張麗，李發(fā)（安徽省化工設(shè)計(jì)院，安徽合肥230009）

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固態(tài)發(fā)酵生物農(nóng)藥的推廣及意義

張麗，李發(fā)
（安徽省化工設(shè)計(jì)院，安徽合肥230009）

摘要：生物農(nóng)藥有著傳統(tǒng)農(nóng)藥不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，從生物農(nóng)藥的固態(tài)發(fā)酵綜述其推廣的意義。

關(guān)鍵詞：生物農(nóng)藥；固態(tài)發(fā)酵

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中有著非常重要的作用。近年來農(nóng)藥行業(yè)的發(fā)展較為迅速，產(chǎn)品種類和產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈現(xiàn)大幅增長，產(chǎn)品質(zhì)量得到了穩(wěn)步提高。由于傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥的高毒性、富集性、持久性和環(huán)境遷移性，能夠通過多種途徑進(jìn)入空氣、水體和土壤，造成環(huán)境污染，影響人類的身體健康。因此，推廣和應(yīng)用低毒、高效、環(huán)境友好的綠色農(nóng)藥，成為當(dāng)今農(nóng)藥研究的主題，也是我國農(nóng)藥發(fā)展的新方向。生物農(nóng)藥是綠色農(nóng)藥的一種，現(xiàn)在包括生物農(nóng)藥所需的原料、原藥合成、生物農(nóng)藥中間體、生物農(nóng)藥制劑加工以及新產(chǎn)品、新技術(shù)的開發(fā)在內(nèi)，已經(jīng)形成了完整的工業(yè)體系，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也有了極大的改善。

生物農(nóng)藥指非化學(xué)合成、天然存在的、來源于天然的生命體或化學(xué)物質(zhì)的藥劑，具有殺菌、殺蟲的作用，所以又被稱為天然農(nóng)藥，是利用生物資源（如真菌、細(xì)菌、原生動(dòng)物、線蟲、昆蟲病毒、害蟲天敵、轉(zhuǎn)基因植物等生物活體）或其代謝產(chǎn)物（如生長素、信息素、萘乙酸鈉等），來實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)有害生物進(jìn)行有針對性的殺滅或抑制[1]。目前已知的生物農(nóng)藥主要有除菌類殺蟲劑、殺菌劑（即農(nóng)用抗生素）、線蟲殺蟲劑、病毒殺蟲劑等，此外還有植物生長激素（如赤霉素）、微生物制劑等。這些生物農(nóng)藥均可采用現(xiàn)代固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的降低以及產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

1　生物農(nóng)藥的優(yōu)點(diǎn)

（1）選擇性強(qiáng)，毒性低，對人、畜安全。目前市場上大范圍應(yīng)用成功的生物農(nóng)藥產(chǎn)品，對非靶標(biāo)生物的影響較小，能夠?qū)崿F(xiàn)只對病蟲害的殺滅或抑制作用，并且毒性較低，一般對人、畜及各種有益生物（包括動(dòng)物天敵、昆蟲天敵、蜜蜂、傳粉昆蟲及魚、蝦等水生生物）較為安全。

（2）自然環(huán)境下易分解，對生態(tài)環(huán)境影響小。生物農(nóng)藥主要是利用一些特殊微生物或其代謝產(chǎn)物的殺蟲、防病、促生功能，實(shí)現(xiàn)對有害生物的控制。由于其有效活性成分完全存在和來源于自然生態(tài)系統(tǒng)，且極易被日光、植物或各種土壤微生物分解，是一種自然界的物質(zhì)循環(huán)方式。因此，可以認(rèn)為生物農(nóng)藥對自然生態(tài)環(huán)境影響很小，基本能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境無污染的目的。

（3）控制時(shí)間長，不易產(chǎn)生抗藥性。一些生物農(nóng)藥品種（昆蟲病毒、昆蟲病原真菌、昆蟲病原線蟲等），具有在害蟲群體中的水平傳播或經(jīng)卵垂直傳播到后代的能力，不僅可以對當(dāng)年當(dāng)代的有害生物實(shí)現(xiàn)抑制作用，而且能夠抑制后代或者翌年的有害生物種群，其后效作用較為明顯。

（4）原料來源豐富，有利于保護(hù)自然資源。目前國內(nèi)生產(chǎn)加工生物農(nóng)藥，可利用農(nóng)副產(chǎn)品（如玉米、豆餅、麥麩、魚粉或某些植物體等）生產(chǎn)加工，是天然可再生資源，原材料的來源廣泛易得，不僅可以使生產(chǎn)成本大大降低，還有利于人類自然資源（如石油、煤、天然氣等）的保護(hù)和有效利用。

（5）生產(chǎn)設(shè)備通用性較好，有利于開發(fā)新產(chǎn)品。生物農(nóng)藥的工業(yè)生產(chǎn)所用設(shè)備一般可以通用，主要包括：種子罐、發(fā)酵罐、濃縮、過濾系統(tǒng)、有效成分的分離提取和干燥裝置等。該類設(shè)備基本可以滿足適于對不同微生物或微生物代謝產(chǎn)物進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的要求。設(shè)備用途的通用性能夠大大節(jié)約生產(chǎn)成本，有利于企業(yè)從事開展生物農(nóng)藥或其它農(nóng)業(yè)微生物產(chǎn)品的系列化開發(fā)。

（6）產(chǎn)品改良的技術(shù)潛力大。對傳統(tǒng)生物農(nóng)藥產(chǎn)品，可以利用常規(guī)技術(shù)、基因工程技術(shù)和微生物發(fā)酵工程技術(shù)改良菌株的生產(chǎn)性能，從而改進(jìn)產(chǎn)品性能及提高防治效果的穩(wěn)定性、安全性和持效性等。改進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)可以通過優(yōu)化發(fā)酵工藝流程、縮短發(fā)酵生產(chǎn)周期、提高單位體積有效生物活性成分的發(fā)酵水平等來實(shí)現(xiàn)。

2　固態(tài)發(fā)酵的優(yōu)勢

眾所周知，固態(tài)發(fā)酵與液體發(fā)酵是微生物應(yīng)用培養(yǎng)的兩種方法。自1945年青霉素工業(yè)化生產(chǎn)開始，液體深層發(fā)酵技術(shù)的開發(fā)，開創(chuàng)了現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的先河。大規(guī)模與純種培養(yǎng)是現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)的主要標(biāo)志。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，固態(tài)發(fā)酵法的優(yōu)點(diǎn)逐漸被人們認(rèn)知：含水量少；無發(fā)酵廢液排放；固態(tài)發(fā)酵伴孢晶體的產(chǎn)率高；原料來源廣泛、豐富（主要是工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工后的副產(chǎn)品及其廢棄物，可以實(shí)現(xiàn)對這些廢棄物的資源化利用）；工程投資低；生產(chǎn)流程簡短；生產(chǎn)設(shè)備具有通用性；操作費(fèi)用少，生產(chǎn)成本可成倍下降，因此，固態(tài)發(fā)酵受到了越來越多的重視。利用固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)的生物農(nóng)藥品種主要有細(xì)菌類殺蟲劑，如蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis）、真菌類殺蟲劑白僵菌（Beauveria bassiana）、金龜子綠僵菌（Metarhiziumanisopliae）、盾殼霉（Coniothyriumminitans）等。其中蘇云金芽孢桿菌經(jīng)過百年的發(fā)展，已成為目前世界上產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的生物殺蟲劑。

3　推廣應(yīng)用前景

低毒、高效、環(huán)境友好的生物農(nóng)藥，已經(jīng)成為我國新農(nóng)藥的發(fā)展方向。二十世紀(jì)70～80年代，中國生物農(nóng)藥呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的景象。但是，由于化學(xué)農(nóng)藥防治病蟲害高效快速，一直為人們所關(guān)注，生物農(nóng)藥的研制和應(yīng)用并未真正獲得重視。

由于固態(tài)發(fā)酵原料來源廣泛，既能實(shí)現(xiàn)生物農(nóng)藥的有效發(fā)酵，又能對一些工農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行資源再利用。隨著發(fā)酵條件和影響參數(shù)控制研究的逐步深入，滿足生產(chǎn)需求的工業(yè)化固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器、多樣化的毒力檢測方法，在生物農(nóng)藥生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域的研究得到了巨大的創(chuàng)新和發(fā)展。由于固態(tài)發(fā)酵技術(shù)起步較晚，與液體深層發(fā)酵相比，目前固態(tài)發(fā)酵技術(shù)還不夠完善，距工業(yè)化大規(guī)模的最優(yōu)化生產(chǎn)仍有一定的距離。但是，隨著固態(tài)發(fā)酵技術(shù)優(yōu)勢被越來越多的人認(rèn)識以及國家政策上的支持和鼓勵(lì)，其研究必將得到更多重視，得到更大發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。

截至2010年，全國生物農(nóng)藥研究機(jī)構(gòu)有30余家，生產(chǎn)企業(yè)超過240家，年產(chǎn)量約12萬噸，銷售額占農(nóng)藥銷售總額的5％左右，作物使用面積約4億畝次。工信部、農(nóng)業(yè)部、環(huán)保部、國家質(zhì)檢總局四部門聯(lián)合發(fā)布的《農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)政策》中，明確提出要加快高安全、低風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品和應(yīng)用技術(shù)的研究，逐步限制淘汰高毒、高污染、高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的農(nóng)藥產(chǎn)品和工藝技術(shù)；鼓勵(lì)發(fā)展用于小宗作物的農(nóng)藥、生物農(nóng)藥和用于非農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的農(nóng)藥新產(chǎn)品。

生物農(nóng)藥的發(fā)展正遇到了國家農(nóng)藥品種結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的有利時(shí)期，擁有國家政策上和實(shí)施上的大力支持，農(nóng)業(yè)部正著手制定鼓勵(lì)生物農(nóng)藥登記政策，并在上海、山東等八省、部分縣市啟動(dòng)低毒和生物農(nóng)藥補(bǔ)貼試點(diǎn)工作，探索不同的補(bǔ)貼方式和運(yùn)行機(jī)制，為生物農(nóng)藥的推廣積累經(jīng)驗(yàn)。國家發(fā)改委、科技部也增加了對生物農(nóng)藥研發(fā)、生產(chǎn)的專項(xiàng)支持力度。

國外對生物技術(shù)的研究起步較早，技術(shù)較為成熟，通過技術(shù)引進(jìn)和合作開發(fā)，我們可以合理利用國外較先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，從而盡快提高我國生物農(nóng)藥的生產(chǎn)水平以及發(fā)展速度。

隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，國民素質(zhì)的不斷提高以及國家法律的逐步健全和完善，生物農(nóng)藥今后勢必在農(nóng)藥中所占比例逐漸增大，從而能夠推動(dòng)農(nóng)業(yè)以及人類可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1]王珂，韓廣泉，侯紅燕，等.我國生物農(nóng)藥發(fā)展探討[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（2）：149- 150.□

·科研與開發(fā)·

Promotion and Significance of Solid State Fermentation of Biological Pesticide

ZHANG Li，LI Fa
（Design Institute of Anhui Chemical Industry，Hefei 230009，China）

Abstract:There are traditional pesticide incomparable role of biological pesticide. This article reviews the promotion significance fromthe advantages ofbiological pesticide in solid state fermentation.

Key words:bio- pesticide；solid state fermentation

作者簡介：張麗（1984-），女，畢業(yè)于安徽大學(xué)，工程師，從事化工設(shè)計(jì)工作，0551- 64669515，15385891084，zhangli- 27@163.com。

收稿日期：2015- 10- 07

中圖分類號：S482.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008- 553X（2016）02- 0014- 02

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2016.02.004