蘇云金桿菌、白僵菌、昆蟲多角體病毒、魚藤根粉、印楝、昆蟲信息素等生物農藥在 1949 年后得到迅速發展,并得到大面積的推廣 。直至改革開放前,生物農藥在我國有害生物防治上一直扮演重要角色。

改革開放后,我國化學農藥的發展進入騰飛期,逐漸占據農藥應用的主要市場。盡管如此,以蘇云金桿菌、白僵菌、綠僵菌、木霉菌為代表的微生物農藥,以苦參堿為代表的植物源農藥,以誘蟲烯、梨小食心蟲信息素為代表的昆蟲信息素等生物農藥的研發仍然取得了極大的進步。但是受限于生產效率,我國生物農藥的應用遠遠落后于化學農藥。

進入 21 世紀,在環境保護、可持續發展等理念的支持下,隨著農藥使用量零增長的推進,以及對農藥行業監管的落實,生物農藥獲得了越來越大的發展空間,近幾年更是進入加速發展期。

″生物農藥在世界農藥發展的過程中是最重要的部分。生物農藥是前途不可限量的產業。″中國農藥發展與應用協會會長周普國介紹,據有關機構預測,2022 年我國生物農藥市場規模為12.37 億元,全球生物農藥市場規模約為 366.82 億元,預計 2028 年全球市場總規模將達到 730 億元。生物農藥與綠色防控等綜合防控技術相結合,將會在未來發揮越來越重要的作用。

″綠色防控是落實新理念、推動高質量發展的新期盼。綠色防控離不開生物防治、綠色農藥,生物農藥是其中一項十分重要的技術產品。″全國農業技術推廣服務中心首席專家王鳳樂表示,推動生物農藥行業發展是新時期農業綠色高質量發展的必然要求。依托大型跨國公司強大的技術創新能力、市場推廣能力,以及全球性研發熱情的高漲,生物農藥迎來了市場增長的黃金時期。我國生物農藥開發應用速度快、推廣應用力度加大,一些重要生物農藥產品市場份額越來越大,在重大病蟲害防控中發揮作用也越來越大。

國家統計局數據顯示,截至 2021年,全國生物農藥生產企業有 260 多家,年產量 14 萬噸左右,年產值約 30億元。應用端,目前我國生物農藥年使用量已達 8 萬噸左右,防治面積約 4 億畝,同時有一定量的出口。

目前,生物農藥與化學農藥在我國農藥市場中的比例約為 1:7。相比人們熟知的化學農藥,生物農藥在我國還遠未得到普及,不過它具有對人畜安全性高、生態環境友好等特征,在農業綠色高質量發展中有著廣闊的應用空間。

國內生物農藥市場容量到底有多大,尚沒有專業的機構和人士給出具體的數字,但粗略估計至少在百億元,加上與化藥的復配使用,容量還會更大。目前,生物農藥防控面積還比較小,覆蓋率較低,因此生物農藥具有極大的發展空間。

不同國家界定不同

不同國家的農藥管理部門對生物農藥有著不同的界定。比如,聯合國糧食及農業組織和世界衛生組織將生物農藥定義為源于自然界的、可以以類似于常規化學農藥的方式配制和應用的、通常用于短期有害生物控制的物質,如微生物、植物源物質、化學信息素。美國國家環境保護局將生物農藥定義為從天然材料(如動物、植物、細菌和某些礦物質等)中提取的農藥,包括生物化學農藥、微生物農藥和轉基因植物農藥。

其實我國農藥登記管理體系并沒有對生物農藥進行統一明確的標準和定義,但生物化學農藥、微生物農藥和植物源農藥歸類為生物農藥是確定的。

此外,一般我們也將農用抗生素和天敵生物劃為生物農藥,不管過去還是現在,它們都在農林有害生物防治領域發揮著重要作用。農用抗生素類在登記要求上與化學農藥相同,代表性成果有井岡霉素、寧南霉素等。天敵昆蟲并未納入生物農藥進行登記管理,在實際應用中是免予登記,只需要備案即可。目前赤眼蜂、麗蚜小蜂、食蚜癭蚊等天敵昆蟲應用也已經成熟。

截至 2022 年 12 月 31 日,我國登記的農藥有效成分共 729 個(不含僅限出口產品),其中微生物農藥 61 個(包括細菌、真菌、卵菌、病毒),生物化學農藥 40 個,植物源農藥 30個,農用抗生素類 13 個；登記的農藥產品共計44811 個(不含僅限出口產品),其中微生物農藥 611 個,生物化學農藥 1069 個,植物源農藥343 個,農用抗生素類農藥 3877 個。

目前生物農藥在農藥隊伍中占比雖然并不大,但具有良好的發展勢頭和巨大潛力。放眼全球,近年來,先正達、拜耳、科迪華、巴斯夫、富美實等農藥企業紛紛通過收購及自主研發加碼生物農藥的權重。依托這些大型跨國公司強大的技術研發創新能力、市場推廣能力,以及全球研發熱情的高漲,生物農藥迎來了市場增長的黃金時期。

登記更有優勢

″我國生物農藥在資料準備、時間成本、經濟成本方面均比化學農藥更有優勢。″農業農村部農藥檢定所藥效審評處研究員王曉軍表示。

農藥登記申請資料最重要的就是登記試驗資料及評估報告。這方面部分生物農藥可以享受一些資料減免政策。王曉軍介紹,藥效試驗資料,微生物農藥和植物源農藥制劑只需進行 1 年多的田間小區試驗,免抗性風險評估資料。毒理學資料,微生物農藥可以減免健康風險評估報告的說明。環境試驗資料,化學農藥原藥為 32 項,微生物母藥 6 項,植物源農藥原藥(母藥)12 項；化學農藥制劑為 10 項,微生物農藥制劑 5 項,植物源農藥制劑 8 項。而且微生物農藥不要求提供環境風險評估報告 ；植物源農藥原藥(母藥)不要求慢性生態毒性和環境代謝試驗資料 ；制劑不要求提供環境風險評估報告。另外,微生物農藥和植物源農藥一般不需要殘留試驗,只有經毒理學測定表明存在毒理學意義的,才需提交。

在時間成本方面,王曉軍表示,生物農藥單是藥效試驗方面就節省了一年的時間。登記評審時間,新農藥需要一年,非新農藥需要九個月。如果說非新農藥,半年的時間基本上就能夠完成評審,生物農藥有″綠色通道″,對符合″綠色通道″產品要求的,相關部門優先安排技術審查,并在保障質量和安全的前提下加快技51術審查進程,評審時間就會更短。

與化學農藥相比,生物農藥更直接的優勢是在經濟成本方面。一個化學農藥新有效成分登記,原藥 +1 個制劑(僅登記 1 種作物上的 1 個靶標),費用要 1000萬元左右。如果需要做植物代謝試驗和農產品加工試驗,即需要完成登記資料要求的所有試驗項目,沒有任何減免的話,大概要 2500萬元。而一個生物農藥登記,原藥(母藥)+1 個制劑,費用只要 200萬元左右。

另外,王曉軍表示,目前我國生物農藥新品種的登記評價,變得更加開放、包容,比如同一年登記的同一個菌種的兩個不同菌株 (2021年爪哇蟲草菌 Ij01、爪哇蟲草菌 JS001 獲得登記),再比如經過多輪討論,2021 年天然植物誘抗劑酰胺寡糖素醋酸鹽在甘藍小菜蛾上也實現登記。

在優惠政策的支持下,我國生物農藥產品得到了長足的發展。2021 年獲得登記的新品種有 22 個,其中生物農藥 15 個；2022 年獲得登記的 5 個新品種全部為微生物農藥。

需要突破技術、認知、產業

當下,我國生物農藥產業規模化企業數量少,生物農藥企業占農藥生產企業的 15%；生物農藥產品登記占比低,品種占登記總量的 18%,產品只占到 4.6%(不包含農用抗生素)；生物農藥市場份額小,市場滲透率低,僅為 10% 左右。

另外,生物農藥產品質量有待進一步提高。2022 年抽查農藥樣品 3501 個,合格樣品 3370個,總體合格率為 96.3%。其中抽檢生物農藥樣品 111 個,合格樣品 102 個,合格率 91.9%,比 2021 年提高 1.7 個百分點,但生物農藥合格率依然拉低了農藥的整體合格率。

另外,生物農藥雖然有著無可替代的優勢,但不足之處也很明顯。比如,與能夠立竿見影看到效果的化學農藥相比,生物農藥發揮作用比較緩慢,在應急性防控上稍顯遜色。

現有農藥登記政策主要圍繞化學農藥制定,對于生物農藥的特性考慮不足。包括：生物農藥的定義和類別判定,如生物發酵生產的農用抗生素和非天然結構生物化學農藥 ；未知風險的評估,如不可確定的潛在健康風險 ；有效性的確定,如專性侵染的病毒防治其他靶標,殺蟲真菌防治病害,個別菌株型靶標范圍涵蓋 20多種作物、7 個目、20 多種害蟲,以及新技術的挑戰,如 RNAi、植保無人機、納米農藥、轉基因作物用藥登記。因此,我國生物農藥管理能力和評價手段需要進一步加強。

不可否認的是,與發達國家相比,我國生物農藥市場總體規模還比較小。工藝技術落后、生產周期長、劑型較少、產品質量標準不完善等問題,使得我國生物農藥產業化應用之路道阻且長。

但是,未來我國生物農藥產業還有長足發展空間。當下的生物農藥需要突破技術、認知、產業,還有商業模式局限。江西威敵生物科技有限公司董事長吳通表示 ：″目前我國生物農藥投入占總農戶農資投入的比例小,與發達國家相比仍然有一定的增長空間。這需要依靠我們全行業的精英們共同努力。″

對于當前生物農藥行業中存在的主要問題,全國農業技術推廣服務中心首席專家王鳳樂給出了建議：″要加大研發力度,發掘生物基因庫資源,利用現代生物技術開發微生物農藥。在產品創制中要篩選安全高效的有效成分,改進加工工藝,開發實用新劑型,重視解決微生物產品的貨架期、生物農藥產品制劑穩定性等問題。″

研究方向更加多元化

自 2019 年起,我國生物農藥授權專利數呈井噴式增長,2021 年達到 550 件,但依然與發達國家有顯著差距。

目前,適合我國市場需求的國產高效新產品很少。我國生物農藥產業最需要解決的還是源頭創新難的問題,一個或幾個優秀的生物農藥品種的創制及商品化,會引領生物農藥整個產業的快速發展。

而技術開發能力、轉化能力、產品落地效率及客戶需求的洞察和渠道開拓能力是整個供應鏈階段需要完善及創新的關鍵點。科研學術機構、研發生產企業、服務企業、政府協會等產業發展要素在生物農藥協同發展中各自扮演著不可或缺的角色。

科研學術機構承擔著生物農藥行業基礎性、前沿性和產業科學與技術的研究使命,同時為行業輸送專業人才。中國農業大學教授、國家增產菌技術研究推廣中心主任王琦,通過進行新型生防資源的篩選與評價,創制新型微生物殺菌劑,開發低溫濃縮及干燥工藝、活性成分膜濃縮工藝、固體發酵工藝等生產工藝；華南農業大學博士胡鑫通過生態環境分析,發現優勢菌株 HN11抗逆性非常強,在土壤中的適應性好,能夠促進作物生長,提高產量,具有優異的抑菌和殺蟲作用；北京聯合大學教授葛喜珍建立了酶法從中藥黃柏中提取小檗堿的環保型技術,創制了10%小檗堿可濕性粉劑,并根據中醫配伍理論,與其他農藥復配,解決了植物源農藥抗菌譜窄的技術難題,拓寬應用場景 ；北京農林科學院植物保護研究所研究室主任張瑋通過對一個葡萄園的定位樹進行連續多年采樣,通過微生物組和高通量篩選獲得了 3 個對葡萄枝干病害病原菌具有較好抑制作用的微生物菌株,其中耐鹽芽孢桿菌BJ-3 對葡萄枝干病害病原菌表現廣譜、高效,對菌絲生長和孢子萌發具有良好抑制效果；中國農業科學院植物保護研究所研究員陳威研究發現的安全高效的靶向幾丁質,是農藥分子靶標研究領域的一個里程碑,有助于創制出重量級的綠色農藥品種。

研發生產企業是生物農藥產業的核心,在生物農藥產業鏈上中下游中具有技術與產品研發、生產種植、產品應用功能。新朝陽持續以作物為研究導向積極創新,在植物源生物農藥、生物科技領域持續深耕突破；江西威敵擁有植調劑、植物營養、微生物菌劑、增效劑四大生物農藥產品線資源；慕恩生物是微生物組發現和產業化技術平臺,發現微生物、篩選微生物、改造微生物、應用微生物,如解決了木霉產品常溫不易存儲的貨架期難題 ；江西新龍生物建立了生物殺蟲劑、生物殺菌劑、微生物肥料、天敵昆蟲、檢測工具的綠色防控立體解決方案；河北興柏是全國大型阿維菌素生產單位之一 ；武漢科諾堅持研發驅動發展,打造了一支由行業專家組成的生物農藥研發團隊,以″5H″(種子健康、土壤健康、根系健康、莖葉健康、花果健康)為產品主線,開發出蘇云金芽孢桿菌、井岡霉素、春雷霉素、嘧啶核苷類、微生物菌劑為主的 40 多個品種,研發投入占比 6.7%；濟源白云實業專注于研發、生產、銷售昆蟲病毒、天敵昆蟲等 ；陜西麥可羅專注生物農藥原料藥研發、生產和銷售,產品組合以春雷霉素原藥為核心,包括春雷霉素、多抗霉素、嘧啶核苷類抗生素原藥、單劑和復配制劑……我國生物農藥企業在生物農藥、生物制劑領域一直保持著高強度的研發、開發工作。

隨著政策加持,生物農藥已經成為創新主流品類。近年來,生物農藥的研究方向更加多元化。以極細鏈格孢激活蛋白為代表的蛋白類生物農藥得到了突破性發展,RNA 干擾技術(RNAi)成了生物農藥研究的新熱點,植物免疫激發因子的研究、土壤修復技術的研究也受到越來越多的關注。

而且,分子生物技術的變革,有效地打破了成本和研發周期的限制,產業鏈更加細分,各技術環節均處在同一起跑線上,生物技術帶來的產品應用場景將更加豐富,有望能容納更多的專注不同細分領域的玩家。

總之,技術驅動的″新″物質發現與創造,將會自上而下地重構產業鏈、創造價值增量,為生物農藥帶來新一輪變革。

隨著科技的逐步突破、資源的持續挖掘、政策的深入發展、資本的加碼布局,各相關方聚力協同,生物農藥新時代將快速到來。未來,生物農藥肯定會越來越普及,它和化學農藥不是誰取代誰的關系,一定是共存互補的關系。