Las últimas tendencias de desarrollo de bioplaguicidas en mi país
Nuestro país es un gran país agrícola. El área afectada por enfermedades de los cultivos, plagas de insectos y malezas es de aproximadamente 200 millones de hectáreas (veces) cada año, y necesita producir y utilizar alrededor de 250.000 toneladas de pesticidas ( ingredientes activos) cada año.
Los biopesticidas tienen las características de amplias fuentes de materias primas, seguridad para organismos no objetivo, bajos efectos tóxicos y secundarios y buena compatibilidad ambiental. Se han convertido en una nueva tendencia en el desarrollo de la industria global de pesticidas. .
1 Escala de producción
Actualmente existen alrededor de 200 fabricantes de bioplaguicidas en mi país. En 2004, se registraron 140 variedades de ingredientes activos de biopesticidas, que representan el 15% del total de variedades de ingredientes activos de pesticidas en mi país; 411 productos, que representan el 8% de los productos pesticidas registrados; la producción anual es de 120.000 a 130.000 toneladas; preparaciones, que representan aproximadamente el 10% del total de pesticidas, el 12% de la producción anual es de aproximadamente 300 millones de dólares estadounidenses, lo que representa aproximadamente el 10% del valor total de producción de pesticidas, y el área de uso es de aproximadamente 400 millones de acres. . En la actualidad, el número de biopesticidas recientemente desarrollados y registrados está aumentando a un ritmo del 4% cada año.
Las principales variedades de biopesticidas en mi país incluyen pesticidas Bt, antibióticos agrícolas, pesticidas botánicos, plantas genéticamente modificadas, pesticidas virales, pesticidas fúngicos y pesticidas reguladores del crecimiento de las plantas. Los productos a granel siguen siendo principalmente Jinggangmicina. Bt y Bt, está muy por detrás de los países desarrollados en términos de variedad, forma farmacéutica, calidad y cantidad, y está lejos de satisfacer las necesidades de los mercados nacionales y extranjeros. En el proyecto de demostración de industrialización de alta tecnología de la Comisión Estatal de Planificación en 2001, se utilizaron el pesticida piretroide natural derivado de plantas, la serie de pesticidas biovirales "Wuda Oasis" con una producción anual de 6.000 toneladas, preparaciones de biocontrol de hongos, preparaciones compuestas de microbios vivos y Se aprobaron cinco proyectos de biopesticidas con una producción anual de 5.000 toneladas de biopesticidas de oligosacáridos. En 2002, se aprobaron proyectos de bioplaguicidas como la producción anual de 3.000 toneladas de la serie de pesticidas biovirales "Anhui Aolv", la producción anual de 10.000 toneladas de ningnanmicina, preparaciones de biocontrol de nematodos y la producción anual de 30.000 toneladas de Bt fermentado sólido.
2 Puntos críticos y tendencias de investigación nacionales y extranjeras
La investigación de biopesticidas en China comenzó a principios de la década de 1950. Actualmente, hay más de 30 institutos de investigación científica, universidades y facultades en investigación y desarrollo de biopesticidas. Los laboratorios clave nacionales y ministeriales, así como las unidades de investigación con determinadas condiciones de trabajo, han establecido sus propios sistemas de selección y evaluación de recursos de biopesticidas, ingeniería genética, ingeniería de fermentación, procesamiento de posproducción y demostración y verificación de ingeniería.
Las principales tendencias de desarrollo de los biopesticidas son: la competencia estratégica de alta tecnología centrada en la recombinación genética es cada vez más feroz, las innovaciones tecnológicas clave se están acelerando significativamente y los últimos métodos de biología molecular se aplican cada vez más a la investigación y el desarrollo de biopesticidas. desarrollo En los últimos años, están surgiendo constantemente nuevas variedades de pesticidas biológicos modificados genéticamente, su investigación, desarrollo y aplicación se están desarrollando en una dirección más segura y respetuosa con el medio ambiente, la mejora de los productos se está acelerando y la industria de los pesticidas biológicos se ha convertido en el campo de desarrollo más prometedor; en la industria agrícola.
Al desarrollar nuevas variedades de biopesticidas seguros, eficientes, respetuosos con el medio ambiente y multifuncionales, superaremos las tecnologías clave de la ingeniería genética de biopesticidas y la ingeniería de fermentación, y mejoraremos la preparación y el procesamiento, la calidad del producto, y comportamiento ambiental de los biopesticidas. Realizar investigaciones sobre una serie de temas para garantizar la seguridad de los productos agrícolas, proteger el entorno ecológico humano y lograr el desarrollo sostenible de la producción agrícola.
2.1 Plaguicidas bacterianos y virales
Bacillus thuringiensis (Bt) es el principal plaguicida en el país y en el extranjero. La investigación sobre pesticidas Bt comenzó en mi país en la década de 1950, con una producción anual de alrededor de 40.000 toneladas. Sin embargo, en comparación con los países desarrollados, todavía existe una brecha considerable en los niveles de fermentación y formulación de nuestros productos. Las cepas de ingeniería de alta eficiencia y amplio espectro se han utilizado ampliamente en la producción extranjera, con altos niveles de fermentación y altas tasas de recuperación de productos de fermentación. Varias formas de dosificación incluyen polvos, polvos humectables, suspensiones, agua concentrada, emulsiones de aceite, concentrados emulsionables, gránulos, y tabletas, ES (suspensión emulsionable), agentes de liberación sostenida, agentes de biorecubrimiento, etc. Sin embargo, la mayoría de las cepas de producción nacional son del tipo Bt Bacillus thuringiensis (Bt) k, y las formas farmacéuticas del producto son solo polvo humectable y agente de suspensión, el proceso de fermentación líquida utiliza principalmente tecnología de fermentación por lotes y la tecnología de postextracción utiliza un proceso de concentración centrífuga. Como resultado, en el líquido de fermentación se pierde una gran cantidad de ingredientes eficaces, como factores sinérgicos. Además, el equipo actual de secado por aspersión de mi país también restringe la mejora de la tasa de recuperación del producto. El uso de tecnología de ingeniería genética para construir hongos modificados con Bt con eficacia estable y una amplia cobertura de control es una nueva tendencia en el desarrollo de biopesticidas Bt.
La investigación sobre insecticidas contra virus de insectos con efectos de control sostenido sobre las plagas objetivo comenzó en la década de 1970. El brote de gusano del algodón en el siglo pasado promovió el desarrollo de insecticidas contra el virus de la poliedrosis nuclear del gusano del algodón. Doce de los 15 insecticidas virales registrados en mi país son virus de poliedrosis nuclear del gusano cogollero, lo que demuestra que actualmente mi país cuenta con una sola variedad de insecticidas virales para insectos.
Nuevas preparaciones microbianas insecticidas: tomando como principales objetivos de control las plagas de lepidópteros como los escarabajos de las hojas y los gusanos cogolleros de la remolacha, realizaremos investigaciones sobre el desarrollo y la aplicación de preparaciones Bt de amplio espectro y alta eficiencia. Aprovechar al máximo los recursos microbianos extremadamente ricos de mi país para aislar nuevos genes de proteínas resistentes a insectos y enfermedades con derechos de propiedad intelectual independientes y un valor de aplicación importante. Mediante la combinación de genes de proteínas insecticidas, la evolución molecular, la mutagénesis dirigida al sitio, la fusión, el intercambio y otros métodos de diseño molecular de aminoácidos en diferentes dominios estructurales, podemos mejorar aún más la virulencia insecticida y ampliar el espectro insecticida.
2.2 Antibióticos agrícolas
Los antibióticos agrícolas de mi país representan el 90% de la producción total de biopesticidas, pero hay pocas variedades nuevas de antibióticos agrícolas con derechos de propiedad intelectual independientes para uso práctico.
Desde la década de 1990, se han examinado y reportado en China algunas nuevas variedades de resistencia agrícola con derechos de propiedad intelectual independientes. Entre ellas, los antibióticos insecticidas incluyen la Taimicina, los antibióticos bactericidas incluyen la Ningnanmicina, etc. Sin embargo, actualmente solo las variedades Ningnan se han puesto en uso práctico. Nanmicina un tipo. Actualmente mi país cuenta con 29 tipos de pesticidas antibióticos insecticidas y bactericidas, 120 productos y alrededor de 100 fabricantes, con una producción anual de más de 80.000 toneladas de preparados. China es un importante productor de antibióticos agrícolas, pero aún no ha creado nuevos productos influyentes. variedades agrícolas resistentes. Desde una perspectiva global, los nuevos antibióticos insecticidas más influyentes, la avermectina y el antibiótico herbicida ftoxazollina, se descubrieron en la década de 1980, y los nuevos antibióticos insecticidas más influyentes, el espinosad y el antibiótico bactericida, estrobilurina, se descubrieron en la década de 1990. Entre ellos, la avermectina ha sido desarrollada por empresas como Merck en Estados Unidos y se ha convertido en el mejor producto del mundo. La ftoxazollina se ha utilizado como compuesto líder para sintetizar la mejor serie de herbicidas-glifosato y se encuentran en desarrollo y estrobilurina; Se espera que se conviertan en los mejores productos del mundo de biopesticidas y fungicidas.
Es necesario mejorar aún más el proceso de fermentación de ningnanmicina registrado durante el “Noveno Plan Quinquenal” de mi país. La zhongshengmicina tiene importantes efectos de control sobre diversas enfermedades bacterianas, como el tizón bacteriano de las hojas del arroz. Actualmente, solo existen dos tipos: agente acuoso y polvo humectable, que no pueden satisfacer las necesidades de aplicación de diferentes cultivos y diferentes entornos ecológicos.
Desarrollar algunas tecnologías de modificación química altamente específicas, centrándose en transformar las estructuras de algunos antibióticos agrícolas naturales para aumentar sus usos o mejorar su eficacia, fortalecer la investigación y el desarrollo de variedades antiguas y mejorar significativamente el moho Jinggang a través del metabolismo; ingeniería La producción de bacterias productoras de Jinggangmicina, como nanchangmicina y meilingicina, ha superado la de las cepas de producción industrial existentes; mediante la eliminación en serie de grupos de genes, se pueden obtener proyectos de ingeniería que solo producen nanchangmicina o meilingicina. Obtener nuevos antibióticos derivados activos mediante biosíntesis combinatoria. Utilice la tecnología de ingeniería de fermentación para estudiar las reglas de fermentación y metabolismo de los antibióticos agrícolas y obtenga nuevos procesos y nuevas técnicas de procesamiento de formulaciones que mejoren en gran medida el nivel de fermentación.
La investigación sobre microorganismos marinos, bacterias patógenas de insectos y microorganismos intestinales ha logrado algunos avances en los últimos años. Estos dos tipos de microorganismos en hábitats específicos pueden producir metabolitos insecticidas o antibacterianos específicos. Los resultados muestran que los derivados de isocumarina producidos por la variante Beijing de Xenorhabdus nematophilum tienen un buen efecto de control sobre enfermedades importantes como el tizón tardío de la papa, el tizón tardío del tomate y el mildiú polvoriento.
2.3 Preparados fúngicos
Los hongos entomopatógenos tienen un gran potencial para solucionar el problema de la resistencia de las plagas a los insecticidas. Desde finales de la década de 1980, se han registrado y utilizado ampliamente en el extranjero más de 40 pesticidas fúngicos. Realizar investigaciones sobre la recolección de recursos de hongos entomopatógenos, el cribado de cepas virulentas, los mecanismos de infección de hongos insecticidas y el uso de la ingeniería genética para transformar cepas virulentas. Utilizando tecnología de transformación fúngica mediada por Agrobacterium, se introdujeron en Beauveria bassiana los genes clonados de proteasa y quitinasa que descomponen las cáscaras de los insectos. Examinar cepas recombinantes que hayan mejorado significativamente los efectos de control de plagas chupadoras como los pulgones. Establecer un sistema regulador que utilice Ecdysone como inductor y detectar agentes auxiliares que puedan promover la germinación y la infección de esporas de hongos insecticidas a menor humedad y diferentes temperaturas y aumentar la vida útil de los hongos insecticidas. La tecnología de ingeniería genética se ha convertido en un método altamente eficiente para. cría de cepas de hongos insecticidas.
Entre los pesticidas fúngicos insecticidas, Beauveria bassiana tiene la historia de investigación más larga y el equipo de investigación más grande. Se utiliza para controlar las orugas del pino y los barrenadores del maíz en un área de más de 10 millones de acres cada año. Los principales fungicidas fungicidas incluyen Trichoderma espera. Desde el descubrimiento del efecto preventivo de Trichoderma sobre las enfermedades de las plantas en la década de 1930, ha sido el fungicida con más investigación y el mayor área de aplicación. Los productos actuales utilizan principalmente fermentación bifásica líquido-sólido para producir conidias. A finales de la década de 1990, se espera que el proceso de producción de clamidosporas por fermentación líquida desarrollado en los Estados Unidos proporcione una nueva vía para la industrialización de Trichoderma. Llevar a cabo investigaciones sobre el mecanismo regulador de las clamidosporas producidas por Trichoderma, seleccionar cepas eficientes como Paecilomyces basidioides y construir cepas de ingeniería, para brindar soporte técnico para avances en los procesos de fermentación de hongos.
2.4 Nuevas proteínas activadoras de plantas
La investigación sobre activadores de proteínas que estimulan la inmunidad de las plantas, la resistencia a enfermedades y aumentan la producción ha atraído una amplia atención y atención en el país y en el extranjero. En 2000, Messenger, un producto pesticida desarrollado a partir de alérgenos bacterianos por la empresa estadounidense EDEN, fue registrado en los Estados Unidos. Fue catalogado como un producto pesticida exento de inspección por parte de la EPA y puede usarse en todos los cultivos. Actualmente se utiliza ampliamente en tabaco, verduras y frutas en Estados Unidos, México y otros países. En 2004, tras la aprobación del Instituto para el Control de Pesticidas del Ministerio de Agricultura (ICAMA), Kangzhuangsu obtuvo un certificado de registro temporal para pesticidas y se recomendó su uso en tomates, pimientos, tabaco y colza en el primer lote.
Activator y HarpinXo se están desarrollando actualmente en China. En la actualidad, mi país ha aislado y obtenido con éxito múltiples cepas de ingeniería genética de activadores de plantas. Las pruebas de campo han demostrado que la activación de pesticidas proteicos puede prevenir una variedad de enfermedades virales de las plantas en un 70% y aumentar los rendimientos en más de un 10%. En 2004, los resultados superaron la evaluación de logros del Ministerio de Agricultura y alcanzaron el nivel avanzado internacional de similares. investigación.
2.5 Bioquímica y nuevos pesticidas inductores
En la década de 1980, los estudiosos descubrieron que la quitina y otras sustancias derivadas de hongos y paredes celulares de plantas pueden activar una variedad de señales en las plantas. Vía de transducción, como un nuevo tipo de inductor biológico (que contiene oligosacáridos, glicoproteínas, polipéptidos, ácidos grasos y otras sustancias), la investigación y el desarrollo, la producción y la aplicación de pesticidas bioquímicos han atraído gran atención de los círculos científicos y tecnológicos extranjeros y de las empresas multinacionales internacionales. China tiene abundantes recursos y ventajas en I+D en inductores biológicos como los oligosacáridos, que deberían ser muy valorados. Los biopesticidas de oligosacáridos no sólo pueden controlar eficazmente la enfermedad del mosaico del tabaco (efecto de control del 72%) y otras enfermedades de cultivos y cultivos económicos. La producción se puede aumentar significativamente entre un 10% y un 30%.
Las últimas investigaciones sobre inhibidores de enzimas bioquímicas (digestivas) de insectos muestran que las proteínas de molécula pequeña y los ácidos grasos orgánicos (ácido hialurónico) tienen un fuerte efecto inhibidor sobre las enzimas bioquímicas (digestivas) de los insectos, lo que provoca la muerte de los insectos y También tienen doble resistencia Papel de nematodos, hongos, bacterias y virus.
3 Desarrollar vigorosamente el análisis de viabilidad de biopesticidas
(1) Es rico en recursos biológicos. Mi país es un país rico en recursos biológicos y posee el 10% de los recursos genéticos biológicos del mundo. Según estadísticas incompletas, mi país tiene alrededor de 260.000 especies de animales, plantas y microorganismos, así como ricos recursos genéticos humanos que son raros en otros países. En la actualidad, mi país cuenta con más de 300.000 tipos de materiales de germoplasma de cultivos conservados, ocupando el primer lugar en el mundo, proporcionando abundantes materiales para el desarrollo de las ciencias biológicas y la biotecnología en mi país. Esta ventaja es insustituible y exclusiva.
(2) Protección del medio ambiente y demanda del mercado. Según estadísticas del Ministerio de Agricultura, las enfermedades de los cultivos y las plagas de insectos de mi país ocurren en un área de aproximadamente 6 mil millones de acres durante todo el año, lo que resulta en una pérdida de 16 millones de toneladas de cereales cada año y más de 800.000 toneladas de Es necesario producir y utilizar preparados químicos pesticidas todos los años. El 80% de ellos son pesticidas altamente tóxicos, lo que provoca que más del 20% de las frutas y verduras y más del 10% de los cereales tengan residuos de pesticidas que exceden los estándares. Por lo tanto, el desarrollo de la industria de bioplaguicidas es muy importante para garantizar el desarrollo sostenible de la agricultura, proteger la vida y la salud de las personas y proteger el medio ambiente ecológico. Creará condiciones muy favorables para la exportación de los productos agrícolas de mi país y mejorará enormemente la situación internacional. competitividad de los productos agrícolas de mi país. Mi país planea aumentar la proporción de biopesticidas en todos los plaguicidas del 10% actual al 30% para 2015.
En respuesta al ingreso de China a la OMC, los países desarrollados han ajustado y elevado los umbrales técnicos para las importaciones de productos, siendo los productos agrícolas los más afectados. La UE prohibió oficialmente la venta de 320 pesticidas en la UE el 31 de diciembre de 2003, incluidos más de 60 variedades de pesticidas producidos en China, incluidos 31 tipos de pesticidas, y otros, incluidos fungicidas y herbicidas. Dichos pesticidas no se venden en mi país. El volumen de producción y el alcance de uso han alcanzado una cierta escala. Por lo tanto, la investigación y el desarrollo de biopesticidas se han convertido en una máxima prioridad. Su investigación y desarrollo lograrán de manera efectiva una producción segura y de alta calidad de productos agrícolas, mejorarán el valor agregado económico de los productos agrícolas y ampliarán el mercado de exportación de productos agrícolas y secundarios de mi país. y promover el desarrollo de la industria agrícola verde.
(3) El equipo de investigación sigue creciendo. En el campo de la tecnología de bioplaguicidas, mi país ha formado un equipo de investigación y desarrollo de alto nivel y una base de trabajo considerable, y sus capacidades de innovación y desarrollo se han mejorado continuamente. En la actualidad, nuestro país cuenta con más de 30 instituciones de investigación de biopesticidas, alrededor de 200 empresas de producción de biopesticidas y 20.000 empleados de investigación y desarrollo en biotecnología. Cada año, alrededor de 4.600 estudiantes universitarios y estudiantes de posgrado con especialización en biotecnología se unen a sus filas. En materia de investigación y desarrollo biotecnológico se ha formado un equipo de investigación que ha comenzado a gestarse y que tiene cierta competitividad.
(4) Apoyo de las políticas gubernamentales. Nuestro gobierno concede gran importancia al desarrollo de tecnología de producción agrícola libre de contaminación. En 1996, la "Agenda 21 de China" incluyó la investigación y el desarrollo de biopesticidas entre el primer grupo de proyectos seleccionados. En 1998, el "Proyecto 2116" también incluyó biopesticidas, fertilizantes microbianos, reguladores del crecimiento de las plantas y preparaciones para la degradación microbiana en el primer lote de planes de desarrollo de proyectos importantes. También se han establecido el Centro de Desarrollo de Alimentos Verdes y el Centro de Desarrollo de Alimentos Orgánicos de China. Beijing, Fujian y otras provincias y ciudades han establecido regulaciones sobre producción libre de contaminación, estipulando claramente que el uso de pesticidas altamente tóxicos y algunos altamente tóxicos está prohibido en la producción de vegetales.
4 La dirección del desarrollo de los biopesticidas en mi país y los problemas que deben resolverse
La proporción de biopesticidas en toda la industria de pesticidas en mi país es bastante limitada y hay sigue habiendo una gran brecha en comparación con los países desarrollados.
En vista de las dificultades y problemas pendientes que existen en el desarrollo de biopesticidas en mi país, se recomienda que: En primer lugar, considerar sus perspectivas de desarrollo desde la perspectiva dual de los beneficios económicos y sociales, dar preferencia política a el desarrollo de biopesticidas, aumentar la financiación para la investigación y el desarrollo, se deben reducir o reducir los impuestos y tarifas para las empresas, mientras que se debe prohibir o restringir el uso de pesticidas químicos altamente tóxicos, altamente tóxicos y con altos residuos. En segundo lugar, debemos promover la integración de las ventajas de los recursos y la innovación integrada para formar una serie de empresas de biopesticidas a gran escala con capacidades de desarrollo y producción a gran escala en todo el país, y formar gradualmente un patrón de desarrollo de la industria de biopesticidas con estructura de múltiples variedades. En tercer lugar, las empresas y los departamentos de tecnología agrícola trabajan juntos para fortalecer la promoción técnica de los biopesticidas para que los agricultores puedan dominar el uso de biopesticidas.