绿叶观察｜生物农药，农业救星？（二）

生物农药的机理是什么？

生物农药技术的发展现状如何？

生物农药技术的市场前景怎样？

本期绿叶观察进一步通过定性与定量的方法，剖析化学农药对社会、环境产生的影响。

绿色创业汇首席专家

前世界资源研究所（WRI）中国首席代表

前斯德哥尔摩环境研究院（SEI）副院长

随着生态农业理念的提出，中国政府对生物农药给予了高度重视，各项生物科技设施也在不断的建设和完善中，生物农药的遗传、发酵以及筛选工作形成了较为完善的体系。生物农药具有自然降解快、对病虫害选择性强、对人畜毒性低等特点，被广泛应用于农业生产中病虫害防治，特别是在无公害和有机农业生产领域，生物农药已成为保障人类健康和农业可持续发展的重要手段，成为化学农药的替代。那么化学农药有哪些问题呢？

一、农药和健康

农药产生的污染正在严重威胁着人类的健康。

根据世界卫生组织的 告，每年全世界有6亿人（几乎每10人中就有1人）因食用受污染的食品而患病，并有42万人死亡，造成3300万健康生命年损失（残疾调整生命年）。低收入和中等收入国家每年因不安全食品造成的生产力和医疗费用损失达1100亿美元。腹泻病是消费受污染食品引起的最常见疾病，每年导致5.5亿人患病，23万人死亡。

为了保护食品消费者免受农药的不良影响，世界卫生组织设定了两个与农药使用相关的目标：

禁用对人类最具毒性的农药，以及在环境中保留最久的农药

设定食品和水中农药残留物的最高限量以保护公众健康

农药的毒性取决于其功能和其它一些因素。例如，杀虫剂往往比除草剂对人类毒害更大。相同的化学物质剂量（即人体与化学物质的接触量）不同作用可能也不同。

二、农药与气候变化的相互作用

▎农药的温室气体排放

根据政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change)的 告和联合国粮农组织和国际原子能机构的最新联合研究：农业既是气候变化的牺牲者，也是贡献者。

一方面，农业活动排放的温室气体占总排放的30%，主要是因为化学肥料、杀虫剂和动物废弃物的使用。随着全球人口增长对食物的需求增加，对奶类和肉类制品需求的上升，以及农业生产活动的加剧，这一比例还将进一步上升。

另一方面，这些温室气体包括一氧化二氮（N2O）、二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4），都会导致气候变化和全球变暖。其中一氧化二氮和甲烷的温室气体效应大于二氧化碳的数十倍甚至数百倍。例如，使用熏蒸剂排放的一氧化二氮，其温室气体效应是二氧化碳的近300倍。因此，农药的使用对农业生产系统的可持续性具有深远影响。而这还没有考虑与杀虫剂使用相关的其它未被意识到的环境成本。

测量农药产生的温室气体排放时，以兆焦耳（MJ）农药能量为单位，每兆焦耳（MJ）农药能量为0.069千克二氧化碳当量。按照每公顷耕地使用1364兆焦耳农药能量的标准量算，相当于每公顷耕地农药的加权平均的温室气体排放为0.094吨CO2当量。2018年世界的农药用量是400多万吨，温室气体排放为1.05亿吨二氧化碳当量。虽然这部分只占排放总量的不足1%

▎气候变化对农药使用的影响

气候变化会影响农药的使用，也会影响农药对环境的损失。

天气变暖对害虫来说也是个好消息。单一作物提供了不间断的食物供应，而温暖的天气预计将延长病虫害盛宴的持续时间。随着北方地区变暖变湿润，可以预期害虫的范围也会扩大。

降雨数量和强度的变化会增加土壤中大孔隙流量的增加，高强度降雨事件后地表径流也会增加，从而增加淋滤风险。温度升高可以抵消农药的浸出，从而提高农药的降解率，但在某些地区，温度升高会导致干旱，从而抑制农药的降解。

较长的生长季节可以提早施用农药，这是有益的，因为可以有较长的降解时间。但是，由于冬季作物种植面积增加，预计秋季喷洒也会推迟，这可能会增加淋滤，因为随着气候变化预计秋冬降水将会增加。

土地利用的改变、作物轮作的改变和新品种的引进将改变对杀虫剂的需求。

更高的湿度和更高的温度将增加来自害虫的压力，并可能导致杂草区系的改变，预计这将增加对杀虫剂的需求。今天农业中使用的大多数杀虫剂都是除草剂，但气候变化可能导致未来对杀虫剂和杀菌剂的更大需求。

三、

中国大力发展更加可持续的农药产业

在全球，中国是农药生产、出口和使用大国。

农药原药对研发能力、生产技术、生产工艺、环保和安全生产的要求较高，固定资产投资规模大，一般不能直接施用，其核心技术为农药有效成分化合物合成技术。

▎中国的农药生产和使用

2014—2019年，中国化学农药原药（折有效成分100%）产量在波动中变化。

2014 年中国化学农药原药产量为 374.4 万吨，2003 年至 2014 年化学农药原药产量复合增长率为 15.50%。2018年中国农药原药产量为208万吨，较2017年同比下降16.9%；2019年中国农药产量为225万吨，较2018年增加17万吨，同比增长8.2%。2019年，中国化学农药原药产量为225.39万吨左右，据国家统计局数据显示，2020年1—2月，中国化学农药原药产量为26.2万吨，较2019年同期减少18.4%。

整体看，2014—2019年，国内农药原药市场均呈现出下降的生产走势。

我国也是农药使用大国。

根据联合国粮农组织发布的数据，2018年中国的农药总用量占世界的43%。随世界趋势及诸农药使用大国一样，2017年，中国的农药使用量开始连续下降，从2017年的165.5万吨将至2019年的139.2万吨，是2018年用量的92.6%。

中国每公顷耕地的农药使用量也位居世界前十名，2017年排名第八，每公顷13.07吨，是世界水平（2.63吨）的5倍。中国的农药利用率也在提高，2019年达到39.8%，比2017年提高一个百分点，2020年达到40.6%。尽管如此，这其中的改善潜力仍旧很大，用药过量导致环境污染和危害食品安全的现象仍然严重。

▎中国农药使用与其带来的温室气体排放

按照每公顷耕地使用1364兆焦耳农药能量的标准量，和我国耕地面积为十八亿亩计算，我国农药使用排放的温室气体应该是1129.4万吨二氧化碳排放量。

而如果以2019年农药实际用量算，理论上这部分的温室气体的排放应该是3553.8万吨二氧化碳排放量。

▎政策和标准

农药是重要的农业生产资料，对防病治虫、促进粮食和农业稳产高产至关重要。但由于农药使用量较大，加之施药方法不够科学，带来生产成本增加、农产品残留超标、作物药害、环境污染等问题。为推进农业发展方式转变，有效控制农药使用量，保障农业生产安全、农产品质量安全和生态环境安全，促进农业可持续发展，2015年，农业部制定《到2020年农药使用量零增长行动方案》。

《行动方案》指出，多年来，因农作物播种面积逐年扩大、病虫害防治难度不断加大，农药使用量总体呈上升趋势。农药的过量使用，不仅造成生产成本增加，也影响农产品质量安全和生态环境安全。

2017年2月8日国务院第164次常务会议修订通过《农药管理条例》，于当年6月1日施行。宗旨是为了加强农药管理，保证农药质量，保障农产品质量安全和人畜安全，保护农业、林业生产和生态环境，制定本条例。

2017年11月颁布了《中华人民共和国国家标准——农药安全使用标准》。

为确保农产品质量安全，农业部陆续公布了一批国家命令禁止使用或限制使用的农药。例如：农业部第194号公告，限制使用的18种农药；农业部第199号公告，全面禁止使用23种农药，并提出一批限制使用的农药清单；农业部第274号公告全面禁止使用5种高毒农药，包括甲胺磷、甲基对硫磷、对硫磷、久效磷和磷铵，以及禁止丁酰肼在花生上使用。

2020年2月6日农村农业部印发的《2020年种植业工作要点》中对农药行业的核心要点是确保农药利用率提高40%以上，其他工作要点包括对现有的农药残留制定标准、编制农药发展规划、印发农药包装废物回收办法、为生物农药和高毒农药替代产品开通“审批绿色通道”。

参考资料

[1] https://www.iaea.org/zh/zhu-ti/jian-shao-wen-shi-qi-ti

[2] "Estimation of the greenhouse gas emissions from agricultural pesticide manufacture and use", by E. Audsley, et al, from Cranfield University (2009).

http://https://www.researchgate.net/publication/276941041_Estimation_of_the_greenhouse_gas_emissions_from_agricultural_pesticide_manufacture_and_use a

[3]该条例是1997年5月8日中华人民共和国国务院令第216号发布，于2001年11月29日第一次修订。

绿叶投资持续关注生物农药在中国的发展过程，我们欢迎各产业相关方共建交流。