我國是一個農(nóng)業(yè)大國，每年農(nóng)作物病蟲草害受害面積大約2億公頃（次），每年需要生產(chǎn)和使用農(nóng)藥約25萬噸（有效成份）。
生物農(nóng)藥具有生產(chǎn)原料來源廣泛，對非靶標生物安全、毒副作用小、對環(huán)境兼容性好等特點，已成為全球農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢。

　　1 生產(chǎn)規(guī)模

　　我國目前大約有200家生物農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)。2004年登記的生物農(nóng)藥活性成分品種為140種，占我國農(nóng)藥總有效成分品種的15%；產(chǎn)品411個，占注冊登記農(nóng)藥產(chǎn)品的8%；年產(chǎn)量12～13萬噸制劑，約占農(nóng)藥總產(chǎn)量的12%；年產(chǎn)值約3億美元，占農(nóng)藥總產(chǎn)值的10%左右，使用面積約4億多畝次。目前，每年新研制成功和登記注冊的生物農(nóng)藥品種以4％的速度遞增。

　　我國生物農(nóng)藥主要品種有Bt殺蟲劑、農(nóng)用抗生素、植物源農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因植物、病毒類農(nóng)藥、真菌類農(nóng)藥、植物生長調(diào)節(jié)類農(nóng)藥，大宗產(chǎn)品仍以井崗霉素和Bt為主，從品種、劑型、質(zhì)量和數(shù)量上與發(fā)達國家相差甚遠，還遠遠不能滿足國內(nèi)外市場的需求。在2001年國家計委高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項目中，天然植物源殺蟲劑菊酯、年產(chǎn)6000噸“武大綠洲”系列生物病毒殺蟲劑、真菌生防制劑、復(fù)合微生物活菌制劑和年產(chǎn)5000噸的寡聚糖生物農(nóng)藥5個生物農(nóng)藥項目獲得批準。2002年又批準年產(chǎn)3000噸“安徽奧綠”系列生物病毒殺蟲劑、年產(chǎn)1萬噸寧南霉素、線蟲生防制劑和年產(chǎn)3 萬噸固體發(fā)酵Bt等生物農(nóng)藥項目。

　　2 國內(nèi)外研究熱點及趨勢

　　中國生物農(nóng)藥的研究起始于50年代初，目前已擁有30余家生物農(nóng)藥研發(fā)方面的科研院所、高校、國家及部級重點實驗室，以及具備一定工作條件的研究單位，在生物農(nóng)藥的資源篩選評價、遺傳工程、發(fā)酵工程、產(chǎn)后加工和工程化示范驗證方面已自成體系。

　　生物農(nóng)藥的主要發(fā)展趨勢為：以基因重組為核心的戰(zhàn)略高技術(shù)競爭日趨激烈，關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新顯著加快，最新分子生物學(xué)手段越來越多地被應(yīng)用到生物農(nóng)藥研發(fā)中去，轉(zhuǎn)基因生物農(nóng)藥新品種不斷涌現(xiàn)；其研發(fā)和應(yīng)用向更安全和更環(huán)保方向發(fā)展；產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)已成為涉農(nóng)工業(yè)最具前景的發(fā)展領(lǐng)域。

　　通過研發(fā)安全、高效、環(huán)境友好型的、多功能的生物農(nóng)藥新品種，突破生物農(nóng)藥基因工程與發(fā)酵工程關(guān)鍵技術(shù)，對生物農(nóng)藥的制劑加工、產(chǎn)品質(zhì)量、環(huán)境行為等一系列問題開展研究，為保障農(nóng)產(chǎn)品安全，保護人類生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

　　2.1 細菌、病毒類殺蟲劑

　　國內(nèi)外主要以蘇云金桿菌（Bt）為主。Bt殺蟲劑研究在我國始于50年代，年產(chǎn)量約4萬噸，但與發(fā)達國家相比，我國產(chǎn)品的發(fā)酵和制劑水平仍存在相當大的差距。國外生產(chǎn)已廣泛采用高效廣譜的工程菌株，發(fā)酵水平較高，發(fā)酵產(chǎn)品回收率高；劑型多樣，有粉劑、可濕性粉劑、懸浮劑、濃水劑、油乳劑、乳油、顆粒劑、片劑、ES（Emulsifiable suspension）、緩釋劑、生物包被劑等。而國內(nèi)大部分生產(chǎn)菌株為Bt蘇云金桿菌（Bt）k類型，產(chǎn)品劑型僅有可濕性粉劑、懸浮劑2種；液體發(fā)酵工藝主要采用批式發(fā)酵技術(shù)，后提取技術(shù)采用離心濃縮工藝，導(dǎo)致發(fā)酵液中增效因子等有效成分大量損失。此外，我國目前的噴霧干燥設(shè)備也制約了產(chǎn)品回收率的提高。采用基因工程技術(shù)構(gòu)建藥效穩(wěn)定，防治面較廣的Bt工程菌劑，是當前Bt生物農(nóng)藥發(fā)展的新趨勢。

　　對目標害蟲有持續(xù)控制效果的昆蟲病毒殺蟲劑的研究始于70年代。上世紀棉鈴蟲的暴發(fā)，促進了棉鈴蟲核型多角體病毒殺蟲劑的發(fā)展。我國登記注冊的15個病毒殺蟲劑中有12個是棉鈴蟲核型多角體病毒，可見目前我國昆蟲病毒殺蟲劑品種單一。

　　新型殺蟲微生物制劑：以葉甲類鞘翅目害蟲、甜菜夜蛾等鱗翅目害蟲為主要防治對象，進行高效廣譜Bt制劑的研制和應(yīng)用研究。充分利用我國極其豐富的微生物資源，分離有自主知識產(chǎn)權(quán)和重要應(yīng)用價值的新的抗蟲和抗病蛋白基因。通過殺蟲蛋白基因組合，分子進化、不同結(jié)構(gòu)域中氨基酸定點誘變、融合、互換等分子設(shè)計手段進一步提高殺蟲毒力，擴大殺蟲譜。

　　2.2 農(nóng)用抗生素

　　我國農(nóng)用抗生素占生物農(nóng)藥總產(chǎn)量的90%，但具有自主知識產(chǎn)權(quán)實用化的新農(nóng)抗品種較少。20世紀90年代以來，國內(nèi)先后篩選報道了一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新農(nóng)抗品種，其中殺蟲抗生素有戒臺霉素，殺菌抗生素有寧南霉素等，但目前已實用化的品種僅寧南霉素一種。我國目前殺蟲、殺菌抗生素類農(nóng)藥29種，120個產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家約100個，年產(chǎn)制劑8萬多噸，是生產(chǎn)農(nóng)用抗生素的大國, 但至今尚未創(chuàng)制出有影響力的新農(nóng)抗品種。從世界范圍看，20世紀80年代發(fā)現(xiàn)最有影響力的新的殺蟲抗生素Avermectin和除草抗生素Phthoxazollin，90年代發(fā)現(xiàn)最有影響力的新的殺蟲抗生素Spinosad和殺菌抗生素Strobilurin。其中Avermectin被美國默克等公司開發(fā)成目前世界上最好的產(chǎn)品，Phthoxazollin被作為先導(dǎo)化合物合成出目前最好的除草劑-草甘膦系列；Spinocad和Strobilurin正在開發(fā)中，有望成為世界上最好的生物殺蟲劑和殺菌劑。

　　我國“九五”期間登記的寧南霉素，其發(fā)酵工藝尚需進一步完善。中生菌素對水稻白葉枯等多種細菌性病害防效顯著，目前尚只有水劑和可濕性粉劑兩種，還不能滿足不同作物和不同生態(tài)環(huán)境應(yīng)用需要。

　　研制一些針對性強的化學(xué)修飾技術(shù)，重點改造一些天然的農(nóng)用抗生素的結(jié)構(gòu)，以增加其用途或提高其藥效；加強老品種的研發(fā)，通過代謝工程顯著提高井岡霉素、南昌霉素和梅嶺霉素等的產(chǎn)量，使井岡霉素產(chǎn)生菌的產(chǎn)量超過現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)菌株；通過基因簇系列敲除獲得只產(chǎn)生南昌霉素或只產(chǎn)生梅嶺霉素的工程菌；利用豐富的抗生素基因資源，通過組合生物合成定向獲得新活性衍生抗生素。利用發(fā)酵工程技術(shù)研究農(nóng)用抗生素發(fā)酵代謝規(guī)律，獲得大幅度提高發(fā)酵水平的新工藝和新劑型加工工藝。

　　近幾年來對海洋微生物、昆蟲病原細菌腸道微生物的研究獲得了一定進展，這兩類特異生境的微生物能產(chǎn)生特異殺蟲或抑菌代謝物。結(jié)果表明，嗜線蟲致病桿菌北京變種產(chǎn)生的異香豆素衍生物對馬鈴薯晚疫病、番茄晚疫病、白粉病等重要病害有較好的控制作用。

　　2.3 真菌類制劑

　　昆蟲病原真菌對解決害蟲的抗藥性問題極具潛力。自20世紀80年代后期以來，國外已有40多個真菌殺蟲劑注冊登記且大面積應(yīng)用。開展昆蟲病原真菌資源收集、毒力菌株篩選、殺蟲真菌侵染機理以及利用基因工程進行毒力菌株改造等方面的研究工作。通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化真菌技術(shù)，將克隆到的分解昆蟲外殼的蛋白酶和幾丁酶基因?qū)氚捉┚：Y選對蚜蟲等刺吸式害蟲防治效果明顯提高的重組菌株。建立以蛻皮激素（Ecdysone）為誘導(dǎo)物的調(diào)控系統(tǒng)，篩選能在較低濕度與不同溫度下促進殺蟲真菌孢子萌發(fā)與侵染、提高殺蟲真菌貨架壽命的輔助劑，基因工程技術(shù)已成為高效的殺蟲真菌菌株選育手段。

　　在殺蟲真菌農(nóng)藥中，白僵菌研究歷史最長，研究隊伍最大，每年應(yīng)用于防治松毛蟲和玉米螟面積達1千萬畝以上，殺菌真菌農(nóng)藥主要有木霉菌等。自上世紀30年代發(fā)現(xiàn)木霉菌對植物病害的防治作用以來，它是研究最多，應(yīng)用面積最大的真菌殺菌劑，目前產(chǎn)品主要是采用液固兩相發(fā)酵生產(chǎn)分生孢子。20世紀90年代末期，美國研究出的液體發(fā)酵產(chǎn)厚垣孢子工藝有望為木霉菌產(chǎn)業(yè)化提供新途徑。開展木霉菌產(chǎn)厚垣孢子調(diào)控機制研究，進行擔(dān)子擬青霉等高效菌株篩選和工程菌株的構(gòu)建，為真菌發(fā)酵工藝突破提供技術(shù)支持。

　　2.4 新型植物激活蛋白

　　有關(guān)激發(fā)植物免疫抗病和增產(chǎn)作用的蛋白激活劑的研究，已引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注和重視。2000年由美國EDEN公司從細菌源過敏蛋白中開發(fā)出的康壯素（Messenger）農(nóng)藥產(chǎn)品，在美國獲得登記，被EPA列為免檢殘留的農(nóng)藥產(chǎn)品，準許在所有作物上使用。現(xiàn)已在美國、墨西哥等國的煙草、蔬菜和水果上廣泛應(yīng)用。2004年經(jīng)我國農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所（ICAMA）審定通過，康壯素取得了農(nóng)藥臨時登記證，首批推薦在番茄、辣椒、煙草和油菜上使用。

　　目前國內(nèi)正在研發(fā)的有Activator和HarpinXo，目前我國已成功分離和獲得了多個植物激活蛋白基因工程菌株。田間試驗表明，激活蛋白農(nóng)藥對多種植物病毒病害防效可達70%和增產(chǎn)10%以上， 2004年該成果已通過了農(nóng)業(yè)部成果鑒定，達到同類研究的國際先進水平。

　　2.5 生物化學(xué)及新型激發(fā)子類農(nóng)藥

　　上個世紀80年代，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)來源于真菌及植物細胞壁的甲殼素等物質(zhì)能開啟植物中多種信號傳導(dǎo)途徑，作為一類全新的生物激發(fā)子（含寡糖、糖蛋白、多肽和脂肪酸等類物質(zhì)）生物化學(xué)農(nóng)藥的研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用已引起國外科技界及國際跨國大公司的高度關(guān)注。中國具有豐富的寡糖等生物激發(fā)子的資源及研發(fā)優(yōu)勢，應(yīng)高度重視，寡聚糖生物農(nóng)藥不但能十分有效地控制煙草花葉病（防效72%）等多種農(nóng)作物及經(jīng)濟作物病害，同時可明顯提高產(chǎn)量10%～30%。

　　最新昆蟲生化（消化）酶抑制劑研究表明：小分子蛋白和有機脂肪酸（透明質(zhì)酸）對昆蟲生化（消化）酶具有強烈的抑制作用導(dǎo)致昆蟲死亡，還具有兼抗線蟲、真菌、細菌和病毒的作用。

　　3 大力發(fā)展生物農(nóng)藥可行性分析

　　（1）具有豐富的生物資源。我國是一個生物資源大國，擁有全球10%的生物遺傳資源。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國擁有動植物、微生物約26萬種，還有著其他國家少有的豐富的人類遺傳資源。目前我國保存的農(nóng)作物種質(zhì)資料種類達30余萬份，位居世界第一，為我國發(fā)展生命科學(xué)與生物技術(shù)提供了豐富材料。這種優(yōu)勢是不可替代的，也是具有獨占性的。

　　（2） 環(huán)境保護和市場需求。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計，我國農(nóng)作物病蟲害常年發(fā)生面積60億畝左右，每年損失糧食1600萬噸，每年需要生產(chǎn)和使用80多萬噸化學(xué)農(nóng)藥制劑。其中80％為高毒農(nóng)藥，導(dǎo)致20％以上果蔬和10％以上糧食農(nóng)藥殘留超標。因此，發(fā)展生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)對保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保障人們的生命與健康、保護生態(tài)環(huán)境都十分重要，將為我國農(nóng)產(chǎn)品出口創(chuàng)造十分有利的條件，極大地增強我國農(nóng)產(chǎn)品的國際競爭力。我國規(guī)劃到2015年生物農(nóng)藥占所有農(nóng)藥的份額將由現(xiàn)在的10％增加到30％。

　　針對中國入世，發(fā)達國家紛紛調(diào)整提高了產(chǎn)品進口的技術(shù)門檻，農(nóng)產(chǎn)品受到的影響首當其沖。歐盟于2003年12月31日起正式禁止320種農(nóng)藥在歐盟銷售，其中涉及我國產(chǎn)農(nóng)藥達60多個品種，其中殺蟲劑31種，其它為殺菌劑和除草劑等，此類農(nóng)藥在我國的生產(chǎn)量和使用范圍已具有一定規(guī)模。因此，生物農(nóng)藥的研制已成為當務(wù)之急，其研發(fā)將有效地實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)安全生產(chǎn)，提升農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)濟附加值，擴大我國農(nóng)副產(chǎn)品外銷市場，推進綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　（3）研究隊伍不斷成長。在生物農(nóng)藥技術(shù)領(lǐng)域，我國形成了一支水平較高的研發(fā)隊伍和相當?shù)墓ぷ骰A(chǔ)，創(chuàng)新和開發(fā)能力不斷增強。目前，我國有30多家生物農(nóng)藥研究機構(gòu)，約200家生物農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)，生物技術(shù)研發(fā)人員有2萬人，每年還有約4600名生物技術(shù)專業(yè)的大學(xué)生和研究生畢業(yè)加入這一行列。在生物技術(shù)研究開發(fā)方面已經(jīng)形成了一個初具規(guī)模和有一定競爭力的研究隊伍。

　　（4） 政府政策的支撐。我國政府非常重視發(fā)展無公害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。1996年《中國21世紀議程》將生物農(nóng)藥的研發(fā)列入首批入選項目。1998年，《2116工程項目》也將生物農(nóng)藥、微生物肥料、植物生長調(diào)節(jié)劑和微生物降解制劑列入首批重大項目發(fā)展規(guī)劃。中國綠色食品發(fā)展中心和有機食品發(fā)展中心也相繼成立。北京、福建等省市已建立無公害生產(chǎn)條例，明確規(guī)定蔬菜生產(chǎn)禁止使用劇毒和部分高毒農(nóng)藥。

　　4 我國生物農(nóng)藥發(fā)展方向及需要解決的問題

　　生物農(nóng)藥在我國整個農(nóng)藥行業(yè)中所占份額相當有限，與發(fā)達國家相比還有較大差距。

　　針對目前我國生物農(nóng)藥發(fā)展存在的突出困難和問題，建議：一是從經(jīng)濟和社會效益雙重角度考慮其發(fā)展前景，對生物農(nóng)藥的發(fā)展給予政策傾斜，加大研發(fā)資助，對企業(yè)減免稅費等，而對劇毒、高毒、高殘留的化學(xué)農(nóng)藥應(yīng)該禁止或限制使用。二是應(yīng)當推動資源優(yōu)勢整合，集成創(chuàng)新，在全國形成若干個既具有開發(fā)能力又能規(guī)模生產(chǎn)的大型生物農(nóng)藥企業(yè)，逐步形成多品種結(jié)構(gòu)的生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。三是企業(yè)和農(nóng)技部門共同努力，加強對生物農(nóng)藥的技術(shù)推廣，使農(nóng)民能夠熟練掌握生物農(nóng)藥的使用技術(shù)。

標簽：生物農(nóng)藥趨勢我國