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一文看我國生物農(nóng)藥的發(fā)展與展望
發(fā)布日期:2019/11/11 點(diǎn)擊:1216
生物農(nóng)藥在保障農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)增收,維護(hù)生態(tài)和諧,滿足食品安全需求等方面均具有重要的作用與意義。
當(dāng)下農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展已成為主旋律,在國家農(nóng)藥化肥“雙減”及“零”增長的背景下,生物農(nóng)藥掀起了“綠色風(fēng)暴”,發(fā)展生物農(nóng)藥是環(huán)境的需要,是時代的需要,更是全球農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。
生物農(nóng)藥的概念及分類
生物農(nóng)藥是指利用生物活體(真菌、細(xì)菌、昆蟲病毒、轉(zhuǎn)基因生物、天敵等)或其代謝產(chǎn)物(信息素、生長素、萘乙酸、2,4-D等)及植物提取物等,針對農(nóng)業(yè)有害生物進(jìn)行殺滅或抑制的制劑。
在中國,傳統(tǒng)的生物農(nóng)藥僅指微生物農(nóng)藥。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,對生物農(nóng)藥的概念和類別的探討也引起了廣泛的關(guān)注。
張興等于2002年系統(tǒng)地給出了生物農(nóng)藥的概念、分類及特點(diǎn),并得到了業(yè)界的認(rèn)可。生物農(nóng)藥,是指可用來防除病、蟲、草等有害生物的生物體本身及源于生物,并可作為“農(nóng)藥”的各種生理活性物質(zhì)。
在2017年11月施行的《農(nóng)藥登記資料要求》中,雖然沒有明確生物農(nóng)藥的定義,但按照來源將農(nóng)藥分為化學(xué)農(nóng)藥、生物化學(xué)農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥,其中微生物代謝物(農(nóng)用抗生素)在登記方面要求等同于化學(xué)農(nóng)藥,不過一直沒有明確的定義。
此前一般認(rèn)為生物農(nóng)藥包含后3類,即生物化學(xué)農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥(含農(nóng)藥抗生素)和植物源農(nóng)藥。但是需要特別注意的是,今年8月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在十三屆全國人大會議的答復(fù)中明確指出,生物農(nóng)藥主要包括生物化學(xué)農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥和植物源農(nóng)藥,農(nóng)用抗生素不包括在內(nèi)。
至此,農(nóng)用抗生素從生物農(nóng)藥中徹底除名。
在美國,生物農(nóng)藥是指來源于動植物,細(xì)菌,礦物質(zhì)等天然材料或與天然來源結(jié)構(gòu)相似,功能相同的農(nóng)藥,包括:生物化學(xué)農(nóng)藥(天然產(chǎn)生的),微生物農(nóng)藥,植物嵌入式保護(hù)劑。
生物農(nóng)藥的特點(diǎn)
關(guān)于生物農(nóng)藥的特點(diǎn),也有多位學(xué)者進(jìn)行了探討和分析。目前,較為一致的觀點(diǎn)是:專一性強(qiáng),活性高;對環(huán)境安全;不易產(chǎn)生抗藥性;對非靶標(biāo)生物相對安全;開發(fā)利用途徑多;作用機(jī)理不同于常規(guī)農(nóng)藥;種類繁多,研發(fā)的選擇余地大。當(dāng)然,還表現(xiàn)出作用速度較慢,開發(fā)及使用成本較高等特點(diǎn)。
前景與展望
盡管生物農(nóng)藥發(fā)展極為迅速,然而在其研發(fā)、應(yīng)用及管理中均存在一些問題:新材料、低成本材料嚴(yán)重不足,導(dǎo)致生物農(nóng)藥新產(chǎn)品種類少,且成本高;活性測定、效果評判及產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)尚不夠嚴(yán)謹(jǐn),限制了新產(chǎn)品研發(fā)速度;在產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用中,工藝較為復(fù)雜或產(chǎn)率低、生產(chǎn)周期長、劑型不夠豐富、施藥技術(shù)落后、成本較高等問題限制了生物農(nóng)藥新產(chǎn)品的產(chǎn)量及推廣應(yīng)用;相關(guān)法律的缺失、政策保障缺乏以及知識產(chǎn)權(quán)的侵權(quán)等是生物農(nóng)藥管理中存在的嚴(yán)重問題。
針對上述問題,我們認(rèn)為生物農(nóng)藥重點(diǎn)研發(fā)方向有如下幾個方面:
01 活性生物資源的篩選
活性生物資源的篩選是生物農(nóng)藥新品種創(chuàng)制的重要源頭,也是活性化合物新結(jié)構(gòu)類型變化的重要來源,堅持從不同的環(huán)境中篩選活性微生物菌株和植物資源將為生物農(nóng)藥新產(chǎn)品的持續(xù)開發(fā)奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。
02 生物農(nóng)藥新品種的創(chuàng)制與產(chǎn)業(yè)化
根據(jù)中國的資源優(yōu)勢,有針對性的開展生物農(nóng)藥新產(chǎn)品創(chuàng)制與轉(zhuǎn)化,并通過工程化配套,生產(chǎn)出具有市場競爭力的生物農(nóng)藥新產(chǎn)品,為糧食安全生產(chǎn)和食品安全保駕護(hù)航。
03 基因挖掘
高毒力、高產(chǎn)、高穩(wěn)定性工程菌株選育與構(gòu)建及毒力(素)基因挖掘。
04 生物農(nóng)藥活性物質(zhì)生物合成途徑及生物反應(yīng)器
由于植物源農(nóng)藥資源的有限性極大的限制了其應(yīng)用與發(fā)展,生物合成技術(shù)在解決植物資源大規(guī)模生產(chǎn)上有廣闊的應(yīng)用前景。細(xì)胞培養(yǎng)、發(fā)狀根培養(yǎng)及基因工程技術(shù)的發(fā)展,必將在植物源農(nóng)藥的研究開發(fā)和應(yīng)用中發(fā)揮決定性的作用,與此相匹配的生物反應(yīng)器研究為其產(chǎn)業(yè)化和規(guī);a(chǎn)提供有效途徑。
05 天然產(chǎn)物揮發(fā)物的研發(fā)與利用
利用精油類化合物易揮發(fā)、環(huán)境相容性好、易降解、毒性低、害蟲不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點(diǎn),研制和開發(fā)符合人們對無公害化的純天然源產(chǎn)品。
06 微生物組技術(shù)研究與應(yīng)用
微生物組技術(shù)(土壤改良劑、種衣劑、殺線劑等)在種植業(yè)中可以降解農(nóng)藥、種子包衣、土壤酸化、鹽堿化修復(fù)、土壤病蟲害防治與保護(hù)農(nóng)作物免受有害生物為害,將逐漸凸顯其不可替代的作用。
07 生物農(nóng)藥的作物全程防控技術(shù)集成與應(yīng)用
以生物農(nóng)藥為主的作物有害生物全程防控技術(shù)集成與應(yīng)用。針對特定作物上可能發(fā)生的病、蟲、草等制定出系統(tǒng)的防治方案,建立與應(yīng)用以作物為主的全程病蟲害生物農(nóng)藥防控技術(shù)體系,有效減少化學(xué)農(nóng)藥和化肥等投入品的使用,進(jìn)而提升特色經(jīng)濟(jì)作物品質(zhì)。
08 生物農(nóng)藥新劑型專用植保器械裝備的應(yīng)用研究
生物農(nóng)藥新劑型的研發(fā)應(yīng)當(dāng)遵循生物農(nóng)藥的特點(diǎn),以安全、水基、控緩釋、精準(zhǔn)等為主,且應(yīng)滿足無人機(jī)施藥的技術(shù)要求。植保無人機(jī)載液量較小,多采用低量噴灑技術(shù),用水量少甚至可不用水,航空施藥高度相對較低,飄移少,可空中懸停,與GPS系統(tǒng)配合,因此生物農(nóng)藥新劑型的研發(fā)應(yīng)與上述特點(diǎn)相一致。
09 生物農(nóng)藥殘渣綜合利用及藥肥水一體化研究
采用堆肥等方法處理生物農(nóng)藥殘渣,并添加合適的微生物菌株,堆制出可防治多種植物病害的多功效有機(jī)藥肥,以解決資源的循環(huán)利用。同時,將廢物綜合利用、農(nóng)業(yè)措施與生物防治有機(jī)地結(jié)合起來,形成防治地下病蟲害的一個新途徑。
市場前景
隨著中國“農(nóng)產(chǎn)品安全和環(huán)境安全”戰(zhàn)略需求的穩(wěn)步推進(jìn),IPP理論(綜合性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與保護(hù))也將越來越受到重視,而作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要投入品生物農(nóng)藥在IPP理論的實(shí)踐中占有非常重要的地位,在解決上述生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵瓶頸和重大發(fā)展難題的基礎(chǔ)上,生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)必將迎來新的發(fā)展機(jī)會,更應(yīng)有其廣闊的發(fā)展和使用的市場空間。
來源:世界農(nóng)化網(wǎng)
當(dāng)下農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展已成為主旋律,在國家農(nóng)藥化肥“雙減”及“零”增長的背景下,生物農(nóng)藥掀起了“綠色風(fēng)暴”,發(fā)展生物農(nóng)藥是環(huán)境的需要,是時代的需要,更是全球農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。
生物農(nóng)藥的概念及分類
生物農(nóng)藥是指利用生物活體(真菌、細(xì)菌、昆蟲病毒、轉(zhuǎn)基因生物、天敵等)或其代謝產(chǎn)物(信息素、生長素、萘乙酸、2,4-D等)及植物提取物等,針對農(nóng)業(yè)有害生物進(jìn)行殺滅或抑制的制劑。
在中國,傳統(tǒng)的生物農(nóng)藥僅指微生物農(nóng)藥。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,對生物農(nóng)藥的概念和類別的探討也引起了廣泛的關(guān)注。
張興等于2002年系統(tǒng)地給出了生物農(nóng)藥的概念、分類及特點(diǎn),并得到了業(yè)界的認(rèn)可。生物農(nóng)藥,是指可用來防除病、蟲、草等有害生物的生物體本身及源于生物,并可作為“農(nóng)藥”的各種生理活性物質(zhì)。
在2017年11月施行的《農(nóng)藥登記資料要求》中,雖然沒有明確生物農(nóng)藥的定義,但按照來源將農(nóng)藥分為化學(xué)農(nóng)藥、生物化學(xué)農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥、植物源農(nóng)藥,其中微生物代謝物(農(nóng)用抗生素)在登記方面要求等同于化學(xué)農(nóng)藥,不過一直沒有明確的定義。
此前一般認(rèn)為生物農(nóng)藥包含后3類,即生物化學(xué)農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥(含農(nóng)藥抗生素)和植物源農(nóng)藥。但是需要特別注意的是,今年8月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在十三屆全國人大會議的答復(fù)中明確指出,生物農(nóng)藥主要包括生物化學(xué)農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥和植物源農(nóng)藥,農(nóng)用抗生素不包括在內(nèi)。
至此,農(nóng)用抗生素從生物農(nóng)藥中徹底除名。
在美國,生物農(nóng)藥是指來源于動植物,細(xì)菌,礦物質(zhì)等天然材料或與天然來源結(jié)構(gòu)相似,功能相同的農(nóng)藥,包括:生物化學(xué)農(nóng)藥(天然產(chǎn)生的),微生物農(nóng)藥,植物嵌入式保護(hù)劑。
生物農(nóng)藥的特點(diǎn)
關(guān)于生物農(nóng)藥的特點(diǎn),也有多位學(xué)者進(jìn)行了探討和分析。目前,較為一致的觀點(diǎn)是:專一性強(qiáng),活性高;對環(huán)境安全;不易產(chǎn)生抗藥性;對非靶標(biāo)生物相對安全;開發(fā)利用途徑多;作用機(jī)理不同于常規(guī)農(nóng)藥;種類繁多,研發(fā)的選擇余地大。當(dāng)然,還表現(xiàn)出作用速度較慢,開發(fā)及使用成本較高等特點(diǎn)。
前景與展望
盡管生物農(nóng)藥發(fā)展極為迅速,然而在其研發(fā)、應(yīng)用及管理中均存在一些問題:新材料、低成本材料嚴(yán)重不足,導(dǎo)致生物農(nóng)藥新產(chǎn)品種類少,且成本高;活性測定、效果評判及產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)尚不夠嚴(yán)謹(jǐn),限制了新產(chǎn)品研發(fā)速度;在產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用中,工藝較為復(fù)雜或產(chǎn)率低、生產(chǎn)周期長、劑型不夠豐富、施藥技術(shù)落后、成本較高等問題限制了生物農(nóng)藥新產(chǎn)品的產(chǎn)量及推廣應(yīng)用;相關(guān)法律的缺失、政策保障缺乏以及知識產(chǎn)權(quán)的侵權(quán)等是生物農(nóng)藥管理中存在的嚴(yán)重問題。
針對上述問題,我們認(rèn)為生物農(nóng)藥重點(diǎn)研發(fā)方向有如下幾個方面:
01 活性生物資源的篩選
活性生物資源的篩選是生物農(nóng)藥新品種創(chuàng)制的重要源頭,也是活性化合物新結(jié)構(gòu)類型變化的重要來源,堅持從不同的環(huán)境中篩選活性微生物菌株和植物資源將為生物農(nóng)藥新產(chǎn)品的持續(xù)開發(fā)奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。
02 生物農(nóng)藥新品種的創(chuàng)制與產(chǎn)業(yè)化
根據(jù)中國的資源優(yōu)勢,有針對性的開展生物農(nóng)藥新產(chǎn)品創(chuàng)制與轉(zhuǎn)化,并通過工程化配套,生產(chǎn)出具有市場競爭力的生物農(nóng)藥新產(chǎn)品,為糧食安全生產(chǎn)和食品安全保駕護(hù)航。
03 基因挖掘
高毒力、高產(chǎn)、高穩(wěn)定性工程菌株選育與構(gòu)建及毒力(素)基因挖掘。
04 生物農(nóng)藥活性物質(zhì)生物合成途徑及生物反應(yīng)器
由于植物源農(nóng)藥資源的有限性極大的限制了其應(yīng)用與發(fā)展,生物合成技術(shù)在解決植物資源大規(guī)模生產(chǎn)上有廣闊的應(yīng)用前景。細(xì)胞培養(yǎng)、發(fā)狀根培養(yǎng)及基因工程技術(shù)的發(fā)展,必將在植物源農(nóng)藥的研究開發(fā)和應(yīng)用中發(fā)揮決定性的作用,與此相匹配的生物反應(yīng)器研究為其產(chǎn)業(yè)化和規(guī);a(chǎn)提供有效途徑。
05 天然產(chǎn)物揮發(fā)物的研發(fā)與利用
利用精油類化合物易揮發(fā)、環(huán)境相容性好、易降解、毒性低、害蟲不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點(diǎn),研制和開發(fā)符合人們對無公害化的純天然源產(chǎn)品。
06 微生物組技術(shù)研究與應(yīng)用
微生物組技術(shù)(土壤改良劑、種衣劑、殺線劑等)在種植業(yè)中可以降解農(nóng)藥、種子包衣、土壤酸化、鹽堿化修復(fù)、土壤病蟲害防治與保護(hù)農(nóng)作物免受有害生物為害,將逐漸凸顯其不可替代的作用。
07 生物農(nóng)藥的作物全程防控技術(shù)集成與應(yīng)用
以生物農(nóng)藥為主的作物有害生物全程防控技術(shù)集成與應(yīng)用。針對特定作物上可能發(fā)生的病、蟲、草等制定出系統(tǒng)的防治方案,建立與應(yīng)用以作物為主的全程病蟲害生物農(nóng)藥防控技術(shù)體系,有效減少化學(xué)農(nóng)藥和化肥等投入品的使用,進(jìn)而提升特色經(jīng)濟(jì)作物品質(zhì)。
08 生物農(nóng)藥新劑型專用植保器械裝備的應(yīng)用研究
生物農(nóng)藥新劑型的研發(fā)應(yīng)當(dāng)遵循生物農(nóng)藥的特點(diǎn),以安全、水基、控緩釋、精準(zhǔn)等為主,且應(yīng)滿足無人機(jī)施藥的技術(shù)要求。植保無人機(jī)載液量較小,多采用低量噴灑技術(shù),用水量少甚至可不用水,航空施藥高度相對較低,飄移少,可空中懸停,與GPS系統(tǒng)配合,因此生物農(nóng)藥新劑型的研發(fā)應(yīng)與上述特點(diǎn)相一致。
09 生物農(nóng)藥殘渣綜合利用及藥肥水一體化研究
采用堆肥等方法處理生物農(nóng)藥殘渣,并添加合適的微生物菌株,堆制出可防治多種植物病害的多功效有機(jī)藥肥,以解決資源的循環(huán)利用。同時,將廢物綜合利用、農(nóng)業(yè)措施與生物防治有機(jī)地結(jié)合起來,形成防治地下病蟲害的一個新途徑。
市場前景
隨著中國“農(nóng)產(chǎn)品安全和環(huán)境安全”戰(zhàn)略需求的穩(wěn)步推進(jìn),IPP理論(綜合性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與保護(hù))也將越來越受到重視,而作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要投入品生物農(nóng)藥在IPP理論的實(shí)踐中占有非常重要的地位,在解決上述生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵瓶頸和重大發(fā)展難題的基礎(chǔ)上,生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)必將迎來新的發(fā)展機(jī)會,更應(yīng)有其廣闊的發(fā)展和使用的市場空間。
來源:世界農(nóng)化網(wǎng)