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拓展我国植物源农药国内外市场机遇

[ 2006-02-10 ] 来源于: 中国化工信息网

化学农药问题凸现植物源农药遇发展良机

    随着世界农药生产基地向中国、印度等几个国家转移,我国农药工业迎来了难得的发展机遇,出口额连年攀升。但化学农药在为我国出口做出巨大贡献的同时,近期也凸现了一些问题。

    1)价格恶性竞争导致出口利润下滑

    出口恶性竞争以及部分产品在国际市场上遭遇反倾销一直是困扰我国农药出口企业的两大难题。尤其是随着我国农药产能的不断扩大,出口价格逐年下滑已严重影响了出口企业的盈利。导致这一问题的根本原因是我国产品在国外没有注册,只能依靠国外公司或销售商代销产品,在市场上失去了主动权。而农药企业要在国外、尤其是发达国家取得自己的注册,少则花费几百万、多则几千万人民币,这对刚刚起步的我国农药企业来说,无疑是个巨大的数目。

    2)化学农药的发展在全球面临越来越大的社会压力

    在当今世界“人类要与大自然和谐相处”思潮的影响下,人类自我保护意识、生活水平日益提高,各国出台了越来越多的公约、法规来提高人类生存环境和食品质量,化学农药的发展受到了越来越多的限制。

    3)绿色壁垒更加突出

    我国加入WTO后,国际贸易往来日趋频繁,环保因素在国际贸易中已成为许多国家限制他国产品进入本国市场的一种手段,国际市场对农药的要求越来越高,这势必增加我国出口产品的研发费用和生产成本,同时也制约了我国部分产品的出口。

    4)汇率调整降低了出口企业利润

    2005年人民币对美元升值2%,这就意味着以美元结算的出口企业利润会减少2%。而且人民币继续升值的压力可能在很长一段时间内存在。

    5)国内环保要求提高

    随着农药生产对我国环境造成压力的加大,国家加强了对生产过程中污染物的排放管理。国家环保总局编制了《农药污染物排放标准》,对农药企业10类污染物的排放做出了明确规定。

    因此,我国农药企业要想突出重围尚需在产品上多一些选择。目前,生物农药正遇上难得的发展机遇,作为生物农药重要组成部分的植物源农药的开发和利用更是受到各国关注与欢迎。

    与化学农药相比,植物源农药具有如下优势:①对人、畜、有益生物低毒,在环境中易降解、少残留或无残留,不存在环保问题;②可以大量利用荒山土坡闲地,费用低,农民收益大;③对有害生物的作用机理与常规化学农药差别很大,大多数常规化学农药仅作用于有害生物某一生理系统的一个或少数几个靶标,而多数植物源农药成分复杂,能够作用于有害生物的多个生理系统,有利于克服有害生物的抗药性;④注册费用低廉,仅仅是化学农药注册费用的1/40左右,对我国企业负担不大;⑤我国植物源农药有一定的独特性,产品无类比价格,相对于化学农药赢利空间更大;⑥植物源农药活性成分除直接利用外,还可作为合成新农药的先导化合物,为我国创制农药打基础。众所周知,三大支柱杀虫剂氨基甲酸酯、有机磷和拟除虫菊酯都是从植物源杀虫活性物质中找到先导化合物后,经化学合成模拟创新的,而近年来由新烟碱仿生出的吡虫啉等高效杀虫剂又为天然杀虫物质的改造写下辉煌的一页。特别是由桉树脑(风油精的主要成分)仿出环庚草醚,桃金娘纤精酮仿出磺草酮、硝草酮和SH-500等优良除草剂,为天然产物的开发展示了广阔的天地。

    综上所述,在当今我国化学农药面临诸多问题的时期,开发和生产植物源农药就有了更大的现实意义,是突出重围的一个重要选择。研发成果助推植物源农药发展

    我国从20世纪30年代开始对有杀虫效果的植物,如烟草、鱼藤、除虫菊、厚果鸡血藤、雷公藤等进行过比较广泛的研究。

    随着色谱、核磁共振、质谱技术的进步,植物天然化学研究有了显著的发展,为植物源农药有效成分的确定及开发奠定了良好的基础。近年来从植物中不断发现一些结构新颖、功能独特的活性物质,使人们对植物源农药的开发和应用前景持乐观态度。

    下面介绍一下我国在植物源农药研究领域取得的一些成果:

    1)印楝及印楝素

    楝科的杀虫植物主要有印楝、苦楝和川楝等,其中印楝最负盛名。近年来,国际上生产印楝素制剂的几家大公司为了抢占正在迅猛发展的生物农药市场,纷纷投入力量研制高质量、高含量的印楝素杀虫剂,以提高产品在市场上的竞争力。如德国的Trifolio-M公司率先提取、分离了一种含30%印楝素的粉状浓缩物,再将其配制成5%乳油。2004年中国科学院昆明植物研究所创新课题组经过多年研究,成功开发出以印楝种仁为原料,经脱脂、提取、分离等步骤提取杀虫主活性物质印楝素制备工艺,用此项工艺所得印楝素纯度大于90%,该工艺的开发成功,标志着我国“第三代农药”印楝农药利用研究取得了突破性进展。我国华南农业大学昆虫毒理研究室发现用甲醇浸提、石油醚脱脂和二次硅胶柱层析法可以大量、快速制取印楝素,较适于工业化生产。近年来,在一些天然产物的提取和分离过程中兴起了超临界流体萃取和微波萃取技术,该研究室也正在将此类技术应用到印楝素生产工艺中。

    2)鱼藤及鱼藤酮

    鱼藤酮是从鱼藤属等植物中提取出来的一种有杀虫活性的物质,易分解,在空气中易氧化,残留时间短,对环境无污染,害虫不易产生抗药性,是综合防治上比较理想的杀虫药剂。鱼藤酮对菜粉蝶幼虫、小菜蛾和蚜虫等昆虫具有强烈的触杀作用和胃毒作用,对日本甲虫有拒食作用,对某些鳞翅目害虫有抑制生长发育作用,对一些害虫还有熏杀作用。此外鱼藤还有杀菌功能。

    3)除虫菊及除虫菊素

    具有杀虫效果的除虫菊主要是白花除虫菊,已明确花中所含的除虫菊素共有6种杀虫有效成分。除虫菊素对多种害虫高效,并且有很强的击倒作用,对哺乳动物无任何毒害。除虫菊素接触空气、日光以后很快分解,不残留任何有毒物质。天然除虫菊是一种理想的杀虫剂,在害虫防治上广泛应用。不过近20多年来拟除虫菊酯的飞速发展,使天然除虫菊受到很大冲击。

    云南是除虫菊的理想生长地之一,中科院昆明植物所在曲靖市建设了具有世界一流水平的植物源农药生产基地。此工程包括大面积种植除虫菊,并用我国独创的新技术对其进行加工提取,制成无公害农药。早在20世纪80年代初,中科院昆明植物所等单位就开始在滇中地区进行除虫菊的栽培实验。研究表明,云南得天独厚的自然环境使得除虫菊的产量高出日本广岛3倍,菊酯含量高出12%48%。在此基础上,中科院昆明植物所经过多年研究,逐步完成了利用二氧化碳超临界流体提取菊酯的中间试验工艺,设计了除虫菊的精制工艺等,申报了4项国家专利。

    4)苦参及苦参碱

    苦参中含有27种生物碱、34种黄酮类、甙类、酚类、醇类化合物,以及生物硫、生物钾等多种天然微量营养元素和调节素。主要活性成分为生物碱,其中苦参碱杀虫活性最大;生物碱、黄酮类、醇类、酚类和甙类化合物等成分具有极强的抑菌功能;生物硫、生物钾和天然调节素对植物有补充微量营养元素、调节五大激素分泌的作用。

    5)茼蒿及茼蒿素

    中科院上海有机化学研究所的科研人员从茼蒿中分离出一种有拒食活性的茼蒿素,并在国际上首次用新的方法人工合成一批茼蒿素类化合物。经国内拒食剂研究权威机构华南农业大学检测,这种人工合成的茼蒿素对菜青虫的拒食率高于目前已有的其他农药。

    6)砂地柏

    陕西省植物资源丰富,约有30多家植物提取物厂家,是分布最密集的省份之一。西北农林科技大学是我国植物源农药研究及产业化开发基地。在国家“863科技攻关计划“新型植物源农药砂地柏杀虫、杀菌剂开发”课题资助下,该院课题组采用天然药物创制的技术原理,对砂地柏杀虫活性、活性成分分离与鉴定、作用机理、活性成分构效关系及杀虫制剂开发应用等方面进行了系统深入的研究,取得了突破性进展,测试并鉴定出松油烯-4-醇、鬼臼毒素及脱氧鬼臼毒素等为砂地柏中主要杀虫活性物质,研制出砂地柏系列杀虫制剂产品8个,对多种农业害虫防效优良。

    7)“银果”和“银泰”

    山东莱阳农学院孟昭礼教授研究小组首先发现并证实了银杏根、茎、叶、果实均含有农用杀菌抑菌物质,从银杏果实中分离提纯出了活性较高的白果粉作为先导化合物,合成出了“银果”和“银泰”,完成了急性和亚慢性毒性试验、环境安全评价、残留及杀菌机理实验、生物活性测定、田间药效试验及小试和中试研究,实现了“银果”生产技术转让,并进行大面积应用。该生产工艺流程简单,原料易得,成本低、收率高,且化学稳定,“三废”少并可有效治理。这2个杀菌剂为广谱、内吸、高效、低毒、低残留农药,对有益生物毒性低,与环境相容性好,目前已经在山东省京蓬生物药业有限公司大规模生产。

    8)高效牛蒡叶生物活性物质

    以牛蒡叶提取物中的生物活性物质为主要成分,配以微生物抗菌孢子及其他抗病诱导物质等可制成高效农药。生产工艺主要包括牛蒡叶生物活性物质的提取分离、抗菌孢子的培养、制剂的配制及分装等。多种因素困扰产业发展  亟需出台扶持政策

    我国植物总数达到4.3万种,为植物源农药的开发提供了宝贵的资源,已查明近千种植物含有杀虫、杀菌活性物质。目前,我国有100多个植物源农药产品在市场上流通。

    下面以我国植物源农药发展条件最好的云南省为例来分析一下我国植物源农药产业发展的一些问题。由于地理和气候条件优势,云南拥有3万多种植物,其中高等植物约1.5万种,植物种类占全国一半以上,近年来出现了2个植物源杀虫剂热点:印楝和除虫菊。到2003年底,云南印楝种植面积已达21万亩,成为全国最大印楝基地。尽管云南开发生物农药具有明显优势,但目前企业经营状况令人担忧,产业发展举步维艰。

    云南生物农药产业普遍存在融资难的问题,这使许多企业生存面临挑战。以除虫菊类农药开发为例,由于除虫菊花在云南成熟的时间大体一致,企业要在半个月内收购一年的干花,资金大部分压在干花上,造成开发市场的费用紧张。此外,由于开发成本高,导致除虫菊农药价格也偏高,这也是导致生物农药难卖的原因。据业内人士透露,现在农民如果一亩地投入化学农药成本需要10元,用除虫菊农药则需要1520元,所以某些价格便宜、高残留剧毒的化学农药依然成为农民的首选。

    另外,由于政府对农药残留超标的农产品打击力度不大,禁售、禁用的高残留剧毒农药并没得到根本遏制,现在云南农药市场上仍然可以见到甲胺磷等高毒农药的身影。

    还有一个原因是农民对植物源农药认识不足。许多生物农药毒性小,药效缓,如印楝农药主要通过调节昆虫的内分泌和影响其神经系统来达到防虫、杀虫作用,一般农户不了解。而施用印楝生物农药要取得最佳效果,应该在虫害预防期和前期施用,待虫害大规模暴发后,其效果无法与化学农药相比,特别是遇到突发性和毁灭性病虫害时,生物农药难当重任。另外,生物农药在施用时需严格按说明操作,而农户在施用中往往因缺乏一定的科学指导而影响了药效的正常发挥。同时,目前生物农药品种单一、施用技术复杂,也成为制约其发展的瓶颈。

    据了解,目前云南植物源农药企业绝大部分为中小型企业。由于规模小、品种单一,企业抗风险能力较弱,又缺乏资金和技术人员,在农药市场供大于求的形势下销售困难重重,企业往往处在困境中挣扎。

    有关专家认为,政府应出台植物源农药的相关扶持政策,加大力度严格控制高毒高残留农药的施用。首先要改善投资、融资环境,加大对生物产业和科技型中小企业的支持力度,鼓励技术创新。其次,应建立一套长效监测体系,运用行政手段取缔高毒高残留农药;要严格落实农产品市场准入制度,做好生产过程监督和有关指标监测,对市场上销售的农药残留量超标农产品进行严厉打击。此外,还要加大宣传力度,使农民提高认识,掌握植物源农药的施用技能。小贴士  植物源农药的分类

    植物源农药就是利用植物的某些部位,提取其有效成分制成具有杀虫或杀菌作用的农药。不同植物的主要作用成分不同,作用机理也不同。按性能划分,植物源农药可分为九大类。

    1)植物毒素   植物产生对有害生物具有毒杀作用的次生代谢物,例如具有杀虫作用的除虫菊素、烟碱、鱼藤酮、假木贼碱、藜芦碱、茴蒿素;具有杀鼠作用的马钱子碱、海葱糖苷;具有杀菌作用的大蒜素;具有抗烟草花叶病毒作用的海藻酸钠等。

    2)植物源昆虫激素   多种植物体内存在昆虫蜕皮激素类似物,含量较昆虫体内多,且较易提取利用。从霍香蓟属植物中提取的早熟素具有抗昆虫保幼激素的功能,现已人工合成活性更高的类似物,如红铃虫性锈剂。

    3)拒食剂   植物产生的能抑制某些昆虫味觉感受器而阻止其取食的活性物质。已发现的此类物质化学类型较多,其中拒食作用最强的几种属于萜烯和香豆素类,例如从印楝种子中提取的印楝素和从柑桔种子提取的类柠檬苦素都是萜烯类高效拒食剂。

    4)引诱剂和驱避剂   植物产生的对某些昆虫具有引诱或驱避作用的活性物质,例如丁香油可引诱东方果蝇和日本丽金龟,香茅油可驱避蚊虫。

    5)绝育剂   植物产生的对昆虫具有绝育作用的活性物质,例如从巴拿马硬木天然活性物质衍生合成的绝育剂对棉红铃虫有绝育作用,从印度菖蒲根提取的β-细辛脑能阻止雌虫卵巢发育。

    6)增效剂   植物产生的对杀虫剂有增效作用的活性物质,例如芝麻油中含有的芝麻素和由其衍生合成的胡椒基丁醚,对菊酯类杀虫剂有较强的增效作用。

    7)植物防卫素   由感病植物自身诱导产生的抗菌活性物质,已研究阐明的化学结构类型较多,但至今尚未达到实用化。

    8)异株克生物质   植物产生的某些次生代谢物质,释放到环境中能刺激或抑制附近异种或同种植物(株)的生长。已发现的化学结构类型较多,但尚未实用化。它们具有不同的作用机制,是开发除草剂或植物生长调节剂的潜在资源。

    9)植物内源激素   植物产生的能调节自身生长发育过程的非营养性的微量活性物质。主要类型有:生长素(吲哚乙酸)、乙烯、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和芸苔素内酯。它们在植物体内含量极微,不可能人工提取利用,但可根据其化学结构进行衍生合成或半合成,开发出植物生长调节剂,例如乙烯利、2,4-D、萘乙酸、玉米素等。

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