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绿色环保、省时省力、耐受性好的农药是未来农药发展的特点及方向
发布人:江山化工  发布时间:2023-6-20 13:47:22  浏览次数:378

随着分子计算、微生物、转基因/基因编辑、合成生物等创新技术逐渐在农药研发及应用发展中崭露头角,农药产业规模持续增长并进一步迈向价值链高端。


在发展进程中,处于农药不同产业链环节的企业家、科研工作者、从事一线研发的技术研发人员/工程师等对行业有着共性的理解与认知,但同时也存在信息不对称的现象。比如从事种业的人不懂农药产业,对农业研究深入的人可能不懂种业发展,研究生物农药的群体不懂化学农药,而深入化学农药的群体可能对生物农药的理解不够透彻......


杨光富:从科研走向产业并深度融合发展


华中师范大学杨光富教授深耕农药分子设计和新农药创制工作30年,一直致力于从科研走向产业并创制出自主知识产权的新农药。农药创制是一个长周期的工作,如果没有一种有效的工具加以帮助,研发效率会很低。通过多年努力,杨光富教授团队整合了多学科前沿技术建立了一个功能完善的农药分子设计平台,也推出了多个农药新品种,其中一款适用于高粱地的除草剂已于2020年登记注册,目前该除草剂已经成为高粱田防控杂草的当家产品,获得第24届中国专利金奖。


在中国农药70年的辉煌历史中,我们能看到科技与产业在不断深度融合发展。在建国初期老一辈科学家的努力下,我国迅速研制出一系列农药品种,为我国农业生产做出重大贡献。目前一些农药品种依然在大面积使用,如多菌灵、井冈霉素以及一些有机磷农药等。


20世纪60年代末,我国农用杀菌剂科研带头人沈阳院原总工程师张少铭先生成功创制出杀菌剂多菌灵,多菌灵是一种广谱杀菌剂,对防治小麦赤霉病等有显著效果,研制成功后即在全国数十家农药厂投产,成为上世纪七八十年代我国有机杀菌剂中产量最大的品种之一,一直沿用至今。


井冈霉素是中国工程院院士沈寅初先生于上个世纪七十年代发明的一种生物源杀菌剂,对水稻纹枯病具有特效,具有高效、安全、成本低等特点,为我国水稻生产做出巨大贡献,是农民真正用得起的好农药。


还有,杀虫双也是我国科学家研发的一种高效广谱的杀虫剂,曾经一度是国内产量最大的杀虫剂;南开大学研发的马拉硫磷是我国第一个实现工业化生产的有机磷杀虫剂,华中师范大学研发的水胺硫磷、甲基异柳磷等,都是我国年产万吨级的有机磷杀虫剂,为我国取代有机氯农药和保障农业丰产做出了重要的历史性贡献。


中国农药工业从无到有、从小到大,经过70年的发展,已经建立了非常完善的农药产业体系,成为世界第一大农药生产国。


一方面,一些大宗农药品种的生产工艺水平已经达到世界领先水平,如湖北兴发集团的草甘膦生产工艺是循环经济的典型,整体处于国际领先水平,具有显著优势。上海泰禾集团的百菌清、嘧菌酯等农药品种的生产工艺也达到国际领先水平,尤其是嘧菌酯的合成工艺具有完全自主知识产权,是我国农药生产工艺创新的一个典型案例。


另一方面,我国从九五开始推行农药创制攻关计划,即国家科技攻关计划。在连续4个五年计划的持续支持下,在全体农药科技工作者的共同努力下,中国已经发展为世界第六个具有新农药创制能力的国家,先后创造出多个具有自主知识产权的农药新品种,为中国农药产业的转型升级和农业的可持续发展做出重大贡献。


因此,在全球农化市场中,中国已经占据重要地位,农化巨头也在纷纷布局中国市场。从2015年开始,中国已经成为第一大农药生产国,并逐渐向农药强国迈进,相信这个目标在不久的将来会成为现实,中国农药行业的沉淀与坚持也为后续农药的创新发展奠定坚实基础。


未来的农药一定是多元化的。化学农药、生物农药、生物技术等科技手段以及物理防治,都会获得进一步的发展,并通过综合集成为农业生产保驾护航。农业有害生物防控是一个系统工程,单一手段是无法解决全部问题的,需要进行综合防控,因此未来的农药会越来越多元化,农药自身也会随着时代与科技的进步不断发展变化。中国农药的明天一定是美好的,中国成为世界农药科技强国也将指日可待。


吕玉平:转基因技术推动全球农药行业重组


隆平生物技术(海南)有限公司的吕玉平博士专业研究转基因生物育种。隆平生物聚焦玉米、大豆转基因技术和产品研发,除了抗虫耐除草剂性状研发外,在杂交育种、合成生物技术、芯片育种技术等领域一直在进行投入与探索尝试。农药种业不分家,吕博士通过生物育种的视角看农药的产业发展发现,过去的农药与育种技术、分子设计的关联性并不强,存在严重脱节。


众所周知,植物无可避免会受到虫害威胁(玉米会被玉米螟、草地贪夜蛾啃食)。农药服务于植物,植物病虫害防治也必须使用农药,否则粮食产量和品质会受到严重影响,但是使用农药也会一定程度威胁到食品安全。


过去,像敌敌畏这些最早出现的化学农药含有剧毒,而且不能快速降解。但是快速降解的农药同样可能存在药效短、难以有效防治的问题。巴西转基因政策还未放开时,玉米一季一个生长周期会使用8-10次农药,农药使用的越来越多,巴西的害虫对农药的抗性也越来越明显。可以看到,害虫对农药产生抗性的速度远超新农药研发的速度。


现在,随着中国转基因政策逐渐放开,农药界也将产生巨大影响。据统计,全球草甘膦除草剂产量大概达到120万吨,中国占据80多万吨产量,是全球草甘膦生产的大本营。随着中国转基因政策放开,抗除草剂大豆、玉米等品种出现,中国的草甘膦产量可能会增加30%-50%。对草甘膦生产企业来说,这是一个巨大的机遇。而且国内80%-90%以上草甘膦出口到北美和南美,几乎所有转基因耐除草剂作物都在使用草甘膦。


同时,中国转基因玉米和大豆放开后,不管是使用化学农药还是生物农药,害虫防治都会变得越来越容易。据数据,防治害虫农药的使用量总体将下降5%-10%,其中巴西转基因没放开时,玉米作物需要使用8次农药;使用转基因技术后,截至目前巴西玉米在生产过程中只需要使用1-2次农药。


尽管有部分争议表示土地上转基因植物用多了,抗草甘膦的杂草会变得更多,需要使用新的除草剂技术解决问题,但这其实只是个猜想,现在美国、巴西等国家转基因抗草甘膦性状仍然是主流。


对于未来农药,行业专家更需要重视玉米大豆等作物的次要害虫逐渐变成主要害虫的威胁问题,因为通过转基因技术暂时未能找到解决方案。由于中国的地理环境和种植制度与别国不同,这方面的需求将会很大,未来农药也将不再是简单的模仿,而是更具差异化。


苗雪霞:多技术并行的未来农药将推动行业可持续发展


植生优谷董事长、上海植生所苗雪霞老师研究方向为植物保护,一直聚焦于植物抗虫抗病研究。2007年回国后专注于RNA干扰领域,致力于把该项技术开发成生物农药,在经历RNA生物农药起起伏伏的发展中,期望将技术变成产品并将产品产业化,因此2020年创办了植生优谷,依赖于团队在抗虫抗病领域的行业积累,期望能将RNA生物农药快速推向市场,公司将推出喷洒型RNA生物农药,这对中国的农业发展也是一大利好消息。


虽然中国农药的昨天很辉煌,也曾经被质疑过,但是今天我们仍然离不开它。更多、更好、更高效低毒、无残留的新型化学农药及生物农药开发将会推动农药行业可持续发展。当前,RNA生物农药处在一个上升的黄金时期,行业也需要协同合作早日推进农药发展。


未来的农药需要不断创新。植物保护本身就是一个综合防治的技术,化学农药虽然可以解决问题,但是时间长了各种弊端逐渐凸显,行业也在不断寻求各种其他创新解决方案,未来的农药一定是多种技术并行发展,相互促进。


唐雪明:农药创新是绿色防控的必由之路


硅羿科技董事长唐雪明教授专注于绿色农药特别是RNA生物农药领域,于2017年成立硅羿科技。作为深耕分子育种与生物农药领域的出色创业者,唐教授认为,RNA生物农药这类创新生物制品需要以产业方式推动商业化应用及落地方能体现价值。硅羿科技目前也已经搭建了完整的上下游体系团队,通过在工艺技术上不断摸索迭代在国内率先实现了工程化和规模化制造,率先在国内正式登记测试了我国第一个RNA杀菌剂和第一个RNA杀虫剂。RNA生物农药属于合成生物领域的典型产品,需要行业同仁共创推动中国绿色农药进步。


对于农药来说,创新是必由之路,同时农药也是解决粮食安全的重要抓手。在解决虫病草害上,我国农药已从仿制阶段正在向仿创结合阶段发展,现在也逐渐有了一些代表性创新产品。从2011年开始,我国农药制剂的出口份额仍然非常大,甚至超过了原药的出口量,制剂具有很高的利润率,创新也很重要。


从创新研发角度,农药制剂逐渐向纳米化发展,具有缓释高效、附着度高、尺度小等特点的纳米农药已经成为了领域新星;一些科研单位联合企业通过合成生物学技术生产研制出草甘膦或精草铵膦等产品值得期待。另外,大家共同解决病虫草害抗性逐渐增强的问题是个挑战。


从使用方式角度,农药使用也更加多元化,航空植保如无人机以及无人车等方面也在逐步推动,更加省力、环保。


2022年5月12日,联合国粮农组织公开信息表示,解决粮食安全的一个重要途径是减少病虫害带来的损失,农业投入品的使用,其中农药的使用必不可少。可以看到,绿色环保、省力、低成本、数字化、信息化的结合是未来农药的必由之路,环保的化学农药、微生物农药、RNA农药等特色农药将百花齐放,共同支撑绿色防控行业发展。


未来,从基因层面解决问题将会为农药的创新发展带来新的机遇,同时化学和生物的有机结合将会使未来农药百花齐放,应用场景、应用市场将会越来越广,绿色环保产品的复合增长率会越来越高。绿色环保、省时省力、耐受性好的农药是未来农药发展的重要特点及方向。


黄永:从简单模仿到自研自创的农药发展之路


成都特普生物董事长黄永专注于生物农药的开发及产业化应用,从2009年回国创业到现在,黄永博士经历了国内生物农药从理念到发展的整个过程。


过去,中国农药主要依赖进口,国外企业也随之进入中国市场,中国自研自产农药的科技水平却普遍较低,真正自研自产的专利农药产品数量也非常少,在这个阶段发展的重点仍然是用国外过期的专利产品生产农药。


近几年,中国农药设计和创制的水平已经从简单模仿上升到了自创阶段,也更加重视农药的品质和质量,农药包装也变得越来越高级,农药行业进步非常大。


未来中国农药的发展前景将非常可观。未来生物农药也会更安全更高效,这个期望也一定会实现。


李维昆:中国农药流通端和使用端将高度规范化科学化


1990年代,中国华北地区使用的农药大部分毒性很强,降解性也很差。甲胺磷和农药1605两类主要品种虽然药效好但是毒性大,施药方式原始,对人体健康危害大,现在大多已被禁用。同时农药生产方式的管理很粗放,行业对三废排放及安全环保意识还很薄弱。


近几年,从农药生产方式上,中国农药尤其是原药环节的生产进步很大。中国农药产业从研发到生产再到试用及流通,各个环节进步颇大,中国农药品种也非常齐全。


从农药环保管理政策上,除了欧盟管理相对严格外,中国绿色环保农药的登记审批已经达到世界一流水平,每年也会定期对部分有毒药品进行禁用,目前的施药环境及农药品种也有较大发展空间。


从生产环节上,虽然目前中国专利农药还比较少,但是其他国家的专利农药有70%的产量集中在中国。中国在自有知识产权分子结构的创新药研发上进步很大,以为代表的科研力量为国内创新农药的研制贡献了很大力量,中国也不断出现一些自主研发及校企合作的创新农药成果,如清原农冠、先达农化、扬农化工等企业成果颇丰。


从使用方式上,由于中国耕地面积辽阔,农业种植业丰富。从东部到西部,从发达地区到落后地区,中国农药的基础已经很雄厚,使用方式离散度较大,如植保无人机等自走式植保机械使用场景更加多元化,厦门的都市农业生态场景也进一步推动农业产业调整升级。


未来,农药行业将表现出具备成体系的原创农药开发能力、基础雄厚工艺先进的加工制造能力、生物农药占比显著提升并与化药相辅相成、流通端和使用端高度规范化科学化等几方面特色,农业也将实现跨越式发展。



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