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生物防治
——保障食品安全的绿色护盾

2015-10-31

中国农村科技 2015年10期
关键词:蓟马化学农药生物农药

文 | 本刊记者 丁 彬

生物防治
——保障食品安全的绿色护盾

文 | 本刊记者丁彬

“交趾人以席囊蚁贮鬻于市者,其窝如箔絮、囊,皆连枝叶,蚁在其中,并巢而卖。蚁赤黄色,大于常蚁,南方柑桔若无此蚁,则其实皆为群蠹所伤,无复一完者矣。”在公元304年晋朝嵇含所著的《南方草木状》中,一幅南方农民采集、买卖黄猄蚁(“赤黄色蚁”),在柑桔园“以虫治虫”控制群虫泛滥的景象呈现在我们面前。这是世界上最早的发现和应用天敌生物防治害虫的案例。

近代以来,随着化学科学的发展和合成工艺的进步,化学农药以其速效、简便的优点成为农作物病虫害防治的首要手段。但是,随着化学农药的长期大量使用,3R问题(resistance-抗性,resurgence-再增猖獗,residue-残留)日益凸显,公众对农药残留、食品安全等问题的关注也持续升温,生物防治等传统而又绿色、安全的防控手段再次成为人们关注的焦点。

在我国,随着科研经费投入的加大和植物保护工作者的不懈努力,生物防控技术得到不断更新;生物农药产业关注度得到提高,投资主体趋向多元化;市场需求逐渐加大,前景看好。但我国的生物农药产业仍面临生产企业规模小、品种单一,应用推广难度大等亟需解决的问题。怎样才能解决这些问题,充分发挥生物防治的绿色护盾作用,提高农产品质量,保障食品安全,实现传统农业向现代农业的转变?

为此,9月21日,聚焦“生物农药如何为公众打造一个安全、健康的新饮食时代”,我社与中国农科院农业经济与发展研究所联合主办了第23期中国农村科技创新五方谈。中国农科院植保所副所长邱德文、北京市农林科学院植物保护环境保护研究所天敌昆虫研究室主任张帆、农业部农药检定所再评价登记处副处长林荣华、天津植保所农业昆虫研究室副主任邹德玉、山西农业大学教授曹挥、诚食(北京)农业科技有限公司CEO程存旺、漳州市英格尔农业科技有限公司金化亮、润宇(江苏镇江)生物科技开发有限公司董事长高小文等参加了座谈会,会议由科技部中国农村技术开发中心调研室副主任、中国农村科技杂志社社长王强主持。

蓟马来袭 拉响农作物病虫害防治警报

今年夏天,一种不起眼的小昆虫让北京市通州区张家湾镇小耕垡村的老慕犯了愁。这种昆虫名为蓟马,体长不过2毫米,生命周期不到30天,以吸取植物汁液为生,为害农作物的嫩叶、花和果实,导致植株生长缓慢、果实变小,使得农产品的品质和质量大幅下降。

据2015年7月北京市植保部门发布的蔬菜病虫预警信息,本地彩椒、茄子棚室蓟马虫口密度最高达2350头(百株虫量),已达大发生级别,此外瓜果类、叶菜类等绝大多数作物也受到蓟马严重为害。蓟马泛滥不仅在北京给农民造成很大的损失,河北的玉米等大田作物也遭蓟马侵害,玉米的局部病株率甚至高达100%,年均发生面积千万亩次。天津的设施蔬菜、玉米、棉花、杂粮、中药材等作物均有蓟马发生,损失严重。

近年来,随着农业结构的不断调整,农作物的种植结构发生了很大变化,农作物品种也不断增加。某些新品种在抗病虫害方面存在先天的劣势。全球范围内的气候变化及极端天气的频发也为农作物病虫害的发生和蔓延提供了有利条件。农作物的病虫害类型呈现出多发态势,且暴发时间和程度也呈加重趋势。

我国在农业病虫害防治方面积累了丰富的经验,但是在实际的防治工作中,仍然存在很多问题。总体上来看,我国农业病虫害防治存在的问题主要体现在以下两大方面:

第一,过度依赖化学农药,忽略了病虫害的综合防治措施。目前我国农业病虫害以化学防治为主。有关数据表明,每年我国应用在农业病虫害防治中的化学农药高达25万多吨。虽然化学农药具有快速、高效、使用灵活等优点,但是随着用量的增加,害虫抗药性也逐渐提高。这不仅增加了农业生产成本,而且在化学农药的施用过程中杀伤天敌,破坏生态平衡,使自然控制虫害能力减弱。

化学农药的过度使用带来了一系列的环境和食品安全问题。农业部农药检定所再评价登记处副处长林荣华介绍说,由于化学农药不合理使用导致的药害、农药残留、环境污染及人畜中毒的事例也并不少见。近年来发生的“问题豇豆”、西瓜膨大剂、套袋苹果、“毒生姜”、2,4-滴药害、塘鱼死亡等事件使人们越来越关注由于化学农药不合理使用导致的安全问题。

第二,绿色防控技术“推”而不“广”。虽然我国已经建立了较为完善的农业病虫害防治体系,生物防治、物理防治等绿色防治手段也日渐成熟。但很多实用技术在推广过程中受农民自身文化程度和推广服务方式等多种因素的影响,难以真正推广开来。农民普遍缺乏病虫害识别、综合防治的知识和技术,把农药当作唯一的控害抗灾手段,使得农业病虫害绿色防治工作难以得到有效的开展。

科技部中国农村技术开发中心调研室副主任王强说,现在农民对于技术的需求越来越倾向于简单、方便、经济,甚至“傻瓜”,即不用掌握太多的知识和操作,不用花费太多的心力,同时省工、省钱。这便造成了农民对化肥、农药的依赖,也对其他技术的使用和推广造成了很大的影响。

农药残留是当前最突出的食品安全问题

随着农作物病虫害防治中化学药物的过度使用,农药残留成为食品安全问题的主要症结,备受政府和公众的关注。以蓟马防治为例,由于蓟马对杀虫剂易产生抗药性,很难达到理想的防治效果,农民有时不得不加大用药量,甚至使用禁用剧毒农药。2010年,海南部分菜农使用水胺硫磷防治越来越难以控制的蓟马,发生了著名的“毒豇豆事件”。

为规范农药使用,控制农药残留,被称为“史上最严农药残留国家标准”的《食品中农药最大残留限量》(GB2763-2014)于今年8月1日正式实施。原先在无公害黄瓜的13项监测标准中,国家标准对毒死蜱等7种农药的残留值要求在每千克0.1毫克至0.5毫克之间,新版标准则将毒死蜱的残留限量明确为每千克最高0.1毫克。新版标准是我国目前惟一关于农药残留限量的强制性国标。它规定了387种农药在284种(类)食品中的3650项限量指标,基本覆盖了农业生产常用农药品种和公众经常消费的食品种类。

新版《食品安全法》经十二届全国人大常委会第十四次会议修订,也将于2015年10月1日起施行。其中涉果蔬农药残留的条目中,明确“禁止将剧毒、高毒农药用于蔬菜、瓜果、茶叶和中草药材等国家规定的农作物”。

实际上,早在21世纪初期,随着人类的环境保护意识不断增强,农用化学品对环境造成的不利影响便引起了社会的广泛关注。尤其是1962年《寂静的春天》一书问世,为大众描述了人类可能将面临的、一个没有鸟、蜜蜂和蝴蝶的世界。书中关于农药危害人类环境的预言,在当时虽然受到与之利害攸关的生产与经济部门的猛烈抨击,但是强烈震撼了社会广大民众,在今天也得到了印证,成为世界各地不断出现、给人类生产生活带来重大困扰的现实问题。由于大量使用化学农药,空气、水源、土壤都受到了污染,给人类生存环境安全和身体健康带来严重威胁。农作物是化学农药的直接作用对象,随着化学农药用量的日益增加,农药残留成为“当前最突出的食品安全问题”。

2000年国家质检总局公布的产品质量抽查结果表明,蔬菜中多种农药残留较普遍,残留量超标问题突出,尤其有机磷残留量超标。有机氯农药、有机磷农药、拟除虫菊酯类农药是造成其残留污染的主要原因。2001年国家质检总局公布的3 季度抽查结果显示,在10类181种蔬菜中有86种农药残留超过国家标准限量值,严重影响农产品出口。

解决农药残留问题,不能因噎废食,停止化学农药的研发和使用。但在建立和完善农药残留标准,严格监管和控制农药用量,加强高效、低毒、低残留化学农药的研发和推广力度的同时,需积极引导和鼓励农民使用生物农药,推广病虫草害综合防治、生物防治等技术。

生物防治:一种安全、有效、无污染的防治手段

生物防治的主要手段是生物农药,其最大优势在于安全、有效、无污染。

首先,生物农药是指利用生物活体或其代谢产物对害虫、病菌、杂草、线虫、鼠类等有害生物进行防治的一类农药制剂,或者是通过生物技术或仿生合成具有农药功能作用的生物制品。通常包括微生物农药、生物化学农药、植物源农药、转基因农药、天敌生物(广义上,生物农药还包括抗生素农药)。因此,生物农药的有效活性成分来源于自然,极易被日光、植物或各种土壤微生物分解,最终通过物质循环归于自然,不会对生态环境造成污染。

其次,目前国内生产、加工生物农药主要利用天然可再生资源(如农副产品的玉米、豆饼、鱼粉、麦麸或某些植物体等),原材料来源广泛,生产成本低廉。

再次,目前市场上开发并广泛使用的生物农药产品只对特定的病虫害有作用,对非靶标生物的影响较小,对人、畜及各种有益生物也较为安全。

最后,某些生物农药产品具有在害虫群体中的水平或经卵垂直传播能力,不但可以对当年、当代的有害生物发挥控制作用,而且对后代或者翌年的有害生物种群也起到一定的抑制作用,且难以产生抗性。

除了以上几点以外,生物农药还具备生产设备通用性较好,产品改良的技术潜力大,开发投资风险相对较小,产业经济效益明显等优点。

由于具备以上优点,多年来生物农药在世界范围内快速发展。中国农科院植保所副所长邱德文指出,有关资料显示,全球生物农药的农药市场份额已从2000年0.2%增长到2009年的3.7%。2010年全球生物农药的产值超过20亿美元,农药市场占有率达到4%左右。据Markets&Markets发布的《2012-2017全球生物农药市场趋势与预测》报告显示,全球生物农药市场价值在2017年有望达到32亿美元,在2012年到2017年期间将以15.8%的复合年增长率增长。美国是全球最大的生物农药市场,其生物农药产业的迅速发展既得益于国家整体经济的发展,也与生物技术企业自身在新药研发、经营等方面的优异表现息息相关。而欧洲则是增长最快的市场,对有机农业和绿色作物的重视使得该地区生物农药的需求增速明显,同时作物综合管理以及害虫综合治理体系的提倡推广很大程度促进了生物农药的发展。作为国际社会的共识,生物农药的研发和推广既是发展现代农业、农药工业和建设生态文明的迫切需求,也是解决粮食安全问题的必然选择。

我国生物农药也基本与国际发展同轨。经过50多年的发展,目前我国已经掌握了许多生物农药的关键技术与产品研制的技术路线,在研发水平上与世界水平相当,其中发酵技术、植物免疫激活剂等的研发已处于世界前沿。机构方面,我国已具备一定科研条件和发展规模的研究机构有30余家,主要包括科研院所、高校、国家及省部级重点实验室、工程中心等,生物农药生产企业400多家。截止到2014年12月31日,我国已登记包括农用抗生素在内的生物农药有效成分有100多个,占农药有效成分总数量的16.7%;登记产品3700多个,约占整个农药产品数量的12%。生物农药年产近13万吨制剂,约占农药总产量的11%;年产值约30亿元人民币,占整个农药总产值的9%左右;应用面积4亿~5亿亩次,约占总农药应用面积的10%。

在生物农药产品的研发和推广方面,我国的植物保护专家和学者取得了不菲的成绩:我国在激活植物抗病免疫的蛋白质生物农药领域的研发处于国际领先水平;苏云金杆菌、阿维菌素、白僵菌、绿僵菌已得到广泛推广和应用,药效良好;成功开发木霉菌并进行了农药注册,广泛应用于防治蔬菜根腐病、灰霉病等土传病害;20余种昆虫病毒制剂进入大田试验;井冈霉素、公主岭霉素、赤霉素等农用抗生素已研制成功并大面积应用于水稻纹枯病、禾谷类作物黑穗病、西瓜枯萎病和炭疽病等病害的防治。

生物防治在病虫害防治中的比重有望提高

生物农药的开发与应用取得了可喜的研究进展,新品种不断涌现,市场份额逐年增加,应用面积持续扩大。然而,在生物农药开发与应用过程中仍存在诸多问题,这些问题严重制约着生物农药的健康发展,亟待解决。

首先,研究与生产相脱节。随着国家对食品安全、无公害农业的重视,在打破国际贸易绿色壁垒的需求下,研究开发生物农药的科研单位日益增多,研发队伍不断扩大,研究经费成倍增长。这对生物农药的发展十分有利,但科研单位间缺乏有效的分工协作,许多工作只是停留在低水平重复研究阶段。一些科研单位重理论和学术,轻应用和技术,科研成果不能及时转化成生产力。

其次,规模化生产技术落后。尽管目前存在许多已经开发、登记的生物农药品种,但其中不少品种的生产水平低下。究其原因,一是对生物农药的具体作用机理及高效生产工艺的研究不够深入;二是产品提取收率低,无法做到清洁无害化生产;三是在后加工及剂型研制上,未能很好地围绕活性成分及药理过程,对其稳定性以及保护剂、增效剂等开展多层次的研究,得不到高效稳定的剂型。

再次,田间使用技术不成熟 。与化学农药相比,多数生物农药作用速度缓慢、受环境因素影响较大。但生产上通常以化学农药的眼光看待生物农药,以使用化学农药的方法使用生物农药,导致生物农药并未发挥其实际效用,从而遭到市场和农民的“歧视”和“误解”。关于化学农药、化肥等对生物农药田间药效的影响,以及如何利用生物农药与化学农药等多种手段进行防治尚缺乏深入研究。

总结与会专家的建议和意见,提高农产品质量,保障食品安全,实现传统农业向现代农业的转变,需逐步建立以生物防治等非化学防治措施为基础的综合防治技术体系,提高生物农药在整个防治中的比重。

第一,以病虫害防治的生产需求为导向,针对有开发前景和应用潜力的生物农药品种,形成一批能够解决农业生产重大问题的生物农药产品和技术。

第二,推动现有生物农药品种的商品化,加强生物农药的推广力度。配合政府限制使用化学农药、鼓励生物防治的相关法规,加大生物农药的推广力度,农技推广部门与生产企业、经销商联手,创新推广方式,加速科研成果的转化和应用技术的开发,充分利用社会各方面力量加快生物农药的推广应用。

第三,建立以生物防治等非化学防治措施为基础的农作物主要病虫害防治体系。推进生物农药的发展,首先实现农药选择观念的转变,把环境友好性、农产品质量等作为选择农药的首要标准,逐步建立以生物防治等非化学防治措施为基础的综合防治技术体系。

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