科技报告厅－浅谈二十一世纪的中国农药工业

浅谈二十一世纪的中国农药工业
胡芝生　张群峰
农药是重要的农业生产资料和救灾物资，对防治病、虫、草、鼠害，保证农业丰收有着非常重要的作用。据农业部门统计，由于使用农药，我国平均每年挽回粮食2500万吨、棉花40担、蔬菜800万吨，果品330万吨，减少直接经济损失300亿元。农药对农田灭鼠、仓储防蛀、卫生防疫、园林绿化等方面也起着越来越重要的作用。
一、我国农药工业的概况
建国50年来，我国农药工业从无到有，从小到大逐步发展，特别是改革开放20年来得到了迅速发展，现已形成了包括科研开发、原料、中间体生产、原药合成和制剂加工在内的比较完整的工业体。现全国农药合成企业近400家，加工企业1500多家。已建成70多万吨(100%有效成分)的原药生产装置，可常年生产200多种原药，加工千种以上的制剂。我国农药总产量自1990年开始已占世界第二位，仅次于美国。并且杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂得到较均衡地发展，所生产的品种可基本满足农业生产的需要。
随着我国农药生产技术水平的提高，新产品的工业化，不少产品质量达到国外同类产品的水平，农药年出口量不断增加，自1994年至1998年农药出口创汇额连续五年超过进口额，98年农药出口达10.7万吨(实物量)，创汇3.2亿美元。
1.农药新品种不断工业化，国内生产的各类农药基本齐全
(1)杀虫剂生产能力和生产量均占农药总产量的70%以上，以有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类为主。其中有机磷杀虫剂由于价格及多年来农民积累了用药经验，故具有较强的竞争力，年产量超过万吨级的就有敌百虫、敌敌畏、甲基对硫磷、氧乐果、甲胺磷等品种。1996年有机磷杀虫剂占杀虫剂总产量的77%，总产量23.5万吨，占当年总产量38.12万吨的61.6% 。其它品种有杀虫双、三唑磷、毒死蜱、克百威、灭多威、氰戊菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯、甲氰菊酯、嗪酮、吡虫啉等。
(2)除草剂自90年代以来得到迅速发展。这是我国农村经济体制改革，进一步解放生产力的必然结果。除草剂总产量连年增长，从1991年的1.98万吨增至1995年的3.19万吨，平均每年以15%的速度增长。98年除草剂产量已达到5.59万吨，95至98三年平均增长速度达到25% 。目前生产的品种以苯氧羧酸、二苯醚、苯胺、酰胺、三氮苯、取代脲有机杂环类为主。年产量超过5000吨的品种有昌胺、乙草胺、草甘膦。主要品种还有2，4-滴丁酯、莠去津、异丙隆、氟乐灵、禾草灵、二甲戊乐灵、灭草松、氟磺胺草醚、苄嘧磺隆、二氯喹啉酸、环嗪酮、精喹禾灵等。
(3)杀菌剂以有机硫、有机磷、取代苯、有机杂环及抗菌素为主。其品种有代森锰锌、百菌清、三环唑、多菌灵、甲基硫菌灵、三唑酮、稻瘟灵、霜脲氰、霜霉威、腈菌唑、咪鲜胺等。
(4)植物生长调节剂，也由60年代的单一品种萘乙酸，相继工业化了一批品种。主要有矮壮素、丁酰肼、赤霉素、甲哌翁、乙烯利、多效唑、抑芽丹、芸苔素内酯等。
2.一些农药产品的生产工艺技术不平达到或接近国际同类产品的水平
近几年来，国内亚磷酸三甲酯生产技术取得重大突破，以三乙胺连续化合成亚磷酸三甲酯工艺技术达到国际先进水平，产品含量达到99%，而且生产成本大大降低，使一步法合成敌敌畏的质量和成本优于敌百虫碱解法老工艺，原油含量在95%以上，达到了出口质量指标，降低了原料消耗和生产成本，每吨80%敌敌畏乳油步法工艺比碱解法原料成本低1936元。一些大企业已用一步法工艺取代了碱解法生产敌敌畏。
杀菌剂三唑酮原药通过“六五”技术攻关，产品有效成分含量≥95%，达到国外同类产品水平，生产成本也比国外产品低，在国际上具有一定竞争力。
甲基异氰酸酯是氨基甲酸酯类农药的关键中间体，由于我国的工艺技术先进，使产品纯度达到了99%，从而使克百威、灭多威、异丙威、残杀威等原药含量达到97—98%的水平。我国产品草甘膦、霜脲氰、禾草灵等因生产工艺先进、原药纯度高、产品源源不断地出口，为国家赚取更多的外汇。
3.农药产品积极采用国际标准和国外先进标准，依靠科技进步组织生产，在行业中开展创优活动，企业加强质量管理，促进了产品质量提高，我国生产的农药品种采用国际标准和国外先进标准比例已达到80%，“双采”取得明显效果，涌现出一批高水平的产品标准，溴甲烷、灭多威、林丹、噻嗪酮、多菌灵、甲霜灵、三唑酮、百菌清等质量指标和分析方法都达到或接近国外先进标准水平。大大促进了我国农药行业产品质量整体水平的提高，目前我国已有40几个品种如磷化铝、林丹、甲胺磷、乙酰甲胺磷、灭多威、多菌灵、百菌清、霜脲氰 、氰戊菊酯、丁草胺、草甘膦、灭草松、井冈霉素、赤霉素等先后打入国际市场。
4.农药科研开发向创制方向发展。我国具有一定农药研究开发能力的科研院所十几个，“ 七五”期间研制出20多种农药新品种，“八五”期间研制投产了87个新品种。“九五”期间又有一批高效品种，主要是除草剂、杀菌剂、杀螨剂投入工业化生产(如异丙甲草胺、苯噻 草胺、氟磺胺草醚、腈菌唑等)。这些品种的工业化，在农业生产中发挥了生要作用，也使我国农药工业从过去单纯以杀虫剂为主的结构逐步向杀虫、杀菌、除草剂比例协调合理的方向发展。但这些品种基本上是仿制国外品种，仅有杀虫双、多菌灵等少数品种是国内创制的。
根据我国修改后的专利法规定保护农药化合物专利的要求，在我国即将加入世贸组织的新形势下，我们的农药科研开发必须由仿制向创制方向转移。我国目前正在建设南北两个农药开发中心，预计本世纪末两个中心基本建成并运行。这是对我国农药工业健康发展的具有战略意义的决策。现在沈阳化工研究院、南开大学元素所；江苏农药研究所、湖南化工研究院、上海农药研究所、浙江化工研究院等两个中心的成员已开展新农药的创制研究工作。
二、我国农药工业存在的主要问题
1.生产厂点过多，重复建设严重，整体技术、管理水平低、经济效益差。至全国已有近2000个厂点，原药合成厂占20%左右，目前重复布点的现象仍存在，这不仅造成财力、物力的浪费，也增加污染源，给三废治理带来极大的困难。
2.农药原药质量与国外存在一定的差距。尽管我国农药行业开展了10年创优工作，产品标准采用国际标准和国外先进标准，这些措施对提高农药质量起了积极促进作用，但由于我国农药工业的整体水平与发达国家尚有一定差距(包括原料、中间体、设备、自动化程度、职工技术素质、管理等)。总的原药质量要比国外同类产品含量低10～20%。
3.农药加工业落后、剂型单一
(1)我国农药原药与制剂的比例低，根据1998年我国登记的约220个原药品种，加工制剂总数约1170个(含混剂，不同规格含量为同一种制剂)，原药与制剂比为1∶5～3，比发达国家原药与制剂比例为1∶10～30，尚有不小的差距。
(2)我国农药剂型单一，多年来以乳油、粉剂、可湿性粉剂、水剂生产为主，约占制剂总产量的80%，其中乳油产量约占总产量的50%，每年要消耗20～30万吨有机溶剂，既浪费了资源，又对环境造成一定的污染。国外普遍应用的微乳剂、水分散粒剂、可溶性粉剂、微胶囊剂和干流动剂等不用有机溶剂、对环境污染小的新剂型，由于研制开发力度不够、农民对新事物认识不足和我国助剂研究工作薄弱，至今新剂型尚处在研究推广阶段，尚未工业化。
4.农药专用原料不足，中间体不配套。农药用原料涉及到200多种，年用量150万吨，由于新农药品种所需中间体国内不配套，其中有6万吨依靠进口，耗用大量外汇。用作溶剂的三苯每年进口10万吨左右，用作生产乳化剂的钙盐每年也要进口3000～5000吨，由于原料供应有缺口，使一些品种不能充分发挥生产能力。
5.日益增强的环保与安全需要的压力。“国务院关于环境保护若干问题的决定”作出了取缔土农药生产的决定，上海等地已对甲胺磷使用作出限制，国内对高毒农药的禁用和限制的呼声日益强烈。“有关在国际贸易中对某危险化学品和农药采取事先知情同意程序(PIC程序 )”已将甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷、久效磷、磷胺等品种列入预备名单，并有PIC程序即将上升为一项具有法律约束的国际公约。这些问题将对我国农药生产和出口带来很大的影响。
三、展望21世纪的中国农药工业—几点粗浅看法
1.为了满足人类生存的需要，目前世界开发的新农药要求具有安全性高、低残留、高效、价廉选择性高的特性，即21世纪的农药要有高选择性、高活性。70年代以来各类农药出现了用量为150g—15g/公顷有效成分的化合物。90年代以来，已有用量低于15g/公顷有效成分的化合物产品工业化，如磺酰脲类除草剂、吡虫啉杀虫剂等。从发展趋势看，还可能出现更高活性的化合物，对有害靶标生物的高选择性必然会带来高活性。其次21世纪的农药必须具有高安全性，即对靶标生物高活性的同时，对人类、畜禽要低。再有21世纪的农药必具有与环境相容性的特点，即对非靶标生物低，在土壤、水中易降解，在生物体内低残留、轻度或无蓄积作用，对野生生物、水生生物影响小。21世纪我国的农药工业应该在人力、物力、财力 跟上国际潮流的发展步伐。
2.在21世纪化农药的发展中，杂环化合物很可能成为新 农药发展的主流。世界农药专利中，大约有90%是杂环化合物。在这类化合物中超高效的农药很多，它不但使用成本低、更重要的是对环境的影响会降低到很小的程度。另一个特点，是大多数的杂环化合物新农药对温血动物毒性很小，对鸟类、鱼类毒性也很低。从80年代中期开始，国外不断出现了超高效的除草剂、杀菌剂和杀虫剂。如磺酰脲类、咪唑啉酮类除草 剂的苄嘧磺隆、灭草喹；吡啶类、吡唑类杀虫剂的吡虫啉、吡虫清、氟虫腈等。这对我国农药工业的发展带来了好兆头。
3.基因工程在农药领域的应用。近十年来，基因工程在农药领域的应用已取得突破性的进展，有些成果已在农业生产上应用。①将苏云金杆菌的杀虫基因，转移到农作物上，使农作物具有杀虫功能。②将某种土壤菌的抗除草剂的基因，转移到农作物上，使作物对某种除草 剂有耐药性。③将某种抗病毒的基因，转移到农作物上，使农作物具有抗病毒作用。
这些成果，无疑对植物保护和农药的生产和应用都会产生深远的影响，对保护生态，减少环境污染也具有重要意义。
4.在21世纪即将来临之际，我国农药的生产和应用将会有新的变化。
(1)紧跟世界农药工业发展潮流，使我国研制新的超高效杂环化合物农药尽快工业化和推广应用，取代一些效果较低的品种，特别是取代那些毒性高并已产生抗性的有机磷杀虫剂。
(2)基因工程在农药方面的应用，定会在我国农业生产上获得推广，且具有广阔的前景，如一种新型转基因小麦最近在北京农林科学院培育成功。以北京地区推广的高产抗病优良小麦为材料，将来自美国优质面包小麦的基因导入北京小麦幼胚、幼穗和花药，获得一批转基因小麦植株和后代结实种籽。此研究成果推进了中国小麦基因工程向实用化方向发展的进程，达到了90年代国际先进水平。但现在有的技术仍有一定的局限性，因而无法取代化学农药，只能与化学农药并用，做到优势互补。
(3)创制我国自己的新农药是发展农药工业的当务之急。应根据我国农业发展的需要，创制一系列的农药品种，取代那些高毒低效品种。与此同时，加紧基因工程的研究与应用，使之尽早在植物保护上取得成效。
5.我国在21世纪应加快除草剂的发展，随着改革开放的深入，广大农民将从单纯务农转向发展乡镇企业和第三产业，农业劳动力的减少，对除草剂的要求将增加较快，预计化学除草面积将以每年3000万亩次的速度递增，从90年代的2.7亿亩次，增加到95年的4.5亿亩次和 2000年的6亿亩次。与此同时，农业耕作栽培制度的改变也促进化学除草的发展。
目前我国化学除草剂品种与产量尚不能适应农业发展的需要。1998年全国农药产量分38.2万吨，其中除草剂为5.6万吨，仅占总产量的14.65%，而杀虫剂产量占70.18%，杀菌剂产量占10.66%。虽然我国是农业大国，以杀虫剂为主体是符合我国现有国情的，但在21世纪前十年加快除草剂发展，努力增加品种和产量，增加除草剂在总量中的比例是农业现代化发展的需要。“九五”期间我国在调整农药产品结构增加除草剂品种和产量方面已作出了一定的成绩并打下良好的基础，加快除草剂的发展速度是完全可能的，从而使三大类农药比例更趋合理。