉品種已經超過176個，這些品種的推廣使棉花產業的農藥使用量下降了70%以上[1-2]。

1 我國轉基因農作物的研發和種植現狀

我國是對農業轉基因技術研究起步較早的國家之一，20世紀80年代已開始著手相關研發工作，“863”“973”等計劃對轉基因方面的研究予以大力支持。2008年，中央一號文件對轉基因農作物的培育工作提出了明確要求，強調加大研發投入，培育具有抗蟲、抗逆、高產、優質的轉基因農作物新品種。截至2021年5月底，我國農業農村部先后批準自主研發的抗蟲棉、抗蟲水稻、抗蟲耐除草劑及高植酸酶玉米、耐除草劑大豆、抗病毒番木瓜、改變花色矮牽牛、抗病甜椒、延熟抗病番茄8種作物的生產應用安全證書。

目前商業化種植的只有轉基因抗蟲棉和番木瓜。轉基因抗蟲水稻“華恢1號”及“Bt汕優63”，4個轉基因玉米(抗蟲耐除草劑玉米DBN9936、耐除草劑玉米DBN9858、抗蟲玉米DBN9501、抗蟲耐除草劑玉米瑞豐125)和3個轉基因大豆(耐除草劑大豆SHZD3201、耐除草劑大豆中黃6106、耐除草劑大豆DBN9004)也得到獲批，但均未取得品種審定和商業化應用。

我國轉基因棉花的種植已經十分廣泛，截至2019年末，我國共育成轉基因抗蟲棉新品種176個，累計推廣3 133萬hm2(4.7億畝)，減少農藥使用70%以上，國產抗蟲棉銷售額占我國棉花銷售額的90%以上[4]。

總的來說，近年來我國在推進轉基因農作物研發、應用、管理等方面取得了長足的進步，但轉基因食品在市場上還沒有較高的信任度。

2 轉基因作物種植對農藥產業的影響

自1996年商業化種植轉基因作物以來，農藥產業的結構發生了巨大變化。

2.1 轉基因作物種植對農藥需求的影響

抗蟲性狀是農作物轉基因設計的重要內容之一。隨著許多具有抗蟲特性的轉基因新品種作物被培育和推廣，傳統種植工藝中大量使用的農藥表現出需求下降的趨勢，這對農藥產業產生了一定的影響。據報道，由于Bt棉在全球范圍內的廣泛種植，2001年全球殺蟲劑用量減少1.05萬t。根據美國調查數據[5]，在1996-2008年，隨著抗蟲棉種植面積增加，單位面積殺蟲劑用量明顯下降，由1996年的1.80 kg/hm2，下降到2008年的0.63 kg/hm2，抗蟲棉的種植面積擴大與殺蟲劑用量減少高度相關。另有研究發現[6]，抗蟲玉米和抗蟲棉花與普通玉米和棉花相比，單位面積殺蟲劑用量均明顯減少。根據中國農藥工業協會的數據顯示，2015年至2020年我國化學農藥原藥產量呈逐年下降趨勢。2020年農藥使用量實現了“零增長”。2020年化學農藥產量年同比下降1.75%。

2.2 轉基因作物種植對農藥產品結構的影響

轉基因作物的種植對我國農藥產品結構產生了巨大的影響。按產品類別分，農藥主要分為殺蟲劑、殺菌劑、除草劑三大種類，其他還有殺線蟲劑、植物調節劑等。在2013年農藥登記中殺蟲劑占35.97%，殺菌劑占25.84%，除草劑占25.6%，植物生長調節劑占61.85%。到2018年，殺蟲劑減少了4.46%，占比達31.51%，殺菌劑增加了0.87%，占比達26.71%，除草劑增加了11.32%，占比達36.92%，植物生長調節劑增加了2.13%，占比達3.98%。與2013年相比，2018年殺蟲劑制劑占比下滑，而殺菌劑、除草劑和植物調節劑的占比提升，農藥產品結構比例更加均衡。不僅是農藥種類，農藥制劑結構也在不斷地優化，綠色、安全、環保、藥效好的農藥劑型登記占比不斷增加，例如，懸浮劑從2013年的16.6%增加到27.9%。而安全性差、易產生污染的農藥劑型減少，例如，可濕性粉劑在2013-2018年減少了8.8%。產品結構優化不僅能促進農藥產業持續健康快速發展，保證產業安全，而且還能增強我國農藥行業核心競爭力，全面接軌國際先進水平。

2.2.1 除草劑

1998年以前全球除草劑市場，莠去津列首位，草甘膦僅排4-5位，但自從耐草甘膦轉基因作物出現后，農藥草甘膦的需求大幅上升，市場銷量一路攀升，草甘膦逐漸成為全球最大宗的除草劑品種，約占全球除草劑市場的30%左右，2016年全球市場約56億美元。一些研究結果表明：草甘膦由于其滅生性特點，最初主要用于非農業用途殺滅綠色植物及作物種植前或收割后控制雜草。但在1996年耐除草劑作物出現及快速擴張后，草甘膦廣泛用于作物出苗后的雜草防除，草甘膦的用量也迅速增長[8]。但隨著轉基因作物的逐漸普及以及草甘膦的廣泛使用，耐草甘膦轉基因也暴露出一系列的問題。其主要原因一是基因漂移，造成超級雜草的擴散；二是對草甘膦致癌的爭論，禁止使用的地區和國家越來越多。中國作為草甘膦的主要生產國家，產能逐年下降，2017年中國草甘膦產量為70萬t，較2016年產量同比下降16.67%。

隨著耐草甘膦雜草越來越多，各國都在開發兼具多種耐除草劑的轉基因作物，其中最成功的作物之一就是耐草銨膦轉基因油菜。草銨膦作為除草劑，具有殺草種類多，速度較快，對生態環境的影響較小，容易被降解，相比草甘膦對作物具有更加安全的優勢。目前已研發出具有草銨膦抗性基因的水稻、小麥、玉米、煙草、大豆、馬鈴薯、油菜和甘蔗等20多種作物。1999年到2017年間，全球草銨膦的銷售量從不足1億美元增長至7.5億美元，銷量年平均復合增長率保持在13.86%左右。2019年全球草銨膦產能約為4.06萬t，中國有效產能約為3.2萬t，占全球70%以上[9]。

轉基因技術出現10年后，雜草抗性等問題逐漸顯現，市面上的農藥已難以解決轉基因作物抗性問題，草甘膦創始企業孟山都通過不斷研發生產其他除草劑轉基因作物來應對。隨著轉基因作物的不斷推廣與種植面積的不斷擴大，將會對農藥產業產生直接影響，促使農藥行業中產品結構發生變化，適應轉基因作物的農藥將會成為主流產品。

2.2.2 殺蟲劑

目前殺蟲劑主要產品包括新煙堿類、擬除蟲菊酯類、有機磷類、氨基甲酸酯類等。其中新煙堿類、擬除蟲菊酯類、有機磷類三大殺蟲劑總銷售額超過50%。殺蟲劑上市后，有機氯類、氨基甲酸酯類、有機磷類是殺蟲劑最早的三大支柱；20世紀40年代，由于有機氯類殺蟲劑的高殘留性逐漸被禁用淘汰；20世紀70年代開始有機磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類殺蟲劑成為新的三大支柱；20世紀90年代之后，氨基甲酸酯類和有機磷類殺蟲劑由于其高毒性，逐漸被新煙堿類殺蟲劑所取代。目前有機磷類殺蟲劑的份額在不斷萎縮之中，被高效低毒的新型殺蟲劑取代是大勢所趨。近年來新穎的魚尼汀受體作用類殺蟲劑氯蟲苯甲酰胺等迅速崛起，未來擬除蟲菊酯類、新煙堿類、魚尼汀受體作用類殺蟲劑將成為殺蟲劑新的三大支柱。大多轉基因抗蟲作物對鱗翅目和鞘翅目害蟲有較好的抗性，隨著全球范圍內轉基因作物種植面積的增加，防治鱗翅目和鞘翅目害蟲的殺蟲劑市場份額占比下降。由于鱗翅目和鞘翅目害蟲數量的減少，針對其他害蟲如蚜蟲等的殺蟲劑市場份額有所上升。

2.2.3 殺菌劑

殺菌劑主要產品包括甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑、三唑類殺菌劑、SDHI殺菌劑，其中SDHI類殺菌劑增速最快。甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑自上市以來迅速發展，2014年成為全球第一大殺菌劑產品類別。但在 2015 年后發展緩慢，其2014-2019年的復合年增長率為2.0%，主要原因是長期使用產生抗性問題。據 Phillips McDougall公司預測，甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑未來增長將放緩。三唑類殺菌劑最早于1976年上市，是全球殺菌劑類別中品種最多的一個大類。然而，由于長期使用，產生抗性問題，且若使用不當將會影響作物的生長，近幾年發展緩慢，甚至停滯。混配是未來三唑類殺菌劑主要發展方向。鑒于目前沒有大規模引種有特別細菌抗性的轉基因作物，因此轉基因作物的種植對殺菌劑市場的影響較為有限。

2.3 轉基因作物種植促使農藥、種子等全產業鏈的整合

縱觀世界農化巨頭的發展歷史，其共同特征是除了開展種子業務之外，同時開展植保業務。以前的孟山都、杜邦先鋒、先正達、陶氏益農、拜耳等既是種業巨頭，又是農化巨頭，而且農化產品與種子對應，不可分割。從國際農化巨頭的發展歷程來看，世界前三大種業公司孟山都、杜邦和先正達均通過兼并重組不斷壯大種子研發能力，隨后他們逐步實現對除草劑、農藥、化肥等上游產業的整合，同時還不斷地向下游飼料、農產品加工等產業發展。轉基因作物的種植使農作物培植技術的變化加速，具有優良性狀的新品種培育成功到大范圍引種只需要很短的時間。而不同品種之間的抗草、抗逆、抗蟲性的差異使得其培育方式也可能與傳統品種產生較大區別。轉基因種植技術的迅速變化會在短時間內改變特定種類除草、除蟲劑的供需關系。許多農藥公司開始拓展了轉基因種子生產銷售的業務領域，或者是與轉基因種子生產企業進行了合作、兼并重組，從而發展出了“轉基因種子+農藥”的新銷售模式和“種子生產+農藥生產+服務”的新行業格局。隨著孟山都、拜耳、陶氏、杜邦等大型農藥種子企業的合并，國外的農藥、種子行業整合格局已經完成。近年來，我國也出現了種子+農藥的企業合并趨勢。一個典型的例子就是當時在農化領域排名第7位的中國化工對先正達集團進行了收購。2020年1月5日，中化集團和中國化工宣布將旗下農業資產注入新設立的“先正達集團”。完成資產重組后的先正達集團包括先正達植保(運營總部位于瑞士巴塞爾)、先正達種子(運營總部位于美國芝加哥)、安道麥(運營總部位于以色列特拉維夫)和先正達集團中國(運營總部位于中國上海)四大業務單元。先正達集團是世界上業務最多元化的公司之一，2019年銷售額達230億美元。目前先正達集團是全球第一大植保公司、全球第三大種子公司，中國化肥市場領導者。“先正達集團”業務涵蓋農化板塊農藥、化肥、種子、數字農業全流程。

3 總結與展望

根據前文的研究與分析，可以看出轉基因技術的發展對種子和農藥產業有著極大的影響。目前，我國大規模種植的轉基因作物僅有棉花和木瓜，但由于耕地面積的限制、農產品市場需求的變化，以及轉基因技術的持續發展，以及人們對轉基因作物認知度的提高，我國轉基因農作物的種植面積及作物品種會逐漸增加，農藥產業將面臨極大的考驗與機遇。另一方面，由于轉基因作物對農藥的需求特征，農藥產業的產品結構也在經歷著巨變，產業整合速度加快。面臨激烈的競爭環境與多變的市場需求，農藥生產企業除了更加注重自主創新與研發，創新產業運營模式，不斷加快產品升級，與轉基因農作物的發展相適配以外，還需要積極順應市場潮流，針對行業變化趨勢做出調整。