1、生物农药及其在绿色食品生产中的作用,马德英 教授新疆农业大学农学院,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,一、世界农药发展现状及生物农药的发展前景,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,2008年全球农药销量同比减少，但市场价值增加，达到404.75亿美元。欧洲仍为全球第一大市场，其销售额为128.30亿美元，占全球农药市场的31.7%。其次分别为：亚洲，占全球23.1%；拉丁美洲，占全球20.8%；北美，占全球20.6%；非洲，占全球3.8%，其中，拉美市场反超北美。除草剂仍为全球最大的产品类型，占全球农药销售额的46.9%，其他依次为：杀菌剂（25.9%）、杀虫剂（24.1%）
2、及其他（3.1%）。,2010年世界前10位农药公司排名1.拜 耳 61.20 亿美元 2.先正达 60.30 亿美元 3.巴斯夫 41.41 亿美元 4.道化学 33.68 亿美元 5.孟山都 31.80 亿美元 6.杜 邦 22.11 亿美元 7.马克西姆 13.58 亿美元 8.住友化学 13.08 亿美元 9.澳新农 10.60 亿美元 10.Arysta 7.90 亿美元,我国，在占世界3.22%的耕地上，生产并喷洒世界农药的17%，比世界平均用量高约5倍。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,当前防治面临的问题,种植业调整导致病虫害复杂化；经济作物病虫害防治技术薄弱；滥用农
3、药普遍；农残问题（果茶蔬突出）；中毒问题突出（56万人/年）；生防开发推广滞后。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,当前生物农药研究动态,生物农药方面，目前世界上至少有100多个生物农药产品，其中90%是微生物杀虫剂，有生物技术产品10多个。最有代表性的产品是Bt杀虫剂。生物农药年产值已达10多亿美元，并以每年10%-20%的速度递增，未来发展趋势是生物农药代替化学农药，高效的基因工程产品代替天然生物制剂等。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,生物农药的发展方向,-微生物杀虫剂-农用抗生素-植物源杀虫剂-拮抗性微生物；-昆虫天敌；-农药降解生物制剂应用：中科院动物所；-其他
4、仿生农药（引诱剂、性诱剂等）；,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,生物农药带来的困惑,1. 什么是生物农药？它包含哪些类型？2. 生物农药就一定是安全的吗？3. 所有的生物农药都可以用于AA级绿色食品生产或者有机食品生产吗？,二、生物农药的概念及分类,什么是生物农药？,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,1. 生物农药的概念,传统意义上的生物农药：从可以用来防治病虫草等有害生物的生物活体开发利用细菌、病毒、真菌、线虫及拮抗微生物等控制病虫草害的制剂。现代生物农药的概念: 指可以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
5、物,并且可以制成商品上市流通的生物源制剂,包括病毒、细菌、真菌、植物源农药、生物化学农药和抗病虫草害的转基因植物等。,生物源农药,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,我国在中国种植业大观农药卷中对生物农药的概念是： 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，或者是通过仿生合成具有特异作用的农药制剂。,什么是仿生合成？仿生合成的农药是不是生物农药？,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,生物源农药的定义,生物源农药：是指利用生物资源开发的农药。 广义上讲,生物源农药包括生物产生的天然活性物质、生物活体以及按天然物质的化学结构或类似衍生
6、结构而人工合成的农药。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,包括细菌、真菌、线虫、病毒及拮抗微生物等。,直接利用生物活体,按利用对象分类：生物农药一般分为直接利用生物活体和利用源于生物的生理活性物质两大类。,包括农用抗生素、植物生长调节剂、性信息素、摄食抑制剂、保幼激素和源于植物的生理活性物质等。,利用源于生物的生理活性物质,2. 生物源农药的分类,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,按其来源分为:植物源农药；除虫菊素、苦参碱、鱼藤酮动物源农药；斑螯素微生物源农药；苏云金杆菌(Bt)按其用途分为:生物源杀虫剂；生物源杀菌剂；生物源除草剂；生物源植物生长调节剂；,2019年5月2
7、4日,新疆农业大学 马德英,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,生物化学农药,该类杀虫剂品种必须显示出与对耙标生物直接毒杀不同的作用方式(如生长调节,觅偶干扰);生物化学农药必须是天然存在的,或者如果它是由人工合成,则在化学结构上必须与天然存在的化合物完全相同。即合成化合物主要成分的分子结构必须与天然存在的模式化合物分子结构一样。生物化学农药按照一般生物机制可分为4类:,化学信息素 激素 天然植物生长调节剂 酶制剂,人工合成的生物化学农药不能用于AA级绿色食品生产和有机食品生产。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,生物合成农药,指通过微生物发酵工艺,以微生物代谢次生物质为有效
8、成分的农药。一般具有药效高、针对性强、无药害、与环境相容性好等优点。,主要品种是杀菌剂,如井冈霉素、春雷霉素、多抗霉素等。,有效成分是生物合成的有机化学物质,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,仿生合成农药,采用人工有机合成方法,产品在有效成分分子结构上仿照了某种生物源物质。只有不但作用机制相同,而且分子基本结构、主要功能团、甚至分子结构的立体构像也相同或相似,才属于仿生合成农药的范畴。,人工合成的苯甲酸脲类昆虫几丁质合成抑制剂(灭幼脲)链烯基羧酸酯类保幼激素(烯虫酯),2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,3. 生物农药的特点,(1)对哺乳动物无毒或毒性较低,对人畜安全、无毒；
9、(2)具有很强的专一性,只对靶标害虫作用,对天敌及有益生物杀伤作用较小,有利于保持生态平衡；(3)生产原料和有效成分均为天然产物,易于在自然界的大循环中降解,因而有较好的环境相容性；(4)作用机理独特,不易和常规农药产生交互抗性,并且是多种因素和成分协同作用,不易使害虫和病原菌产生抗性；(5)作用过程缓慢,不能用于应急性控制。,缺点,二、生物农药的发展机遇及存在问题,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,1. 生物农药的发展机遇,-环保技术与可持续发展；-加入WTO，农产品出口加大；-食品安全计划；-绿色产业的发展；-消费观念的转变（2亿多亩蔬
10、菜过量，如何提高品质？）,大白菜大蒜大葱,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,进入21世纪，人类对生存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倍受社会关注。由于大量使用化学农药，空气、水源、土壤和农作物都受到了污染。生物农药是人们减少污染,回归自然的一个必然选择。生物农药的发展是农业可持续发展与环境保护的需要。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,目前世界上许多国家已经限制化学农药的使用。美国EPA于1990年宣布撤消了91种化学农药的登记；1992年，世界环境与发展大会决议要求“在全球范围内控制化学农药的销售和使用”；1994年，美国公布了43种化学农药禁止使用，
11、11种严格限用。瑞典、丹麦、荷兰等国家于1990年制定了在510年内减少化学农药用量50%的计划，并开始禁止在直接入口的瓜果蔬菜等农产品生产中使用化学农药；欧盟也制定了类似的计划；,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,我国也已撤销了十几种化学农药的登记。至目前为止，国家明令禁用的农药品种已近20种，如六六六、滴滴涕、赛力散、西力生、甲六粉等。将生物农药和绿色食品列入中国21世纪议程。,生物农药产业由此已显示出高速发展的势头，生物农药将负起更加重要的作用。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,国家发展生物农药的计划,为了鼓励生物农药在我国的发展，农业部和国家石化局均对生物农业的发
12、展出台了相应的支持政策，并计划到2005年使生物农药使用量占到农药总量的20%，2015年占到50%。化学农药残留物受到严格监控，通过创建“全国无农药残毒放心菜（果）活动”对各地蔬菜、水果生产和销售进行严格管理，一些地方政府还对生物农药的使用者实行高达价格50%的补贴政策。,2. 绿色食品生产为生物农药提供大发展机遇,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,中国的食品分级,三种食品分级标准有机食品绿色食品无公害食品其中绿色食品和无公害食品是中国自己的标准，有机食品是国际标准。,图 1: 中国有机食品、绿色食品和无公害食品占可耕地面积的分布 (12
13、2 m ha) (Data sources: Hongbin, 2007; Yan 2006).,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,绿色食品标准的分级,绿色食品分为AA级和A级AA级和A级的根本区别：AA级绿色食品在生产过程中不允许使用化学合成物质。A级绿色食品在生产过程中允许限量使用限定的化学合成物质。,AA级绿色食品与国际有机食品标准相适应,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,Organic product logo,据农业部数据，中国农产品出口的90%是生态食品、无公害食品、绿色食品和有机食品 (Hongbin, 2007a).,2019年5月24日,新疆农业大学 马德
14、英,有机食品标志,绿色食品标志,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,绿色食品的发展现状,中国的绿色食品和有机食品同时拥有中文和英文标志。绿色食品是中国的发明创造，经过10年的培育，绿色食品标志已经得到了市场认可，并被国内和国际市场所接受。绿色食品在中国的食品市场中已经很普遍。加拿大小麦委员会已经声明每年60万吨小麦认证中国的绿色食品标志。 (Lyons, 2008)国际上普遍观点认为，绿色食品为有机食品发展奠定了很好的基础，作为一种过渡的农业生产途径对其他国家有机农业发展目标的实现是一个很好的借鉴。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,AA级绿色食品质量标准的要求 生产地的环境
15、质量符合绿色食品 产地环境技术条件，生产过程中不使用化学合成的肥料、农药、兽药、生长调节剂、饲料添加剂、食品添加剂和其它有害于环境和身体健康的物质，最终产品质量达到绿色食品产品标准的要求,A级绿色食品质量标准的要求 生产地的环境质量符合绿色食品 产地环境技术条件，生产过程中严格按有关绿色食品生产资料使用准则和生产技术规程要求，限量使用限定的化学合成物质，并积极采用生物学技术和物理方法，使最终产品质量达到绿色食品产品标准要求。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,绿色食品生产有害生物防治准则,绿色食品生产应从作物-病虫草等整个生态系统出发，综合运用各种防治措施，创造不利于病虫草害孳生和有
16、利于各类天敌繁衍的环境条件，保持农业生态系统的平衡和生物多样化，减少病虫草害所造成的损失。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,优先采用措施,农业措施选用抗病抗虫品种非化学药剂种子外理培育壮苗中耕除草秋季深翻晒土,清洁田园轮作倒茬间作套种利用灯光、色彩诱杀害虫机械和人工除草,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,杀虫灯技术蓬勃发展5.20 国际农机展销会,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,生产AA级绿色食品的农药使用准则,1. 应首选使用AA 级绿色食品生产资料农药类产品。2. 在AA级绿色食品生产资料农药类不能满足植保工作需要的情况下，允许使用以下农药及方法：中等毒性
17、以下植物源杀虫剂、杀菌剂、拒避剂和增效剂，除虫菊素、鱼藤根、烟草水、大蒜素、苦楝、川楝、印楝、芝麻素等。释放寄生性和捕食性天敌动物，如昆虫、捕食螨、蜘蛛及昆虫病原线虫等。在害虫捕捉器中允许使用昆虫信息素及植物源引诱剂。允许使用矿物油和植物油制剂。允许使用矿物源农药中的硫制剂、铜制剂。,判断题植物源杀虫剂都能应用于AA级绿色食品生产（）,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,生产AA级绿色食品的农药使用准则（续）,经专门机构核准，允许有限度地使用活体微生物农药，如真菌制剂、细菌制剂、病毒制剂、放线菌、拮抗菌剂、昆虫病原线虫、原虫等。允许有限度地使用农用抗生素，如春雷霉素、多抗霉素（多氧霉素
18、）、井岗霉素、农抗120、中生菌素、浏阳霉素等。禁止使用有机合成的化学杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、杀线虫剂、除草剂和植物生长调节剂。禁止使用生物源、矿物源农药中混配有机合成农药的各种制剂严禁使用基因工程品种（产品）及制剂。,在AA级绿色食品生产中能使用仿生合成的生物农药吗？,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,生产A级绿色食品的农药使用准则,1. 应首选使用A级绿色食品生产资料农药类产品。2. 在A级绿色食品生产资料农药类产品不能满足植保工作需要的情况下，允许使用以下农药及方法。中等毒性以到下植物源农药、动物源农药和微生物源农药。在矿物源农药中允许使用硫制剂、铜制剂。可以有限度地使用部分有
19、机合成农药，并按GB 4285、GB 8321.1、GB 8321.2、GB 8321.3、GB 8321.4、GB/T 8321.5的要求执行。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,生产A级绿色食品的农药使用准则（续）,此外，还需严格执行以下规定：a) 应选用上述标准中列出的低毒农药和中等毒性农药；b)严禁使用剧毒、高毒、高残留或具有三致毒性（致癌、致畸、致突变）的农药；c) 每种有机合成农药（含A级绿色食品生产资料农药类的有机合成产品）在一种作物的生长期内只允许使用一次（其中菊酯类农药在作物生长期只允许使用一次）。严禁使用高毒高残留农药防治贮藏期病虫害。严禁使用基因工程品种（产品）
20、及制剂。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,执行的相应标准,应按照GB 4285、GB 8321.1、GB 8321.2、GB 8321.3、GB 8321.4、GB/T 8321.5的要求控制施药量与安全间隔期。有机合成农药在农产品中的最终残留应符合GB 4285、GB 8321.1、GB 8321.2、GB 8321.3、GB 8321.4、GB/T 8321.5的最高残留限量(MRL)要求。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,3. 生物农药发展存在的问题,从生物农药的杀虫效果看，无论杀虫谱还是速杀效果，都不如化学农药；就产品的稳定性来说，许多商品生物农药的理化指标和稳
21、定性存在明显的不足；生物农药的使用往往需要较为复杂的田间使用技术和生态环境才能达到理想防效。,三、生物农药的使用技术,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,1. 降低环境因素的影响,生物农药从喷洒于植物上到昆虫取食或接触菌体至害虫取食到死亡需要一个较长的过程，在这一时期易受外界因素的影响。在施用时应尽量避开强光，如下午4：00以后使用效果较好；在微风下施用粉剂，作用效果最佳。,影响最大的因素是：温度、湿度、光照和风。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,2. 创造高湿环境，避免过度干燥,生物杀虫剂在所需的最佳条件时，才能发挥作用。一方面
22、在干旱地区要加大喷药用水量，造成一种高湿环境，易于微生物孢子的存活和繁殖；另一方面可在制剂中加入一些特定的高分子物质和增加溶液黏度的物质，如淀粉、动物骨胶、草木灰浸出液等，避免快速干燥，从而提高生物农药的使用效果。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,3. 选择有效时期,害虫各个发育阶段对生物杀虫剂的抵抗力不同，低龄幼虫期施药，才能充分发挥生物农药的效果。另外还要根据害虫取食特点使用不同类型的生物杀虫剂，如B.t对鳞翅目害虫效果很好，但对刺吸汁液的害虫(如螨类)无效；,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,4. 优化用药技术,选择高性能喷雾器。采用弥雾法喷施，雾滴小而均匀，使较小
23、液滴喷射至预期靶标叶，从而提高生物农药的防效，降低生产成本。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,5. 正确选择剂型,粉剂可借助空气浮力和风力分散于较大范围，从而同害虫有更大接触，对于食叶量很大的害虫如菜青虫可采用；将可湿性粉剂加水配成悬浮液的方法喷雾，效果较好。微胶囊剂不但有较长的防效，而且还能保护其中的病原体不受环境因子的影响，可用于大棚撒施。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,6. 针对不同害虫靶标施药,生物杀虫剂的专一性很强，杀虫谱不广；如B.t对防治鳞翅目幼虫有效，而对同翅目的叶蝉就无效，而且其不同品系对几种重要害虫的防效也存在差异。,2019年5月24日,新疆农业大学 马德英,7. 根据害虫的迁飞特性喷药,根据害虫的迁飞特性确定施药时间和技术采用生物农药与高效低毒低残留的化学农药配合使用的措施，可降低害虫的抵抗力，为病原微生物的侵入创造条件；同时害虫被病原微生物侵染后，降低了对化学农药的抵抗力，从而起到增效作用。,防治烟粉虱宜早晚施药，成虫的活动性差！,
