固态发酵生物农药的推广及意义

张丽，李发（安徽省化工设计院，安徽合肥230009）



固态发酵生物农药的推广及意义

张丽，李发
（安徽省化工设计院，安徽合肥230009）

摘要：生物农药有着传统农药不可比拟的优点，从生物农药的固态发酵综述其推广的意义。

关键词：生物农药；固态发酵

我国是农业大国，农药在农业生产过程中有着非常重要的作用。近年来农药行业的发展较为迅速，产品种类和产业规模呈现大幅增长，产品质量得到了稳步提高。由于传统化学农药的高毒性、富集性、持久性和环境迁移性，能够通过多种途径进入空气、水体和土壤，造成环境污染，影响人类的身体健康。因此，推广和应用低毒、高效、环境友好的绿色农药，成为当今农药研究的主题，也是我国农药发展的新方向。生物农药是绿色农药的一种，现在包括生物农药所需的原料、原药合成、生物农药中间体、生物农药制剂加工以及新产品、新技术的开发在内，已经形成了完整的工业体系，产品结构也有了极大的改善。

生物农药指非化学合成、天然存在的、来源于天然的生命体或化学物质的药剂，具有杀菌、杀虫的作用，所以又被称为天然农药，是利用生物资源（如真菌、细菌、原生动物、线虫、昆虫病毒、害虫天敌、转基因植物等生物活体）或其代谢产物（如生长素、信息素、萘乙酸钠等），来实现对农业有害生物进行有针对性的杀灭或抑制[1]。目前已知的生物农药主要有除菌类杀虫剂、杀菌剂（即农用抗生素）、线虫杀虫剂、病毒杀虫剂等，此外还有植物生长激素（如赤霉素）、微生物制剂等。这些生物农药均可采用现代固态发酵技术，实现生产成本的降低以及产品质量的提高。

1　生物农药的优点

（1）选择性强，毒性低，对人、畜安全。目前市场上大范围应用成功的生物农药产品，对非靶标生物的影响较小，能够实现只对病虫害的杀灭或抑制作用，并且毒性较低，一般对人、畜及各种有益生物（包括动物天敌、昆虫天敌、蜜蜂、传粉昆虫及鱼、虾等水生生物）较为安全。

（2）自然环境下易分解，对生态环境影响小。生物农药主要是利用一些特殊微生物或其代谢产物的杀虫、防病、促生功能，实现对有害生物的控制。由于其有效活性成分完全存在和来源于自然生态系统，且极易被日光、植物或各种土壤微生物分解，是一种自然界的物质循环方式。因此，可以认为生物农药对自然生态环境影响很小，基本能够实现对环境无污染的目的。

（3）控制时间长，不易产生抗药性。一些生物农药品种（昆虫病毒、昆虫病原真菌、昆虫病原线虫等），具有在害虫群体中的水平传播或经卵垂直传播到后代的能力，不仅可以对当年当代的有害生物实现抑制作用，而且能够抑制后代或者翌年的有害生物种群，其后效作用较为明显。

（4）原料来源丰富，有利于保护自然资源。目前国内生产加工生物农药，可利用农副产品（如玉米、豆饼、麦麸、鱼粉或某些植物体等）生产加工，是天然可再生资源，原材料的来源广泛易得，不仅可以使生产成本大大降低，还有利于人类自然资源（如石油、煤、天然气等）的保护和有效利用。

（5）生产设备通用性较好，有利于开发新产品。生物农药的工业生产所用设备一般可以通用，主要包括：种子罐、发酵罐、浓缩、过滤系统、有效成分的分离提取和干燥装置等。该类设备基本可以满足适于对不同微生物或微生物代谢产物进行大规模工业化生产的要求。设备用途的通用性能够大大节约生产成本，有利于企业从事开展生物农药或其它农业微生物产品的系列化开发。

（6）产品改良的技术潜力大。对传统生物农药产品，可以利用常规技术、基因工程技术和微生物发酵工程技术改良菌株的生产性能，从而改进产品性能及提高防治效果的稳定性、安全性和持效性等。改进产品技术可以通过优化发酵工艺流程、缩短发酵生产周期、提高单位体积有效生物活性成分的发酵水平等来实现。

2　固态发酵的优势

众所周知，固态发酵与液体发酵是微生物应用培养的两种方法。自1945年青霉素工业化生产开始，液体深层发酵技术的开发，开创了现代发酵工业的先河。大规模与纯种培养是现代发酵技术的主要标志。随着生产技术的发展，固态发酵法的优点逐渐被人们认知：含水量少；无发酵废液排放；固态发酵伴孢晶体的产率高；原料来源广泛、丰富（主要是工农业产品加工后的副产品及其废弃物，可以实现对这些废弃物的资源化利用）；工程投资低；生产流程简短；生产设备具有通用性；操作费用少，生产成本可成倍下降，因此，固态发酵受到了越来越多的重视。利用固态发酵生产的生物农药品种主要有细菌类杀虫剂，如苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）、真菌类杀虫剂白僵菌（Beauveria bassiana）、金龟子绿僵菌（Metarhiziumanisopliae）、盾壳霉（Coniothyriumminitans）等。其中苏云金芽孢杆菌经过百年的发展，已成为目前世界上产量最大、应用最广的生物杀虫剂。

3　推广应用前景

低毒、高效、环境友好的生物农药，已经成为我国新农药的发展方向。二十世纪70～80年代，中国生物农药呈现出蓬勃发展的景象。但是，由于化学农药防治病虫害高效快速，一直为人们所关注，生物农药的研制和应用并未真正获得重视。

由于固态发酵原料来源广泛，既能实现生物农药的有效发酵，又能对一些工农业废弃物进行资源再利用。随着发酵条件和影响参数控制研究的逐步深入，满足生产需求的工业化固态发酵反应器、多样化的毒力检测方法，在生物农药生产应用领域的研究得到了巨大的创新和发展。由于固态发酵技术起步较晚，与液体深层发酵相比，目前固态发酵技术还不够完善，距工业化大规模的最优化生产仍有一定的距离。但是，随着固态发酵技术优势被越来越多的人认识以及国家政策上的支持和鼓励，其研究必将得到更多重视，得到更大发展，进而推动生物农药产业的进步。

截至2010年，全国生物农药研究机构有30余家，生产企业超过240家，年产量约12万吨，销售额占农药销售总额的5％左右，作物使用面积约4亿亩次。工信部、农业部、环保部、国家质检总局四部门联合发布的《农药产业政策》中，明确提出要加快高安全、低风险产品和应用技术的研究，逐步限制淘汰高毒、高污染、高环境风险的农药产品和工艺技术；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。

生物农药的发展正遇到了国家农药品种结构调整、农业产业结构调整的有利时期，拥有国家政策上和实施上的大力支持，农业部正着手制定鼓励生物农药登记政策，并在上海、山东等八省、部分县市启动低毒和生物农药补贴试点工作，探索不同的补贴方式和运行机制，为生物农药的推广积累经验。国家发改委、科技部也增加了对生物农药研发、生产的专项支持力度。

国外对生物技术的研究起步较早，技术较为成熟，通过技术引进和合作开发，我们可以合理利用国外较先进的生产技术，从而尽快提高我国生物农药的生产水平以及发展速度。

随着人们环保意识的不断增强，国民素质的不断提高以及国家法律的逐步健全和完善，生物农药今后势必在农药中所占比例逐渐增大，从而能够推动农业以及人类可持续发展战略的实施。

参考文献

[1]王珂，韩广泉，侯红燕，等.我国生物农药发展探讨[J].现代农业科技，2015（2）：149- 150.□

·科研与开发·

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

作者简介：张丽（1984-），女，毕业于安徽大学，工程师，从事化工设计工作，0551- 64669515，15385891084，zhangli- 27@163.com。

收稿日期：2015- 10- 07

中图分类号：S482.1

文献标识码：A

文章编号：1008- 553X（2016）02- 0014- 02

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