中国生物农药的最新发展趋势
生物农药具有原料来源广泛、对非靶标生物安全、毒副作用小、环境相容性好等特点，已成为全球农药工业发展的新趋势。
1生产规模
目前，我国约有200家生物农药生产企业。2004年已登记的生物农药有效成分有140种，占我国农药有效成分总量的15%。411产品，占注册农药产品的8%；年产量为12 ~ 13万吨，约占农药总产量的12%；年产值约3亿美元，约占农药总产值的10%，使用面积约4亿亩。目前，新开发和注册的生物农药品种正以每年4%的速度递增。
我国生物农药的主要品种有Bt农药、农用抗生素、植物源农药、转基因植物、病毒农药、真菌农药和植物生长调节剂。主要产品为井冈霉素和Bt，无论是品种、剂型、质量和数量都与发达国家相差甚远，远远不能满足国内外市场的需求。在国家计委2001高技术产业化示范项目中，获批生物农药5个，分别是菊酯、年产6000吨的乌达绿洲系列生物病毒农药、真菌生防菌剂、复合微生物活菌剂、年产5000吨的寡糖生物农药。2002年还批准了年产3000吨“安徽奥卢”系列生物病毒农药、1000吨宁南霉素、线虫生防制剂和30000吨固体发酵Bt等生物农药项目。
2国内外研究热点和趋势
中国对生物农药的研究始于20世纪50年代初。目前有30多个研究所、大学、国家和部级重点实验室、研究所具备一定的工作条件。在生物农药的资源筛选与评价、基因工程、发酵工程、产后加工和工程示范验证等方面建立了自己的体系。
生物农药的主要发展趋势是:以基因重组为核心的战略性高技术竞争日趋激烈，关键技术创新明显加快，最新的分子生物学手段越来越多地应用于生物农药的研发，转基因生物农药新品种不断涌现；其研发和应用正朝着更安全、更环保的方向发展；随着产品的快速升级，生物农药产业已经成为涉农产业中最具发展前景的领域。
通过研发安全、高效、环保、多功能的生物农药新品种，突破生物农药基因工程和发酵工程的关键技术，研究生物农药的制剂加工、产品质量、环境行为等一系列问题，以保障农产品安全，保护人类生态环境，实现农业生产的可持续发展。
2.1细菌和病毒杀虫剂
苏云金芽孢杆菌是国内外的主要菌种。我国对Bt杀虫剂的研究始于20世纪50年代，年产量约为4万吨。但与发达国家相比，我国在产品的发酵和制备水平上还有相当大的差距。高效广谱的工程菌株在国外生产中已得到广泛应用，发酵水平高，发酵产物回收率高。剂型多样，包括粉剂、可湿性粉剂、悬浮剂、浓缩液、油乳剂、乳油、颗粒剂、片剂、ES(乳油)、缓释剂、生物包衣剂等。但国内生产菌株多为Bt苏云金芽孢杆菌(Bt)k型，产品剂型只有可湿性粉剂和悬浮剂。液体发酵技术主要采用分批发酵技术，后提取技术采用离心浓缩技术，导致发酵液中的增效因子等有效成分大量流失。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。利用基因工程技术构建药效稳定、防治范围广的Bt工程菌剂是Bt生物农药发展的新趋势。
对目标害虫具有持续控制作用的昆虫病毒杀虫剂的研究始于20世纪70年代。上世纪棉铃虫的爆发，促进了棉铃虫核型多角体病毒杀虫剂的发展。在我国登记的15病毒杀虫剂中，12为棉铃虫核型多角体病毒，说明目前我国昆虫病毒杀虫剂品种单一。
新型杀虫微生物制剂:以鞘翅目害虫、甜菜夜蛾等鳞翅目害虫为主要防治对象，研究了高效广谱Bt制剂的开发与应用。充分利用我国极其丰富的微生物资源，分离出具有自主知识产权和重要应用价值的新型抗虫抗病蛋白基因。通过杀虫蛋白基因的组合、分子进化、定点突变、不同结构域氨基酸的融合和交换，进一步提高了杀虫毒性，扩大了杀虫谱。
2.2农用抗生素
农用抗生素占我国生物农药总产量的90%，但具有自主知识产权的新型农用抗生素很少。20世纪90年代以来，我国已经筛选并报道了一些具有自主知识产权的农业抗性新品种。其中氯己定是杀虫类抗生素，宁南霉素是杀菌类抗生素，但目前宁南霉素只有一个品种投入实际使用。目前，我国拥有杀虫杀菌抗生素类农药29种，产品120种，生产企业约100家，年产量8万多吨。它是一个生产农用抗生素的大国，但迄今为止还没有创造出有影响力的新的农业抗性品种。从全球范围来看，影响最大的新型杀虫抗生素阿维菌素和除草剂苯唑林发现于20世纪80年代，影响最大的新型杀虫抗生素多杀菌素和杀菌抗生素嗜球果伞素发现于20世纪90年代。其中阿维菌素由美国默克等公司研制成目前世界上最好的产品，酞唑林作为先导化合物合成了目前最好的除草剂——草甘膦系列；Spinocad和Strobilurin正在开发中，有望成为世界上最好的生物杀虫剂和杀菌剂。
我国“九五”期间注册的宁南霉素发酵技术需要进一步提高。中生霉素对水稻白叶枯病等细菌性病害具有明显的防治效果。目前仅有水剂和可湿性粉剂两种，不能满足不同作物和不同生态环境的应用需求。
发展一些有针对性的化学修饰技术，重点是改造一些天然农用抗生素的结构，以增加其用途或提高其疗效；加强老品种研发，通过代谢工程显著提高井岗霉素、南昌霉素、梅岭霉素产量，使井岗霉素产生菌产量超过现有工业化生产菌株；通过基因簇串联敲除获得只生产南昌霉素或梅岭霉素的工程菌；利用丰富的抗生素基因资源，通过组合生物合成获得新的活性衍生物抗生素。利用发酵工程技术研究农用抗生素的发酵代谢规律，获得新技术和新剂型加工技术，大大提高发酵水平。
近年来，对海洋微生物和昆虫病原细菌肠道微生物的研究取得了一些进展。这两种微生物在特定的生境中可以产生特定的杀虫或抗菌代谢产物。结果表明，嗜线虫北京变种产生的异香豆素衍生物对马铃薯晚疫病、番茄晚疫病、白粉病等重要病害具有良好的防治效果。
2.3真菌制剂
昆虫病原真菌具有解决害虫抗药性问题的巨大潜力。自20世纪80年代末以来，国外已注册并广泛使用了40多种真菌杀虫剂。开展昆虫病原真菌资源收集、强毒菌株筛选、杀虫真菌侵染机制、基因工程改造强毒菌株等研究工作。通过农杆菌介导的真菌转化，将克隆的分解昆虫外壳的蛋白酶和几丁质酶基因导入球孢白僵菌。筛选对蚜虫等刺吸式害虫防治效果显著提高的重组菌株。建立了以蜕皮激素为诱导剂的调控体系，筛选出能促进杀虫真菌孢子在低湿度和不同温度下萌发和侵染，提高杀虫真菌货架期的助剂。基因工程技术已成为选育杀虫真菌菌株的有效方法。
在杀菌类农药中，球孢白僵菌的研究历史最长，研究队伍最大，每年用于防治马尾松毛虫和玉米螟的面积超过1万亩。木霉菌是主要的杀菌杀虫剂。木霉菌自20世纪30年代被发现以来，一直是研究和应用最多的真菌杀菌剂。目前主要采用液固两相发酵生产分生孢子。20世纪90年代后期，美国开发的液体发酵生产厚垣孢子技术有望为木霉产业化提供新的途径。研究木霉厚垣孢子产生的调控机制，筛选担子拟青霉等高效菌株，构建工程菌株，为真菌发酵技术的突破提供技术支持。
2.4新的植物激活蛋白
激发植物免疫抗病增产的蛋白激活剂的研究已引起国内外的广泛关注。Messenger是美国EDEN公司2000年利用细菌致敏蛋白研制的农药产品，在美国注册，被EPA列为免检残留农药产品，允许在所有作物上使用。现在在美国、墨西哥等国家已广泛应用于烟草、蔬菜和水果。2004年经中国农业部农药检定所(ICAMA)批准，康壮素获得农药临时登记证，首批推荐用于番茄、辣椒、烟草、油菜。
目前国内正在研发Activator和HarpinXo。目前，我国已成功分离获得了许多植物激活蛋白基因工程菌株。田间试验表明，活性蛋白农药对多种植物病毒病的防治效果可达70%，增产10%以上。2004年，该成果通过了农业部的鉴定，达到了同类研究的国际先进水平。
2.5生物化学和新刺激亚类农药
20世纪80年代，学者们发现真菌和植物细胞壁中的几丁质等物质可以在植物中开启多种信号转导通路。作为一种全新的生物诱导子(包括寡糖、糖蛋白、肽和脂肪酸)，生化农药的研究、开发、生产和应用引起了国外科技界和国际跨国公司的高度重视。我国拥有丰富的低聚糖等生物兴奋剂资源及其研发优势，应予以高度重视。寡糖生物农药不仅能有效防治烟草花叶病(防效72%)等作物和经济作物病害，还能显著增产65，438+00% ~ 30%。
昆虫生化(消化)酶抑制剂的最新研究表明，小分子蛋白质和有机脂肪酸(透明质酸)对昆虫生化(消化)酶有很强的抑制作用，导致昆虫死亡，还具有抗线虫、真菌、细菌和病毒的作用。
3大力发展生物农药的可行性分析
(1)生物资源丰富。中国是一个生物资源大国，拥有世界上10%的生物遗传资源。据不完全统计，中国约有26万种动物、植物和微生物，还有其他国家所罕见的丰富的人类遗传资源。目前，我国保存的农作物种质数据超过30万种，居世界首位，为我国生命科学和生物技术的发展提供了丰富的素材。这种优势是不可替代的，也是唯一的。
(2)环境保护和市场需求。据农业部统计，我国农作物病虫害常年发生面积约60亿亩，每年损失粮食16万吨。每年需要生产和使用80多万吨化学农药制剂。其中80%为剧毒农药，导致果蔬农药残留超过20%，粮食超过10%超标。因此，发展生物农药产业对于保证农业的可持续发展，保护人民的生命健康，保护生态环境至关重要。这将为中国农产品出口创造非常有利的条件，大大提高中国农产品的国际竞争力。中国计划到2015年，将生物农药在所有农药中的份额从10%提高到30%。
鉴于中国入世，发达国家纷纷调整和提高产品进口的技术门槛，农产品首当其冲。欧盟从2003年6月5438+2月31日起正式禁止在欧盟销售320种农药，其中包括中国制造的60多种农药，其中31种农药，其他为杀菌剂和除草剂。我国此类农药的生产和应用范围已达到一定规模。因此，生物农药的研发已成为当务之急，它将有效实现农产品的优质安全生产，提升农产品的经济附加值，扩大我国农副产品的出口市场，促进绿色农业产业的发展。
(3)研究队伍不断壮大。在生物农药技术领域，我国已形成高水平的R&D团队和相当的工作基础，创新开发能力不断增强。目前，全国有30多家生物农药研究机构，约200家生物农药生产企业，2万人从事生物技术研发。每年，大约有4600名生物技术专业的本科生和研究生加入这一行列。在生物技术研发方面形成了具有一定规模和竞争力的研究团队。
(4)政府政策的支持。我国政府非常重视无公害农业生产技术的发展。1996“中国21世纪议程”将生物农药研发列入第一批入选项目。1998，“2116项目”还将生物农药、微生物肥料、植物生长调节剂、微生物降解剂列入了第一批重大项目的发展计划。中国绿色食品发展中心和有机食品发展中心也相继成立。北京、福建等省市制定了无公害生产条例，明确规定蔬菜生产中禁止使用剧毒和部分高毒农药。
4 .我国生物农药的发展方向和有待解决的问题
生物农药在我国整个农药行业中的份额相当有限，与发达国家相比还有较大差距。
针对目前我国生物农药发展中存在的突出困难和问题，建议:一是从经济效益和社会效益的角度考虑其发展前景，对生物农药发展给予优惠政策，增加R&D资助，减免企业税费等。，同时禁止或限制使用剧毒、高毒和高残留的化学农药。二是推进资源优势整合，集成创新，在全国形成一批兼具开发能力和规模生产的大型生物农药企业，逐步形成多品种结构的生物农药产业发展格局。第三，企业和农技部门要共同努力，加强生物农药的技术普及，让农民熟练掌握生物农药的应用技术。