为什么我国生物农药开发应用水平与发达国家水平处于同一水平

我国农药用量高出发达国家一倍_网易新闻
我国农药用量高出发达国家一倍
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(原标题:我国农药用量高出发达国家一倍)
我国是一个农业大国,害虫种类繁多,在粮食、棉花、蔬菜等的生产过程中每年都会遇到来自病虫害的威胁。农业病虫害最主要的不利影响是导致作物大面积减产,如长江流域曾发生过非常严重的水稻条纹叶枯病,影响到2000万亩农田。
日前,在中国科学院动物研究所、中国科学院生命科学与生物技术局、农业部农技推广中心和国家林业局造林司联合主办的“生物农药发展座谈会”上,农业部农技推广中心副主任钟天润说,为防治农作物病虫害,我国长期、大量生产使用了化学农药,由此造成了环境污染和食品安全两大问题。根据预测,我国农业病虫害发展趋势不容乐观,确保粮食安全,建设生态文明,需要探索环境友好的病虫害防治新途径。
化学农药的出现极大地提高了人类防治农业病虫害的水平,但长期使用化学农药所导致的土壤退化、农药残留、水源和环境污染、生物链中断、生态失衡等一系列问题正日益凸显。有越来越多的研究证据显示,部分人工合成的化学农药在环境中残留的时间之长、降解之难超出了人们的想象,而化学农药致癌、致畸、致突变的作用正在引起科学界的高度关注。现在农业生产中一些常用的有机磷农药被蔬菜瓜果吸收后进入食物链,并最终进入人体。
中国科学院动物研究所秦启联博士向记者介绍说,根据农业部的统计资料,我国每年要使用农药140多万吨,其中主要是化学农药,占世界总施用量的1/3,我国是世界第一农药消费大国;平均每亩用药约1公斤,比发达国家高出一倍以上。农药施用后,在土壤中的残留为50%~60%,且不易降解,由此成为农产品不安全的源头。我国出口的大蒜、香梨等都曾因农药残留而被大量退货,损失达数十亿元。同时,由于大部分化学农药是广谱性的,喷洒到田间,不光杀死了害虫,还杀灭了这些害虫的天敌,当化学农药失效后,害虫会再次快速暴发。农药使用过程中形成严重的面源污染,农药使用后造成的农产品残留超标等不良后果,都直接威胁我国的生态安全和食品安全。
本文来源:四川在线-四川农村日报
责任编辑:王晓易_NE0011
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农业部:2025年农药利用率接近发达国家水平
作者: & 来自: 中国农资导报网
农业部近日印发《关于加强管理促进农药产业健康发展的意见》。提出以绿色发展为导向,以改革创新为动力,以提质增效为目标,依靠科技进步,优化产业布局,健全监管体系,强化责任落实,推进科学用药,加强市场监管,加快产业转型升级,促进农药产业健康发展意见指出具体目标任务包括:  优化产业布局。到2020年,进入化工园区或工业园区的化学农药原药生产企业达到60%以上;到2025年,进入化工园区或工业园区的化学农药原药生产企业达到80%以上。  优化产品结构。到2020年,新登记同质化产品数量减少30%;到2025年,新登记同质化产品数量减少50%。有序淘汰高毒农药,积极发展生物农药,以及高效、低毒、环保新型农药。  提升产品质量。到2020年,农药质量抽检合格率稳定在95%以上,农产品农药残留检测合格率稳定在96%以上。农药生产经营行为进一步规范,农药市场秩序稳定向好。  提高农药利用率。到2020年,农药利用率提高到40%以上,到2025年农药利用率接近发达国家水平。  健全农药管理体系。用3-5年时间,健全农药管理机构,提升县级农业综合执法大队的装备水平和人员素质,构建农药全程、全覆盖的监管体系。  意见还提出,严把登记准入关,优化农药产品结构;严把生产准入关,优化农药产业布局 ;严把经营准入关,规范农药市场秩序 ;加强农药使用指导,保障农业生产安全 ;加强农药市场监管,维护农民利益 ;加强体系建设,提升农药管理水平 。农业部关于加强管理促进农药产业健康发展的意见农药是重要的农业生产资料,对防治农业有害生物,保障农业生产安全、农产品质量安全和生态环境安全具有重要作用。改革开放以来,我国农药生产能力快速提升,农药的生产、贸易、使用已居于世界前列。但在农药产业快速发展中,出现产能过剩、使用量过多、经营秩序较乱等问题,影响农业可持续发展。为此,新修订的《农药管理条例》(以下简称《条例》),坚持依法治药,问题导向,理顺管理体制,将农药登记、生产、使用和市场监管职能划归农业部门,实施全程监管。为贯彻落实《条例》,切实履行农药管理职责,促进农药产业健康发展,现提出如下意见。  一、充分认识加强管理促进农药产业健康发展的重要性和紧迫性当前,我国农业发展进入新的历史阶段,加快形成农业绿色发展方式,已成为一项紧迫的任务。农药作为具有一定毒性的特殊农业生产资料,既对保障农业生产安全具有不可替代的作用,又给农产品质量安全和生态环境带来一定影响。加强农药管理,任务繁重、意义重大。  (一)加强农药管理,是保障国家粮食安全的需要。保障国家粮食安全,端牢中国人的饭碗,始终是发展现代农业的首要任务。守住“谷物基本自给、口粮绝对安全”的战略底线,需要巩固提升粮食产能,做到藏粮于地、藏粮于技。受气候和环境变化的影响,病虫害的发生不可避免,通过施用农药等防治措施,控制虫害、遏制病害,实现“虫口夺粮”保丰收。必须加强农药管理,严把质量关,推进科学用药,提高防治效果,保障农业生产安全。  (二)加强农药管理,是促进农业绿色发展的需要。过去,为保粮食等重要农产品有效供给,农业资源过度开发,农药等化学投入品过量使用,生态环境已亮起了“红灯”。必须加强农药管理,遏制农药过量使用、滥用现象,把不合理的用药减下来,让透支的环境“喘口气”,促进农业可持续发展。  (三)加强农药管理,是促进农业提质增效的需要。经济的发展和消费结构的升级,居民消费正由吃得饱向吃得好、吃得营养、吃得健康转变,社会对“舌尖上的安全”高度关注。保障农产品质量安全,更多体现在农药残留的控制上。必须加强农药管理,推广高效、低风险、低残留农药,推行绿色防控和统防统治,增加绿色有机农产品供给,促进农业提质增效。  (四)加强农药管理,是促进农药产业转型升级的需要。我国农药产业大而不强,产能严重过剩,创新能力不足,产业集中度较低,农药市场秩序较乱。必须加强农药管理,加快技术创新,优化产业布局和产品结构,提升农药产业质量效益和国际竞争力。  二、加强管理促进农药产业健康发展的思路原则和目标任务(一)指导思想全面贯彻落实党的十八大和十八届三中、四中、五中、六中全会精神,深入贯彻习近平总书记系列重要讲话精神,贯彻落实新发展理念,紧紧围绕推进农业供给侧结构性改革这一主线,贯彻《条例》规定,以绿色发展为导向,以改革创新为动力,以提质增效为目标,依靠科技进步,优化产业布局,健全监管体系,强化责任落实,推进科学用药,加强市场监管,加快产业转型升级,促进农药产业健康发展,保障农业生产安全、农产品质量安全和生态环境安全。  (二)基本原则  ——坚持依法治药。增强法治观念,强化违法行为查处。依据《条例》规定,完善配套规章,健全监管体系。加强市场监管,维护市场秩序,净化农资市场。  ——坚持创新驱动。激发创新活力,加快研发新农药,开发新工艺,提升农药技术创新能力。  ——坚持绿色引领。推进生物防治和物理防治,推广高效低风险低残留农药,建立农药废弃物回收处置制度。  ——坚持市场主导。发挥市场配置资源的决定性作用,引导企业加快技术创新。更好发挥政府的作用,做到放管结合、优化服务。  ——坚持统筹发展。统筹国内与国外农药市场,兼顾经济效益与社会效益和资源环境。  (三)目标任务  ——优化产业布局。到2020年,进入化工园区或工业园区的化学农药原药生产企业达到60%以上;到2025年,进入化工园区或工业园区的化学农药原药生产企业达到80%以上。  ——优化产品结构。到2020年,新登记同质化产品数量减少30%;到2025年,新登记同质化产品数量减少50%。有序淘汰高毒农药,积极发展生物农药,以及高效、低毒、环保新型农药。  ——提升产品质量。到2020年,农药质量抽检合格率稳定在95%以上,农产品农药残留检测合格率稳定在96%以上。农药生产经营行为进一步规范,农药市场秩序稳定向好。  ——提高农药利用率。到2020年,农药利用率提高到40%以上,到2025年农药利用率接近发达国家水平。  ——健全农药管理体系。用3-5年时间,健全农药管理机构,提升县级农业综合执法大队的装备水平和人员素质,构建农药全程、全覆盖的监管体系。  三、严把登记准入关,优化农药产品结构  (一)加强登记分类指导。支持高效低毒低残留农药登记,加快推广应用;支持小宗特色作物用药登记,在确保产品质量的前提下,适当简化登记资料,加快审批进程;支持生物农药登记,对天敌生物免于登记。限制高毒高风险农药登记,对安全性存在较大风险或隐患的产品不予登记,对在生产或使用中缺乏有效安全防范和监管措施的产品不予登记。  (二)加快农药技术创新。完善农药创新体制机制,推动农药创新由国家主导向企业和产学研相结合转变。深化农药科研成果权益改革,建立技术交易平台,促进成果转化应用,激发科研人员创新热情。鼓励企业增加科研投入,开发高效、低风险、低残留农药新产品。支持研发机构、科研人员等新农药研制者申请登记。加快建立完善的农药创新体系和与之配套的知识产权管理体系。  (三)提升农药登记门槛。采取有效措施,适当控制产品数量。相同有效成分和剂型的产品,有效成分含量梯度不超过三个。严格限制混配制剂产品登记,混配制剂的有效成分不超过三种;有效成分和剂型相同的,配比和含量梯度不超过三个。鼓励已登记产品优化配方或剂型,及时淘汰落后的配方或剂型。  (四)建立农药退出机制。加强对已登记农药的安全性和有效性监测评价,重点对已登记15年以上的农药品种开展周期性评价,加快淘汰对人畜健康、生态环境风险高的农药。发现有严重危害或较大风险的,不予延续登记,或采取撤销登记、禁限用措施,并督促农药生产经营单位及时召回问题产品。加强现有高毒农药的风险评估,本着“成熟一个、禁用一个”的原则,有序退出,加快淘汰。  (五)加强登记试验管理。规范农药登记试验单位的申请、审核和管理。农药登记试验实行省级备案管理,新农药登记试验须经农业部批准。试验申请人要对样品的真实性和一致性负责,保证其生产或者委托加工的农药,与登记试验样品一致。登记试验单位要按照试验技术准则和方法开展登记试验,保证试验数据的准确性。省级农业主管部门要加强对登记试验安全风险及其防范措施落实情况的监督,发现在登记试验过程中出现难以控制的安全风险时,责令停止试验。  四、严把生产准入关,优化农药产业布局  (一)加强农药产业调控。省级农业部门要加强农药产业发展战略研究,落实国家产业政策,优化产业布局,促进农药企业转型升级。控制生产规模,坚持适度、有序的原则,加快淘汰高污染、高风险的落后产能,遏制农药企业盲目扩张和重复建设。提高集中度,新设农药企业须在省级以上化工园区建厂;农药企业迁址或新增原药生产范围的,须进入市级(地市级)以上的化工园区或工业园区。制定政策,积极培育大企业集团,支持企业采取兼并重组等方式,扩大生产规模,提升质量效益。力争用3-5年时间,兼并重组一批中小农药生产企业,退出一批弱小农药生产企业,培育一批大型农药企业集团,提升农药企业竞争力。  (二)加强生产许可管理。农药生产许可实行“一企一证”管理,省级农业部门负责生产许可证核发。严格准入条件,农药生产企业要具有完善的环境保护、安全生产等设施及设备,以及固定的生产厂址和布局合理的厂房、符合生产工艺要求的自动化生产设备和设施、完备的管理制度等。严格审批程序,省级农业主管部门要严格执行生产许可管理办法,公开办理条件、程序、时限和要求。严格技术审核,要按照农药生产许可审查细则,组织开展技术审查、现场考核,确保其符合农药生产规定。加强农药生产许可审批的证后监管,适时开展督查,确保审批标准严格、运转有序。  (三)强化安全生产责任。落实质量管理制度,引导农药生产企业严格按照产品质量标准生产,实行产品可追溯电子信息码管理,做到生产全过程可查、质量可控。落实安全生产责任,严格执行生产工艺流程和岗位安全制度,落实职业卫生规定,排查安全隐患,保障生产安全。落实环境保护责任,严格执行国家环保标准,加大环境污染治理投入,减少污染源,降低“三废”排放。对发生违法违规行为的,配合环保、安监等部门依法查处。  五、严把经营准入关,规范农药市场秩序  (一)加强经营许可管理。县级以上地方农业部门负责经营许可证核发。严格条件,经营人员要具有专业机构学习经历,具备指导农民科学选药、合理用药的知识和能力;经营者要配备可追溯电子信息码扫描识别设备和用于记载农药购销电子台帐的计算机管理系统。严格审核,县级农业部门要实地核查经营场所及配套设施,明确经营场所不得同时经营食品、食用农产品、饲料等;利用互联网经营农药的,必须设有实体店,并在互联网上醒目标注农药经营许可证、产品的相关许可信息、标签图案等,同时严格执行互联网行业管理有关规定。加强农药经营许可审批的跟踪调度,适时开展督查,确保经营审批规范有序。  (二)实施限制使用农药定点经营。农业部发布《限制使用农药目录》,省级农业部门制定限制使用农药的经营布局规划,核发经营许可证。经营限制使用农药的,实行专柜销售、实名购买、溯源管理,经营场所要具备仓储及其配套的安全保障设施设备。经营者须配备有2年以上农药经营行业从业经历的销售人员,能够为农药使用者提供相应的指导服务。禁止利用互联网经营限制使用农药。  (三)强化经营管理责任。引导农药经营者自觉遵守国家法律法规,诚信经营、规范经营。加强督促检查,对经营场所、经营人员、台账管理不符合规定要求,以及超范围经营农药的,要责令及时整改,整改不到位的,依法撤销经营许可证。加强技术培训,组织经营人员定期参加相应技术培训,提高经营能力和服务水平。加强质量监管,规范经营者进货渠道,建立购销台账,不得加工、分装农药,对问题产品要及时召回。对发生违法违规行为的,要依法查处。  六、加强农药使用指导,保障农业生产安全  (一)推进科学选药用药。坚持预防为主、综合防治的原则,建立健全科学选药、合理用药制度。根据不同区域的种植制度、作物结构和生长发育进程,指导农民对症选药,防止乱用药造成成本增加和质量安全事件。指导农民按照标签标注的适用范围、剂量、方法施用农药,并按标签标注的安全间隔期收获农产品。禁止高毒农药在蔬菜、瓜果、茶叶、菌类、中药材等作物上使用,鼓励植保专业服务组织统一购买和使用限制使用农药。协助林业、粮食等部门,做好相应农药使用。  (二)推进农药减量增效。深入开展农药使用量零增长行动,多措并举减少农药用量。扶持植保专业服务组织,开展病虫统防统治,提高防治效果。推广生物防治、物理防治等绿色防控技术,控制病虫危害,减少化学农药用量。加快推广高效施药机械,推行精准施药,提高农药利用率。  (三)加快农残标准制定。农药残留标准是评价食用农产品质量安全状况的科学基础,也是规范食用农产品生产经营行为的基本准则。制定农药残留标准,重点制定蔬菜、水果和特色农产品的农药残留限量标准,启动进口农产品农药残留限量标准制定。加快标准集成转化,指导农民开展标准化生产,保障农产品质量安全。  七、加强农药市场监管,维护农民利益  (一)完善监督抽查制度。依法开展农药产品质量监督抽查,严格抽查的主体、程序、方法,保障抽查的真实性和有效性。按照“双随机一公开”的原则,组织开展所辖范围内农药产品质量的监督抽查,检查范围要覆盖农药生产企业和经销商,依法及时公开抽检结果,建立企业诚信档案。  (二)依法惩处违法行为。对核实为假劣农药的生产、经营者,依法进行处理,情节严重的依法吊销相关许可证。对无证生产、经营农药或被吊销相关许可证的,其直接负责的主管人员10年内不得从事农药生产、经营活动。农药生产、经营者招用被禁业人员的,依法吊销其生产、经营许可证。对造成重大质量安全事故、涉嫌犯罪的,及时移交司法机关,依法追究刑事责任。  八、加强体系建设,提升农药管理水平  (一)加强管理队伍建设。省级农业部门要建立与履行职责相适应的农药管理机构。地(市)、县(市)农业部门要按照履行农药管理职责的要求,明确相应机构,配备相应人员,提供相应条件。加强农业综合执法队伍建设,重点提升县(市)级农业综合执法机构的农药执法能力,建立一支廉洁公正、作风优良、业务精通、素质过硬和装备精良的农药管理队伍。  (二)强化农药管理责任。将监管责任落实到单位和个人,做到职责明确、责权统一。加强廉政风险防控,制定农药登记、生产、经营许可的廉政风险防控点,让权力在阳光下运行,保障廉政安全。加强监督检查,上级主管部门要履行监督下级主管部门的职责,对评审制度执行、评审过程运行进行督察,发现有违规行为的,责令其整改或提出处分建议。落实农药行政审批人员保密和回避制度,确保审批过程公平公正。  (三)推进信息化管理。按照标准优先、强化共享、统一规划、试点先行、协同推进的原则和信息资源共享要求,加快建立覆盖登记、试验、生产、经营等农药数字化平台,推进农药全过程、全要素、全系统监管,做到全程跟踪、分段把关、及时发现、盯住改进,实现农药信息互联互通、追根溯源、即时查询,提高农药管理的信息化水平。  (四)发挥行业协会作用。发挥农药行业协会在农药产业发展中的作用,组织开展国际间、企业间、企业与科研单位间的交流合作,加强行业自律,规范企业行为,开展农药企业信用等级评价,为做强农药产业提供服务。  农业部  日
编辑:郝锐敏
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生物学技术生物农药现状分析与发展趋势
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生物学技术生物农药现状分析与发展趋势:
医学教育网小编为您总结如下
生物农药是指直接利用生物产生的生物活性物质或生物活体作为农药,以及人工合成的与天然化合物结构相同的农药。生物农药具有生产原料来源广泛,对非靶标生物安全、毒副作用小、对环境兼容性好等特点,已成为全球农药产业发展的新趋势。特别是近10年来,随着分子生物学技术、基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程、酶工程等高新技术的飞速发展,并逐渐渗入到生物农药生产中,使其展现出良好的应用前景和巨大的社会和经济效益,生物农药的优越特性(节能、环保、保护资源)比以往任何时期都更加受到世界各国政府的重视,成为各国生物技术研究机构和公司的研究热点。目前科学家们已研制出一系列选择性强、效能高、无污染的生物农药。统计资料表明,美国生物杀虫剂销售额1990年为1 500万美元,而到2000年已达6亿美元左右。
l我国生物农药的现状分析1.1发展现状目前世界上生物农药使用量最多的国家有墨西哥、美国和加拿大等国,占世界总量的44%.欧洲的生物农药使用量占全世界的20%,亚洲占13%,大洋洲占11%,拉美洲和加勒比湾占9%,非洲占3%.我国生物农药的研究始于20世纪50年代初,至今已有50年的历史。在国家主管部门的扶持下,经过近30年的发展,已逐步形成了具有良好试验条件的科研院所、高校、国家及部级重点实验室,以及其他具备一定工作条件的研究单位。在生物农药的资源筛选评价、遗传工程、发酵工程、产后加工和工程化示范验证方面已经自成体系,拥有大约400家生物农药生产企业。我国生物农药的研究开发步伐逐年加快,至2001年我国已注册登记的生物农药品种达80个,占已注册品种总数的13.7%;产品694个,占已注册产品的7.2%,年产量近10万t制剂。至2004年我国已注册登记的生物农药有效成分品种140个,占我国农药总有效成分品种的15%;产品411个,占已注册产品的8%;年产量12~13万t制剂,约占农药总产量的12%;年产值约3亿美元,占农药总产值的10%左右;使用面积约2600万hm2次,每年新研制成功和登记注册的生物农药品种以4%的速度递增,我国规划到2015年生物农药占所有农药的份额将由现在的10%增加到30%.目前,天敌昆虫还没有被接受注册产品,加强生物农药新产品研发,加快生物农药产业发展速度,增加生物农药市场份额,满足我国无公害农产品、绿色食品和有机食品生产中病虫害防治的需要,缓解农药残留带来的环境污染问题己成为我国科技界、产业界关注的问题。
1.2研究进展近10年来,我国在生物农药研究的关键技术与产品开发方面已取得了一批重大成果,苏云金杆菌杀虫剂、农用抗生素、棉铃虫NPV、杀虫真菌剂等技术产品已经达到或部分超过国外同类先进水平,不但满足国内市场需求变化,而且走出国门,进入亚洲和欧美市场。生物农药的主要品种的罐吨位目前已达到100 t,其中以抗生素产品为主。近年来,我国在微生物源抗病激活蛋白的研究方面也取得了突破,拥有自主知识产权的真菌激活蛋白的研究为此类新型生物农药的后续开发创造了良好的条件。转基因生物农药在我国的工业化研究开发处于起步发展阶段,已研制了一些复合型的杀虫防病工程菌,如高效Bt和荧光假单胞菌的组合基因工程菌剂,其中 WG001已于2000年通过安全性审批,允许生产和应用。而抗生素的研究开发又进入一个新高潮,一些新的抗菌素得到开发,而且杀虫素(阿维菌素)的研究开发得到迅速发展。我国在原生动物生物农药方面也取得了长足进展,开发出了蝗虫微孢子虫,在防治蝗灾方面起到了一定作用,总体水平处于世界先进水平。绿僵菌杀蝗剂的研究技术已获得了国家发改委的真菌杀虫剂产业化项目支持,将成为我国绿僵菌杀虫剂的产业化中心。国内已研究出真菌杀虫剂工业化大规模生产新工艺一气相双动态固态发酵新技术,从根本上解决了常规开放式发酵易染菌、发酵参数难以控制,产品质量不稳定的弊病;新工艺使染菌率降低到0.1%以下,发酵水平比常规固态发酵提高1~2倍,产品生产成本降低50%以上。同期,我国的植物源农药也得到迅速发展,国内已成功开发了众多植物源农药,其中相当一部分进行了工业化生产,其中除虫菊是国内生产技术最完备的植物杀虫剂品种,其种植面积已经达到6000hm2,产量达到5000t,约占国际市场的1/4.农药以昆虫生长调节剂(IGR)产品为主,国内有关科研单位和企业相继引进、研制开发了一些新品种的生化农药。部分引进和本地天敌昆虫已经可以低成本、大批量生产,一些人工生产技术超过国外同类技术水平。
1.3相关产业的研究热点医|学教育网搜集整理1.3.1细菌、病毒类杀虫剂苏云金芽孢杆菌(Bt)制剂是目前国内外产量最大、应用范围最广的微生物杀虫剂。Bt杀虫作用的主要机制是在其生长过程中产生不同类型的杀虫晶体蛋白(ICPs)。自1981年Schnepf分离了第一个cry基因以来,迄今全世界从Bt中发现并正式命、名的ICP基因已有47群323个。在国家&863&计划的支持下,近年我国Bt分子生物学的研究发展迅速。1997以来已经克隆了28种ICP基因,占同期国际新记载Bt基因总数的1/3.除ICP以外,Bt以及蜡样芽孢杆菌营养生长阶段产生的另一种杀虫蛋白VIP亦引起了广泛注意,有的V/p基因对一些重要农业害虫更显特异性,因而具有很大的开发应用潜力。为了进一步提高Bt的杀虫效果,如延长持效期、扩大杀虫谱等,可以通过杀虫基因的修饰、改造、转移等基因工程手段构建新型的工程菌。国际上,,已有Conder、MVP等10余种Bt工程菌制剂投入了商业应用。我国也开发出多种高效Bt和荧光假单胞菌的组合基因工程菌剂,其中WG001已于2000年通过安全性审批,允许生产和应用。
Bt杀虫剂在我国研究始于20世纪50年代,获得了较长时期的项目支持与产业发展,己形成较大产业规模,年产量约4万t.但与发达国家的Bt产业相比,我国产品的发酵和制剂水平仍存在相当大的差距。国外生产上已广泛采用高效广谱的工程菌株,发酵水平较高;发酵产品回收率高;剂型多样,有粉剂、可湿性粉剂、悬浮剂、浓水剂、油乳剂、乳油、颗粒剂、片剂、ES(emulsifiable suspension)、缓释剂、生物包被剂等。而国内大部分生产菌株为Bt苏云金杆菌k类型,产品剂型仅有粉剂、可湿性粉剂、悬浮剂、颗粒剂、油剂等品种;液体发酵工艺主要采用批式发酵技术,后提取技术采用离心浓缩工艺导致发酵液中增效因子等有效成分大量损失,此外我国目前的喷雾干燥设备也制约了产品回收率的提高。
病毒类的主要是昆虫病毒杀虫剂,其研究始于20世纪70年代。由于病毒对害虫具有专一性,能造成流行病,因此对目标害虫有持续控制效果。昆虫病毒资源非常丰富,目前世界上有记载的昆虫病毒超过1 000种,已开发投入市场的产品有30多种。20世纪棉铃虫的暴发,促进了棉铃虫核型多角体病毒杀虫剂的发展。我国多年来也研制了20多种病毒杀虫剂,但除了棉铃虫核多角体病毒(HaSNPV)每年防治面积超过6.7万hm2以外,其他病毒制剂应用规模都不很大,可见目前我国昆虫病毒杀虫剂品种单一。
进一步提高病毒的毒力,缩短其侵染时问是扩大昆虫病毒生产应用的关键。国外近年尝试通过基因工程方法,将不同的外源杀虫基因导入野生型苜蓿银纹夜蛾核多角体病毒(AcMNPV),有关研究取得了良好进展。我国采用导入蝎神经毒素基因(AalT)和缺失蜕皮激素UTP葡萄糖苷转移酶(egt-)的策略,得到了杀虫速度明显加快的重组 HaSNPV.大田试验结果显示,施用病毒制剂后棉铃虫幼虫LTso减少了1/4,取食量减少了2/3.目前开发的新型杀虫微生物制剂,主要以叶甲类鞘翅目害虫、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾和抗性小菜蛾等鳞翅目害虫为防治对象,进行高效广谱Bt制剂的研制和应用研究。致力于充分利用我国极其丰富的微生物资源,分离有自主知识产权和重要应用价值的新的抗虫和抗病蛋白基因;通过杀虫蛋白基因组合,分子进化、不同结构域中氨基酸定点诱变、融合、互换等分子设计手段进一步提高杀虫毒力,扩大杀虫谱。
1.3.2农用抗生素农用抗生素占生物农药总产量的90%.20世纪90年代以来,国内先后报道筛选了一些具有自主知识产权的新农抗品种,其中杀虫抗生素有戒台霉素、梅岭霉素,杀菌抗生素有宁南霉素、波拉霉素、抑霉菌素等,但目前已实用化的品种仅宁南霉素1种。我国目前杀虫、杀菌抗生素类农药29种,120个产品,生产厂家约100个,年产制剂8万t以上,是生产农用抗生素的大国,但具有自主知识产权实用化的有影响力的新农抗品种少。我国&九五&期间登记的宁南霉素是一种新结构抗生素,对番茄等作物病毒病和青枯等细菌病害表现出良好防效。但其发酵工艺尚需进一步完善。&八五&期问研制成功的中生菌素,对水稻白叶枯等多种细菌性病害防效显著,目前尚只有水剂和可湿性粉剂两种,还不能满足不同作物和不同生态环境应用需要。从世界范围看,20世纪80年代发现了最有影响力的新的杀虫抗生素 avermectin和除草抗生素phthoxazollin,90年代发现了最有影响力的新的杀虫抗生素spinosad和杀菌抗生素strobilurin.其中avermectin被美国默克等公司开发成目前世界上最好的产品;phthoxazollin被作为先导化合物合成出目前最好的除草剂草甘膦系列;spinocad和strobilurin已经成为优秀的生物杀虫剂和杀菌剂。
农用抗生素的研究重点在于研制一些针对性强的化学修饰技术,改造一些天然的农用抗生素如井冈霉素、尼可霉素和阿维菌素的结构,以增加其用途或提高其药效;加强老品种的研究开发,通过代谢工程显著提高井冈霉素、南昌霉素和梅岭霉素等的产量,使井冈霉素产生菌的产量超过现有工业生产菌株;通过基因簇系列敲除获得只产生南昌霉素或只产生梅岭霉素的工程菌;利用丰富的抗生素基因资源,通过组合生物合成定向获得新活性衍生抗生素。利用发酵工程技术研究农用抗生素发酵代谢规律,获得大幅度提高发酵水平的新工艺和新剂型加工工艺。
海洋微生物、昆虫病原细菌肠道微生物的研究也获得了一定的进展,这两类特异生境的微生物能产生特异杀虫或抑菌代谢物。已获得研究结果表明,嗜线虫致病杆菌北京变种(Xenorhabdus nematophila var.pekingensis)产生的异香豆素衍生物对马铃薯晚疫病、番茄晚疫病、白粉病等重要病害有较好的控制作用,田间防治马铃薯晚疫病效果达70%以上,防治盆栽番茄晚疫病9d后效果达98.13%,12 d后防治效果达68.10%;防治盆栽大豆根腐疫霉病效果达70%左右,防治温室黄瓜白粉病效果达98.3%.近年来,可产生许多重要抗生素的链霉菌的分子生物学研究取得了快速的进展,有关基因簇克隆和遗传操作技术平台已经建立并日趋完善。其中,以链霉菌聚酮类抗生素的研究最为活跃。例如产生阿维菌素(avermectin)的阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)的全基因组测序已经完成,聚酮合酶(PKS)生物合成途径与主要功能已基本明确,这就为进一步利用分子生物学手段对该菌进行遗传改良打下了基础。目前国内通过缺失其生物合成途径中的一个关键酶(C5-0-甲基转移酶)而阻断支路代谢,获得了仅产B组分的工程菌。下一步的目标是构建仅产B1组分双氢还原物的伊维菌素(ivermectin)。若能成功,不仅使这种微生物农药更加高效和低毒,还能大大简化工艺流程和降低生产成本,因而得到更加广泛的应用。1.3.3 真菌类制剂真菌是最大杀虫微生物类群之一,能通过表皮侵入昆虫,与其他病原菌相比,昆虫病原真菌的致病机制更加复杂,对解决害虫的抗药性问题极具潜力。在国际记载的800多种昆虫病原真菌中,应用效果最好的是白僵菌(Beauweria spp.)和绿僵菌(Metarhizium spp.)。自80年代后期以来已有40多个真菌杀虫剂注册登记并且大面积应用【5】。目前开展的有昆虫病原真菌资源收集、毒力菌株筛选、杀虫真菌侵染机理以及利用基因工程进行毒力菌株改造等方面的研究工作;通过农杆菌介导转化真菌技术,将克隆到的分解昆虫外壳的蛋白酶和几丁酶基因导入白僵菌;筛选对蚜虫等刺吸式害虫防治效果明显提高的重组菌株,建立以蜕皮激素(ecdysone)为诱导物的调控系统;筛选能在较低湿度与不同温度下促进杀虫真菌孢子萌发与侵染、提高杀虫真菌货架寿命的辅助剂。基因工程技术已成为高效的杀虫真菌菌株选育和改良手段,我国在国际上首次建立了球孢白僵菌(B.bassiana)的农杆菌转化体系,并从该菌中克隆了类枯草杆菌蛋白酶基因(Bbprl)、几丁质酶基因(Bbchitl)和真菌孢子形成相关基因。新构建的含有前两种基因的工程菌较单一Bbprl基因工程菌杀虫毒力提高约1倍,侵染致病时问缩短近1/2.国内杀虫真菌农药的研究开发已有30多年,其中白僵菌研究的历史最长,研究队伍最大,每年应用白僵菌防治松毛虫和玉米螟面积达66万hm2以上,杀菌真菌农药主要有木霉菌等。木霉菌是被国际国内研究所证明的一类理想的生防微生物,其通过寄生病原菌、产生抑菌物质、提高植物抗病能力等起到防病作用。同时具有刺激作物生长,提高作物产量和产品品质的性能,是研究最多,应用面积最大的真菌杀菌剂,目前产品主要是采用液固两相发酵生产分生孢子。开展木霉菌产厚垣孢子调控机制研究,进行担子拟青霉等高效菌株筛选和工程菌株的构建,为真菌发酵工艺突破提供技术支持。20世纪90年代末期,美国研究出的液体发酵产厚垣孢子工艺有望为木霉菌产业化提供新途径。
1.3.4微生物蛋白质农药过敏性蛋白是一类能激活、诱导植物保卫反应和产生系统抗性的新型蛋白,最早发现于梨火疫病菌(Erwinia amylovora)的侵染机理研究。由于这类蛋白具有作用机制独特、防病和促进植物生长效果显著和环境友好的突出优点,现已迅速开发成为一类新型的&绿色农药&并进入了国际市场。我国在水稻白叶枯病菌、水稻条斑病菌等多种细菌的研究中发现,Harpin不仅广泛存在,而且其基因结构具有丰富的遗传多样性。这就为这类激活蛋白作用机理的进一步研究和生防制剂的后续开发创造了良好的条件。
有关激发植物免疫抗病和促生增产作用的蛋白激活剂的研究,已引起国内外的广泛关注和重视。2000年由美国EDEN公司从细菌源过敏蛋白中开发出的Messenger农药产品,在美国获得登记,被 EPA列为免检残留的农药产品,准许在所有作物上使用。现已在美国、墨西哥、西班牙等国的烟草、蔬菜和水果上广泛应用。2004年,Messenger(康壮素)经我国农业部农药检定所(ICAMA)审定通过取得了农药临时登记证,首批推荐在番茄、辣椒、烟草和油菜上使用。
目前我国已成功分离和获得了多个植物激活蛋白基因工程菌株。通过激发植物防御免疫反应,提高植物抵御病虫害的能力,同时促进植物生长发育,提高作物产量。田间试验表明,激活蛋白农药l 000倍液对多种植物病害防效可达70%和增产10%以上,2004年该成果已通过了农业部成果鉴定,达到同类研究的国际先进水平。与国际同类产品比较,激活蛋白发酵周期长,产率低。我国应以加强新基因挖掘,功能域和构效关系为研究重点。通过基因工程菌株的构建和表达,创制具有我国自主知识产权的新型产品;通过功能域和构效关系的研究,提高生物活性;通过基因重组和工艺优化,提高蛋白产生量,通过改变添加及其理化性质延长产品活性保存期,建立多元化微生物蛋白类农药产品研发平台。
1.3.5 生物化学及新型激发子类农药20世纪80年代学者们发现来源于真菌及植物细胞壁的甲壳素、寡糖、糖蛋白、多肽和脂肪酸类物质能开启植物中多种信号传导途径,作为一类全新的生物激发子(含寡糖、糖蛋白、多肽和脂肪酸等类物质)生物化学农药的研发、生产及应用已引起国外科技界及国际上跨国大公司的高度关注。最新昆虫生化(消化)酶抑制剂研究表明:小分子蛋白和有机脂肪酸(透明质酸)对昆虫生化(消化)酶具有强烈的抑制作用导致昆虫死亡,还具有兼抗线虫、真菌、细菌和病毒的作用。
我国科研工作者以来源丰富的生物资源为原料,通过糖生物学及寡糖工程技术,已研制开发了用于防治粮食作物、经济作物、蔬菜、水果、花卉等植物的病毒病和真菌病的系列寡聚糖生防农药产品。从年在全国18个省、市对寡聚糖生物农药在烟草等25种作物、18种病害进行了全面的田间药效应用试验。结果表明寡聚糖生物农药能十分有效地控制烟草花叶病(防效72%)、大豆花叶病(防效71%)、棉花黄萎病(防效80%)、辣椒病毒病(防效83%)、木瓜病毒病(防效85%)、苹果花叶病(防效85%)、番茄晚疫病(75%)、黄瓜霜霉病(防效70%)等农作物及经济作物病害。同时可调节植物生长,明显提高产量10%~30%. 1.4困难和问题尽管生物农药在&十五&期间获得了一定发展,但在我国整个农药行业中所占份额相当有限,我国生物农药的发展与发达国家相比还有较大差距。面对农业可持续发展对植物保护技术的需求,我国生物农药发展存在的突出困难和问题主要是:仿制国外产品多,原创性拳头产品少;研究开发与生产脱节,重学术水平,轻技术创新;生产工艺落后,产品质量稳定性差;产品的产业化,市场化及应用推广难度大;缺乏有效的风险投资意识等。由于目前我国生物农药品种有50余种,其发展历史长短各异,研究深度也不一致,各个产品面临的技术瓶颈也不尽相同。
2生物农药的发展趋势2.1主要发展趋势国内外主要发展趋势表现为:一是以基因重组为核心的战略高技术竞争日趋激烈,关键技术创新显著加快,最新的分子生物学手段越来越多地被应用到生物农药研究开发中去,转基因生物农药新品种不断涌现;二是生物农药的研究开发和应用向更安全和环保的方向发展,这是新型生物农药比起传统化学农药更具优势的方面;三是产品更新换代速度加快,生物农药产业已成为涉农工业最具前景的发展领域。基因工程微生物的研究十分活跃,并先于抗病虫遗传工程植物进入了实用化阶段。生物技术广泛用于生防微生物遗传改良显示出巨大潜力,并为新一代微生物农药的进一步研究开发奠定了基础。蛋白质农药成为新型生物农药发展中的一新亮点,2001年美国EDEN生物科学公司开发出广谱性无公害生物农药Messenger,在多种大田作物、经济作物上应用效果明显,防病虫效果达50%~80%,增产效果10%~20%,是一种较为理想的环境友好型生物农药。
2.2技术方面近10年来,生物农药的研究与开发发展迅猛,取得了一大批引人瞩目的重大成果。由于新技术、新方法的不断涌现,又为生物农药领域注入了新的生机和活力,其研究、开发和应用的深度和广度不断拓展。以生物信息学和化学基因学为基础的靶标发现和分子设计成为生物农药创制的前沿技术,并逐渐成为竞争激烈的热点。生物农药的分子靶标发现、计算机辅助分子设计、定向化学合成、离体筛选等技术,比传统的化学合成和随机筛选法更具目的性,开发成功机会提高、省时节耗。以基因重组为核心的生物高技术发展迅速,关键技术日益更新,已有 Conder、MVP等10余种Bt工程菌制剂投入了商业应用。这些最新理论和技术进步越来越多地被应用到生物药物研发,使这一领域的研究技术和成果集中反应了分子生物学技术应用的前沿,产品更新换代显著加快口&。基因资源的发掘更加受到重视,生物农药相关功能基因的克隆和应用RNAi等的基因控制表达研究将一直是竞争的重点。此外,纳米技术等前沿制剂和高效剂型的涌现,新一代工业生物技术和代谢工程技术将进一步受到重视,生物农药的绿色制备技术和产业化,将是极大促进生物农药的发展。
2.3产业方面欧美发达国家均把生物农药作为现代农业的朝阳产业发展。统计资料表明,仅在2003年美国环保署(EPA)登记的生物农药有效成分和产品分别达256和912种。化学农药近年来在全球销售量长期处于徘徊、低迷状态,而生物农药却一直保持10%以上的年增长率,2003年生物农药产品销售额超过30亿美元,约占农药总销售额10%以上。据预测,到2008年生物农药将以近10%的速度增长,销售额将达到57亿美元。为了促进生物农药的开发和商品化生产,美国EPA采取和调整了相应的管理策略,给生物农药的商品注册简化手续,大开绿灯,在登记的时间、费用方面分别仅为化学农药品种的l/3和1/30.年间美国登记的生物源农药只有14~15个,到2003年末为止,生物源农药的活性成分已有202种,约l 090个产品登记注册,其中生物化学农药124种,微生物生物农药68种,植物源生物农药10种,产品销售额达到近22亿美元。
我国是农业大国,常年种植粮食作物1亿hm2以上,棉花480万hm2以上,油料作物1 400万hm2以上,蔬菜瓜果l 800万hm2以上,常年需要防治面积超过3亿hm2次,但是采用生物药防治病虫害的只占10%左右。生物农药应用需求范围涉及所有农作物,因此市场十分广阔。目前我国登记注册的生物农药(防治植物病、虫、草、鼠害防治)有效成分77个,占有效成分的13.4%.产品691个,占整个农药产品的7.1%,制剂产量接近lO万t.生物农药产品逐步进入国际市场,出口数量快速增长,进出口贸易顺差&十五&期间年均增长35.9%,一些生物农药制剂也成为了出口的重要品种,如阿维菌素、井岗霉素和赤霉素。Bt和棉铃虫病毒杀虫剂出口量也在逐年增加。针对中国人世,发达国家纷纷调整提高了产品进口的技术门槛,农产品受到的影响首当其冲。我国仅农副产品因农药残留超标而遭国外&绿色壁垒&封杀的损失每年就高达70亿美元以上。无公害生物农药属于环境友好型产品,发展生物农药,替代化学农药,从而减少化学农药和化肥的使用,将为我国农产品出口创造十分有利的条件,极大地增强我国农产品的国际竞争力。发展生物农药将有效地实现农产品的优质安全生产,提升农产品的经济附加值,扩大我国农副产品外销市场,推进绿色农业产业的发展,这些均对发展农村经济、增加农民收入、促进农村繁荣具有重要的推进作用。
3结语生物农药作为一种性能优越的农业生产资料,将会在农业安全生产中发挥十分重要的作用。通过研发安全、高效、环境友好型的、多功能的生物农药新品种;突破生物农药基因工程与发酵工程关键技术,对生物农药的制剂加工、产品质量、环境行为等一系列问题开展研究,从而保障农产品安全,大力改善农村生态环境,保持农业生产的可持续发展,实现建设社会主义新农村的宏伟目标。
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