多杀霉素是2019年CAC农化展会期间圈内大佬谈论最多的产品之一。多杀霉素又名多杀菌素(spinosad)是在刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)发酵液中提取的一种大环内酯类无公害高效生物杀虫剂。美国陶氏益农公司的研究者发现该菌可以产生杀虫活性非常高的化合物。
多杀霉素为新型大环内酯类抗生素,但和一般的大环内酯类抗生素相反,多杀霉素没有抑菌活性,却有杀虫活性。多杀霉素纯品为白色或浅灰白色固体结晶,带有类似轻微陈腐泥土的气味,是85%~88%的多杀霉素A和12%~15%的多杀霉素D组成的混合物。
图1 多杀霉素的结构式
多杀霉素的火热也不是一蹴而就的事情。多杀霉素化合物专利在中国已于2007年到期,在日本、澳大利亚、英国的专利于2009年11月到期;多杀霉素(technical product manufacture)专利在美国于2015年3月到期。化合物专利已到期超过10年。
2010年,在国内仅有美国陶氏益农具有多杀霉素原药和制剂登记。石家庄三农公司获得了多杀霉素制剂登记证及美国陶氏益农原药授权登记。时至今日,国内一共8家企业获得其原药登记,共有84个制剂产品登记,其中单剂多为5%、10%、20%、25%的悬浮剂。其主要配伍品种有阿维菌素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、茚虫威、吡虫啉、虫螨腈等。产品主要用于蔬菜和水稻,防治小菜蛾、蓟马、稻纵卷叶螟等害虫。
表1 多杀霉素原药登记信息
虽然我国目前有8家企业都拥有原药登记,但因为发酵生产工艺问题未能产能全开。市面上以往都是陶氏益农的产品。随着生产工艺的熟悉,多杀霉素压抑的需求也被逐渐释放,但同时,多杀霉素的“大火”其中也不排除有一些炒作的成分。
笔者了解到,目前市面上防治蓟马的产品表现欠佳,传统防治蓟马的杀虫剂如新烟碱类,由于高抗性,表现较差,防治效果最多只能达到40%,很难达到农户要求的防治效果。目前防治蓟马,多杀霉素和乙基多杀菌素表现较优异。随着生产工艺的成熟,多杀霉素未来市场的需求必然有增无减。
2017年全球销售的多杀霉素制剂有463.12吨,其中棉花上使用量占到了81吨,其他绝大部分用于高附加值作物上。其销售额2.8亿美元,相比2009年的2.5亿美元来说增幅并不明显,但是多杀霉素的市场份额一直很稳定。其原药和制剂登记企业数量的大幅增加也说明多杀霉素将会在蔬菜、水果等作物应用,低毒、低残留的农药具有广阔的市场前景。
国家逐渐淘汰高毒农药,高毒农药由无公害、安全、绿色环保的生物农药或者高效、低毒化学农药取代。随着人们生活水平的提高,消费者对食品质量安全的重视与日俱增。市场上,消费者对以“安全、卫生、营养、优质”为品质核心的有机食品、绿色食品和无公害农产品表现出强烈的需求。这些都为生物农药和高效、低毒农药的发展提供了机遇。
中国农药市场总量在2007年首次超过美国成为全球最大,为624亿元。近年来我国农药市场趋于平稳,但是农业供给侧改革及近年来环保压力的增大必然推动生物农药的发展,生物杀虫剂占据更大的市场份额。生物农药每年以大约10%增速发展。
多杀霉素和乙基多杀菌素兼具生物农药的安全性和化学农药的速效性,作为高效低毒、环境友好的绿色杀虫剂在害虫综合防治中具有很好的应用前景。多杀霉素与乙基多杀菌素均可较快地通过光和土壤微生物降解,因而不会造成环境风险;此外,其在植物中也可较快地代谢降解,因此其膳食残留风险也较低。
多杀霉素大面积推广使用后,害虫不会对它迅速产生抗药性。经研究分析,大环内酯类化合物不易产生抗药性,阿维菌素已经在国内使用20年左右,在全国范围内抗药性还是相当低的。由于多杀霉素作用方式独特,不同于目前其他杀虫剂,且与其他各类杀虫剂无交互抗性,因此普遍认为多杀霉素产生抗性的潜在风险较低,大量研究报道也证明了这一点。多杀霉素在日本和澳大利亚用于防治小菜蛾多年后,小菜蛾对其仍然比较敏感。抗溴氰菊酯小菜蛾对多杀霉素无交互抗性。对家蝇和致倦库蚊的研究也表明,多杀霉素与其他杀虫剂间不存在交互抗性。
多杀霉素环保、高效,不易产生抗药性,注定其前景广阔;尤其是发酵生产工艺与传统农化生产工艺不同,对环境友好,不会受制于环保的压力,生产会更加稳定。
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