生物農(nóng)藥的登記及推廣應(yīng)用現(xiàn)狀范文

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摘要：近年來,化學(xué)農(nóng)藥的大量使用引起的害蟲抗藥性、農(nóng)藥殘留、環(huán)境污染、食品安全等問題日趨嚴(yán)峻,嚴(yán)重制約我國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。使用高效、安全、環(huán)境兼容性好的生物農(nóng)藥,減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,是保障我國食品安全和生態(tài)安全的重要措施。本文比較了國內(nèi)外生物農(nóng)藥界定的差異,詳細(xì)介紹了現(xiàn)階段我國生物農(nóng)藥的登記情況和推廣應(yīng)用現(xiàn)狀,并就其今后的發(fā)展提出了建議和展望。

關(guān)鍵詞：生物農(nóng)藥;登記;推廣;應(yīng)用

我國耕地面積只有全世界的8%,但化學(xué)農(nóng)藥用量卻占全球35%,為世界第一位。每年使用的化學(xué)農(nóng)藥高達100多萬t。盡管化學(xué)農(nóng)藥的施用確保了農(nóng)作物的豐產(chǎn)豐收,但不當(dāng)使用引起的環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留超標(biāo)等問題,迫使科研人員積極研發(fā)環(huán)境友好型農(nóng)藥,其中生物農(nóng)藥受到了政府的高度重視。目前,生物農(nóng)藥已被列為我國中長期科技規(guī)劃的重點攻關(guān)項目。經(jīng)過近70年的發(fā)展,我國已經(jīng)掌握了上百種生物農(nóng)藥的關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品研制的技術(shù)路線,上千個產(chǎn)品獲得登記和推廣應(yīng)用,其中蘇云金桿菌、枯草芽孢桿菌、木霉菌、乙烯利、赤霉酸、苦參堿、阿維菌素等明星產(chǎn)品深受農(nóng)戶喜歡,田間廣泛應(yīng)用。

1生物農(nóng)藥的定義

[1]生物農(nóng)藥(biopesticide)是指利用生物活體或生物代謝過程產(chǎn)生的具有生物活性的物質(zhì),或從生物體中提取具有農(nóng)藥作用的物質(zhì),作為防治農(nóng)林作物病、蟲、草、鼠害的農(nóng)藥。具體類型有:微生物農(nóng)藥、抗生素農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥、生物化學(xué)農(nóng)藥、天敵生物、轉(zhuǎn)基因生物等,即通常所說的生物源農(nóng)藥。農(nóng)藥類別涵蓋生物殺蟲劑、生物殺菌劑、生物殺螨劑、生物殺線蟲劑、生物除草劑、生物殺鼠劑。1)微生物農(nóng)藥(microbialpesticide)是指以細(xì)菌、真菌、病毒和原生動物或經(jīng)基因修飾的微生物活體為有效成分,防治病、蟲、草、鼠等有害生物的生物源農(nóng)藥。微生物農(nóng)藥包括以下4類:(1)細(xì)菌農(nóng)藥(bacte-rialpesticide)是指以具有殺蟲、抑菌生物活性,無核膜的原核生物為有效成分的微生物農(nóng)藥。(2)真菌農(nóng)藥(fungalpesticide)是指以營養(yǎng)體為分枝管狀菌絲體,細(xì)胞壁含幾丁質(zhì),繁殖體為各種孢子的吸收異養(yǎng)型真核生物為有效成分的微生物農(nóng)藥。(3)病毒農(nóng)藥(virusespesticide)是指以由核酸和外殼蛋白組成病毒粒子的非細(xì)胞形態(tài)生物為有效成分的微生物農(nóng)藥。(4)原生動物農(nóng)藥(protozoapesticide)是指體型微小,以偽足或鞭毛運動的單細(xì)胞原生動物為有效成分的微生物農(nóng)藥。又稱原蟲類農(nóng)藥。2)生物化學(xué)農(nóng)藥(biochemicalpesticide)是指對防治對象沒有直接毒害,具有生理調(diào)節(jié)、干擾交配、引誘或抗性誘導(dǎo)等特殊作用的天然或人工合成的農(nóng)藥。生物化學(xué)農(nóng)藥必須符合下列兩個條件:對防治對象沒有直接毒性,而只有調(diào)節(jié)生長、干擾交配或引誘等特殊作用;必須是天然化合物,如果是人工合成的,其結(jié)構(gòu)必須與天然化合物相同(允許異構(gòu)體比例的差異)。生物化學(xué)農(nóng)藥包括以下6類:(1)信息素(pheromone)是指由動植物分泌的,能改變同種或不同種受體生物行為的生物化學(xué)農(nóng)藥。(2)激素(hormone)是指由生物體某一部位合成并可傳導(dǎo)至其他部位起控制、調(diào)節(jié)作用的生物化學(xué)農(nóng)藥。(3)天然植物生長調(diào)節(jié)劑(naturalplantgrowthregulator)是指由植物或微生物產(chǎn)生的,對同種或不同種植物的生長發(fā)育(包括萌發(fā)、生長、開花、受精、坐果、成熟及脫落等過程)具有抑制、刺激等作用或調(diào)節(jié)植物抗逆境能力(寒、熱、旱、濕和風(fēng)等)的生物化學(xué)農(nóng)藥。(4)天然昆蟲生長調(diào)節(jié)劑(naturalinsectgrowthregulator)是指由昆蟲產(chǎn)生的對昆蟲生長過程具有抑制、刺激等作用的生物化學(xué)農(nóng)藥。(5)蛋白類農(nóng)藥(proteinpesticide)是指由細(xì)菌、真菌純化或合成的多肽或蛋白,具有毒性、抑制、抗性誘導(dǎo)及生理調(diào)節(jié)等生物活性的生物化學(xué)農(nóng)藥。(6)寡聚糖類農(nóng)藥(oligosaccharidepesticide)是指直接合成或經(jīng)基因修飾的低分子碳水化合物,具有抑制、抗性誘導(dǎo)及生理調(diào)節(jié)等生物活性的生物化學(xué)農(nóng)藥。3)植物源農(nóng)藥(botanicalpesticide)是指有效成分來源于植物體的農(nóng)藥。4)農(nóng)用抗生素(agro-antibiotic)是指微生物農(nóng)藥所產(chǎn)生的用于防治農(nóng)業(yè)有害生物的農(nóng)藥。5)轉(zhuǎn)基因生物(transgenicorganism)是指利用外源基因工程技術(shù)改變基因組構(gòu)成,具有防治農(nóng)業(yè)、林業(yè)的病、蟲、草等有害生物以及耐除草劑等農(nóng)業(yè)生物。不包括自然發(fā)生、人工選擇和雜交育種,或由化學(xué)物理方法誘變,通過細(xì)胞工程技術(shù)等得到的植物和自然發(fā)生、人工選擇、人工授精、超數(shù)排卵、胚胎嵌合、胚胎分割、核移植、倍性操作得到的動物,以及通過化學(xué)、物理誘變、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合等非重組DNA方式進行遺傳性狀修飾的微生物。6)天敵生物(naturalenemyorganism)是指具有防治農(nóng)業(yè)、林業(yè)的病、蟲、草等有害生物的微生物以外的商品化活體。

2國內(nèi)外生物農(nóng)藥定義、范疇的差異

[24]不同國家和地區(qū)對生物農(nóng)藥的界定不同。盡管不同國家定義的生物農(nóng)藥的范疇不同,但所有的生物農(nóng)藥都包含如下共性和優(yōu)點:1)天然存在的化學(xué)物質(zhì)或衍生物;2)對非靶標(biāo)生物低毒;3)在環(huán)境中易降解;4)可以應(yīng)用于有機農(nóng)業(yè)領(lǐng)域;5)對哺乳動物低毒;6)對施藥人員和施藥點附近的居民安全;7)綠色技術(shù);8)無使用限制。

3我國登記注冊的生物農(nóng)藥有效成分名錄

我國已登記注冊并仍在有效期內(nèi)的生物農(nóng)藥有效成分超100種,產(chǎn)品約4966個,(統(tǒng)計結(jié)果截至2018年4月,包括單劑和混配藥劑)[5]。其中微生物農(nóng)藥有效成分32個,產(chǎn)品509個;生物化學(xué)農(nóng)藥有效成分27個,產(chǎn)品668個;植物源農(nóng)藥有效成分27個,產(chǎn)品414個;農(nóng)用抗生素有效成分11個,產(chǎn)品3369個;天敵生物有效成分3個,產(chǎn)品6個;至今尚無轉(zhuǎn)基因生物農(nóng)藥登記。

4生物農(nóng)藥的推廣應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題

4.1生物農(nóng)藥的推廣應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來,生物農(nóng)藥的創(chuàng)制與開發(fā)應(yīng)用得到了政府部門的高度重視與大力支持,設(shè)立了“863”等專項資助項目,推動了生物農(nóng)藥資源的挖掘、新劑型的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化示范推廣和不同生物農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)的制定,促進了我國生物農(nóng)藥的創(chuàng)新與推廣,并促成了多種新型生物農(nóng)藥的登記注冊[6]。生物農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)的隊伍不斷壯大,生產(chǎn)工藝、應(yīng)用推廣面積和產(chǎn)品質(zhì)量都有了長足的進步。據(jù)統(tǒng)計我國有260多家企業(yè)生產(chǎn)生物農(nóng)藥,約占農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)的10%,生物農(nóng)藥制劑年產(chǎn)量約13萬t,年產(chǎn)值約30億元人民幣,分別約占整個農(nóng)藥總產(chǎn)量和總產(chǎn)值的9%左右,應(yīng)用面積約2600萬~3300萬hm2•次[6]。某些明星產(chǎn)品如Bt、阿維菌素的年產(chǎn)值及推廣應(yīng)用范圍可與化學(xué)農(nóng)藥媲美,甚至遠(yuǎn)銷國外。Bt年產(chǎn)值約3.5億元,年出口1.5億元左右,阿維菌素年產(chǎn)值15億元,年出口約7億元。白僵菌、綠僵菌等推廣應(yīng)用效果良好。木霉菌等真菌生物農(nóng)藥發(fā)酵產(chǎn)抗逆性孢子工藝取得突破,廣泛應(yīng)用于防治蔬菜根腐病、灰霉病等土傳病害[7]。棉鈴蟲核型多角體病毒和黏蟲顆粒體病毒等十多種昆蟲病毒制劑獲得登記。害蟲天敵的生產(chǎn)與利用技術(shù)達國際領(lǐng)先水平,例如赤眼蜂的年繁蜂量100億頭左右,應(yīng)用面積133.3萬hm2以上,是全球應(yīng)用面積最大的國家。植物源農(nóng)藥快速發(fā)展,至今登記在冊的植物源農(nóng)藥有效成分約30個,其中苦參堿、印楝素、魚藤酮、蕓苔素內(nèi)酯和除蟲菊素等植物源生物農(nóng)藥在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中已得到了廣泛的應(yīng)用,植物源生物農(nóng)藥的推廣有了長足的進步[8]。從2014年開始,政府在部分地區(qū)開展了低毒低殘留農(nóng)藥示范補貼試點,鼓勵農(nóng)民使用生物農(nóng)藥,在上海、山東等地取得了良好的效果,極大地推動了生物農(nóng)藥的應(yīng)用[9]。

4.2生物農(nóng)藥推廣應(yīng)用中存在的問題

盡管生物農(nóng)藥的應(yīng)用推廣面積呈穩(wěn)步上升的趨勢,但生物農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的普及和應(yīng)用步伐十分滯緩,生物農(nóng)藥的開發(fā)生產(chǎn)熱與應(yīng)用滯緩呈現(xiàn)出強烈的反差,生物源農(nóng)藥在整個農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)中的比重還很低,且與歐美發(fā)達國家相比仍存在不小的差距。制約生物農(nóng)藥推廣應(yīng)用的主要因素有如下幾個方面。

4.2.1政策因素

1)生物農(nóng)藥的登記制度不夠完善。我國生物農(nóng)藥的登記仍在沿用化學(xué)農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn),缺乏獨立的體系和登記標(biāo)準(zhǔn),同時登記費用較高,小企業(yè)難以承受,致使生物農(nóng)藥登記困難,亦成為生物農(nóng)藥難以走向市場的制約因素之一[7]。建議成立生物農(nóng)藥登記管理專家委員會,如美國EPA早在1995年就成立了生物農(nóng)藥分類委員會,還設(shè)立了生物農(nóng)藥與污染防治處,專門負(fù)責(zé)生物農(nóng)藥登記管理。為了減少農(nóng)藥企業(yè)的負(fù)擔(dān),在1984年公布了《生物農(nóng)藥注冊指南》,2007年又《生物農(nóng)藥登記資料規(guī)定》。通過分階段評審,在第1階段沒有發(fā)現(xiàn)有關(guān)影響和問題的,減免生物農(nóng)藥登記部分資料,如可豁免生物農(nóng)藥的殘留和MRL值等試驗數(shù)據(jù)[2]。2)政策扶植力度不夠。發(fā)達國家在政策、資金、平臺建設(shè)等方面對生物農(nóng)藥予以全面扶持,通過統(tǒng)防統(tǒng)治進行推廣。部分在農(nóng)業(yè)科技開發(fā)中投入低于中國的發(fā)展中國家如印度也對生物農(nóng)藥給予了補貼。我國生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)雖然經(jīng)歷了60多年的發(fā)展,但對生物農(nóng)藥的示范補貼工作起步較晚,2014年開始試點,2015年中央一號文件強調(diào)要大力推廣低毒低殘留農(nóng)藥,同時《2015年種植業(yè)工作要點》指出,農(nóng)業(yè)系統(tǒng)要擴大低毒生物農(nóng)藥示范補貼試點范圍。政策的扶持極大地促進了生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,但由于其是個稚嫩的產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)效率還不能適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要,導(dǎo)致目前的補貼杯水車薪,力度和覆蓋范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,除了北京、上海等經(jīng)濟實力較強的省市推廣應(yīng)用良好外,其他地區(qū)的扶持力度均有待加強。

4.2.2生物農(nóng)藥產(chǎn)品自身因素

1)生物農(nóng)藥見效慢,藥效受環(huán)境因素影響較大。由于生物農(nóng)藥以預(yù)防為主,在發(fā)生后的防治中見效比較慢,加之產(chǎn)品本身易受溫度、濕度、光照、稀釋用水pH等環(huán)境因素的影響,穩(wěn)定性不如化學(xué)農(nóng)藥,且使用技術(shù)復(fù)雜,農(nóng)民又缺乏對生物農(nóng)藥的藥理特性和使用技術(shù)的認(rèn)知,導(dǎo)致使用效果不理想,因此在病蟲害發(fā)生時農(nóng)民往往首選化學(xué)農(nóng)藥。另外,多數(shù)生物農(nóng)藥在存儲和運輸中易發(fā)生有效成分的降解或活體微生物數(shù)量下降,直接影響藥效,提高生物農(nóng)藥的成本。2)產(chǎn)品數(shù)量少,性價比低。生物農(nóng)藥產(chǎn)品約占我國登記農(nóng)藥總數(shù)的11%~13%。目前登記的產(chǎn)品中數(shù)量較多的有蘇云金桿菌、乙烯利、赤霉酸、苦參堿、春雷霉素、井岡霉素、阿維菌素、甲氨基阿維菌素、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽,其他登記的產(chǎn)品數(shù)量基本不超過10個。生物農(nóng)藥大多是通過微生物發(fā)酵提取、活體微生物的培育、植物提取等手段生產(chǎn)制備,其生產(chǎn)的復(fù)雜性遠(yuǎn)超化學(xué)農(nóng)藥,使得其成本居高不下。生物農(nóng)藥是環(huán)境友好型農(nóng)藥,長遠(yuǎn)來看對改善生態(tài)環(huán)境有重要貢獻,對社會經(jīng)濟發(fā)展也有促進作用,但這些效益難以體現(xiàn)在短期的產(chǎn)品回報中,農(nóng)民高額的投入無法獲得預(yù)期的回報,最終傳導(dǎo)為生物農(nóng)藥的使用性價比低[10]。3)防治譜窄,具有明顯的選擇性。大多數(shù)微生物農(nóng)藥、信息素、天敵生物等對靶標(biāo)生物有明顯的選擇性,有的甚至表現(xiàn)專一性,即只對部分靶標(biāo)生物有效。這既是生物農(nóng)藥的優(yōu)點,也是它的不足。

4.2.3企業(yè)因素

1)生物農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小且分散。我國現(xiàn)有的微生物農(nóng)藥企業(yè)大多數(shù)為小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),生產(chǎn)裝備和技術(shù)落后,商品的劑型化程度低,產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性也不高。企業(yè)資金短缺,技術(shù)研發(fā)能力不足,企業(yè)注重眼前利益,沒有長遠(yuǎn)規(guī)劃,導(dǎo)致生產(chǎn)的生物農(nóng)藥品種重復(fù)性較高,企業(yè)之間往往是低水平競爭。2)經(jīng)營單位多而散,人員素質(zhì)低,經(jīng)營行為難規(guī)范。我國農(nóng)藥經(jīng)營單位多而散,主體素質(zhì)差,農(nóng)民用藥主要由個體戶供應(yīng)。據(jù)調(diào)查,全國共有農(nóng)藥經(jīng)營單位35萬多個,經(jīng)營人員60多萬,90%農(nóng)藥經(jīng)營者的文化程度在高中及以下學(xué)歷,近八成的經(jīng)營單位人員組成在3人以下。3)宣傳、示范不到位。農(nóng)民對生物農(nóng)藥缺乏感性的認(rèn)識,他們對一些常用農(nóng)藥非常熟悉,使用效果也不錯,認(rèn)為沒必要冒險去換新農(nóng)藥,并且農(nóng)藥選錯了,將會給一年的生產(chǎn)帶來無法彌補的損失。加上我國地域?qū)拸V,各地溫差、濕度、氣候差異大,同一種農(nóng)藥對不同地方的農(nóng)作物效果不同,這就需要企業(yè)和科技人員深入農(nóng)村,示范到戶,讓農(nóng)民親眼看見生物農(nóng)藥的效果,這是我國生物農(nóng)藥企業(yè)拓寬市場的關(guān)鍵。4)虛假宣傳,不顧客觀事實。生物農(nóng)藥雖然具有高效、低殘留、不破壞生態(tài)環(huán)境、有利于食品安全等優(yōu)點,符合“綠色防控”理念發(fā)展的需求。但在現(xiàn)階段生物農(nóng)藥是無法替代化學(xué)農(nóng)藥而廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的,必須理性地認(rèn)識到化學(xué)農(nóng)藥仍然是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中病蟲草害防治的主力軍。不顧客觀事實的虛假宣傳或誘導(dǎo),不僅不利于生物農(nóng)藥的推廣和科學(xué)用藥的理論傳播,相反可能誤導(dǎo)消費者,給消費者帶來不必要的損失,從而給生物農(nóng)藥的推廣帶來負(fù)面影響[10]。5)假冒偽劣產(chǎn)品泛濫。據(jù)農(nóng)資導(dǎo)報報道,2017年農(nóng)業(yè)部共抽檢農(nóng)藥樣品5029個,其中不合格樣品557個,不合格率為11.1%,其中,生物農(nóng)藥產(chǎn)品合格率僅為57.7%。存在的主要問題包括,標(biāo)明的有效成分未檢出、擅自添加其他農(nóng)藥成分、有效成分含量不符合要求、部分產(chǎn)品被標(biāo)稱生產(chǎn)企業(yè)確認(rèn)為假冒產(chǎn)品。

5前景展望及建議

眾所周知,化學(xué)農(nóng)藥對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成了許多不利的影響,為了保障食品安全和人類健康,監(jiān)管當(dāng)局禁/限用了許多高毒高殘留農(nóng)藥。另外,農(nóng)藥的不科學(xué)使用加劇了有害生物抗藥性的發(fā)展,導(dǎo)致可以使用的高效、低毒、環(huán)境友好型農(nóng)藥品種越來越少。生物農(nóng)藥既能有效控制有害生物又對人畜低毒,滿足了生產(chǎn)者、消費者和管理當(dāng)局的需求,因此獲得了越來越多的關(guān)注,是當(dāng)前和今后發(fā)展的熱點領(lǐng)域。研發(fā)一個新化學(xué)農(nóng)藥的難度越來越大,據(jù)估計需要花費約2.5億美元,耗時約10~20年,但登記一個新的生物農(nóng)藥只需要花費約300萬~500萬美元,耗時3年左右[11]。生物農(nóng)藥的這一優(yōu)勢吸引了眾多企事業(yè)單位資金和人員的投入,這將極大地推動生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。生物農(nóng)藥在有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大有作為。國外有機農(nóng)業(yè)普遍接受來源于植物或微生物的生物農(nóng)藥的應(yīng)用[12],溫室的特殊環(huán)境也適合生物農(nóng)藥的應(yīng)用。今后隨著有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展,對生物農(nóng)藥的需求將越來越大。生物農(nóng)藥是有害生物綜合治理措施中的重要組成成分。生物農(nóng)藥具有環(huán)境兼容性的優(yōu)點,對授粉昆蟲和其他天敵生物無害,常與其他生物防治措施、農(nóng)業(yè)耕作措施和化學(xué)農(nóng)藥綜合應(yīng)用于有害生物的治理[13],這種結(jié)合使生物農(nóng)藥突破了只在小生態(tài)農(nóng)業(yè)和園藝植物中應(yīng)用的局限,拓展了生物農(nóng)藥的應(yīng)用范圍。近年來,隨著公眾對綠色健康食品需求的增加和環(huán)境保護意識的增強,生物農(nóng)藥的市場需求量越來越大,但尚不足以使生物農(nóng)藥的生產(chǎn)和應(yīng)用產(chǎn)生質(zhì)的變化,與化學(xué)農(nóng)藥相比仍差距較大。為了充分發(fā)揮生物農(nóng)藥潛在的應(yīng)用價值,提高其有效性、多樣性和經(jīng)濟適用性,擴大其應(yīng)用面積,提出如下建議:1)完善生物農(nóng)藥的登記管理制度。根據(jù)生物農(nóng)藥低毒、在環(huán)境中容易降解等特點,制定適宜生物農(nóng)藥登記的政策法規(guī)。2)加大對低毒低殘留生物農(nóng)藥的補貼力度和補貼范圍,加強生物農(nóng)藥使用技術(shù)的宣傳培訓(xùn),指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)合理使用生物農(nóng)藥。3)加強生物農(nóng)藥的監(jiān)管力度,嚴(yán)厲打擊假冒偽劣產(chǎn)品,提高生產(chǎn)經(jīng)營準(zhǔn)入門檻,規(guī)范農(nóng)藥經(jīng)營秩序。4)鼓勵企事業(yè)單位研發(fā)新的生物農(nóng)藥品種、新劑型和配套的使用技術(shù),優(yōu)化產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,提高投入產(chǎn)出比,降低生物農(nóng)藥的生產(chǎn)成本。

作者：劉曉漫,曹坳程*,王秋霞,顏冬冬；歐陽燦彬；李園 單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所