生物农药是利用生物活体或生物代谢过程中产生的具有生物活性的物质，或者从生物体中提取的物质制成的制剂，具有选择性高、对环境污染小、不易产生抗药性、可利用资源多等特点，20世纪80年代以前被广泛用于农林作物病、虫、草、鼠等有害生物的防治。随着化学工业的迅速发展，化学农药逐渐成为农林有害生物防治的主要手段，其在减少作物损失、保障粮食安全、抑制有害生物大面积发生和蔓延、改善生活环境卫生状况等方面发挥了重要作用。然而，化学农药的滥用、误用等不当使用行为带来的环境污染、对非靶标生物的杀伤、生物多样性丧失、害虫抗药性增强、农药残留等诸多问题日益凸显。
基于绿色发展的需求，农业部提出《到2020年农药使用量零增长行动方案》，要求到2020年通过提高生物、物理防治覆盖率的绿色防控手段及统防统治等措施，实现化学农药使用总量零增长。在可持续发展和生态文明建设的背景下，绿水青山就是金山银山的理念已深入人心。新时期，重提发展生物农药，对实现化学农药使用量零增长、降低化学农药负面影响、改善生态环境都有重要意义。本文回顾了我国生物农药的发展历史，综述了生物农药的发展现状和发展过程中遇到的问题，探讨了我国生物农药的应用前景，以期对解决生物农药发展中遇到的问题、进一步推动生物农药的发展提供参考。
1生物农药的发展历史
1.1生物农药的定义
生物农药目前在国际上没有统一的定义。联合国粮食及农业组织和世界卫生组织将生物农药定义为源于自然界的、可以以类似于常规化学农药的方式配制和应用的、通常用于短期有害生物控制的物质，如微生物、植物源物质、化学信息素。美国国家环境保护局将生物农药定义为从天然材料（如动物、植物、细菌和某些矿物质等）中提取的农药，包括生物化学农药、微生物农药和转基因植物农药（Plant-Incorporated-Protectants，PIPs）。根据2019年8月农业农村部发布的《对十三届全国人大二次会议第6733号建议的答复》的阐释，我国的生物农药包括微生物农药、植物源农药和生物化学农药。农业部制定的《农药登记资料要求》分别对微生物农药、植物源农药和生物化学农药做出了具体的解释。
1.2生物农药的发展历程
回顾我国生物农药发展历史，苏云金杆菌、白僵菌、昆虫多角体病毒、鱼藤根粉、印楝、昆虫信息素等生物农药在中华人民共和国成立后得到迅速发展。20世纪60年代，鱼藤根粉防治蔬菜和茶树害虫、白僵菌防治松毛虫等生物防治技术在我国得到了大面积的推广。直至改革开放前，生物农药在我国有害生物防治上依然扮演重要角色。改革开放后，我国化学农药的发展进入腾飞期，逐渐占据农药应用的主要市场。尽管如此，以苏云金杆菌、白僵菌、绿僵菌、木霉菌为代表的微生物农药，以苦参碱为代表的植物源农药，以诱虫烯、梨小食心虫信息素为代表的昆虫信息素和以氨基寡糖素为代表的植物生长调节剂的研发仍然取得了极大的进步。受限于当时的政策和生产效率，我国生物农药的应用远远落后于化学农药。进入21世纪，在环境保护、可持续发展等理念的支持下，生物农药的发展获得了越来越大的空间。
2我国生物农药的发展现状
2.1生物农药的登记和管理情况
《我国生物农药登记有效成分清单（2020版）》列出了47个微生物农药有效成分、26个植物源农药有效成分和28个生物化学农药有效成分。截至2020年12月31日，我国有125种生物农药有效成分处于有效登记状态，涉及1,735个产品，近5年生物农药有效成分登记数量和产品登记数量呈上升趋势。
2.2生物农药的生产和销售情况
国家统计局的数据显示，2014—2016年我国生物农药规模以上企业（年产值2,000万元以上）的数量、企业主营业务收入和企业利润总额呈逐年上升的趋势（见图1）。2017年受我国新的《农药管理条例》实施的影响，农药行业的生产情况发生波动。2017年和2018年，生物农药的生产效益整体下滑。虽然自2017年以来更严格、更完善的管理措施和市场变化使得规模以上企业数一直呈现下降的趋势，但是经过2年的调整期，自2019年起我国生物农药生产企业的主营业务收入和利润总额恢复增长。
我国生物农药的产量在2018年达到约8.5万t（包括农用抗生素），其中微生物农药、植物源农药和生物化学农药的产量之和约为2.9万t，生物化学农药的产量在上述3种生物农药中最高（见图2）；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占据了78%的微生物农药产量，苦参碱、樟脑、鱼藤酮、螺威和雷公藤甲素占据了86%的植物源农药产量，赤霉酸、氨基寡糖素、芸臺素内酯、三十烷醇和14-羟基芸臺素甾醇占据了71%的生物化学农药产量。我国生物农药的生产呈现出以生物化学农药为主，集中于几个有效成分的特点。
以苏云金杆菌为代表的微生物农药在国内外已经形成了成熟的生产和销售模式，2017年我国苏云金杆菌制剂年产值约3.5亿元，年出口约1.5亿元；农用抗生素的生产和销售也很亮眼，如阿维菌素年产值约15亿元、年出口约7亿元；此外，我国害虫天敌的生产处于国际领先地位，赤眼蜂的年蜂繁量约100亿头，其人工繁殖面积为全球第一。自2010年起，我国生物农药行业市场销售收入总体呈现上涨的趋势（见图3），但是生物农药销售收入在全国农药销售收入的占比在2018年只有约12.3%，远低于全球水平。
2.3生物农药的应用情况
我国微生物农药的应用相对广泛，苏云金杆菌、球孢白僵菌、金龟子绿僵菌、木霉菌、淡紫拟青霉、厚孢轮枝菌、昆虫核型多角体病毒和昆虫颗粒体病毒等被用于防治鳞翅目害虫（如棉铃虫、玉米螟、松毛虫、草地夜贪蛾等）、鞘翅目害虫（如金龟子、天牛等）、直翅目害虫（如蝗虫等）等害虫和植物病害。蝗虫微孢子虫、苦参碱和印楝素亦是重要的蝗虫防治药剂。天敌生物在农林害虫治理中发挥着重要作用。赤眼蜂在我国应用面积超过133万hm2，其应用面积全球最大。林业有害生物每年对我国林业生产造成了巨大的损失，据估算，2006—2010年间其造成的年均直接经济损失达到了245亿元。在林业害虫治理方面，天敌生物应用效果显著，例如：白蛾周氏啮小蜂被用于防治美国白蛾，花绒寄甲被用于防治栗山天牛、松褐天牛、云斑天牛、光肩星天牛，肿腿蜂被用于防治松褐天牛、锈色粒肩天牛、杨十斑吉丁。
进入21世纪，我国农作物病虫害生物防治的面积、农作物生物防治占防治总面积的比例、生物农药应用的面积逐年增长。农作物病虫害生物防治的面积由2002年的1,973万公顷次上升到2007年的3,980万公顷次，农作物生物防治占防治总面积的比例由2002年的约8%上升到2007年的约9%。到2018年，我国农作物生物农药防治覆盖率约10%，虽然相比过去有所增长，但是仍远低于发达国家20%～60%的水平。
3应用展望
化学农药在过去50年为全球有害生物防治做出了重要贡献，但也对生态安全、食品安全和人体安全造成了不利影响。根据2014年的数据，我国单位面积平均化学农药用量比世界平均水平高2～2.5倍，每年遭受农药残留污染的作物面积约8,000万hm2，其中受到严重污染的占40%。提高农药使用率，发展化学农药替代品是我国亟需解决的问题。20世纪末，美国在保证作物产量不减少的前提下，化学农药的使用量减少了35%。鉴于此，对化学农药实施更为严格的管理，推行毒性相对较低的生物农药是全球趋势。
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