粮食是人类赖以生存的物质基础,保障粮食有效供给是各国面临的重要任务,尤其是在我们这样一个13亿人口的发展中大国,保障粮食安全至关重要。改革开放以来,中国奇迹般的用7%的耕地养活了世界上20%的人口。同时,在过去的五年中,中国粮食产量也实现了连续增产,连续4年超过1万亿斤,实现新突破成为一大亮点。2010年粮食总产达到10928亿斤,再创历史新高。这为满足市场需求、应对各种风险挑战、保持经济社会平稳较快发展奠定了坚实的物质基础。农药作为不可或缺的农业生产资料和救灾物资,对防治有害生物、应对爆发性病虫灾害,保障农业生产发展具有十分重要的意义,同时也直接影响到国家粮食安全、社会稳定和生态安全。
一、农药在保障粮食安全过程中的重要作用
随着耕地面积的不断减少、人口数量的不断增多,全球面临的粮食危机凸显。据联合国统计预测,到2050年,世界人口将从2007年的67亿增至92亿,每年增加5800万人口,按人均840斤/年计,需增加粮食487亿斤。因此,保证粮食供求稳定,特别是提高单位面积的粮食产量己成为全世界的一大课题。要解决好世界粮食安全问题,就必须采取各种手段来提高单位面积产量,以确保农业丰收,农药则是其中十分重要的一个环节。
农药是有效防控有害生物对农业生产安全的危害,确保粮食稳产增产的重要手段。据统计,全世界每年有10亿吨左右的庄稼毁于病虫害,由于病、虫、草、鼠害等造成的作物减产幅度达20%~30%,如果一旦停止用药或严重的用药不当,一年后将减少收成25~40%(与正常用药相比),两年后将减少40~60%以至绝产。我国病虫草害常年发生面积约60亿亩,由于正确地使用农药,每年可挽回粮食480亿公斤以上、棉花6亿公斤、蔬菜4800万吨、水果600万吨,减少直接经济损失约800亿元。特别是在近几年防治小麦条锈病、水稻“两迁”害虫等特大重大病虫害的行动中,农药对保障我国粮食连续增产,确保农产品有效供给作出了重要贡献。
新中国成立以来,我国农药产业经历了从无到有,农药品种由少到多、从仿制转向创制,生产规模由小到大的发展历程,农药生产、使用、出口数量已位居世界首位。在发展农药产量的同时,我国农药产品结构调整步伐也在加快,目前已登记农药有效成分600多个,基本涵盖了杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀鼠剂和植物生长调节剂等,高毒农药产量已从原来的50%左右下降到3%以下,农药产品结构趋于合理。我国农药产品不仅满足了我国农业、林业和公共卫生还有生物防治的需要,还大量出口,为保障世界粮食安全作出了积极贡献。
二、传统化学农药在保障粮食安全过程中面临的挑战
长期的农业发展实践证明,合理施用各种农药尤其是化学农药,能为农业发展和粮食增产增收提供了稳固的物质保障。化学防治以其快速、高效、经济和方便的优点,在有害生物综合防治体系中占主导地位。但是,由于近年来一些农药的过量使用或滥用,造成有害生物抗药性迅速增加、农产品农药残留部分超标、生态环境污染日益突出等问题,并由此引发了一系列问题。
(一)有害生物抗药性增加,防治病虫草害的难度不断加大。在当前世界农业病虫草害的农药防治中,农药抗药性是个重要问题。由于农药抗药性产生,给再控制病虫草害带来困难、给农业生产带来损害、给国民经济发展带来影响。由于不当使用使农业害虫、螨类、病菌、杂草等对一种或多种农药迅速产生抗药性的惨痛教训数不胜数。如上世纪80年代,为追求高防效,频繁、单一、超量使用使棉铃虫对氰戊菊酯、溴氰菊酯等拟除虫菊酯类的抗药性在不到5年时间内达到高抗水平,导致使用浓度不断增大、应用次数加速增多、防治效果显著降低、植棉效益骤跌的失策局面。
(二)从保障农产品质量安全的要求看,尽管近年来我国农产品质量安全工作取得明显成效,农产品质量安全水平大幅提升,但是,农产品质量安全形势仍然不容乐观。从去年海南豇豆、南宁大白菜农药残留超标事件来看,解决和处理好农产品质量安全问题仍是一项长期而复杂的工作。农药的大量使用,大大提高农业生产水平,但是过多过滥地使用,造成农产品中农药残留超标,如长期食用农药残留超标的农产品,会威胁人体的健康,严重的还会产生致癌、致畸等影响。
(三)从保障生态环境安全的角度看,减少化学农药使用要求非常迫切。我国农药产品种类多数是传统化学农药,大量使用会对生态环境造成严重影响。一是致使鸟类、蜜蜂明显减少,天敌种群数量降低,天敌的减少又造成害虫再猖獗,导致用药量加大,从而形成恶性循环。二是化学农药经迁移转化残留于土壤中,造成的土壤污染不仅会影响粮食生产,其污染物往往还通过食物链危害动物和人的健康。三是化学农药以不同方式进入水体后,势必打破水体原有的平衡,使水体遭到严重污染,其使用价值和功能逐渐下降,使我国原本紧张的水资源显得更为匮乏。
三、生物农药在保障粮食安全过程中的先天优势
由于化学农药的大量使用,威胁着人们的健康和安全,所以人们越来越需要安全可靠、不会污染环境、低毒、低残留的农药来防治植物的病虫草害,从而生产出绿色、健康、品质优良的农产品。生物农药由于具有有害生物对其不易产生抗性、选择性强、不伤害天敌、对环境无污染等固有的特点,这正符合新形势下人们对农产品质量安全日益提高的要求。
生物农药是指用来防治病、虫、草等有害生物的生物活体及其代谢产物和转基因产物,并商品化的生物源制剂。生物农药应用农业生产已有半个世纪的历史,但发展一直较为缓慢,直到上世纪80年代被列入国家科技公关项目后,特别是近十年来,由于国家在政策、资金等诸多方面给予大力支持后,生物农药在资源筛选评价、新产品开发、生产工艺、产品质量检测和新技术推广示范方面都取得了长足的进步,生物农药在当前的农药市场越来越受到关注和青睐,在保障农产品质量安全方面起到了越来越重要的作用。
生物农药与化学农药相比,其有效成分来源、工业化生产途径、产品的杀虫防病机理和作用方式等诸多方面,有着许多本质的区别。概括起来生物农药主要具有以下几方面的优点。
(一)选择性强,对人、畜安全。目前市场开发并大范围应用成功的生物农药产品,它们只对病虫害有作用,一般对人、畜及各种有益生物(包括动物天敌、昆虫天敌、蜜蜂、传粉昆虫及鱼、虾等水生生物)比较安全,对非靶标生物的影响也比较小。
(二)无污染,对农产品和环境安全。生物农药控制有害生物的作用,主要是利用某些特殊微生物或微生物的代谢产物所具有的杀虫、防病、促生功能。其有效活性成分存在和来源于自然生态系统,它的大特点是极易被日光、植物或各种土壤微生物分解,是一种来于自然,归于自然正常的物质循环方式。因此,可以认为它们对农产品无残留,对自然生态环境安全、无污染。
(三)效果好,防治期长,且病虫不易产生抗性。生物农药的作用机理特别,不同于常规的化学农药,对病虫的毒害是一个渐进的过程,一些生物农药品种(昆虫病原真菌、昆虫病毒、昆虫微孢子虫、昆虫病原线虫等),具有在害虫群体中的水平或经卵垂直传播能力,在野外一定的条件之下,具有定殖、扩散和发展流行的能力。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起到一定的抑制,具有明显的后效作用。
(四)种类繁多,开发利用途径多。目前国内生产加工生物农药,一般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),原材料的来源十分广泛、生产成本比较低廉。因此,生产生物农药一般不会产生与利用不可再生资源(如石油、煤、天然气等)生产化工合成产品争夺原材料的矛盾,有利于人类自然资源保护和永久利用。
四、生物农药的春天或将来临
近年来,世界各国都在大力推广使用生物农药。有关资料显示,2000年生物农药占全球农药市场份额的0.2%,2010年增长到4%,全球生物农药的产值超过20亿美元。
(一)从我国生物农药的发展历程来看,基本与国际生物农药发展同轨。同化学农药研发筛选能力相对滞后不同,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,其中发酵技术已处于世界前沿。据统计,目前我国有30余家研究机构,240多家生物农药生产企业,约占全国农药生产企业的10%,年产量约12万吨,销售额占农药销售总额的5%左右,用于作物面积约4亿亩。
(二)受政策和市场双重影响,目前我国生物农药产业进入加速发展时期。从政策层面,在禁用甲胺磷等5种高毒农药后,农业部和其他相关部委一直在推进现有高毒农药逐步淘汰和禁用工作,目前公告即将出台;与此同时,农业部也在积极制定鼓励生物农药发展的登记政策,研究了对生物农药登记的诸多减免政策;另外,工信部、农业部、环保部、国家质检总局四部门联合发布的《农药产业政策》中,也明确提出要加快高安全、低风险产品和应用技术的研究,逐步限制、淘汰高毒、高污染、高环境风险的农药产品和工艺技术;鼓励发展用于小宗作物的农药、生物农药和用于非农业领导的农药新产品。在市场层面,生物农药在蔬菜、水果优势产区也逐渐占据重要份额,在病虫害综合防治中的作用愈来愈突出。据调研发现,生物农药已经成了主要蔬菜生产基地农药市场的主体,为了自家种的蔬菜能有大市场、好价钱,大多数农民都自觉选用生物农药。
当然,一切事物都是一分为二的,尽管生物农药发展形势喜人,生物农药虽然具有目前许多化学农药难以具备的优点,但是,我们也应该清醒的认识到生物农药产品与化学农药相比也存在许多本身固有的弱点,如价格一般偏高、防治效果一般较为缓慢、推广难度较大、有效活性成分比较复杂、控制有害生物的范围较窄、杀虫防病的作用机理特异、易受到环境因素的制约和干扰、产品有效期短、质量稳定性较差等。因此,需要科研、管理等各部门的共同努力,探索出一条从研究开发、登记生产、推广应用等方面适合生物农药发展的道路,相信通过政府引导、社会推动和企业努力,我国生物农药产业将会迎来发展的“春天”。