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       习近平总书记指出：“生态兴则文明兴，生态衰则文明衰。生态环境是人类生存和发展的根基，生态环境变化直接影响文明兴衰演替。”

       农业的绿色高质量发展是生态文明建设的重要组成部分，而农业绿色发展离不开农药的绿色发展。

       我国是农药生产大国，也是农药使用大国。农药在保障我国粮食安全和食品安全中发挥了重要作用，但同时，化学农药的大量应用不仅对生态环境造成巨大压力，也会因农残超标对农产品质量安全产生不利影响，而且，随着消费水平的提高，公众对绿色优质农产品的需求高涨。因此，发展绿色农药成为农药行业发展的重要战略。

       农药的绿色发展就是要支持引导农药企业研发、生产低毒、低风险、环境友好的绿色农药。生物农药源于自然，与自然友好和谐，生物农药的研发、推广和使用符合农业绿色发展理念，也是农业绿色发展的必然要求。农业农村部提出持续推进农药减量增效，倡导减量资源节约型和环境友好型的生态文明和绿色生产，为生物农药的发展提供了良好契机和巨大空间。

1  生物农药的定义及分类

1.1  生物农药的定义

       我国农药登记管理体系没有对生物农药进行界定，但按照来源将农药分为化学农药、生物化学农药、微生物农药、植物源农药。其中，后3类属于生物农药。

       我国学术界对生物农药的定义存在广义和狭义之分。广义的生物农药，即生物源农药，是指直接利用生物活体或生物代谢过程产生的具有生物活性的物质，或从生物体提取的物质，以及人工合成的与天然化合物结构相同的物质，作为防治农林作物病虫草鼠害的农药，包括生物化学农药、微生物农药、植物源农药、农用抗生素。狭义的生物农药，是指直接利用生物活体（微生物、动物、植物）作为农药的，包括生物化学农药、微生物农药、植物源农药。

       天敌生物目前不需要登记。转基因生物（pip）依据《农业转基因生物安全管理条例》，由国家农业转基因生物安全委员会进行评审。

       我国现行《农药登记资料要求》分别定义了生物化学农药、微生物农药、植物源农药，并制定了相关的登记资料要求。而农用抗生素并未单独列出，其登记要求与化学农药基本相同。

       生物化学农药，是指同时满足下列两个条件的农药：一是对防治对象没有直接毒性，而只有调节生长、干扰交配或引诱等特殊作用；二是天然化合物，如果是人工合成的，其结构应与天然化合物相同（允许异构体比例的差异）。主要包括以下类别：

       （1）化学信息物质，是指由动植物分泌的，能改变同种或不同种受体生物行为的化学物质。

       （2）天然植物生长调节剂，是指由植物或微生物产生的，对同种或不同种植物的生长发育（包括萌发、生长、开花、受精、座果、成熟及脱落的过程）具有抑制、刺激等作用或调节植物抗逆境（寒、热、旱、湿、风、病虫害）的化学物质。

       （3）天然昆虫生长调节剂，是指由昆虫产生的对昆虫生长过程具有抑制、刺激等作用的化学物质。

       （4）天然植物诱抗剂，是指能够诱导植物对有害生物侵染产生防卫反应，提高其抗性的天然源物质。

       （5）其他生物化学农药，是指除上述以外的其他满足生物化学农药定义的物质。

       微生物农药，是指以细菌、真菌、病毒和原生动物或基因修饰的微生物等活体为有效成分的农药。

       植物源农药，是指有效成分直接来源于植物体的农药。

       国际上对生物农药的定义和登记政策也没有统一。表1汇总了部分国家和组织的生物农药分类，从中可看出他们的差异。其中，微生物农药和生物化学农药普遍被认同为生物农药。

表1  不同国家/组织的生物农药分类表

1.2  我国生物农药清单

       为便于农药申请者确定生物农药产品登记类别，进一步做好生物农药登记服务，农业农村部农药检定所制定了《我国生物农药登记有效成分清单（2020版）》（征求意见稿），将当时在登记状态的微生物农药、生物化学农药、植物源农药列入清单；并于2020年3月10日发布了征求意见函。

       《清单》涉及101个产品，包括47个微生物农药、28个生物化学农药、26个植物源农药。

       微生物农药（47个）：

       （1）细菌（21个）：苏云金杆菌、苏云金杆菌以色列亚种、甲基营养型芽孢杆菌9912、甲基营养型芽孢杆菌lw-6、海洋芽孢杆菌、坚强芽孢杆菌、球形芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡质芽孢杆菌、荧光假单胞杆菌、多粘类芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌kn-03、侧孢短芽孢杆菌a60、短稳杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌b7900、解淀粉芽孢杆菌b1619、解淀粉芽孢杆菌pq21、解淀粉芽孢杆菌lx-11、沼泽红假单胞菌psb-s、嗜硫小红卵菌hni-1。

       （2）真菌（12个）：金龟子绿僵菌cqma421、金龟子绿僵菌、球孢白僵菌、哈茨木霉菌、木霉菌、淡紫拟青霉、厚孢轮枝菌、耳霉菌、寡雄腐霉菌、盾壳霉zs-1sb、小盾壳霉cgmcc8325、假丝酵母。

       （3）病毒（12个）：蟑螂病毒、棉铃虫核型多角体病毒、茶尺蠖核型多角体病毒、甜菜夜蛾核型多角体病毒、苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒、斜纹夜蛾核型多角体病毒、甘蓝夜蛾核型多角体病毒、松毛虫质型多角体病毒、菜青虫颗粒体病毒、小菜蛾颗粒体病毒、粘虫颗粒体病毒、稻纵卷叶螟颗粒体病毒。

       （4）原生动物（1个）：蝗虫微孢子虫。

       （5）基因修饰的微生物（1个）：苏云金杆菌g033a。

       生物化学农药（28个）：

       （1）化学信息物质（5个）：二化螟性诱剂、斜纹夜蛾性诱剂、地中海食蝇引诱剂、绿盲蝽性信息素、梨小性迷向素。

       （2）天然植物生长调节剂（12个）：赤霉酸、吲哚乙酸、吲哚丁酸、烯腺嘌呤、羟烯腺嘌呤、苄氨基嘌呤、芸苔素内酯、14-羟基芸苔素甾醇、三十烷醇、s-诱抗素、萘乙酸、抗坏血酸。

       （3）天然昆虫生长调节剂（2个）：诱虫烯、s-烯虫酯。

       （4）天然植物诱抗剂（8个）：超敏蛋白、极细链格孢激活蛋白、氨基寡糖素、香菇多糖、几丁聚糖、葡聚烯糖、低聚糖素、混合脂肪酸。

       （5）其他（1个）：胆钙化醇。

       植物源农药（26个）：

       苦参碱、鱼藤酮、印楝素、藜芦碱、除虫菊素、烟碱、苦皮藤素、桉油精、八角茴香油、狼毒素、雷公藤甲素、莪术醇、蛇床子素、丁子香酚、大黄素甲醚、香芹酚、小檗碱、甾烯醇、茶皂素、螺威、大蒜素、d-柠檬烯、互生叶白千层提取物（萜烯醇）、异硫氰酸烯丙酯、银杏果提取物（十五烯苯酚酸、十三烷苯酚酸）、补骨脂种子提取物（苯丙烯菌酮）。

2  发展生物农药是时代发展的需要

2.1  绿色高质量发展的需要

       生物农药的兴起源于人们对《寂静的春天》的深刻反思，承载着人类对绿色农业的美好愿景。

       1962年，雷切尔·卡逊出版了《寂静的春天》，这是世界上首次以化学农药和环保作为主题的文学著作和科普巨著，引发了全球对农药使用环境污染问题的认识和重视，推动了全球农药管理工作的发展，是农药绿色发展的启蒙。

       1987年，联合国环境与发展委员会（wced）在其发表的《我们共同的未来》研究报告中，首次提出了“绿色发展”的概念，即通过发展理念与发展模式的革新，解决人类正面临的日趋严重的生态环境困境，实现可持续发展。2008年，联合国秘书长潘基文在联合国气候变化大会上首次提出“绿色新政”；美国、欧盟、日本、韩国等纷纷提出绿色发展战略，大力发展绿色经济。

       我国在自2004年以来的中央一号文件中，几乎每年都提到“绿色”概念。2018年的中央一号文件更是强调，要以“绿色发展”引领乡村振兴。

       2015年，党的十八届五中全会首次把“绿色发展”提到“五大发展理念”的高度，强调“坚持绿色发展，推进美丽中国建设”。

       2017年，中办国办印发了《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》，这是中央出台的第一个关于农业绿色发展的文件，首次全面提出农业绿色发展的总体目标。各部委积极响应，纷纷出台相关政策和措施，推动农业绿色发展。农业农村部2015年制定出台的《到2020年农药使用量零增长行动方案》、2017年颁布实施的新版《农药管理条例》、《2018年种植业工作要点》等都从政策和管理层面，鼓励和大力推广生物农药的发展，并从登记资料的要求上给予较为宽松的政策。

       十九大以来，绿色发展成为新形势下行业发展的主旋律，高毒、高残留农药逐步退出市场，化学农药减量施用，低毒低残留生物农药成为市场新宠。生物农药、绿色植保是农业绿色发展和质量兴农的重点之一，抓好生物农药的研发生产和推广应用是确保农产品质量安全的重要举措。

       作物重大病虫草区域性灾变频繁，每年因此造成的粮食产量损失在30%以上。化学农药在有害生物治理方面发挥了重要作用，但由此带来的环境问题也越来越突出。为了保证粮食安全、生态环境安全的需要，党中央提出了绿色发展的理念。

       发展生物农药是推动农业绿色高质量发展的需要，对于解决农产品及粮食中农药残留超标问题，改善生态环境，增强有益微生物，增强土壤保护作用，减少抗药性等问题发挥着重要的作用。

       借助“绿色发展”的东风，生物农药迎来了千载难逢的发展机遇。

2.2  高毒高风险农药的禁限用

       为了推动绿色可持续发展，全球农药管理及安全环保政策日趋严苛，许多高毒高风险农药遭到禁限用。如美国环保署列出了一份涉及60多个有效成分的禁用名单。从表2可见，1968年美国主要作物上使用的前十大产品，已经有6个产品被禁用。

表2  1968、2016年美国主要作物上使用的前十大产品比较

       根据欧盟新的管理政策，欧盟的再登记过程已经导致一半以上的农药有效成分退市。在1991年前登记的499个现有有效成分中，293个产品已被淘汰出局。

图1  欧盟再登记对有效成分的影响

       近年来，我国农业农村部先后对46种高毒高风险农药采取了禁止使用管理措施，对20种高毒高风险农药实施了限制使用管理措施，对现存的高毒高风险农药采取定点经营、实名购买、购销台账、溯源管理等措施。

       最新发布的《十四·五全国种植业发展规划》支持高毒农药替代产品研发，分期分批淘汰甲拌磷、甲基异柳磷、水胺硫磷、灭线磷、涕灭威、氧乐果、灭多威、克百威、磷化铝、氯化苦等10种高毒农药。

       高毒高风险农药的禁用，为高效低风险农药、生物农药的发展腾出了市场空间。

2.3  新农药上市难度加大

       与其他领域相比，植保工业持续高水平研发投入。根据phillips mcdougall agriservice公司统计，过去50年里，世界主要农药公司投入了其年销售额的7%～10%用于研发。尽管如此，近年来，全球农药市场新产品登记速度下降，植保工业创制并上市的新产品处于低位水平。

图2  20世纪50年代以来每10年上市的新有效成分数量

（来源：phillips mcdougall数据库）

       值得注意的是，在过去20年里，市场上生物农药产品的数量快速增加。

       新农药创制是一个艰难的系统工程，无论是时间成本，还是资金成本，都是不菲的投入。phillips mcdougall公司的调研数据显示，近年来，成功上市一个新农药的平均研发成本增至2.86亿美元，平均要筛选16万个化合物，历时11.3年。总之，随着农药管理要求的不断升级，新农药的创制难度越来越大。

图3  一个新农药有效成分的发现和开发费用

（来源：phillips mcdougall，2016年）

       相比而言，成功上市一个生物农药的成本较低、时间较短，平均仅需不到1,000万美元和4年时间。生物农药的这一优势吸引了众多企事业单位投入人力和财力，这将极大地推动生物农药产业的发展。

2.4  生物农药的优势

       当前，我国农业正向高质量方向迈进、向绿色低碳方向转型，公众对农产品质量安全和环境安全的日益关注给生物农药的发展带来了难得的机遇和动力。

       生物农药不仅用于防治病虫草鼠害，而且选择性强，不易产生抗药性，具有抗逆性、土壤修复功能等。生物农药通常还具有以下特征：多为低毒或微毒产品，对非靶标生物毒性低，对人畜安全性高；自然降解快，残留低，不易污染农产品，不会对环境和生态系统造成持久性影响；对天敌安全，不伤害蜜蜂、鸟、鱼、青蛙，对环境友好；作用机理不同于常规农药，可用于有害生物综合治理项目（ipm）；种类繁多，研发的选择余地较大等。

       生物农药不仅应用于常规农业生产，而且可以在无公害和有机农业生产、绿色认证等领域发挥强项。

       生物农药亦已被列入有害生物综合治理项目（ipm）中。在过去10年，ipm方案的采用大大提高了有害生物管理的效率，减少了农药的使用，从而减少了对化学农药的需求。

       总之，由于农药管理法规要求越来越严，高毒高风险农药禁限用继续深入，新化合物研发成本越来越高，从而使消费者对绿色高质量农产品需求越来越大，全球对生物农药的关注度持续升温。生物农药已成为保障人类健康和农业可持续发展的重要手段。 

3  生物农药相关政策支持

       围绕农业绿色发展的理念，我国出台了一系列政策、推出一系列项目给予大力支持，尤其是生物农药，成为众星捧月般的存在。

       ● 从2014年开始，我国政府在部分地区开展了低毒低残留农药示范补贴试点，鼓励农民使用生物农药，极大地推动了生物农药的应用。

       ● 2015年农业部开始实施“低毒生物农药补贴示范试点”工程、《到2020年农药使用量零增长行动方案》，提出持续推进农药减量增效，倡导建立资源节约型和环境友好型的生态文明和绿色生产模式，积极推进生物农药替代行动。

       ● 2016年发布的《农药工业“十三·五”发展规划》要求继续实施农药产品结构调整，加大农药科研开发投入，提高自主创新能力，发展高效、安全、经济和环境友好的新品种、开发新助剂和新剂型，支持生物农药发展，积极开拓非农业用农药市场；鼓励发展用于小宗作物的农药、生物农药和用于非农业领域的农药新产品、新制剂。

       ● 2017年6月1日起施行的新版《农药管理条例》第三十二条规定，国家通过推广生物防治、物理防治、先进施药器械等措施，逐步减少农药使用量。

       ● 2017年10月，党的十九大对我国农业绿色发展和高质量发展提出了更高要求，在确保国家粮食安全和重要农产品有效供给的前提下，大力推动绿色投入品等领域自主创新，实现藏粮于地、藏粮于技，促进绿色兴农、质量兴农。

       ● 2017年新修订的《农药登记资料要求》较大幅度地减少了生物农药试验和登记时间。生物农药新农药可在一年内完成多地药效试验；植物源农药、微生物农药和部分生物化学农药可减免残留试验；生物化学农药减免所有环境归趋试验及21项环境毒理试验；微生物农药减免19项环境毒理试验；植物源农药减免3项环境归趋试验及17项环境毒理试验等。

       ● 2020年2月10日，农业农村部办公厅印发《2020年农药管理工作要点》。《要点》要求，完善农药登记审批绿色通道政策，为生物农药、高毒农药替代产品、特色小宗作物用药登记创造良好环境；大力推广应用生物防治、生态控制、理化诱控等绿色防控技术，通过生物农药替代化学农药，低毒农药替代高毒农药等措施，大力推广高效植保机械和专业化统防统治，强化科学用药技术集成应用，不断提高农药利用率，实现农药减量增效。

       ● 2020年9月18日，农业农村部发布了《关于推进实施农药登记审批绿色通道管理措施的通知》（农农（农药）〔2020〕78号）。将微生物农药、植物源农药、生物化学农药及通过生物发酵生产的农用抗生素纳入绿色通道，优先安排技术审查，在保障质量和安全的前提下加快技术审查进程。

       ● 2021年中央一号文件提出，持续推进化肥农药减量增效，推广农作物病虫害绿色防控产品和技术。

       ● 2021年6月28日，农业农村部《对十三届全国人大四次会议第9000号建议》进行了答复。农业农村部高度重视农药产业科技创新工作，不断加大农药研发投入。“十三·五”期间，利用现代农业产业技术体系，每年投入中央财政经费约1.113亿元，在生物农药、高效低毒化学农药及天敌产品等方面研发取得显著成效；利用国家重点研发计划“化学肥料和农药减施增效综合技术研发”重点专项，中央财政投入科研经费23.29亿元，在微生物农药、天敌产品等方面开展科研攻关，为促进农业可持续发展提供了有力科技支撑。

       ● 2021年7月23日，农业农村部在《对十三届全国人大四次会议第9683号建议的答复》中，就如何支持生物农药企业及生物农药的发展和推广使用，进行了详细回答。

       （1）将生物源农药列入全国农药产业发展“十四·五”规划，将生物源农药纳入农药产业发展重点，在产业布局、结构调整、绿色生产、科技创新等方面优先考虑、重点发展，推动生产要素向生物源农药集聚，做优做强生物源农药产业，促进农药产业转型升级和可持续健康发展。

       （2）对生物源农药加大政策扶持力度和专项资金支持  一是专业化统防统治优先使用生物源农药。二是在果菜茶等方面先行推广使用生物源农药。三是补贴农民使用生物源农药。四是完善生物源农药登记政策。五是鼓励生物源农药企业创新研发。为鼓励企业技术创新和科技研发，国家出台了一系列税收优惠政策。

       （3）做好示范引领和监督检查  2021年，中央财政加大支持力度，安排资金25亿元，在31个省（自治区、直辖市）选取300多个县，开展绿色高质高效行动，将生物源农药作为主推技术之一，集成推广标准化技术模式，促进大面积增产增效、提质增效。同时，加快高毒农药淘汰步伐，促进生物源农药推广应用。

       ● 2021年12月29日，农业农村部印发了《十四·五全国种植业发展规划》。十四·五期间，我国要着力推动绿色高质量发展，增加绿色优质农产品供给。大力推广生态控制、生物防治、理化诱控、科学用药等绿色防控技术，集成以区域为单元、作物为主线的农作物病虫害全程绿色防控模式。推进绿色防控和统防统治融合发展，提高农作物病虫害防控组织化程度和科学化水平，逐步提升防治效果，持续推进化学农药减量化，促进农业绿色高质量发展。

       《十四·五全国种植业发展规划》要求，推进农药产业高质量发展。调整优化农药产品结构，鼓励农药企业科技创新和技术改造，逐步淘汰高毒高风险农药，加快研发推广新型高效低风险农药；支持高毒农药替代产品研发，分期分批淘汰甲拌磷、甲基异柳磷、水胺硫磷、灭线磷、涕灭威、养乐果、灭多威、克百威、磷化铝、氯化苦等10种高毒农药，大力发展高效低毒低风险绿色农药。

       ● 近年来，生物农药的创制与开发应用得到了政府部门的高度重视与大力支持，设立了“863”等专项资助项目，推动了生物农药资源的挖掘、新剂型的研发、产业化示范推广和不同生物农药标准的制定，促进了我国生物农药的创新与推广，并促成了多种新型生物农药的登记。

       ● 2012年以来，江苏省级财政每年投入专项资金1,500万元，用于补贴生物农药，扶持推进果菜茶病虫绿色防控工作。2018年，江苏省专题开展了“生物农药好品种”评选推介活动，向社会发布推荐了78个生物农药及非化学绿色防控产品。2022年，江苏生物农药使用覆盖率将力争达到30%。

       ● 目前，生物农药已被列为我国中长期科技规划的重点攻关项目。

       ● 近年来，全国各地农药检定部门围绕小宗作物“无药可用”问题，争取财政资金和企业参与，积极开展联合登记工作，逐步破解登记农药短缺的难题。江苏省农药总站每年争取350万元项目资金用于小宗作物安全用药筛选登记工作。目前已有63种农药有效成分在“三棵菜”上登记，用于防控25种主要病虫害。其中包括许多生物农药，如：苏云金杆菌、金龟子绿僵菌、甜菜夜蛾核型多角体病毒、苦皮藤素、蛇床子素、苦参碱、球孢白僵菌、印楝素、赤霉酸等。

       ● 今后，农业农村部还要在三个“进一步”上下功夫。进一步加大生物农药政策扶持力度；进一步提高生物农药登记科学化水平；进一步加强生物农药使用技术培训和宣传。

4  生物农药市场概况及产品开发应用

4.1  全球生物农药市场概况

       近年来，在生物农药行业发展形势一片大好的背景下，先正达、拜耳、科迪华、巴斯夫等全球领先的农药公司纷纷通过收购及自主研发加码生物农药的权重，展现了他们对生物农药市场的坚定信心。依托这些大型跨国公司强大的技术创新能力、市场推广能力，以及全球性研发热情的高涨，生物农药迎来了市场增长的黄金时期。

       根据phillips mcdougall公司的统计，全球生物农药的市场增长已超过传统植保产品，1993—2016年，生物农药的市场增长了29倍（2900%）。

表3  生物农药市场增长及占植保市场的份额

       根据phillips mcdougall旗下公司ihs markit的统计数据，2020年，全球生物农药市场约为50亿美元，并且仍将保持快速增长态势。

       2020年，美洲依然是生物农药最大的地区市场，占全球生物农药市场的44%，其中，美国生物农药市场在全球位列第一，占北美市场的90%，占全球市场的1/3，并以超过15.5%的复合年增长率增长，而且美国生物农药使用量的美元值已达到全球病虫害防治市场总额的6%；微生物农药在美国占据主导地位，拥有2/3的市场份额。

       其次是欧洲占总市场的20%，亚洲占13%，大洋洲占11%，拉丁美洲占9%，非洲占3%。

图4  全球生物农药市场份额

       ihs markit公司预计，2020—2025年，全球生物农药市场将以约10%的复合年增长率增长，至2025年，全球生物农药市值将超过80亿美元。据此增长率计算，预计2026年全球生物农药市场约达88亿美元。

图5  2021—2026年农药生物农药市场预测(亿美元)

       尽管生物农药发展潜力较大，尤其最近增长迅速，但其在植保产品总市场中所占份额较小，尚不足10%。据phillips mcdougall公司估计，一个生物农药在成熟期的平均年销售额约为1,000万美元，而一个传统植保产品成熟期的平均年销售额约为7,500万美元。 

4.2  我国生物农药市场概况

       生物农药在我国已有悠久的历史，是最早应用植物源农药防治作物病虫害的国家之一。经过70年的发展，我国已经掌握了上百种生物农药的关键技术及产品研制的技术路线，上千个产品获得登记和推广应用，其中苏云金杆菌、枯草芽孢杆菌、木霉菌、赤霉酸、苦参碱、阿维菌素等产品广泛应用。

       根据国家统计局数据，近年来我国生物农药行业，规模以上企业（年产值2,000万元以上）的变化情况如表4所示。2014—2016年，我国生物农药行业规模逐渐扩大，规模以上企业数量稳步增长，对应的营业收入持续增加。2017年我国实施新的《农药管理条例》、市场供需结构转变、行业资源整合优化、环保安监升级，国内市场表现出较大的变化，导致我国生物农药行业在2017年和2018年呈现下降趋势。2019年逐渐恢复，尤其是规模以上企业利润总额已经恢复至2017年水平，与此同时，生物农药行业的销售利润率达到近年最高点，为10.51%。

       从表4数据可以看到，2019年，规模以上企业（年产值2,000万元以上）的生物农药与化学农药的市场占比约为1/7。我国主要的农药市场仍然是化学农药市场，但生物农药的利润增长率有超过化学农药的趋势。

表4  我国生物农药及化学农药行业规模以上企业（年产值2,000万元以上）生产情况

       我国一些明星生物农药如bt年产值约3.5亿元，年出口1.5亿元左右，阿维菌素年产值15亿元，年出口约7亿元，两者的年产值及推广应用范围可与化学农药媲美，甚至远销国外。木霉菌等真菌生物农药发酵产抗逆性孢子工艺取得突破，广泛应用于防治蔬菜根腐病、灰霉病等土传病害。棉铃虫核型多角体病毒和黏虫颗粒体病毒等10多种昆虫病毒制剂获得登记。害虫天敌的生产与利用技术达国际领先水平，如赤眼蜂的年繁蜂量100亿头左右，应用面积2,000万亩以上，是全球应用面积最大的国家。植物源农药快速发展，至今登记在册的植物源农药有效成分约30个，其中苦参碱、印楝素、鱼藤酮、芸苔素内酯和除虫菊素等植物源生物农药在我国农业生产中已得到了广泛应用。

       国家统计局数据显示，2020年全国农药行业693家规模以上企业资产总计2,815.67亿元，同比增长5.9%；主营业务收入2,280.58亿元，同比增长6.1%；利润总额190.62亿元，同比增长0.5%。

       2020年，生物化学农药及微生物农药制造业129家规模以上企业的资产总计为348.00亿元，占农药制造业的12.4%；主营业务收入为289.11亿元，占农药制造业的12.7%；利润总额为33.46亿元，占农药制造业的17.6%。

表5  2020年规模以上农药企业经济指标情况

（数据来源：国家统计局）

       “十三·五”期间，全国植保系统大力实施“到2020年农药使用量零增长行动”，开展以“控、替、 精、统”为核心的减量技术推广。通过多年多点农药试验示范筛选，农药品种结构进一步优化，高效、低风险农药使用占比超过90%，高毒农药逐步淘汰，生物农药使用迅速增加。

       与2015年相比，三大粮食作物专业化统防统治覆盖率从33.0%提高到2020年的41.9%，提高了8.9个百分点；农作物病虫害绿色防控面积从3,066.67万hm²增加到6,651.09万hm²，增长116.9%；农作物病虫害绿色防控覆盖率从23.0%提高到41.5%，提高18.5个百分点；全国农药利用率从36.6%提高到40.6%，提高4个百分点；农药使用量（折百量）从30.0万t减少到2019年的26.3万t，实现连续5年农药使用量负增长。

       据全国农技中心首席专家王凤乐介绍，十三·五期间，我国生物农药的使用商品量从2015年7.07万吨，增至2020年的8.35万吨，增长18.1%。

       在农药使用量减少13%的大背景下，生物农药使用量的增长，来之不易。

图6  十三·五期间生物农药使用商品量(吨)

       据统计，我国生物农药年产量（商品量）约13万吨，产值约30亿元，占农药总产量和总产值近10%。其中抗生素类农药约占2/3。微生物农药产量居前的5个品种分别是苏云金杆菌、枯草芽孢杆菌、棉铃虫核型多角体病毒、金龟子绿僵菌cqma421和多粘类芽孢杆菌kn-03，约占微生物农药产量的75%。生物化学农药产量居前的5个品种分别为赤霉酸、氨基寡糖素、芸苔素内酯、三十烷醇、14-羟基芸苔素甾醇，产量约占生物化学类农药的70%。植物源农药产量居前的5个品种分别为苦参碱、樟脑、鱼藤酮、螺威、雷公藤甲素，约占植物源农药产量的80%。总体上，生产品种比较集中，生产规模不大。

       生物农药年使用量（商品量）已到8万吨左右，防治面积约4亿亩次，同时有一定数量的出口。根据2019年农业农村部农药检定所组织的专项调查显示，不同生物农药的使用面积大小依次为抗生素类农药、生物化学农药、植物源农药和微生物农药。从市场专项抽查情况来看，生物农药产品质量合格率逐年提高。2020年抽检生物农药样品87个，合格样品71个，合格率81.6%，比2019年生物农药产品合格率（62.1%）提高19.5个百分点。

       生物防治是综合防治的重要措施之一，但我国生物农药防治覆盖率才近10%，远低于发达国家20%～60%的水平。为此，要提高生物农药的生产能力和使用水平，优化品种结构，提高施药技术，促进生物农药快速发展。

4.3  生物农药产品开发及应用

       据phillips mcdougall公司分析，在全球农药市场，除了600多个合成的植保有效成分外，另有约300个生物农药有效成分和生物体。这些生物农药包括：天然源物质、发酵产品、微生物、信息素、捕食性的昆虫和螨、真菌、线虫等。

       近年来，无论是大型研发公司，还是非专利产品生产商，抑或是许多小公司、新兴公司，他们都对生物农药产生了浓厚的兴趣。这主要受到多方面因素驱动，如生物农药所面临的管理要求较少，有害生物综合管理（ipm）方案增加，农民需要更加多样性的措施来应对病虫草害等。在ipm体系中，生物农药和化学农药常常一起使用。

       1960年以来，生物农药的上市速度显著提升（如图7）。在1960—1990年间，全球平均每年上市3个新生物农药；而在1990—2016年间，平均每年上市11个新生物农药。

       在过去20年里，新生物农药的上市速度往往超过传统产品的上市速度，而且这一趋势有望延续下去。

图7  生物农药和传统植保产品(cp)每年新上市产品数量

（来源：phillips mcdougall数据库和分析）

       全球关于生物农药的研发如火如荼。在1996—2015年的10年间，全球关于生物农药的专利申请72,325件，授权专利27,336件，其中有效专利18,208件。申请专利中，一半以上来自美国、德国和中国，日本也有大量的专利申请。生物农药专利受理国家和地区主要为中国、美国、pct和欧洲，其中，我国呈现爆发式增长态势，显示国内外研究机构对我国生物农药的市场前景看好。跨国公司也十分重视生物农药的研发，拜耳、巴斯夫、先正达、科迪华、住友等为全球生物农药的主要核心专利权人。

       rna干扰技术是目前国际前沿技术，是生物农药研究的新方向，被认为是未来植保领域的颠覆性技术。rna干扰技术针对水稻、蔬菜、果树、草地等植物重要病虫（包括褐飞虱、灰飞虱、小菜蛾等），发现植物抗虫rna沉默信息流传递的关键路径和作用靶标，研发rnai技术和产品。预计在未来5～10年，以rna干扰技术为核心的rna农药将进入研发热潮，在农药市场上rna农药有望实现零的突破。

       很多病害看似发生在土壤上部，实际上是植物根系不好，从而影响作物生长。目前，土壤面临板结、有机质缺失、ph值低、有益微生物缺乏等严重问题，所以土壤修复技术比任何杀虫、杀菌剂都重要。土壤健康修复技术通过增加土壤功能微生物种类和数量，添加土壤有机质来维持功能微生物群体，有利于抑制病原微生物的发生和发展。目前，土壤健康修复技术有微生物菌剂、有机肥、土壤改善剂等。

       昆虫信息素和性诱剂产品也是生物农药的重要发展方向，食诱剂、聚集信息素、告警信息素、示踪信息素等新技术和新产品不断涌现，发展较快。

       植物免疫诱导剂以免疫和健康为目标，植物获得蛋白、糖等，诱导植物产生水杨酸、茉莉酸等，以此来抵抗病原菌的侵入和发展，激活植物抗性系统，提高自身抗病能力，减轻和防止病害发生。

       绿色防控配套综合技术集成成为时代热点。通过将土壤修复技术、植物免疫技术、昆虫信息素、微生物杀菌剂、植物源农药和天敌昆虫等相关技术，根据其作用优势及特点，并结合我国主要农作物病虫害的发生发展情况，开展综合治理的研究与集成。

       美国生物农药登记起步早，1990年后进入快速发展阶段。2017年9月30日，美国公布已登记生物农药有效成分390个，且品种多样。其中生物化学农药在生物农药中的数量最多(占52%)，微生物农药占32.6%，其他类农药占5.9%。另外，还有37个转基因类农药（pip）。而我国的生物农药正在发展阶段，尤其是化学信息素农药基本在起步阶段。

表6  中美生物农药有效成分对照表

       近年来，在新登记农药中，生物农药的权重明显增加。

       2019年全球新登记、上市或正在申请登记的农药品种共32个。其中杀菌剂6个、杀虫剂4个、除草剂5个、生物农药17个。生物农药占53%。这些生物农药包括：解淀粉芽孢杆菌植物亚种fzb42、苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒fv1#11、昆布多糖、解淀粉芽孢杆菌mbi 600、球孢白僵菌菌株ppri 5339、脂质几丁寡糖mor116、粉红螺旋聚孢霉菌株cr-7、深绿木霉sc1菌株、肉桂枝枯病菌株nt039 大豆炭腐病菌株nt094 neoscytalidium novaehollandiae strain qls003、球孢白僵菌菌株imi389521、枯草芽孢杆菌fmch002 地衣芽孢杆菌fmch001、枯草芽孢杆菌株aib/bs03、顺式茉莉酮 解淀粉芽孢杆菌mbi 600、链霉菌活性噬菌体、苏云金杆菌蜡螟亚种sds-502菌株、啤酒酵母菌株ddsf 623、轻凤果轻花叶病毒株lp中分离出的vx1 轻凤果花叶病毒株ch2分离出的vc1等。

       2017年，我国新增登记农药品种38个，其中生物农药10个，占26.3%。新登记的生物农药包括：金龟子绿僵菌cqma421、苏云金芽孢杆菌g033a、解淀粉芽孢杆菌b1619、解淀粉芽孢杆菌pq21、甲基营养型芽孢杆菌9912、表芸苔素内酯、14-羟基芸苔素甾醇、梨小性迷向素、寡糖·链蛋白、异硫氰酸烯丙酯等。其中，不同菌株系列新品种占增量的主体。

       2019年，我国共登记了34个新农药，其中包括11个生物农药，占32.4%；包括互生叶白千层提取物、补骨脂种子提取物、侧孢短芽孢杆菌a60、解淀粉芽孢杆菌lx-11、β-羽扇豆球蛋白多肽、沼泽红假单胞菌psb-s、嗜硫小红卵菌hni-1、银杏果提取物、绿盲蝽性信息素、二化螟性诱剂、二氢卟吩铁等。

       截至2020年12月31日，我国在有效登记状态的农药有效成分达到714个，登记产品41,885个。自2013年至2020年，农药登记数量的年均增长率为5.02%。目前，我国有农药登记的生产企业1,896家，其中境外企业126家。

图8  2013—2020年每年农药登记总量

       截至2020年12月31日，我国在有效登记状态的生物农药的有效成分有125个，产品1,735个（未包括农用抗生素和天敌）。近6年来生物农药有效成分和产品的年均增长率分别为9.1%和8.6%，显示我国生物农药登记数量在稳步增加，生物农药行业在逐步发展。生物农药的登记作物包括水稻、小麦、棉花、果树（苹果、柑橘等）、十字花科蔬菜等。

图9  2015—2020年各类生物农药有效成分登记数量

图10  2015—2020年各类生物农药产品登记数量

       2021年，我国登记的新有效成分共26种，其中包括5个专供出口产品。在国内登记的21个新有效成分中，17个为生物农药，占81%，拥有绝对优势地位。这些新的生物农药包括：解淀粉芽孢杆菌zy-9-13、贝莱斯芽孢杆菌cgmcc no.14384、杀线虫芽孢杆菌b16、苏云金杆菌han055、爪哇虫草菌js001、爪哇虫草菌ij01、球孢白僵菌zju435、哈茨木霉菌ltr-2、硫酸血根碱、冠菌素、谷维菌素、酰氨寡糖素、几丁寡糖素、白藜芦醇、顺-9-十四碳烯乙酸酯、顺-7-十二碳烯乙酸酯、顺-11-十六碳烯乙酸酯。

       生物农药不仅用于防控普通病虫草害，而且将成为重大害虫和重要入侵害虫的绿色防控产品。草地贪夜蛾、飞蝗等被列入《一类农作物病虫害名录》，在其推荐防治产品中包括多个生物农药。如防治草地贪夜蛾的球孢白僵菌、金龟子绿僵菌cqma421、苏云金芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌g033a等，防治蝗虫的绿僵菌、白僵菌、苏云金芽孢杆菌、微孢子虫、球孢白僵菌、金龟子绿僵菌、蝗虫微孢子虫、苦参碱、印楝素、z,e-7,9,11-十二碳三烯基甲酸酯等。

       据全国农技中心病虫害防治处处长刘万才介绍，在2021年我国水稻病虫害发生防控中，通过实施以生态工程技术、抗耐性品种、健身栽培、昆虫性信息素群集诱杀和交配干扰技术、人工释放稻螟赤眼蜂技术以及短稳杆菌、苏云金杆菌、枯草芽孢杆菌、金龟子绿僵菌、甘蓝夜蛾核型多角体病毒等微生物农药应用技术得到进一步推广，对降低化学农药使用、恢复稻田生态平衡发挥了重要促进作用。

       2022年农业农村部计划重点试验、示范、推广八大类绿色防控技术。包括：生态控制技术、免疫诱抗技术、四诱技术（光诱、色诱、性诱、食诱）、防虫网阻隔技术、天敌保护利用技术、生物农药应用技术、干扰交配技术、科学用药技术。如重点推广氨基寡糖素类与蛋白质类等植物免疫诱抗剂；大力推广草地贪夜蛾、水稻螟虫性诱剂等性诱产品；重点推广实蝇类蛋白诱剂、棉铃虫利它素饵剂、盲蝽植物源引诱剂、稻纵卷叶螟生物食诱剂和花香诱剂、草地贪夜蛾食诱剂等食诱产品；大力推广苏云金芽孢杆菌、短稳杆菌、枯草芽孢杆菌、白僵菌、绿僵菌、寡雄腐霉以及核型多角体病毒、颗粒病毒和质型多角体病毒等微生物农药；推广应用苦参碱、印楝素、除虫菊素、蛇床子素、鱼藤酮等植物源农药；推广应用赤·吲乙·芸苔、芸苔素内酯、赤霉酸等植物生长调节剂；推广应用井冈霉素、阿维菌素、武夷菌素、春雷霉素、宁南霉素、农抗120、多氧霉素、中生菌素等农用抗生素。

5  生物农药存在问题及发展建议

5.1  生物农药存在的问题

       生物农药既有化学农药无可比拟的优势，可以解决农产品农残超标、污染环境的问题，还可以减少抗药性，对病虫害治标更治本，有利于保护和改善生态环境，但同时也存在见效慢、成本高、适用范围窄、技术要求高等制约因素。

5.2  生物农药的发展建议

       如何规避生物农药的短板、解决生物农药“叫好不叫座”的问题，业内专家提出了许多宝贵的建议。

       （1）提升产品质量是发展生物农药的硬道理。如筛选安全高效的有效成分、改进加工工艺等，要将生物农药做出真正的品牌，杜绝假劣生物农药、添加隐性成分等；生产企业要逐步提高产业化生产水平，保证产品质量和市场合格率。

       （2）加大对新型生物农药研究开发的支持力度。目前，国家对生物农药的研究开发的支持主要是通过国家重点研发计划相关专项资助，从支持的力度来看相对较弱，而生物农药企业规模较小，缺乏自主创新的能力。以企业为主的生物农药自主创制目前条件还不成熟，建议从国家层面，进一步加强对生物农药的研究开发的资助力度。

       （3）生物农药属于绿色防控体系中的一个环节，生物农药的研发、生产和应用技术需要放在绿色防控体系这一大背景下才能得到广大农户的青睐。

       （4）生物农药的创制要面向农业生产的实际需要，以产业需求为导向。重点针对重大病虫害，特别是重要难防的农作物病虫害的防治。

       （5）生物农药与化学农药应协调发展，错时错空，发挥各自的优势和特长。生物农药以预防为主，化学农药以杀灭为主；生物农药能够做到“有虫不危害，有病不成灾”，即已达到防治目的。

       （6）要采取多种形式宣传普及生物农药的优点和使用技术，提高生物农药的科学使用水平。

       （7）积极将国家各项有关的战略决策落实到创制研发、生产使用、市场推广的各个环节，将生物农药行业的发展推向一个更高水平。