生物农药应用现状及发展建议
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赵毅 黎娟 贺红周1由 分享
摘要介绍了我国取得农药登记的生物农药分类及应用情况,分析当前我国生物农药在应用和推广过程中存在的主要问题,针对性地提出了开展生物农药普及应用及推广工作的建议。
关键词生物农药;类型;应用;存在问题;建议
生物农药是利用生物资源开发的农药。按其来源可分为植物源农药、微生物农药、抗生素和生物化学农药。我国每年需使用化学农药约25万t(以有效成分计),过度使用化学农药导致环境污染、农作物及制成品农药残留、作物病虫害抗性等诸多问题,而生物农药因其具有毒性低、选择性强、高效低残留、不易使害虫产生抗药性等特点,起到了保护农业生态环境的作用,被称之为绿色农药、生态农药。目前,我国实现商品化并取得农药登记的主要生物农药有效成分品种为97个,占总有效成分品种的13.8%;产品近3 100个,占注册登记农药产品的10.2%[1-3]。
1我国生物农药类型及应用情况
1.1植物源农药
从植物中可分离出多种具有杀虫作用的有效成分。萜烯类、生物碱类等物质起抑制昆虫取食和生长发育作用。萜烯类存在于楝树,从川楝、印楝种核中分离出印楝素对多种昆虫有较强的拒食作用,应用于防治小菜蛾、菜青虫、斜纹夜蛾等,被列为无公害农业生产的指定农药品种。生物碱是通常存在于植物体或者动物体中的一类具有碱性的含氮有机化合物,我国目前已有苦参碱、氧化苦参碱、藜芦碱、百部碱、烟碱等取得农药登记用于防治蚜虫、菜青虫、斑潜蝇、矢尖蚧等。除虫菊素提取自菊科菊属除虫菊亚属植物的花中,在20世纪50年代得到开发应用,现已发现6种有效成分能起到触杀作用,主要加工成喷射剂、气雾剂、蚊香用于防治蚊、蝇、蜚蠊等卫生害虫。19世纪中叶我国已用鱼藤根制作杀虫剂,从中提取的鱼藤酮是一种强接触杀虫剂兼具有胃毒作用,残效期短,基本无残留,对作物安全,登记用于防治蚜虫、小菜蛾等。苦皮藤素存在于卫矛南蛇藤属苦皮藤的根部,具有胃毒作用,可用于防治仓储原粮的储粮害虫。
植物中的生物碱、糖苷、各种酚类、香豆精素、特种蛋白质具有杀菌或抗菌活性。大蒜素在植物病害防治中最先得到应用,1958年科学家发现其同系物乙基大蒜素具有杀菌作用,现已制成乳油、可湿性粉剂防治枯萎病、稻瘟病等。我国已经取得登记的植物源杀菌剂还有嘧啶核苷类抗菌素、儿茶素、混合脂肪酸、小檗碱、氨基寡糖素、低聚糖素、几丁聚糖、葡聚烯糖超敏蛋白、苦参碱等。植物源农药在调节植物生长方面也得到应用,如氨基寡糖素加工为水剂或可湿性粉剂用于调节番茄生长和增收,超敏蛋白微粒剂用于烟草、番茄、辣椒等作物调节生长和增加产量。
1.2微生物农药
微生物农药指自然界存在的用于防治病、虫、草、鼠害的真菌、细菌、病毒和原生动物或被遗传修饰的微生物制剂。
苏云金杆菌(Bt)是当今研究最多、用量最大的杀虫细菌。目前Bt制剂广泛用于防治水稻二化螟和稻纵卷叶螟,棉铃虫、森林松毛虫、十字花科蔬菜小菜蛾等。真菌杀虫剂的研发已有近200年历史,目前在病虫防治中显示出良好的应用前景,国际生防组织使用黄绿绿僵菌防治沙漠蝗虫,我国利用白僵菌、绿僵菌等真菌制剂防治松毛虫和玉米螟等的面积达到66.67万hm2以上。病毒杀虫剂主要有核型多角体病毒、颗粒体病毒和质型多角体病毒,昆虫杆状病毒杀虫剂是我国第1个商品化生产的病毒杀虫剂,斜纹夜蛾等蔬菜害虫的多个病毒产品已实现商品化,已取得登记的品种有菜青虫颗粒体病毒、茶尺蠖核型多角体病毒、棉铃虫核型多角体病毒、松毛虫质型多角体病毒、甜菜夜蛾核型多角体病毒、苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒、小菜蛾颗粒体病毒等。
微生物制剂在防治作物病害方面也得到应用,利用枯草芽孢杆菌制成的可湿性粉剂、母药、水剂在生产中用于防治棉花黄萎病、黄瓜白粉病和番茄青枯病等。木霉菌是一种重要的植物病害生防因子,尤其在防治植物病原真菌病害中一直受到极大的关注,主要登记用于植物病害纹枯病、灰霉病的防治和改善作物生长。
1.3农用抗生素
农用抗生素是指由微生物发酵产生、具有农药功能、用于农业上防治病虫草鼠等有害生物的次生代谢产物,一般由其代谢产物中分离得到,有的也可人工合成,易被土壤微生物分解而不污染环境,其对人畜安全,选择性高,发展前景看好。具有杀虫性能的农用抗生素以阿维菌素及其衍生产品甲氨基阿维菌苯甲酸盐、伊维菌素等为代表,能广泛使应用到蔬菜、果树、小麦、棉花等作物虫害的防治,并能与大多数杀虫剂混配使用扩大杀虫谱并提高防治效果和杀虫速度,成为高毒农药的主要替代产品。杀菌剂方面,最早的农用抗生素为链霉素,主要用于防治柑橘溃疡病、黄瓜角斑病等。20世纪70年代开发的井冈霉素至今仍大量用于防治水稻纹枯病、稻曲病。此外,春雷霉素、宁南霉素、四霉素、长川霉素等在防治植物病害方面也得到广泛应用。
1.4生物化学农药
生物化学农药是一类由天然产物提取的物质,是动植物体内所具有的或合成的物质。此类农药主要以昆虫生长调节剂(IGR)为主,通过抑制昆虫生理发育导致害虫死亡的一类药剂,具有毒性低、污染少、对天敌和有益生物影响小的优点。我国最早开发的品种为灭幼脲和除虫脲,防治对象主要为甜菜夜蛾、潜叶蛾、小菜蛾、红蜘蛛等。目前已经商品化并取得农药登记的还有氟虫脲、氟啶脲、抑食肼、杀铃脲等。
植物源生长调节剂是一类重要的生物化学农药,是人工合成的具有天然植物激素活性的微量有机物质,由模拟激素的分子结构合成或合成后经活性筛选得到。我国于20世纪30年代开始应用研究,现在商品化成功的主要有萘乙酸、乙烯利、赤霉素、矮壮素等,在调节作物生产和增产增收方面应用广泛。
2生物农药推广存在的问题
2.1农民使用生物农药、保护环境的意识有待加强
目前,我国农民的整体素质还有待提高,大部分不具备保护环境和农业可持续发展的意识。农民长期以来已经习惯使用化学农药,对生物农药还不够了解,要推广生物农药必须要先提高农民的科学意识和环保意识。
2.2生物农药药效较慢、价格较高
生物农药开发、生产成本较高,与化学农药相比,不具备价格竞争优势。生物农药不具备化学农药用量少、见效快的特点,使用后多数要3～4d才能看到效果,农民一时难以接受。同时,使用生物农药增加了种植成本,而产出的农产品在市场上并没有体现出价格优势,也是农民往往不愿意使用生物农药的主要原因。
2.3农民对生物农药缺乏认识,生物农药使用技术要求较高
操作技术性强、宣传力度不够是生物农药市场受到冷落的主要原因。生物农药的药理效能与化学农药差异较大,使用技术要求比较严格,一些生物农药对施用条件要求较高,如温度、环境湿度、光照等都能影响使用效果,农民在使用过程中需要得到相应的技术指导。
2.4产品质量良莠不齐,缺乏市场监管手段
一些生物农药生产厂家没有严格把好质量关,使得质量低劣的产品流入市场,更有不法分子故意制造假冒伪劣产品,农民一旦上当后不愿意再使用,导致生物农药的声誉受到影响。我国目前对生物农药的质量检测手段还很落后,大部分农药质量检测机构没有开展对生物农药的质量检测,更没有形成全国联动的质量检测网络[4,5]。监管手段的缺失,大大影响了生物农药行业的健康有序发展。
3建议
我国农业的快速发展与食品安全的严格要求决定了生物农药产业具有巨大的发展前景,生物农药的应用与推广将会在我国农业可持续发展中起到越来越重要的作用。建议在以下方面开展生物农药的推广工作:一是政策方面。国家应继续加大政策引导和扶持力度,大力宣传和发展绿色食品,在有条件的地方广泛建立绿色无公害生产基地,加大对农产品农药残留的监管,实现无公害农产品的优质优价,充分发挥市场价格的杠杆作用,调动农民使用生物农药的积极性。二是宣传教育方面。应加强对生物农药的宣传,提高农民对生物农药的认识,发挥种植大户和农村专业合作组织的示范和带动作用,在有条件的地方对基层农技人员及农药经销商开展生物农药使用知识培训或者举办农民学校宣传生物农药的正确施用方法,引导农民正确使用生物农药[6,7]。三是市场监管方面。有关部门应大力整顿农药市场,使假冒伪劣产品失去生存空间,维护生物农药的声誉。农药质量检测部门应完善对生物农药的质量检验手段,扩充检验项目,加强对产品质量监督和管理,促进生物农药行业健康有序地发展。
4参考文献
[1] 中国农业百科全书编辑部.中国农业百科全书(农药卷)[M].北京:农业出版社,1993.
[2] 李广领,陈锡岭,王菊凤.当前我国生物农药发展中存在的问题[J].河南科技学院学报(自然科学版),2008,36(2):50-52.
[3] 农药检定所.农药管理信息汇编2008[M].北京:中国农业出版社,2008.
[4] 叶纪明,姜辉.我国生物(源)农药开发现状及问题[C].∥2009年农药管理信息工作暨生物农药技术研讨会论文集.北京:农业部农药检定所,2009.
[5] 范玲.微生物农药研究进展及产业对策[J].中国生物工程杂志,2002,22(5):83-86.
[6] 刘拄成,周林强.生物农药在我国农业可持续发展中的应用[J].资源与人居环境,2008,11(上):29-32.
[7] 张锡贞,张红雨.生物农药的应用与研发现状[J].山东理工大学学报(自然科学版),2004,18(1):96-100.
关键词生物农药;类型;应用;存在问题;建议
生物农药是利用生物资源开发的农药。按其来源可分为植物源农药、微生物农药、抗生素和生物化学农药。我国每年需使用化学农药约25万t(以有效成分计),过度使用化学农药导致环境污染、农作物及制成品农药残留、作物病虫害抗性等诸多问题,而生物农药因其具有毒性低、选择性强、高效低残留、不易使害虫产生抗药性等特点,起到了保护农业生态环境的作用,被称之为绿色农药、生态农药。目前,我国实现商品化并取得农药登记的主要生物农药有效成分品种为97个,占总有效成分品种的13.8%;产品近3 100个,占注册登记农药产品的10.2%[1-3]。
1我国生物农药类型及应用情况
1.1植物源农药
从植物中可分离出多种具有杀虫作用的有效成分。萜烯类、生物碱类等物质起抑制昆虫取食和生长发育作用。萜烯类存在于楝树,从川楝、印楝种核中分离出印楝素对多种昆虫有较强的拒食作用,应用于防治小菜蛾、菜青虫、斜纹夜蛾等,被列为无公害农业生产的指定农药品种。生物碱是通常存在于植物体或者动物体中的一类具有碱性的含氮有机化合物,我国目前已有苦参碱、氧化苦参碱、藜芦碱、百部碱、烟碱等取得农药登记用于防治蚜虫、菜青虫、斑潜蝇、矢尖蚧等。除虫菊素提取自菊科菊属除虫菊亚属植物的花中,在20世纪50年代得到开发应用,现已发现6种有效成分能起到触杀作用,主要加工成喷射剂、气雾剂、蚊香用于防治蚊、蝇、蜚蠊等卫生害虫。19世纪中叶我国已用鱼藤根制作杀虫剂,从中提取的鱼藤酮是一种强接触杀虫剂兼具有胃毒作用,残效期短,基本无残留,对作物安全,登记用于防治蚜虫、小菜蛾等。苦皮藤素存在于卫矛南蛇藤属苦皮藤的根部,具有胃毒作用,可用于防治仓储原粮的储粮害虫。
植物中的生物碱、糖苷、各种酚类、香豆精素、特种蛋白质具有杀菌或抗菌活性。大蒜素在植物病害防治中最先得到应用,1958年科学家发现其同系物乙基大蒜素具有杀菌作用,现已制成乳油、可湿性粉剂防治枯萎病、稻瘟病等。我国已经取得登记的植物源杀菌剂还有嘧啶核苷类抗菌素、儿茶素、混合脂肪酸、小檗碱、氨基寡糖素、低聚糖素、几丁聚糖、葡聚烯糖超敏蛋白、苦参碱等。植物源农药在调节植物生长方面也得到应用,如氨基寡糖素加工为水剂或可湿性粉剂用于调节番茄生长和增收,超敏蛋白微粒剂用于烟草、番茄、辣椒等作物调节生长和增加产量。
1.2微生物农药
微生物农药指自然界存在的用于防治病、虫、草、鼠害的真菌、细菌、病毒和原生动物或被遗传修饰的微生物制剂。
苏云金杆菌(Bt)是当今研究最多、用量最大的杀虫细菌。目前Bt制剂广泛用于防治水稻二化螟和稻纵卷叶螟,棉铃虫、森林松毛虫、十字花科蔬菜小菜蛾等。真菌杀虫剂的研发已有近200年历史,目前在病虫防治中显示出良好的应用前景,国际生防组织使用黄绿绿僵菌防治沙漠蝗虫,我国利用白僵菌、绿僵菌等真菌制剂防治松毛虫和玉米螟等的面积达到66.67万hm2以上。病毒杀虫剂主要有核型多角体病毒、颗粒体病毒和质型多角体病毒,昆虫杆状病毒杀虫剂是我国第1个商品化生产的病毒杀虫剂,斜纹夜蛾等蔬菜害虫的多个病毒产品已实现商品化,已取得登记的品种有菜青虫颗粒体病毒、茶尺蠖核型多角体病毒、棉铃虫核型多角体病毒、松毛虫质型多角体病毒、甜菜夜蛾核型多角体病毒、苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒、小菜蛾颗粒体病毒等。
微生物制剂在防治作物病害方面也得到应用,利用枯草芽孢杆菌制成的可湿性粉剂、母药、水剂在生产中用于防治棉花黄萎病、黄瓜白粉病和番茄青枯病等。木霉菌是一种重要的植物病害生防因子,尤其在防治植物病原真菌病害中一直受到极大的关注,主要登记用于植物病害纹枯病、灰霉病的防治和改善作物生长。
1.3农用抗生素
农用抗生素是指由微生物发酵产生、具有农药功能、用于农业上防治病虫草鼠等有害生物的次生代谢产物,一般由其代谢产物中分离得到,有的也可人工合成,易被土壤微生物分解而不污染环境,其对人畜安全,选择性高,发展前景看好。具有杀虫性能的农用抗生素以阿维菌素及其衍生产品甲氨基阿维菌苯甲酸盐、伊维菌素等为代表,能广泛使应用到蔬菜、果树、小麦、棉花等作物虫害的防治,并能与大多数杀虫剂混配使用扩大杀虫谱并提高防治效果和杀虫速度,成为高毒农药的主要替代产品。杀菌剂方面,最早的农用抗生素为链霉素,主要用于防治柑橘溃疡病、黄瓜角斑病等。20世纪70年代开发的井冈霉素至今仍大量用于防治水稻纹枯病、稻曲病。此外,春雷霉素、宁南霉素、四霉素、长川霉素等在防治植物病害方面也得到广泛应用。
1.4生物化学农药
生物化学农药是一类由天然产物提取的物质,是动植物体内所具有的或合成的物质。此类农药主要以昆虫生长调节剂(IGR)为主,通过抑制昆虫生理发育导致害虫死亡的一类药剂,具有毒性低、污染少、对天敌和有益生物影响小的优点。我国最早开发的品种为灭幼脲和除虫脲,防治对象主要为甜菜夜蛾、潜叶蛾、小菜蛾、红蜘蛛等。目前已经商品化并取得农药登记的还有氟虫脲、氟啶脲、抑食肼、杀铃脲等。
植物源生长调节剂是一类重要的生物化学农药,是人工合成的具有天然植物激素活性的微量有机物质,由模拟激素的分子结构合成或合成后经活性筛选得到。我国于20世纪30年代开始应用研究,现在商品化成功的主要有萘乙酸、乙烯利、赤霉素、矮壮素等,在调节作物生产和增产增收方面应用广泛。
2生物农药推广存在的问题
2.1农民使用生物农药、保护环境的意识有待加强
目前,我国农民的整体素质还有待提高,大部分不具备保护环境和农业可持续发展的意识。农民长期以来已经习惯使用化学农药,对生物农药还不够了解,要推广生物农药必须要先提高农民的科学意识和环保意识。
2.2生物农药药效较慢、价格较高
生物农药开发、生产成本较高,与化学农药相比,不具备价格竞争优势。生物农药不具备化学农药用量少、见效快的特点,使用后多数要3～4d才能看到效果,农民一时难以接受。同时,使用生物农药增加了种植成本,而产出的农产品在市场上并没有体现出价格优势,也是农民往往不愿意使用生物农药的主要原因。
2.3农民对生物农药缺乏认识,生物农药使用技术要求较高
操作技术性强、宣传力度不够是生物农药市场受到冷落的主要原因。生物农药的药理效能与化学农药差异较大,使用技术要求比较严格,一些生物农药对施用条件要求较高,如温度、环境湿度、光照等都能影响使用效果,农民在使用过程中需要得到相应的技术指导。
2.4产品质量良莠不齐,缺乏市场监管手段
一些生物农药生产厂家没有严格把好质量关,使得质量低劣的产品流入市场,更有不法分子故意制造假冒伪劣产品,农民一旦上当后不愿意再使用,导致生物农药的声誉受到影响。我国目前对生物农药的质量检测手段还很落后,大部分农药质量检测机构没有开展对生物农药的质量检测,更没有形成全国联动的质量检测网络[4,5]。监管手段的缺失,大大影响了生物农药行业的健康有序发展。
3建议
我国农业的快速发展与食品安全的严格要求决定了生物农药产业具有巨大的发展前景,生物农药的应用与推广将会在我国农业可持续发展中起到越来越重要的作用。建议在以下方面开展生物农药的推广工作:一是政策方面。国家应继续加大政策引导和扶持力度,大力宣传和发展绿色食品,在有条件的地方广泛建立绿色无公害生产基地,加大对农产品农药残留的监管,实现无公害农产品的优质优价,充分发挥市场价格的杠杆作用,调动农民使用生物农药的积极性。二是宣传教育方面。应加强对生物农药的宣传,提高农民对生物农药的认识,发挥种植大户和农村专业合作组织的示范和带动作用,在有条件的地方对基层农技人员及农药经销商开展生物农药使用知识培训或者举办农民学校宣传生物农药的正确施用方法,引导农民正确使用生物农药[6,7]。三是市场监管方面。有关部门应大力整顿农药市场,使假冒伪劣产品失去生存空间,维护生物农药的声誉。农药质量检测部门应完善对生物农药的质量检验手段,扩充检验项目,加强对产品质量监督和管理,促进生物农药行业健康有序地发展。
4参考文献
[1] 中国农业百科全书编辑部.中国农业百科全书(农药卷)[M].北京:农业出版社,1993.
[2] 李广领,陈锡岭,王菊凤.当前我国生物农药发展中存在的问题[J].河南科技学院学报(自然科学版),2008,36(2):50-52.
[3] 农药检定所.农药管理信息汇编2008[M].北京:中国农业出版社,2008.
[4] 叶纪明,姜辉.我国生物(源)农药开发现状及问题[C].∥2009年农药管理信息工作暨生物农药技术研讨会论文集.北京:农业部农药检定所,2009.
[5] 范玲.微生物农药研究进展及产业对策[J].中国生物工程杂志,2002,22(5):83-86.
[6] 刘拄成,周林强.生物农药在我国农业可持续发展中的应用[J].资源与人居环境,2008,11(上):29-32.
[7] 张锡贞,张红雨.生物农药的应用与研发现状[J].山东理工大学学报(自然科学版),2004,18(1):96-100.