葉子雨

(中國農(nóng)藥工業(yè)協(xié)會，北京 100026)

農(nóng)藥具有提高農(nóng)作物產(chǎn)量與質(zhì)量的作用，是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要生產(chǎn)資料。農(nóng)藥的使用在有效地降低病蟲草鼠的危害，保護農(nóng)作物正常生長，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量方面，發(fā)揮了極其重要作用。然而農(nóng)藥的長期使用不僅會對生態(tài)環(huán)境造成污染和破壞，還會危及到農(nóng)產(chǎn)品和食品安全。如何減少農(nóng)藥的使用，保護環(huán)境生態(tài)，降低生產(chǎn)成本，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)是當(dāng)代農(nóng)業(yè)的一個重要問題。

隨著生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對轉(zhuǎn)基因生物的了解也越來越充分。目前，世界上許多國家把發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來的重大戰(zhàn)略選擇。大量的轉(zhuǎn)基因植物、動物和微生物品種得到了培育。其中也包括許多高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、高效的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因作物新品種。轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物，不但減輕了害蟲治理工作的負(fù)擔(dān)，還提高了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和穩(wěn)定性。我國轉(zhuǎn)基因作物主要有棉花、番木瓜和白楊等，種植面積為290萬hm2，位列世界第7位。截至2019年底，我國培育的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種已經(jīng)超過176個，這些品種的推廣使棉花產(chǎn)業(yè)的農(nóng)藥使用量下降了70%以上[1-2]。

1 我國轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的研發(fā)和種植現(xiàn)狀

我國是對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究起步較早的國家之一，20世紀(jì)80年代已開始著手相關(guān)研發(fā)工作，“863”“973”等計劃對轉(zhuǎn)基因方面的研究予以大力支持。2008年，中央一號文件對轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的培育工作提出了明確要求，強調(diào)加大研發(fā)投入，培育具有抗蟲、抗逆、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物新品種。截至2021年5月底，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部先后批準(zhǔn)自主研發(fā)的抗蟲棉、抗蟲水稻、抗蟲耐除草劑及高植酸酶玉米、耐除草劑大豆、抗病毒番木瓜、改變花色矮牽牛、抗病甜椒、延熟抗病番茄8種作物的生產(chǎn)應(yīng)用安全證書。

目前商業(yè)化種植的只有轉(zhuǎn)基因抗蟲棉和番木瓜。轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻“華恢1號”及“Bt汕優(yōu)63”，4個轉(zhuǎn)基因玉米(抗蟲耐除草劑玉米DBN9936、耐除草劑玉米DBN9858、抗蟲玉米DBN9501、抗蟲耐除草劑玉米瑞豐125)和3個轉(zhuǎn)基因大豆(耐除草劑大豆SHZD3201、耐除草劑大豆中黃6106、耐除草劑大豆DBN9004)也得到獲批，但均未取得品種審定和商業(yè)化應(yīng)用。

我國轉(zhuǎn)基因棉花的種植已經(jīng)十分廣泛，截至2019年末，我國共育成轉(zhuǎn)基因抗蟲棉新品種176個，累計推廣3 133萬hm2(4.7億畝)，減少農(nóng)藥使用70%以上，國產(chǎn)抗蟲棉銷售額占我國棉花銷售額的90%以上[4]。

總的來說，近年來我國在推進轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物研發(fā)、應(yīng)用、管理等方面取得了長足的進步，但轉(zhuǎn)基因食品在市場上還沒有較高的信任度。

2 轉(zhuǎn)基因作物種植對農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的影響

自1996年商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因作物以來，農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化。

2.1 轉(zhuǎn)基因作物種植對農(nóng)藥需求的影響

抗蟲性狀是農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因設(shè)計的重要內(nèi)容之一。隨著許多具有抗蟲特性的轉(zhuǎn)基因新品種作物被培育和推廣，傳統(tǒng)種植工藝中大量使用的農(nóng)藥表現(xiàn)出需求下降的趨勢，這對農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了一定的影響。據(jù)報道，由于Bt棉在全球范圍內(nèi)的廣泛種植，2001年全球殺蟲劑用量減少1.05萬t。根據(jù)美國調(diào)查數(shù)據(jù)[5]，在1996-2008年，隨著抗蟲棉種植面積增加，單位面積殺蟲劑用量明顯下降，由1996年的1.80 kg/hm2，下降到2008年的0.63 kg/hm2，抗蟲棉的種植面積擴大與殺蟲劑用量減少高度相關(guān)。另有研究發(fā)現(xiàn)[6]，抗蟲玉米和抗蟲棉花與普通玉米和棉花相比，單位面積殺蟲劑用量均明顯減少。根據(jù)中國農(nóng)藥工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，2015年至2020年我國化學(xué)農(nóng)藥原藥產(chǎn)量呈逐年下降趨勢。2020年農(nóng)藥使用量實現(xiàn)了“零增長”。2020年化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)量年同比下降1.75%。

2.2 轉(zhuǎn)基因作物種植對農(nóng)藥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響

轉(zhuǎn)基因作物的種植對我國農(nóng)藥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了巨大的影響。按產(chǎn)品類別分，農(nóng)藥主要分為殺蟲劑、殺菌劑、除草劑三大種類，其他還有殺線蟲劑、植物調(diào)節(jié)劑等。在2013年農(nóng)藥登記中殺蟲劑占35.97%，殺菌劑占25.84%，除草劑占25.6%，植物生長調(diào)節(jié)劑占61.85%。到2018年，殺蟲劑減少了4.46%，占比達31.51%，殺菌劑增加了0.87%，占比達26.71%，除草劑增加了11.32%，占比達36.92%，植物生長調(diào)節(jié)劑增加了2.13%，占比達3.98%。與2013年相比，2018年殺蟲劑制劑占比下滑，而殺菌劑、除草劑和植物調(diào)節(jié)劑的占比提升，農(nóng)藥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比例更加均衡。不僅是農(nóng)藥種類，農(nóng)藥制劑結(jié)構(gòu)也在不斷地優(yōu)化，綠色、安全、環(huán)保、藥效好的農(nóng)藥劑型登記占比不斷增加，例如，懸浮劑從2013年的16.6%增加到27.9%。而安全性差、易產(chǎn)生污染的農(nóng)藥劑型減少，例如，可濕性粉劑在2013-2018年減少了8.8%。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化不僅能促進農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康快速發(fā)展，保證產(chǎn)業(yè)安全，而且還能增強我國農(nóng)藥行業(yè)核心競爭力，全面接軌國際先進水平。

2.2.1 除草劑

1998年以前全球除草劑市場，莠去津列首位，草甘膦僅排4-5位，但自從耐草甘膦轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)后，農(nóng)藥草甘膦的需求大幅上升，市場銷量一路攀升，草甘膦逐漸成為全球最大宗的除草劑品種，約占全球除草劑市場的30%左右，2016年全球市場約56億美元。一些研究結(jié)果表明：草甘膦由于其滅生性特點，最初主要用于非農(nóng)業(yè)用途殺滅綠色植物及作物種植前或收割后控制雜草。但在1996年耐除草劑作物出現(xiàn)及快速擴張后，草甘膦廣泛用于作物出苗后的雜草防除，草甘膦的用量也迅速增長[8]。但隨著轉(zhuǎn)基因作物的逐漸普及以及草甘膦的廣泛使用，耐草甘膦轉(zhuǎn)基因也暴露出一系列的問題。其主要原因一是基因漂移，造成超級雜草的擴散；二是對草甘膦致癌的爭論，禁止使用的地區(qū)和國家越來越多。中國作為草甘膦的主要生產(chǎn)國家，產(chǎn)能逐年下降，2017年中國草甘膦產(chǎn)量為70萬t，較2016年產(chǎn)量同比下降16.67%。

隨著耐草甘膦雜草越來越多，各國都在開發(fā)兼具多種耐除草劑的轉(zhuǎn)基因作物，其中最成功的作物之一就是耐草銨膦轉(zhuǎn)基因油菜。草銨膦作為除草劑，具有殺草種類多，速度較快，對生態(tài)環(huán)境的影響較小，容易被降解，相比草甘膦對作物具有更加安全的優(yōu)勢。目前已研發(fā)出具有草銨膦抗性基因的水稻、小麥、玉米、煙草、大豆、馬鈴薯、油菜和甘蔗等20多種作物。1999年到2017年間，全球草銨膦的銷售量從不足1億美元增長至7.5億美元，銷量年平均復(fù)合增長率保持在13.86%左右。2019年全球草銨膦產(chǎn)能約為4.06萬t，中國有效產(chǎn)能約為3.2萬t，占全球70%以上[9]。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)出現(xiàn)10年后，雜草抗性等問題逐漸顯現(xiàn)，市面上的農(nóng)藥已難以解決轉(zhuǎn)基因作物抗性問題，草甘膦創(chuàng)始企業(yè)孟山都通過不斷研發(fā)生產(chǎn)其他除草劑轉(zhuǎn)基因作物來應(yīng)對。隨著轉(zhuǎn)基因作物的不斷推廣與種植面積的不斷擴大，將會對農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生直接影響，促使農(nóng)藥行業(yè)中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，適應(yīng)轉(zhuǎn)基因作物的農(nóng)藥將會成為主流產(chǎn)品。

2.2.2 殺蟲劑

目前殺蟲劑主要產(chǎn)品包括新煙堿類、擬除蟲菊酯類、有機磷類、氨基甲酸酯類等。其中新煙堿類、擬除蟲菊酯類、有機磷類三大殺蟲劑總銷售額超過50%。殺蟲劑上市后，有機氯類、氨基甲酸酯類、有機磷類是殺蟲劑最早的三大支柱；20世紀(jì)40年代，由于有機氯類殺蟲劑的高殘留性逐漸被禁用淘汰；20世紀(jì)70年代開始有機磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類殺蟲劑成為新的三大支柱；20世紀(jì)90年代之后，氨基甲酸酯類和有機磷類殺蟲劑由于其高毒性，逐漸被新煙堿類殺蟲劑所取代。目前有機磷類殺蟲劑的份額在不斷萎縮之中，被高效低毒的新型殺蟲劑取代是大勢所趨。近年來新穎的魚尼汀受體作用類殺蟲劑氯蟲苯甲酰胺等迅速崛起，未來擬除蟲菊酯類、新煙堿類、魚尼汀受體作用類殺蟲劑將成為殺蟲劑新的三大支柱。大多轉(zhuǎn)基因抗蟲作物對鱗翅目和鞘翅目害蟲有較好的抗性，隨著全球范圍內(nèi)轉(zhuǎn)基因作物種植面積的增加，防治鱗翅目和鞘翅目害蟲的殺蟲劑市場份額占比下降。由于鱗翅目和鞘翅目害蟲數(shù)量的減少，針對其他害蟲如蚜蟲等的殺蟲劑市場份額有所上升。

2.2.3 殺菌劑

殺菌劑主要產(chǎn)品包括甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑、三唑類殺菌劑、SDHI殺菌劑，其中SDHI類殺菌劑增速最快。甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑自上市以來迅速發(fā)展，2014年成為全球第一大殺菌劑產(chǎn)品類別。但在 2015 年后發(fā)展緩慢，其2014-2019年的復(fù)合年增長率為2.0%，主要原因是長期使用產(chǎn)生抗性問題。據(jù) Phillips McDougall公司預(yù)測，甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑未來增長將放緩。三唑類殺菌劑最早于1976年上市，是全球殺菌劑類別中品種最多的一個大類。然而，由于長期使用，產(chǎn)生抗性問題，且若使用不當(dāng)將會影響作物的生長，近幾年發(fā)展緩慢，甚至停滯。混配是未來三唑類殺菌劑主要發(fā)展方向。鑒于目前沒有大規(guī)模引種有特別細(xì)菌抗性的轉(zhuǎn)基因作物，因此轉(zhuǎn)基因作物的種植對殺菌劑市場的影響較為有限。

2.3 轉(zhuǎn)基因作物種植促使農(nóng)藥、種子等全產(chǎn)業(yè)鏈的整合

縱觀世界農(nóng)化巨頭的發(fā)展歷史，其共同特征是除了開展種子業(yè)務(wù)之外，同時開展植保業(yè)務(wù)。以前的孟山都、杜邦先鋒、先正達、陶氏益農(nóng)、拜耳等既是種業(yè)巨頭，又是農(nóng)化巨頭，而且農(nóng)化產(chǎn)品與種子對應(yīng)，不可分割。從國際農(nóng)化巨頭的發(fā)展歷程來看，世界前三大種業(yè)公司孟山都、杜邦和先正達均通過兼并重組不斷壯大種子研發(fā)能力，隨后他們逐步實現(xiàn)對除草劑、農(nóng)藥、化肥等上游產(chǎn)業(yè)的整合，同時還不斷地向下游飼料、農(nóng)產(chǎn)品加工等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。轉(zhuǎn)基因作物的種植使農(nóng)作物培植技術(shù)的變化加速，具有優(yōu)良性狀的新品種培育成功到大范圍引種只需要很短的時間。而不同品種之間的抗草、抗逆、抗蟲性的差異使得其培育方式也可能與傳統(tǒng)品種產(chǎn)生較大區(qū)別。轉(zhuǎn)基因種植技術(shù)的迅速變化會在短時間內(nèi)改變特定種類除草、除蟲劑的供需關(guān)系。許多農(nóng)藥公司開始拓展了轉(zhuǎn)基因種子生產(chǎn)銷售的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，或者是與轉(zhuǎn)基因種子生產(chǎn)企業(yè)進行了合作、兼并重組，從而發(fā)展出了“轉(zhuǎn)基因種子+農(nóng)藥”的新銷售模式和“種子生產(chǎn)+農(nóng)藥生產(chǎn)+服務(wù)”的新行業(yè)格局。隨著孟山都、拜耳、陶氏、杜邦等大型農(nóng)藥種子企業(yè)的合并，國外的農(nóng)藥、種子行業(yè)整合格局已經(jīng)完成。近年來，我國也出現(xiàn)了種子+農(nóng)藥的企業(yè)合并趨勢。一個典型的例子就是當(dāng)時在農(nóng)化領(lǐng)域排名第7位的中國化工對先正達集團進行了收購。2020年1月5日，中化集團和中國化工宣布將旗下農(nóng)業(yè)資產(chǎn)注入新設(shè)立的“先正達集團”。完成資產(chǎn)重組后的先正達集團包括先正達植保(運營總部位于瑞士巴塞爾)、先正達種子(運營總部位于美國芝加哥)、安道麥(運營總部位于以色列特拉維夫)和先正達集團中國(運營總部位于中國上海)四大業(yè)務(wù)單元。先正達集團是世界上業(yè)務(wù)最多元化的公司之一，2019年銷售額達230億美元。目前先正達集團是全球第一大植保公司、全球第三大種子公司，中國化肥市場領(lǐng)導(dǎo)者?！跋日_集團”業(yè)務(wù)涵蓋農(nóng)化板塊農(nóng)藥、化肥、種子、數(shù)字農(nóng)業(yè)全流程。

3 總結(jié)與展望

根據(jù)前文的研究與分析，可以看出轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展對種子和農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)有著極大的影響。目前，我國大規(guī)模種植的轉(zhuǎn)基因作物僅有棉花和木瓜，但由于耕地面積的限制、農(nóng)產(chǎn)品市場需求的變化，以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，以及人們對轉(zhuǎn)基因作物認(rèn)知度的提高，我國轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的種植面積及作物品種會逐漸增加，農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)將面臨極大的考驗與機遇。另一方面，由于轉(zhuǎn)基因作物對農(nóng)藥的需求特征，農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也在經(jīng)歷著巨變，產(chǎn)業(yè)整合速度加快。面臨激烈的競爭環(huán)境與多變的市場需求，農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)除了更加注重自主創(chuàng)新與研發(fā)，創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)運營模式，不斷加快產(chǎn)品升級，與轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的發(fā)展相適配以外，還需要積極順應(yīng)市場潮流，針對行業(yè)變化趨勢做出調(diào)整。