超敏蛋白

四川海博氏生物科技有限公司成立于2002年,公司一贯致力于安全环保型农业产品(蛋白肥料、蛋白农药、超敏蛋白)的技术创新,以及为农业和食品行业提供创新性作物安全生产解决方案。

突破生物农药产业化瓶颈

生物农药在防治农业病虫害上最主要的优势是使用安全、环境友好。尽管我国生物农药资源丰富,市场容量较大,但由于许多关键技术问题没有得到根本解决,生产成本较高,尚无法实现真正意义上的规模化生产。 


农药用量高出发达国家一倍 


我国是一个农业大国,害虫种类繁多,在粮食、棉花、蔬菜等的生产过程中每年都会遇到来自病虫害的威胁。农业病虫害最主要的不利影响是导致作物大面积减产,如长江流域曾发生过非常严重的水稻条纹叶枯病,影响到2000万亩农田。 


日前,在中国科学院动物研究所、中国科学院生命科学与生物技术局、农业部农技推广中心和国家林业局造林司联合主办的“生物农药发展座谈会”上,农业部农技推广中心副主任钟天润说,为防治农作物病虫害,我国长期、大量生产使用了化学农药,由此造成了环境污染和食品安全两大问题。根据预测,我国农业病虫害发展趋势不容乐观,确保粮食安全,建设生态文明,需要探索环境友好的病虫害防治新途径。 

化学农药的出现极大地提高了人类防治农业病虫害的水平,但长期使用化学农药所导致的土壤退化、农药残留、水源和环境污染、生物链中断、生态失衡等一系列问题正日益凸显。有越来越多的研究证据显示,部分人工合成的化学农药在环境中残留的时间之长、降解之难超出了人们的想象,而化学农药致癌、致畸、致突变的作用正在引起科学界的高度关注。现在农业生产中一些常用的有机磷农药被蔬菜瓜果吸收后进入食物链,并最终进入人体。 

中国科学院动物研究所秦启联博士向记者介绍说,根据农业部的统计资料,我国每年要使用农药140多万吨,其中主要是化学农药,占世界总施用量的1/3,我国是世界第一农药消费大国;平均每亩用药约1公斤,比发达国家高出一倍以上。农药施用后,在土壤中的残留为50%~60%,且不易降解,由此成为农产品不安全的源头。我国出口的大蒜、香梨等都曾因农药残留而被大量退货,损失达数十亿元。同时,由于大部分化学农药是广谱性的,喷洒到田间,不光杀死了害虫,还杀灭了这些害虫的天敌,当化学农药失效后,害虫会再次快速暴发。农药使用过程中形成严重的面源污染,农药使用后造成的农产品残留超标等不良后果,都直接威胁我国的生态安全和食品安全。 


生物农药优势凸现 


生物农药的最大优点就是纯天然、无公害,对人畜安全,无毒害,不污染环境,也不易产生抗性,正受到世界各国农药研究和开发者的高度关注。近年来,国际上生物农药发展迅速,不同种类的生物农药作用机理有所不同。 


秦启联介绍说,昆虫病毒生物农药的杀虫机理和生产工艺与化学农药有着本质区别,其生产过程是通过昆虫活体或细胞活体来完成的。昆虫病毒生物农药施用在田间后,通过病毒感染害虫并致害虫死亡。病毒生物农药的优势在于:环境友好,减少化学农药排放;针对性强、对天敌安全,有利于维持农田生态系统;纯天然,适于绿色环保农产品生产。 


重庆大学基因工程研究中心夏玉先教授介绍了杀虫真菌生物农药的研究进展。杀虫真菌农药的特点是:种类多,真菌作为最大的杀虫微生物类群之一,已发现700多种;寄主范围广,针对各种靶标昆虫有不同专一性的真菌且易推广,害虫难产生抗性。杀虫真菌生物农药不仅直接杀死害虫,还能通过影响昆虫的生殖来降低害虫的繁殖能力,也可通过降低害虫活动能力,使其极易被各种天敌如昆虫、鸟类、爬行动物等捕食。夏玉先说,杀虫真菌农药将成为害虫控制中最主要的生物防治手段之一。 


中国科学院动物研究所研究员孙江华介绍了昆虫信息素在林业病虫害防治方面的应用情况。信息素具有较强的生物活性和种特异性,同时又具有不污染环境、不杀伤天敌、对害虫不产生抗性的特点,有利于维护森林生态平衡,保持林业可持续发展,是目前持续控制害虫的先进有效的手段。


中国科学院动物研究所所长张知彬在接受记者采访时表示,以昆虫病毒生物农药为代表的生物农药作为一类纯天然的微生物杀虫剂,品种资源丰富,作用机理独特,安全环保,符合国家产业发展要求,是21世纪最具发展前景的生物农药领域之一。 


关键技术没有解决 


迄今为止,世界上共发现1600多种昆虫病毒,已有近100种病毒进入大田试验,约40多种病毒进行了商品化。我国的昆虫病毒研究始于20世纪60年代,截至目前,国内已从昆虫体内分离获得220种、280余株昆虫病毒,有20多种昆虫病毒进入田间试验,10种左右病毒实现了商品化。然而,由于国内外在病毒生物农药主要生产环节的关键技术没有得到很好解决,因此无法实现真正意义上的规模化生产,生产成本过高,田间应用效果得不到保证等,严重影响了病毒生物农药的产业化进程。与会专家分析认为,目前病毒生物农药研究重点主要集中在如何突破限制该产业快速发展的技术难点上。 


病毒农药规模化生产的关键制约因素是昆虫的人工饲养技术。到目前为止,国内外仅有棉铃虫、甜菜夜蛾等10多种昆虫的人工饲养技术比较成熟,能够周年工厂化提供病毒产品。而大多数昆虫还依赖野外田间饲养或半人工饲养的方法进行繁殖,这种方式生产不稳定、产品质量无法保证而且成本较高,难以实现规模生产。因此,虽然迄今发现的病毒种类很多,但大部分一直停留在田间试验和少量应用阶段,未能真正进行产业化。 


在病毒加工技术方面,昆虫病毒生物农药属生物活体,其产品性质与化学农药差别较大,如何使产品在加工过程中保持活性,如何尽量使用无害化的农药助剂以及研制开发水基质的产品剂型,对充分发挥病毒生物农药无害化、高活性的优势,提高产品的市场竞争至关重要。 


但目前病毒生物农药的加工基本依照化学农药的方法,原药纯度差,杂质多;剂型种类少,制剂产品病毒含量低,大多数有效成分不到1%,产品质量差,采用化学物质做助剂造成生物农药不“生物”。因此,昆虫病毒生物农药剂型改造和产品适用性能的提高成为该领域非常重要的研究方向。 


此外,目前发现的昆虫病毒资源达1600多种,但很多天然昆虫病毒杀虫速度慢、杀虫效率不高,必须进行改造,进一步提高病毒毒力。使病毒与其他低毒农药复配制成病毒复合杀虫剂,实现优势互补,也是一个重要的研究方向。 


产业化进程缓慢 


尽管我国昆虫病毒资源丰富、研究机构较多、市场容量较大,而且昆虫病毒生物农药产品本身具有独特优势,但目前仍普遍存在产品生产规模小、市场占有率相对较低等突出问题,产业化进程缓慢。 


专家分析认为,造成病毒生物农药产业化进程缓慢的原因除了技术因素以外,成果转化难、市场推广难的问题也不容忽视。20世纪以来,我国在以核型多角体病毒防治棉铃虫等,以颗粒体病毒防治小菜蛾等,以质型多角体病毒防治松毛虫等方面对20多种病毒进行了大量基础和应用研究。但截至2007年11月,国内取得登记注册的只有棉铃虫、甜菜夜蛾等10种左右的昆虫病毒,在2万多个农药品种中生物农药仅占0.1%左右的比例。市场推广方面,在国内已登记注册的昆虫病毒产品中,只有棉铃虫多角体病毒等极少数品种获得了大面积推广应用,每年有200多万亩左右的面积,与化学农药根本无法相比,其他种类生物农药的推广应用面积更是寥寥无几。 


同时我国生物农药产学研脱节,科研机构与农药生产企业之间衔接不力。一方面,科研机构主要精力用于解决学术问题而脱离了生产实际,或者将技术“一转了之”,不跟踪了解企业产业化过程中究竟需要解决哪些关键技术问题;另一方面,国内企业普遍规模较小、科研力量十分薄弱,后续自主研发能力不强,致使生产工艺不能得到及时更新、生产成本较高、市场对产品的认可度较低,停产的情况不断发生。 


夏玉先说,目前杀虫真菌农药生产量小,价格昂贵,应用面积小,市场占有率低。生产企业主要是中小企业,甚至是自产自用的作坊。杀虫真菌农药生产技术水平低、装备差,有的企业还是以人工操作为主要的生产方式。 


秦启联则表示,某些厂家利用人们普遍认同病毒生物农药、但对其了解不够的现状,炒作病毒生物农药的概念,影响正常的市场秩序。市场混乱,良莠不齐,打着生物农药的招牌,实际上在卖化学农药,影响了生物农药的市场声誉。而“杀光灭绝”的观点在农药终端用户中还是占主导地位,非常不利于生物农药的市场推广。 


NPV率先实现突破 


棉铃虫病毒又称棉铃虫核型多角体病毒(NPV),是棉铃虫专一性的病原微生物。棉铃虫NPV生物农药防治效果好、药效持久,对其他生物无任何毒副作用,是世界各国竞相开发生产的昆虫杀虫剂产品,也是世界上第一个登记注册的昆虫病毒生物农药。但长期以来,棉铃虫NPV必须通过“活体”生产,多项核心技术没有得到根本突破,导致生产规模小、产品生产成本高,难以实现产业化。 


从2003年开始,中国科学院动物研究所的研究人员同河南省济源白云实业有限公司的技术人员协同攻关,在国际上首次采用了棉铃虫群养技术,使饲养规模和生产效率提高了数十倍;通过采用独特的病毒分离纯化技术,大幅度提高了原药中的病毒含量。一举突破了严重制约该产品产业化发展的主要技术瓶颈,显著降低了生产成本,实现了大规模工厂化生产,促进世界昆虫病毒生物杀虫剂产业迈上一个新台阶。研发成功的新型超高含量昆虫病毒杀虫剂,每克原药中病毒含量高达5000亿个病毒粒子,超过同类产品20多倍,是目前国际上已知的含量最高的病毒杀虫剂产品,每亩棉田只需2~3克即能控制害虫。 


棉铃虫病毒生物农药2005年起在我国新疆棉区连续示范推广,应用范围不断扩大,在兵团农一师、农五师、农七师、农八师的十多个团场,总体防效均在80%左右。使用棉铃虫NPV生物农药的地块,天敌数量明显多于使用化学农药的地块,很好地控制了后期棉蚜的危害,每年减少用药次数2次以上,经济效益和生态效益十分明显。2006年到2007年,累计推广应用200万亩次。 


有关专家表示,国家发改委发布的《十一五生物产业发展规划》将生物农药等农业生物技术确定为国家生物产业发展的战略重点,为开发应用生物农药提供了前所未有的发展机遇。国家政策支持是我国发展生物农药的必要条件,主管部门以及政府层面在政策、条件和技术上的大力推动是生物农药发展的前提;整合国内各相关部门和研究机构的力量,搭建高水平的技术研发平台,建立一批国家生物农药研究中心,是促进科研成果快速转化和产品进入市场的关键;建立和培养一支具有自主研发能力的人才队伍,面向我国农业和国际贸易的最大需求,开发出原创、高效和多样的生物农药产品是提高我国农业生物技术国际竞争力的根本保证。


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