未來10年,隨著國家對糧食和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革深化,以及2020年農(nóng)藥零增長方案的實施,生物防治農(nóng)田病蟲草害已成為農(nóng)業(yè)科技的研發(fā)重點;其中,被稱為“生物導(dǎo)彈”、具有*控害功能的昆蟲信息素和昆蟲病毒等,更顯示出良好的應(yīng)用前景。
中國農(nóng)科院植物保護研究所副所長邱德文研究員介紹,農(nóng)作物有害生物主要有病蟲草鼠四大類,它們正是農(nóng)業(yè)植保學(xué)科的重點研究對象。其中,病蟲害是我國主要的農(nóng)業(yè)災(zāi)害之一,種類多、影響大、危害重、常暴發(fā)成災(zāi)。
所謂生物防治,就是利用自然界已經(jīng)存在的生命活體或活體的代謝產(chǎn)物來防治病蟲害,如傳統(tǒng)的以蟲治蟲,以菌治蟲等;*新的分子生物學(xué)方法如BT毒蛋白等。邱德文進一步解釋,由于化學(xué)農(nóng)藥是人工合成的,自然界沒有相關(guān)的酶來降解它,所以形成殘留;而生物防治的活性能源來自自然界,有特定的酶可以降解它,所以無殘留無毒性。
據(jù)行業(yè)智庫美國市場研究咨詢機構(gòu)*新數(shù)據(jù),2017年全球生物農(nóng)藥市值達到33億美元,并將以13.9%的年復(fù)合增長率(CAGR)持續(xù)高速增長,預(yù)計到2025年實現(xiàn)95億美元市值。歐美發(fā)達國家科研機構(gòu),都把生物防治產(chǎn)品作為研發(fā)重點,如美國“贏在未來”國家科技創(chuàng)新戰(zhàn)略中,生物醫(yī)藥、微生物農(nóng)藥等就是重點領(lǐng)域;歐盟“框架計劃—地平線2020”“歐洲戰(zhàn)略投資基金”等,都把農(nóng)作物病蟲害綠色防控產(chǎn)品作為重要內(nèi)容,單獨成為一個模塊給予大量資金支持。而大型農(nóng)化跨國公司,近年來更以百億、千億美元規(guī)模并購生物農(nóng)藥公司,如陶氏化學(xué)與杜邦、先正達與中國化工、拜爾與孟山都等公司的并購,核心內(nèi)容都是聚焦生物農(nóng)藥。
我國已經(jīng)制定了“力爭‘十三五’期間將有害生物綠色防控率提高至40%以上”的宏大目標(biāo)。
中國農(nóng)科院植保所生物防治研究室天敵昆蟲研究組組長張禮生研究員介紹,我國現(xiàn)有18億畝耕地,加上24億畝林地,一年病蟲害發(fā)生70億次,但“我們的綜合防治面積達到80億畝次,超過了發(fā)生面積”,這是中國農(nóng)業(yè)進入21世紀之后的“三個千年變局”之一。其中,生物防治面積至少有1.5億畝次,接近10%。“這跟我國的生物農(nóng)藥廠家、生物農(nóng)藥產(chǎn)量占比是相應(yīng)的”。據(jù)介紹,我國現(xiàn)有260多家生物農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè),約占全國農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)的10%;生物農(nóng)藥制劑年產(chǎn)量近13萬噸,也接近農(nóng)藥總量的10%。
生物防治現(xiàn)在被公認為是對付農(nóng)田病蟲害的高科技新趨勢,但它實際上卻是回歸了農(nóng)業(yè)的本源。
張禮生表示,中國是世界上*早進行生物防治的。據(jù)郭沫若先生考證,漢字的“農(nóng)”由“曲、辰”二字相加,寫出來就是用手在田里抓蟲子,“這是中國*早的生物防治”;《詩經(jīng)》里有很多以蟲治蟲的案例;西晉嵇含所著的《南方草木狀》記載了1700多年前,嶺南一帶人們利用黃猄蟻來防治柑橘害蟲的事跡,這是世界公認*早有文獻記錄的生物防治實例。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中,除了標(biāo)志性的化學(xué)農(nóng)藥之外,*為人熟知的還有生物防治方法,包括利用赤眼蜂的寄生性防治各種鱗翅目農(nóng)業(yè)害蟲,如玉米螟、黏蟲、條螟、棉鈴蟲、斜紋夜蛾和地老虎等;被稱為“大棚里的微型戰(zhàn)爭”的捕食螨對付葉螨等。
進入新的千年,生物防治新技術(shù)突飛猛進,以“生物導(dǎo)彈”*為令人矚目。
邱德文解釋,“生物導(dǎo)彈”,以其利用生物技術(shù)*制導(dǎo)、對病蟲害定點打擊、且對人畜和環(huán)境無害而得名。比如昆蟲信息素,只對同種間個體的昆蟲起作用,對人畜、野生動物、天敵昆蟲等通常無毒性問題;由于其高度專一性,用量少,而且在種群密度低時效果更好,長期使用不產(chǎn)生抗藥性而受到人們信賴。目前昆蟲信息素主要用于蟲情監(jiān)測調(diào)查和防治抑制害蟲,降低蟲口密度。
昆蟲病毒則具有高度的寄生專一性,多數(shù)病毒只限于寄生昆蟲的一個科或一個屬,對非靶標(biāo)昆蟲和天敵昆蟲安全;對人畜及作物安全,在環(huán)境中無殘毒;能在靶標(biāo)害蟲種群內(nèi)流行,因其病毒粒子可以再感染田間殘存的個體,造成種群病毒病的流行。邱德文介紹,國際上已從1100多種昆蟲中發(fā)現(xiàn)了1600多種昆蟲病毒,其宿主涉及昆蟲11目43科;我國已從7個目35科的196種昆蟲中分離到240余株昆蟲病毒。從1993年第1個昆蟲病毒殺蟲劑棉鈴蟲核型多角體病毒產(chǎn)品注冊登記至今,國內(nèi)已有十幾個產(chǎn)品獲得認可,用于害蟲生物防治的昆蟲病毒主要有桿狀病毒科的核多角體病毒(NVP)、顆粒體病毒(PXGV)和質(zhì)型多角體病毒(CVP),主要用于小菜蛾、甜菜夜蛾、棉鈴蟲、銀紋夜蛾等防治。
“以阿泰靈為代表的免疫誘抗劑是另一種類型的‘生物導(dǎo)彈’。”邱德文表示,新發(fā)現(xiàn)各類蛋白激發(fā)子,通過調(diào)節(jié)植物的新陳代謝,激活植物自身的免疫系統(tǒng)和生長系統(tǒng),誘導(dǎo)植物產(chǎn)生廣譜性的抗病、抗逆能力。植物免疫蛋白類、氨基寡糖類、殼寡糖類等,已經(jīng)經(jīng)過市場的檢驗和驗證;而毒氟磷、阿泰靈、S-誘抗素、海島素等一批具有免疫誘抗活性的自主創(chuàng)制產(chǎn)品的問世,更將植物誘抗劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位推向了一個新的高度。其中中國農(nóng)科院植保所自主開發(fā)的阿泰靈,被美國公司花高價買斷其海外代理權(quán)。
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