生物农药发展现状

生物农药发展现状（精选12篇）

生物农药发展现状 第1篇

中国生物农药按照其成分和来源可分为微生物活体农药、微生物代谢产物农药、植物源农药、动物源农药四个部分,按照防治对象可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、杀鼠剂、植物生长调节剂等。

目前,我国生物农药类型包括微生物农药、农用抗生素、植物源农药、生物化学农药和天敌昆虫农药、植物生长调节剂类农药等6大类型,已有多种生物农药产品获得广泛应用,其中包括井冈霉素、苏云金杆菌、赤霉素、阿维菌素、春雷霉素、白僵菌、绿僵菌等。在技术水平方面,我国已经掌握了许多生物农药的关键技术与产品研制的技术路线,在研发水平上与世界水平相当,并且在人造赤眼蜂技术、虫生真菌的工业化生产技术和应用技术、捕食螨商品化、植物线虫的生防制剂等领域达到了国际领先水平。

随着人们对环保和健康的关注,高效、高毒的有机磷农药的使用在各国都受到不同程度的限制。高效、低毒、低残留是农药产业的发展方向,主要包括两大类——高效、低毒的化学农药和生物农药,其中,生物农药的发展前景尤为广阔。

生物农药发展现状 第2篇

资料来源：前瞻网：2013-2017年中国生物农药行业供需状况与发展前景分析报告，百度报告名称可看报告详细内容。

生物农药是指利用生物活体（真菌，细菌，昆虫病毒，转基因生物，天敌等）或其代谢产物（信息素，生长素，萘乙酸，2，4-D等）针对农业有害生物进行杀灭或抑制的制剂。我国生物农药按照其成分和来源可分为微生物活体农药、微生物代谢产物农药、植物源农药、动物源农药四个部分。按照防治对象可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、杀鼠剂、植物生长调节剂等。

生物农药行业发展现状：

全球生物农药产业的发展十分迅速，而我国生物农药行业经过60年左右的发展（20世纪50年代至2012年），目前已拥有30余家生物农药研发方面的科研院所、高校、国家级和部级重点实验室，并且我国已成为世界上最大的井冈霉素、阿维菌素、赤霉素生产国。从综合产业化规模和研究深度上分析，井冈霉素、阿维菌素、赤霉素、苏云金杆菌（简称Bt）4个品种已成为我国生物农药产业中的拳头产品和领军品种。随着农产品安全事件的频发以及人们环保意识的增强，我国生物农药行业也随之快速发展。

2011年我国生物农药迎来了快速发展时期。2011年1-12月全国生物源农药制造业累计完成现价工业总产值230.6亿元；累计实现利润总额19.4亿元，比2010年增长了54.5%，增长远高于化学农药；生物农药占农药投资结构的比重为45.9%，较2010年提升了8.5个百分点，创历史新高。

2012年1-12月全国生物化学农药及微生物农药制造业资产总计169亿，同比增长7.0%，主营业务收入321亿，增长43.4%，利润总额为28亿，同比增长60.0%。

生物农药行业前景趋势分析：

生物产业是七大新兴产业之一，而生物农药产业是生物产业的一部分，未来生物农药行业相对于化学农药行业而言将在相关政策方面会有一定的优势。生物农药具有安全、环保、无残留等特征，是未来农药产品的发展趋势，而且我国生物农药的研发制造已具有一定的发展基础。因此，我国生物农药行业的发展前景乐观。到21世纪中叶全球生物农药的需求量将占到农药市场的60%，缺口巨大。预计到2015年我国生物农药占所有农药的份额将增加到30%。

浅析中学生物双语教学的发展现状 第3篇

关键词：中国生物双语教学 发展势态 现实问题 建议

双语教学是近年来在教育领域兴起的又一股教改热潮，深受教育者的广泛关注。中学生物双语教学在理论和实践上不断研究探索，取得了一定成绩，但由于条件和各方面限制，目前仍有大量问题有待解决。本文着重分析了中学生物双语教学的时代背景、发展势态及现实意义，并结合当前中学生物双语教学存在的现实问题，提出了几点建议。

一、中学生物双语教学的基本内涵

对于双语教学（Bilingual education）的定义,《郎曼应用语言学词典》中是这样给出的：

The use of a second or foreign language in school for the teaching of content subjects .（能在学校里使用第二语言或外语进行各门学科的教学。)

中学生物双语教学分为三个层次：第一个是简单渗透层次，即教师在上生物课时可以用英语讲述重要的定理和关键词；第二个是整合层次，即教师讲课时交替使用中英文，让学生学会如何用外语表达生物内容；第三个是双语思维层次，即让学生学会同时使用汉语和英语进行思维，既可用汉语思维方式，又可自由地切换成英语来思考解答生物问题。在这三个层次中，能达到双语思维层次始终是双语教育工作者为之奋斗的目标。

二、中学生物双语教学的时代背景及发展势态

中学生物双语教学是随着中小学校双语教学的兴起而发展起来的，中小学校双语教学的发展史便是中学生物双语教学的发展史。

起初，在许多教育工作者看来，双语教学不过是“强化英语” 的代名词而已。近年来，随着我国教育体制改革的不断深化，中学双语教学 一改被冷落的尴尬局面，如雨后春笋般在各地蓬勃发展起来。江西省教育厅2001年下发了《关于启动中小学英语双语教学实验试点工作的通知》，决定从当年秋季新学年始，启动部分有条件的学校和学科进行中英文双语教学实验试点工作。但是，当前我国的教育仍是以应试教育占主导地位。虽然素质教育提倡多年，教育的考试制度和评价机制仍然遵循传统模式。目前中小学的双语教学仍处于探索、论证初期阶段，广大

教育工作者正为大力发展其重要作用而不断努力着。

三、中学生物双语教学的现实意义

双语教学的提出顺应了时代进步和人才培养的需要，对英语教学和教育整体改革的深入，提出了新的挑战也创造了新的发展契机。通过“双语教学”的尝试，我们可以把英语作为教和学的语言工具，从而促进英语的学以致用和学生的拓展性学习;把英语作为学习的语言工具，逐步培养学生用英语进行思维的能力。同时，生物双语教学通

过培养学生母语和英语的思维切换，提高运用英语思考和解决问题的能力，使思维方式多元化。

四、中学生物双语教学的现实问题分析

1、教师方面

目前，我国的双语教学正处于研究探索初期，并非每一个生物教师都能够正确理解双语教学的深刻含义。对“双语”和“双语教学”的内涵，不少教师有着这样那样的偏见。

有的教师由于自身素质偏低，不敢用英语自由发挥，只是机械地套用已准备好的语句。这势必会造成老师与学生之间无法自由交流，失去了必要的互动过程。双语教学决不仅限于教师用英语授课，更强调的是师生之间用英语进行交流的互动过程，使学生充分地参与到教与学的课堂活动中来。切不可把生物双语教学作为外语教学的辅助手段。

有的学校聘请外籍英语教师来讲授生物课。但是有些教师的生物专业水平相对较低，不能传授给学生应有的学科知识。在我国，虽然双语教学属于外语教学范畴，但是它的基本目标首先应是生物教学目标。换句话说，教师首先要保证完成生物学知识的传授。根据生物学科的特点, 教师要精心确定好两方面的教学要求, 使学生能够顺利的掌握生物相关知识和规律的同时, 又发展了英语的实际运用能力。

2、学生方面

学生是限制双语教学的主要因素之一，双语教学能否顺利进行在很大程度上取决于学生外语水平。然而，由于多年来应试教育的影响，学校以高升学率为指挥棒，我国的中学生接受的基本上是“哑巴英语”和“聋子英语”的教育。英语词汇掌握量较大，但运用能力却仅限于阅读和写作，听力和口语水平均较差。要解决这一问题，首先要充分了解学生的实际情况，针对不同班级学生英语程度的不同，增加一些课外的趣味阅读，补充生物方面的英语科普读物。

3、教材方面

双语教学原则上要使用英文原版教材。但是任课教师选择优秀教材的信息渠道狭窄，国外优秀教材又难以及时、足量、连续供应，此外还存在价格偏高问题，广大学生难以接受。部分学校并未意识到双语教学的真正含义，仍在使用中文教材或不系统的外文参考资料。

五、对双语教学的几点建议

1．加强师资力量的建设与培养。双语教学对师资具有相当高的要求。教师首先是一个双语人才，不仅要熟练掌握专业知识，还要有较高的英语水平，尤其是口语表达能力。

2．注重提高学生的综合能力。对学生来说，接受双语教学面临的一个主要问题就是语言障碍。

3．充分注重教材的选用。教材是制约双语教学的物力资源，必须认真选择。考虑到我国教育的实际情况，国家有关部门要及时编写适合中学生阅读的英文教材。双语教学提倡使用英文原版教材，但教师要结合本校学生的综合素质，谨慎选择，避免由于不同的文化背景造成学生思维障碍。

参考文献：

1. 谢少园.初中生物双语教学中词汇的学习［J］.科学教育,2006，12（5）：16-17.

2. 潘家桢．“双语教学”的内涵及其思考［J］．化工高等教育，2003（３）：48-51

3. 应秋飞．浅析我国的双语教学［J］．文化教育研究，2003（６）：276-277

4. 何全旭，吴为民．关于开展双语教学的几个问题［J］．赣南师范学院学报，2002（３）：115-117

5. 李江波. 在生物学科中实施双语教学的尝试［J］.才智,2008（16）：178.

6. 周文英.初中生物双语教学的几点做法［J］.天津教育，2006（4）：53-54.

7. 李俊．双语教学的困难及其解决思路［J］．成都行政学院学报，2002，８（４）：66-67

生物农药发展现状及未来发展趋势 第4篇

在产业环保政策、消费倾向以及行业准入门槛等多个因素的共同推动下, 国内在未来的5~10年将催生出一批规模大、品种丰富、研发实力强、发展方向符合产业政策的龙头企业。根据《农药工业“十二五”发展规划》提出行业发展目标:到2015年, 销售额在50亿元以上的农药生产企业达到5家以上, 销售额在10亿元以上的农药生产企业达到20家, 前20家农药生产企业的原药产量占总产量的50%以上, 高效、安全、经济和环境友好农药品种占总产量的50%以上。农药工业是知识产权密集型的行业, 对技术的依赖程度大, 技术与产品创新是农药企业保持持续竞争力的关键。经过60多年的技术经验积累, 我国农药工业已形成了包括原药生产、制剂加工、科研开发和原料中间体配套在内的农药工业体系, 农药科研已从仿制迈入创新、仿制结合的轨道。但与发达国家相比, 我国大部分农药品种仍为仿制品种, 自主创新的品种数量不足10%。

1 生物农药发展历史

在农药发展史中, 生物农药是人类最早发现并使用的农药。早在《周礼·秋官》中, 就有“莽草熏之”“焚杜菊, 以灰洒之”的记载。19世纪以来, 利用生物成分防治病虫害逐步进入科学试验阶段, 如“三大植物性农药”除虫菊、烟草和毒鱼藤的发现及应用。20世纪初, 苏云金芽孢杆菌的发现促进生物农药的发展。20世纪40年代以来, 有机合成的化学农药发展迅猛, 生物农药的开发利用进入停滞阶段。直至20世纪60年代, 化学农药的弊端逐渐显现, 生物农药研发重新受到重视。

2 生物农药现状分析

2.1 生物农药种类

生物农药主要分为两大类, 即直接利用生物体杀灭或抑制农业有害生物及利用源于生物体的生理活性物质杀灭或抑制农业有害生物。

2.1.1 利用生物体的生物农药在植物病虫害的生防中可直接利用的生物体——包括天敌昆虫、微生物、捕食螨及放饲不育昆虫等防治, 其中微生物占据极为重要的地位。微生物农药主要包括细菌杀虫剂、病毒杀虫剂、放线菌杀虫剂、真菌杀虫剂、线虫杀虫剂、拮抗微生物及微生物除草剂。

细菌杀虫剂研究深入, 使用广泛, 根据其对昆虫致病性不同分为4类:专性病原菌、兼性病原菌、含晶孢子形成杆菌、潜在病原菌。在筛选出的细菌杀虫剂中, 芽孢杆菌属是迄今为止研究最多, 使用量最大的杀虫细菌, 其中苏云金芽孢杆菌、日本金龟子芽孢杆菌、球形芽孢杆菌和缓病芽孢杆菌均被开发成农药产品投入生产应用。苏云金芽孢杆菌 (其制剂简称为B.t.制剂) 的药效比普通化学农药高55%, 可用于防治蔬菜、水果等150余种鳞翅目昆虫。病毒杀虫剂是以昆虫为寄主的病毒类群, 目前应用较多的为核型多角体病毒 (N P V) 及颗粒体病毒 (G V) 。通过害虫进食病毒杀虫剂后, 包涵体溶解, 释放病毒颗粒达到杀虫效果。真菌杀虫剂通过浸染表皮感染寄主, 是一种触杀性杀虫剂, 且寄生谱较广。放线菌杀虫剂早在70年代初就被用来防治茶树害虫。

2.1.2 利用源于生物体的生理活性物质的生物农药细菌、真菌、放线菌等发酵过程中产生的某些次级代谢产物具有抑制农作物病虫害的作用, 这类物质统称为农用抗生素。根据抑制对象不同分为杀虫素、抗菌素及杀草素。目前研究较为深入的农用抗生素主要为氨基糖苷类、大环内酯类、小环内酯类、醌类、多肽类、蛋白及酶类和杂环类化合物。其中, 中国农科院研制的中生菌素为糖苷类水溶性物质, 这种新型农用抗菌素杀菌谱广泛, 对水稻、蔬菜、苹果的真菌病害具有明显抑制作用。投入工业化生产的农用抗生素有阿维菌素、多杀菌素、潮霉素等。

植物源农药包括植物体次生代谢物质和转基因植物农药。据报道, 植物体内包含的次生代谢物质超过40万种, 包括糖苷类、酚类、黄酮类, 萜烯类、生物碱类、蛋白质类、萘酮类等多种化合物。2012年, 我国植物源农药产量最高的是苦参碱, 达5858吨, 印楝素产量达1554吨, 位列第二。截至2014年12月, 我国植物源农药产品共登记373种, 其中有效成分种类31种。转基因植物因完整表达农药活性物质而受到广泛应用, 如中国农科院研究并广泛种植的Bt棉花, 创造了较高的经济价值。

动物源农药主要包括动物毒素、昆虫内激素、昆虫外激素 (信息素) 及天敌动物。其中研究最为活跃的是昆虫外激素, 美国已经有10余种昆虫外激素用于农业害虫的防治, 通过大量诱捕, 交配干扰和与其他生物农药联合使用的方式发挥作用, 我国于2008年通过审核了首个昆虫外激素产品, 用于蟑螂的引诱, 之后陆续登记了梨小食心虫性信息素、橘小实蝇引诱剂等品种。

3 生物农药发展趋势

生物产业是新兴产业之一, 而生物农药产业是生物产业的一部分, 与化学农药相比, 生物农药无毒、无害、无残留, 是未来农药产品的发展趋势。

3.1 挖掘更多生物资源

我国生物资源丰富, 物种繁多, 仅已知高等植物就有532个科, 20713种, 可供植物源农药的开发利用。与高等植物相比, 微生物种类更多, 高达50万~600万种, 其中特殊生境微生物的研究应受到重视, 在极地、冰川、海洋等环境下的微生物, 通常具有耐寒、耐盐、耐高压等特性。与普通生境下的微生物相比, 特殊生境下的微生物遗传背景独特, 新陈代谢途径不同, 因而其产生的次级代谢产物常具有特殊作用, 在农作物病虫害防治中可能发挥极其重要的作用。

3.2 加强政策扶持

国内农药行业现状 第5篇

国内农药行业现状

一、农药的定义与分类

农药指用来防治危害农作物的害虫、杂草和病菌的药剂。作为重要的支农产业之一，其投入产出比高达6至10倍。总体来说，农药行业由农药中间体、农药原药合成和制剂加工三大版块构成。行业上游为黄磷、液氯等无机原料和甲醇、三苯等基本有机原料，下游为农林牧业生产和卫生领域。因此，农药行业处于化工产业链的末端，属于精细化工行业，对技术的依赖性大，研发投入大、周期长、风险大、成功率低，一旦研制成功则利润丰厚。

现有农药品种，按其性质可分为：化学农药，微生物农药和植物性农药三类。其中，化学农药又可分为有机农药和无机农药两大类。

二、国内农药产业概况

我国地域辽阔，经纬度跨度较大，作物品种及病、虫、草害种类繁多。每年使用的化学农药无论是品种还是数量均很可观。据不完全的统计，每年我国农药需求量在400亿元（产值）人民币左右。其中，杀虫剂约占50%，除草剂约占30%，杀菌剂约占15%，其它如植物生长调节剂等约占5%。

目前，我国现有农药生产企业2600多家，是能够生产600多种农药原药的农药生产大国，在世界农药发展上占有举足轻重的地位。

我国农药生产发展迅速，已成为世界第二大农药生产国，也是农药出口大国，为农业生产提供了重要支持。但农药总体生产技术水平落后、研发能力薄弱、侵犯知识产权现象普遍存在、市场竞争秩序混乱、农药生产和使用过程中环境污染严重等问题，制约着农药行业的可持续发展，也对我国的食品安全和环境保护构成了威胁。建议把《农药管理条例》升格为《农药管理法》，健全和完善有关法律法规；明确农业、发改、商务、环保、工商等部门的权力和责任，建立科学合理的管理体系和协调机制；制定先进的生产和质量标准，提高农药行业准入门槛；整顿农药经营秩序，加强知识产权保护，规范招商引资和农药出口管理。

建国以来，我国已研制投产200多个农药产品，但基本是仿制国外产品，只有少数是自己创制或部分创制的。近年我国加强了科研开发的投入，2004年投资50多亿元，用于高毒农药的转产和替代。建立了南北农药创制中心，北方以沈阳化工研究院、北京化工大学、中国农大等为中心，南方以上海、江苏和浙江等地为中心，依托现有国内农药科研力量，加大农药研发力度。现已创制出一批具有独立知识产权的高效品种，如除草剂丙酯草醚、异丙草醚、单嘧黄隆，杀菌剂氟吗啉，杀虫剂硝虫硫磷等。

4、行业结构发生很大变化;随着农药行业的发展，行业结构也发生了很大变化，出现了一批工科贸、产学研结合的大型农药集团，如湖北沙隆达、南通江山、山东华阳科技等，上市公司有30多家。国际著名农化企业基本都已在我国投资设厂，如先正达、杜邦、拜耳等。外商投资引进了一批先进技术、生产工艺和产品，带动了我国农药生产水平的提高。如先正达（原捷利康）与中方共同投资8500万美元建立的南通作物保护有限公司，是国内最大的农化项目，采用了全球最先进的生产工艺，是荣获国家环保总局颁发的“百佳”环保工程的惟一一家农药生产企业。

1有限元分析

1． 国内农药行业的产业规模

农药国家定点生产企业约2600多家，其中原药企业600多家，可生产原药350多种，行业总产能维持在85-90万吨/年，杀虫剂、杀菌剂和除草剂比例定位在50%、15%和25%。2009年是我国农药行业比较困难的一年，但产量仍居世界第一，增长13％，产值1320亿元，其中生物农药占总产值的11％-12％，居世界前列

产能基本能满足农业生产需要。以生产仿制品种为主，绝大部分无自主知识产权。生产能力远大于实际生产量，竞争激烈，国产农药仍稳稳控制着中国农药市场的主动权。我国农药行业具有很强的外向性，出口产品占总产量比例在40%以上。

2． 国内农药企业的发展现状

国内农药企业大致分为六种类型：

1)农药创制型：此类企业以大型跨国公司为主，如：拜耳、先正达、巴斯

夫、陶氏益农、孟山都、富美实、杜邦、住友、曹达、日本农药、仙农

等企业为主，此类企业因比较早介入中国农药市场，且农药化合物多为

其创制，此类企业占国际农药市场80%以上市场份额，在中国农药市场

占20%左右的市场份额。其产品多为一些大产品，但因产品单价高、渠

道保护不好、终端推广在中国终显力量不足，加上中国独特的文化，经

济状况、农化企业构成等方方面面的因素，此类企业在国际上很强，但

在中国农化市场上却表现一般。

2)科技先导型：如沈阳化工院试验厂等，这些企业实验室设备先进，与国

内主要农药研发机构都有较为紧密的合作关系，产品线品种较新，有一

定的竞争优势和发展后劲。在中国国内此类企业里，沈阳化工因技术、营销和人员的因素比不上外企，走高端路线（产品仿制跟随外企）不如

外企，走中低端路线又不如国内以复配制剂为主的南方的瑞德丰系、北

方海利尔系等，走产业模式又打不过田园、正邦，所以沈阳化工前途未

卜。

3)市场导向型：如深圳瑞德丰集团、青岛海利尔集团、青岛瀚生药业等，这些企业产品策划贴近市场，注重市场细分，市场反应敏感，属国内制

剂企业中的标杆企业。此类企业主要是在复配制剂领域比较到位，基本

上摸清了中国农药市场的脉络，比较准确的用中国的技术方式适合了中

国农药市场

4)4：政府主导型：如南京红太阳、安徽华星、湖北沙隆达、山东华阳等，这些企业前身均为国有企业，具有较强的融资能力，能得到较强的政策

支持，销售额均居国内企业前列。这类企业主要以原药为主，红太阳被

公认为中国农药企业里利润最高的企业，这类企业目前是最有实力走创

制路线进军国外市场的企业，估计以后也会重组或兼并形成联盟。

5)原药出口型：这类企业大都集中在江浙一带，如浙江新安、捷马、乐斯

化学、苏化等，均为较大型的化工企业，具有较强的原药生产能力，出

口渠道较为完善，产品以出口为主，兼顾国内市场。此类企业如新安化

工的草甘磷比较成功，以后通过类似合并联盟很有希望操作几个成分在国内做大，从制剂、中间体到原药整个产业链的形成后，复配制剂企业

无法跟其抗衡。

6)产业模式型：这类企业以某一类产品突破市场，并占有较大的市场份额

和行业知名度，如广西田园、安泰等，均以水稻杀虫剂产品立足市场，再如西安美邦，以中低档杀菌剂为主，在市场上打开了一定的知名度。

3． 国内农药行业的发展趋势

 仿生农药将成为农药开发、应用的热点。

自从化学农药被大规模利用以来，其最重要的作用便是“虫口夺粮”。然而化学农药带来的破坏也逐渐显现，而且，长期使用某些化学农药也会使害虫产生抗药性。中国作为一个农业大国，农药的研发至关重要。利用我国自然资源，在保护环境的前提下，研制开发新的植物农药很有必要。

由于化学合成农药开发难度越来越高，为了提高新农药研发效率，从天然物质中寻找新农药的先导物，并进行“仿生”合成，已成为当前新农药开发的热点。大部分仿生农药与其他化学农药近10年来，在环境友好农药新剂型方面取得了迅速发展。仿生农药的制剂其中一部分已纳入生物农药制剂开发。

由于仿生农药出自安全的天然物，具有低毒、低残留、与环境相容性好、广谱、高效等特点，仿生农药的市场将不断扩大，成为未来农药市场的主体产品。仿生农药将对我国乃至世界农药创制起着积极的推动作用。

 并购重组将成为我国农药企业发展趋势

由于我国农药行业的特点是企业数量多，规模小，产品结构不合理，产品技术含量低，附加值低，而且行业的产业集中度低，缺乏真正的龙头企业，在日益激烈的市场竞争中，我国农药行业的竞争力严重不足。因此，农药企业组建大型企业集团，提高产业集中度将是提高整个行业竞争力的重要途径。

我国农药行业前10大企业占全国农药总产量的比重只有19.5%，前20大企业占总产量比重只有30.8%。市场占有率最高的企业只占整个市场份额的不到4%，15家最大农药企业的市场份额仅占25%左右。我国整个农药行业的国际市场占有率仅为5％，而世界上前8家农化集团销售额已占到全球农药市场的80%以上。

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生物农药发展现状 第6篇

【关键词】生物教师；生物技术实践；教学能力；现状；研究

“生物技术实践”是高中生物选修课程中的一个模块，其内容突出了生物学的专业性与生物科学思维的整体性。旨在使学生在生物必修课程学习的基础上更为全面的了解生物科学技术的相关知识与实验操作。高中生物教师只有具备了坚实的生物学知识、熟练的实验操作技能、正确的态度及恰当的教学策略等能力，才能对选修Ⅰ的实验内容有较全面的把握，并设计出合理的实验教学方案。

一、研究的构想与问卷编制

为了展开生物教师“生物技术实践”教学能力的现状探究，首先很有必要对于研究过程有合理的构想。研究过程可以从两个方面展开，一方面可以针对学生展开调查研究，从学生的角度能够一定程度反馈出生物教师对于生物科学技术及其相关知识的掌握程度，另一方面也能够很直观的反馈出教师在课堂教学中可能存在的一些问题与疏漏。学生作为教学的接受者对于教学的知识背景、施教能力等有着最直接的感知，因此，针对学生展开相关研究是很有必要的。另一方面的研究过程会直接针对教师本人，可以通过对于知识层面的考察来核实生物教师关于生物科学技术以及这个领域的知识的了解程度，也可以通过一些相关测试考察教师的基本教学理念以及教学设计能力。

在基本确立了研究实施过程后可以展开调查问卷的编制，在编制问卷时要注意问题的设置要具备很好的研究相关性，问题应当在科学合理的同时也能够严谨客观，这样才能够更好的起到研究调查作用。调查问卷分为两份。

问卷1是针对学生的调查问卷，学生根据具体选项给生物教师展开评分，10分为满分，教师水平越高得分越高；问卷2为针对教师自身的调查问卷，教师需要根据调查内容如实回答相关问题，这些问题将会真实反映出教师对专业知识与实验技能的掌握程度以及相关教学态度。

二、研究的展开与结果分析

本次研究调查对象为某市某区所有普通高中的理科学生以及这些高中的生物教师，会给他们统一发放调查问卷，并且回收所有问卷。之后会统一展开问卷的数据整理与分析。

调查结果归结如下：

问卷1：学生调查问卷（满分10分）

在学生提出的意见与建议中，最常被学生提及的是希望教师在课堂教学中加入更多的实验过程，演示实验和学生自己的实验探究都很有必要增加。另一个问题则是希望教师的教学模式更为多元，能够让生物课程的讲授更生动有趣。

问卷2：教师自评问卷（根据实际情况如实填写）

在教师提出的意见及建议中则是很大程度针对校方。很多教师都客观指出学校在生物实验环境与实验条件上的局限性，这确实也很大程度影响了“生物技术实践”课程的良好展开。

对于实验结果可以有的分析如下：从学生的调查结果中可以看出，首先教师对于“生物技术实践”这部分选修课程的教学十分缺乏重视，这是教师首先需要有所改进的；其次，很多教师在教学模式的多样性上都做的不够，这也是造成很多学生在教学建议中会期望教师增加实验课程，并且让课堂教学更为生动有趣的原因。针对教师的问卷调查结果和学生问卷是有一定吻合的，都能够反馈出教师对于选修课程的缺乏重视，教学模式的单一以及教师专业知识及实验技能掌握程度的缺乏。这些调查结果是有着很重要的实践意义的，能够给后续的教学过程展开提供很多参考与指引。

三、提高高中生物教师“生物技术实践”教学能力的应对策略

本次的问卷调查有着很重要的实践意义，针对本次调查在提高高中生物教师“生物技术实践”教学能力的应对策略可以归结为如下几个方面：从教师层面来看，教师们很有必要加强自身专业素养及施教能力建设，应当不断丰富与完善自己的知识体系，让自己对于生物科学技术以及实验操作技能上都有更大程度的提升；从教学层面来看，教师很有必要在教学方式以及教学理念上做出革新。首先要提升对于重要选修课程的重视程度，其次要让课堂教学模式更为多元，这些都将会为高效课堂的构建提供良好基础。从学校层面来看，教师们提出的问题是能够很大程度反馈出很多实际现状的，校方应当加强生物实验环境建设，应当给教师提供更好的教学条件，给学生提供更好的学习氛围，只有教师和校方共同努力才能够推进“生物技术实践”教学质量的提升。

“生物技术实践”是高中生物课程中非常重要的选修内容，然而，针对这部分内容的教学却没有很好的得到落实，这其中既有着教师自身在专业素养及施教能力上的疏漏，也有着教师教学理念与教学模式上的偏差。教师们应当有针对性的对于教学过程做出改善与革新，这样才能够让“生物技术实践”课程的教学更好的得以落实。

【参考文献】

[1]乔春艳.高中生物教师的反思性教学研究[D].上海师范大学，2012

[2]胡玺丹.教育转型期中学生物教师专业发展研究[D]. 华东师范大学，2008

（作者单位：江苏省盐城中学）

【摘 要】高中生物教师只有具备了坚实的生物学知识、熟练的实验操作技能、正确的态度及恰当的教学策略等能力，才能对选修Ⅰ的实验内容有较全面的把握，并设计出合理的实验教学方案。本文对此进行了分析研究。

【关键词】生物教师；生物技术实践；教学能力；现状；研究

“生物技术实践”是高中生物选修课程中的一个模块，其内容突出了生物学的专业性与生物科学思维的整体性。旨在使学生在生物必修课程学习的基础上更为全面的了解生物科学技术的相关知识与实验操作。高中生物教师只有具备了坚实的生物学知识、熟练的实验操作技能、正确的态度及恰当的教学策略等能力，才能对选修Ⅰ的实验内容有较全面的把握，并设计出合理的实验教学方案。

一、研究的构想与问卷编制

为了展开生物教师“生物技术实践”教学能力的现状探究，首先很有必要对于研究过程有合理的构想。研究过程可以从两个方面展开，一方面可以针对学生展开调查研究，从学生的角度能够一定程度反馈出生物教师对于生物科学技术及其相关知识的掌握程度，另一方面也能够很直观的反馈出教师在课堂教学中可能存在的一些问题与疏漏。学生作为教学的接受者对于教学的知识背景、施教能力等有着最直接的感知，因此，针对学生展开相关研究是很有必要的。另一方面的研究过程会直接针对教师本人，可以通过对于知识层面的考察来核实生物教师关于生物科学技术以及这个领域的知识的了解程度，也可以通过一些相关测试考察教师的基本教学理念以及教学设计能力。

在基本确立了研究实施过程后可以展开调查问卷的编制，在编制问卷时要注意问题的设置要具备很好的研究相关性，问题应当在科学合理的同时也能够严谨客观，这样才能够更好的起到研究调查作用。调查问卷分为两份。

问卷1是针对学生的调查问卷，学生根据具体选项给生物教师展开评分，10分为满分，教师水平越高得分越高；问卷2为针对教师自身的调查问卷，教师需要根据调查内容如实回答相关问题，这些问题将会真实反映出教师对专业知识与实验技能的掌握程度以及相关教学态度。

二、研究的展开与结果分析

本次研究调查对象为某市某区所有普通高中的理科学生以及这些高中的生物教师，会给他们统一发放调查问卷，并且回收所有问卷。之后会统一展开问卷的数据整理与分析。

调查结果归结如下：

问卷1：学生调查问卷（满分10分）

在学生提出的意见与建议中，最常被学生提及的是希望教师在课堂教学中加入更多的实验过程，演示实验和学生自己的实验探究都很有必要增加。另一个问题则是希望教师的教学模式更为多元，能够让生物课程的讲授更生动有趣。

问卷2：教师自评问卷（根据实际情况如实填写）

在教师提出的意见及建议中则是很大程度针对校方。很多教师都客观指出学校在生物实验环境与实验条件上的局限性，这确实也很大程度影响了“生物技术实践”课程的良好展开。

对于实验结果可以有的分析如下：从学生的调查结果中可以看出，首先教师对于“生物技术实践”这部分选修课程的教学十分缺乏重视，这是教师首先需要有所改进的；其次，很多教师在教学模式的多样性上都做的不够，这也是造成很多学生在教学建议中会期望教师增加实验课程，并且让课堂教学更为生动有趣的原因。针对教师的问卷调查结果和学生问卷是有一定吻合的，都能够反馈出教师对于选修课程的缺乏重视，教学模式的单一以及教师专业知识及实验技能掌握程度的缺乏。这些调查结果是有着很重要的实践意义的，能够给后续的教学过程展开提供很多参考与指引。

三、提高高中生物教师“生物技术实践”教学能力的应对策略

本次的问卷调查有着很重要的实践意义，针对本次调查在提高高中生物教师“生物技术实践”教学能力的应对策略可以归结为如下几个方面：从教师层面来看，教师们很有必要加强自身专业素养及施教能力建设，应当不断丰富与完善自己的知识体系，让自己对于生物科学技术以及实验操作技能上都有更大程度的提升；从教学层面来看，教师很有必要在教学方式以及教学理念上做出革新。首先要提升对于重要选修课程的重视程度，其次要让课堂教学模式更为多元，这些都将会为高效课堂的构建提供良好基础。从学校层面来看，教师们提出的问题是能够很大程度反馈出很多实际现状的，校方应当加强生物实验环境建设，应当给教师提供更好的教学条件，给学生提供更好的学习氛围，只有教师和校方共同努力才能够推进“生物技术实践”教学质量的提升。

“生物技术实践”是高中生物课程中非常重要的选修内容，然而，针对这部分内容的教学却没有很好的得到落实，这其中既有着教师自身在专业素养及施教能力上的疏漏，也有着教师教学理念与教学模式上的偏差。教师们应当有针对性的对于教学过程做出改善与革新，这样才能够让“生物技术实践”课程的教学更好的得以落实。

【参考文献】

[1]乔春艳.高中生物教师的反思性教学研究[D].上海师范大学，2012

[2]胡玺丹.教育转型期中学生物教师专业发展研究[D]. 华东师范大学，2008

（作者单位：江苏省盐城中学）

【摘 要】高中生物教师只有具备了坚实的生物学知识、熟练的实验操作技能、正确的态度及恰当的教学策略等能力，才能对选修Ⅰ的实验内容有较全面的把握，并设计出合理的实验教学方案。本文对此进行了分析研究。

【关键词】生物教师；生物技术实践；教学能力；现状；研究

“生物技术实践”是高中生物选修课程中的一个模块，其内容突出了生物学的专业性与生物科学思维的整体性。旨在使学生在生物必修课程学习的基础上更为全面的了解生物科学技术的相关知识与实验操作。高中生物教师只有具备了坚实的生物学知识、熟练的实验操作技能、正确的态度及恰当的教学策略等能力，才能对选修Ⅰ的实验内容有较全面的把握，并设计出合理的实验教学方案。

一、研究的构想与问卷编制

为了展开生物教师“生物技术实践”教学能力的现状探究，首先很有必要对于研究过程有合理的构想。研究过程可以从两个方面展开，一方面可以针对学生展开调查研究，从学生的角度能够一定程度反馈出生物教师对于生物科学技术及其相关知识的掌握程度，另一方面也能够很直观的反馈出教师在课堂教学中可能存在的一些问题与疏漏。学生作为教学的接受者对于教学的知识背景、施教能力等有着最直接的感知，因此，针对学生展开相关研究是很有必要的。另一方面的研究过程会直接针对教师本人，可以通过对于知识层面的考察来核实生物教师关于生物科学技术以及这个领域的知识的了解程度，也可以通过一些相关测试考察教师的基本教学理念以及教学设计能力。

在基本确立了研究实施过程后可以展开调查问卷的编制，在编制问卷时要注意问题的设置要具备很好的研究相关性，问题应当在科学合理的同时也能够严谨客观，这样才能够更好的起到研究调查作用。调查问卷分为两份。

问卷1是针对学生的调查问卷，学生根据具体选项给生物教师展开评分，10分为满分，教师水平越高得分越高；问卷2为针对教师自身的调查问卷，教师需要根据调查内容如实回答相关问题，这些问题将会真实反映出教师对专业知识与实验技能的掌握程度以及相关教学态度。

二、研究的展开与结果分析

本次研究调查对象为某市某区所有普通高中的理科学生以及这些高中的生物教师，会给他们统一发放调查问卷，并且回收所有问卷。之后会统一展开问卷的数据整理与分析。

调查结果归结如下：

问卷1：学生调查问卷（满分10分）

在学生提出的意见与建议中，最常被学生提及的是希望教师在课堂教学中加入更多的实验过程，演示实验和学生自己的实验探究都很有必要增加。另一个问题则是希望教师的教学模式更为多元，能够让生物课程的讲授更生动有趣。

问卷2：教师自评问卷（根据实际情况如实填写）

在教师提出的意见及建议中则是很大程度针对校方。很多教师都客观指出学校在生物实验环境与实验条件上的局限性，这确实也很大程度影响了“生物技术实践”课程的良好展开。

对于实验结果可以有的分析如下：从学生的调查结果中可以看出，首先教师对于“生物技术实践”这部分选修课程的教学十分缺乏重视，这是教师首先需要有所改进的；其次，很多教师在教学模式的多样性上都做的不够，这也是造成很多学生在教学建议中会期望教师增加实验课程，并且让课堂教学更为生动有趣的原因。针对教师的问卷调查结果和学生问卷是有一定吻合的，都能够反馈出教师对于选修课程的缺乏重视，教学模式的单一以及教师专业知识及实验技能掌握程度的缺乏。这些调查结果是有着很重要的实践意义的，能够给后续的教学过程展开提供很多参考与指引。

三、提高高中生物教师“生物技术实践”教学能力的应对策略

本次的问卷调查有着很重要的实践意义，针对本次调查在提高高中生物教师“生物技术实践”教学能力的应对策略可以归结为如下几个方面：从教师层面来看，教师们很有必要加强自身专业素养及施教能力建设，应当不断丰富与完善自己的知识体系，让自己对于生物科学技术以及实验操作技能上都有更大程度的提升；从教学层面来看，教师很有必要在教学方式以及教学理念上做出革新。首先要提升对于重要选修课程的重视程度，其次要让课堂教学模式更为多元，这些都将会为高效课堂的构建提供良好基础。从学校层面来看，教师们提出的问题是能够很大程度反馈出很多实际现状的，校方应当加强生物实验环境建设，应当给教师提供更好的教学条件，给学生提供更好的学习氛围，只有教师和校方共同努力才能够推进“生物技术实践”教学质量的提升。

“生物技术实践”是高中生物课程中非常重要的选修内容，然而，针对这部分内容的教学却没有很好的得到落实，这其中既有着教师自身在专业素养及施教能力上的疏漏，也有着教师教学理念与教学模式上的偏差。教师们应当有针对性的对于教学过程做出改善与革新，这样才能够让“生物技术实践”课程的教学更好的得以落实。

【参考文献】

[1]乔春艳.高中生物教师的反思性教学研究[D].上海师范大学，2012

[2]胡玺丹.教育转型期中学生物教师专业发展研究[D]. 华东师范大学，2008

生物农药发展现状 第7篇

1 化学农药在农业生产中的作用和问题

农药对现代农业的重要性不言而喻, 作物病虫草害使粮食产量减少1/3。化学农药的使用增加了作物产量, 但在土壤、空气和粮食中的残留也对环境和人体健康产生了不良影响。吉林农业大学资源与环境学院研究, 大豆种子用多菌灵处理和生育期喷药防病, 收获后测定土壤和种子中都有药剂残留。2006年我国出口日本的20多种农产品, 因农药残留超标被扣留。其中含有:乙草胺、扑草净、三唑磷、甲胺磷、甲氰菊酯、氯氰菊酯、毒死蜱、硫丹、四环素等。

我国政府决定, 2007年1月1日起全面彻底禁用甲胺磷、甲基对硫磷、对硫磷、久效磷、磷胺5种高毒有机磷杀虫剂品种。此外, 我国继续大吨位生产并使用的高毒农药品种还有:氧化乐果、水胺硫磷、甲拌磷、特丁硫磷、甲基异硫磷、甲基硫环磷、乙基硫环磷、克百威、内吸磷、灭多威、涕灭威、溴甲烷、磷化铝等, 这些品种在水果、蔬菜等经济作物上已经开始限用或禁用, 今后将逐步列入淘汰名单。

2008年欧盟评价了897种农药并颁布法令, 取消682个农药有效成分的登记, 占农药的61%被撤销而退出欧盟市场。目前我国有176个有效成分仍在登记和使用, 其中有杀虫 (螨、线虫) 剂80个、杀菌剂41个、除草剂45个、植物生长调节剂6个、杀鼠剂4个。如最常用的杀虫剂:敌百虫、敌敌畏、氧化乐果、鱼藤酮等。杀菌剂:春雷霉素、代森锌、稻瘟灵、敌磺纳、恶霜灵 (杀毒矾) 、恶霉灵 (土菌消) 、甲霜灵 (瑞毒霉) 、链霉素、咪鲜胺、三唑酮 (粉锈宁) 、三环唑、枯草芽孢杆菌 (IBE711) 、萎锈灵、五氯硝基苯、乙烯菌核利 (农利灵) 等。除草剂:2, 4-滴丁酯、乙草胺、莠去津、烯禾啶 (拿捕净) 、二氯喹啉酸 (快杀稗) 、百草枯、苯噻酰草胺、丙草胺、敌稗、丁草胺、敌草胺、甲草胺 (拉索) 、氟乐灵、氟磺胺草醚 (虎威) 、咪唑乙烟酸 (普施特) 、氟吡甲禾灵 (盖草能) 、高效氟吡甲禾灵 (高效盖草能) 、禾草丹 (杀草丹) 、哌草丹 (优克稗) 、禾草灵 (伊洛克桑) 、恶唑禾草灵 (威霸) 、扑草净、氰草津 (百得斯) 、乳氟禾草灵 (克阔乐) 、三氟羧草醚 (杂草焚) 、烯草酮 (收乐通) 、异丙甲草胺 (都尔) 、乙羧氟草醚、环嗪酮 (威尔柏) 、嘧磺隆 (莎多伏) 、莠灭净、乙氧氟草醚 (果尔) 、野燕枯、仲丁灵 (地乐安) 、唑嘧磺草胺 (阔草清) 等。近期, 欧洲会议环境委员会要求, 在今后10年内达到农药用量减半的目标, 并禁止飞机喷洒农药。

我国有0.27亿hm2农田使用农药, 但以化学农药为主。虽然每年平均挽回粮食损失200余亿kg, 减少经济损失约400亿元, 而许多药剂也留下了严重的“后遗症”。目前中国受污染的耕地约有1000万hm2, 占耕地总面积的1/10以上。污染的后果使农产品残留、影响轮作和生物种群结构发生改变等, 一些未知的隐患尚未查明, 如对土壤微生物的影响等。

近代化学农药的筛选越来越难, 只有二万分之一的成功率, 而生物农药则是五千分之一, 开发周期3倍于生物农药、经费40倍于生物农药、注册费100倍于生物农药。这就迫使农药企业更多地转向投入开发生物农药, 今后生物农药市场会逐渐加剧。瑞士先正达、德国巴斯夫、日本武田制药和美国孟山都等跨国公司都已进入中国市场。美国目前生物农药的市场值约3.5～4.5亿美元, 与以前相比有较大发展。我国是农业大国, 有充足的生物农药资源和发展优势, 只有发展生态农药逐步取代某些有害的化学农药, 才是中国农药产业发展的必由之路。鉴于此, 农药界迫切需要一场革命, 从而实现产业升级换代, 保证农药对环境的影响最小化。我国“十一五”规划, 在3～5年内, 全国农药将要关、停、并、转, 把目前2000余家企业整合成500余家大企业。

2 生物农药的发展及在作物病害防治中的前途

迄今为止, 世界已发现有农药作用的细菌100余种、真菌500余种、病毒700余种、植物4000余种, 再加上线虫、微生物代谢产物和抗生素等, 可为农业利用的生物种类资源丰富, 与化工原料相比, 生物资源是大自然中取之不尽用之不竭的活资源。生物农药取自于天然成分, 对环境安全, 靶标对象针对性强、效果好, 不易产生抗性。在人类日益要求绿色食品人身安全的今天, 以生物农药为主体用于农业生产是完全可以实现的。但是, 为什么多年来生物农药的发展落后于化学农药, 其原因有三:一是化学农药投资多、生产周期短、利润大, 在农业生产中短期效果明显, 使数量众多的化工企业迅速发展起来;二是微生物农药使用条件要求较严格, 防治效果相对缓慢, 速效性没有宣传的那么好;三是生产和使用者没有真正认识到化学农药的污染和潜在的危害。微生物农药的投资少, 没有像国外化工大公司那样出重金研发和宣传推广。

我国生物农药资源丰富但发展缓慢, 其中微生物农药产值只占农药原药制造业的9.3%, 仅此也高于世界农药市场中微生物农药的比例, 我国微生物农药的开发有很大优势和潜力。以除草剂为主的黑龙江省农田应用农药数量最大, 每年投入5万t左右, 如此数量的农药喷洒到土壤中, 日积月累破坏了土壤生物环境。农田有益生物大量减少, 新的病虫害不断出现, 生态平衡发生变化。

3 我国生产和使用的主要生物农药

根据生物农药的来源可以分为微生物农药、抗生素农药和植物农药。我国主要生物农药种类见表1。

据不完全统计, 我国生物农药共有80余种。其中杀菌剂22种、杀虫剂38种、杀螨剂2种、杀病毒剂8种、杀线虫剂2种、杀鼠剂1种、植物生长调节剂9种、其它4种。河北农林科学院研究, 利用天敌昆虫释放农田消灭害虫, 已工厂化繁殖大面积推广。但是, 有些不是由工厂生产而经过在稻田饲养鱼、鸭、蟹、蛙类等, 同样起到了“农药”除虫除草作用而被一些地区应用。

a.以真菌农用抗生素防治作物病害。我国由真菌制成的抗菌素种类较多, 1973年上海农药所从井冈山的土壤中筛选出井冈霉素, 用以防治水稻纹枯病, 30多年之久不衰。另外还有春雷霉素、四霉素、庆丰霉素、多抗霉素、公主岭霉素、宁南霉素、中生霉素、武夷霉素、科生霉素等多种农用抗生素品种。我国防治作物病虫害的农药中, 抗生素生物农药占有重要地位, 最大规模的是阿维菌素, 其次是井冈霉素。这两种农药占农药总产值的8%, 却占生物农药的90%左右, 对外出口也占有很大比例。应用面积最大的是井冈霉素, 其次是阿维菌素和赤霉素, 在农业生产中起到重要作用。

b.以细菌菌剂防治作物病害。农用链霉素防治水稻白叶枯病, 假单孢杆菌防治水稻纹枯病, 蜡质芽孢杆菌 (增产菌、益微) 防治大豆、油菜菌核病, 地衣芽孢杆菌防治黄瓜、烟草炭疽病, 井冈霉素+枯草芽孢杆菌 (纹曲宁) 防治水稻纹枯病和稻曲病, 枯草芽孢杆菌防治甘蓝黑腐病、水稻稻瘟病等。

c.以病毒防治害虫。病毒杀虫剂全球已商品化有30余种, 其中俄罗斯11种、欧洲10种、中国9种、美国6种。

4 微生物防除农田杂草的研究与进展

1963年山东省用胶孢炭疽菌 (鲁保1号) 防除菟丝子获得成功, 3年后全国推广。从此, 世界掀起了用真菌防除杂草的生物除草高潮。至今, 先后在美国、加拿大、日本等国许多品种已经商品化, 国外发展速度较快。杂草生防主要对象是针对危害大的杂草, 如稗草, 其它还有光头稗、异型莎草、碎米沙草、鸭舌草等。生物除草要求小气候的湿度在80%以上, 温度20～30℃, 时间12～24d。水稻田生态环境适合这些条件, 国外大量展开研究工作并取得了成功。

4.1 世界各国微生物除草剂的研究进展

美国研究利用真菌 (Aeschynomene virjinca) 防除水稻和大豆田的皂角, 1982年商品化。葡萄牙1984年从稗草上分离出一种蠕虫菌 (Hemithosporium sativum) 防除稗草, 在世界许多国家展开了水田应用蠕虫菌防除稗草的热潮。荷兰在玉米田稗草上分离出旋孢腔菌 (Cochliobolus lunatus) 与阿特拉津混用, 20～30d草龄的稗草死亡率100%, 而单用阿特拉津仅有20%防效;他们还研究了与敌稗、莎草丹等化学除草剂混用防除稻田和玉米田稗草。日本1987年以来, 从稗草上分离到1万多种病菌, 最后筛选出内齐蠕孢菌 (Drechsleria monoceras, DM) 和尖角突齐孢菌 (Exserohilum monoceras, EM) 对稗草高度致病, 对水稻安全。以上两种均已在日本、美国、中国和欧盟国家申请了登记, 并研究了另一种病菌 (Epicoccosorus nematosporus) 防除水田野荸荠也已商品化。英国1987年从稗草上分离出禾生炭疽菌 (Clletotrichum graminicola) 不仅防除稗草, 还可防除其它杂草。德国也从稗草上分离出一种弯孢菌 (Curvularia lunata, CL) , 在温室条件下对生长22～30d的稗草防治效果好, 在大田条件下与阿特拉津混用对稗草效果好。印度从稗草上分离出一种链格孢菌 (Alternaria alternate, AA) 产生4种菌素对稗草有抑制作用。韩国从稗草上分离出尖角突齐孢菌和禾生炭疽菌对稗草防除效果好, 有望用于玉米田。越南与澳大利亚合作, 1995～1997年从稗草上分离出多种病原菌, 其中尖角突齐孢菌接种后保持8d露珠时间, 15d内对2叶期的稗草防效100%。国际水稻研究所与加拿大一所大学合作, 确认尖角突齐孢菌对3种稗草有很强致病力, 目前正与有关公司合作商品化。菲律宾水稻所从稗草和异型莎草、碎米莎草、香附子、水虱草、牛筋草、含羞草、尖瓣花上分离的病菌, 并进行几个混用扩大杀草谱。马来西亚用胶孢炭疽菌 (Colletotrichum sp.) 和露湿漆斑菌 (Mrothecium roridum) 使尖瓣花 (Sphenoclea zeylanica) 感病枯死。

用病菌进行种子处理防除杂草方面:印度分离到绿色木霉菌 (Trichaderma viride) 和另一种菌 (Gliocladum virens) 处理稗草和水稻种子, 结果稗草种子发芽抑制率分别为75%和100%, 两种菌对水稻种子发芽率无影响, 此项研究为解决稗草的种子传播提供了方向。

4.2 已经商品化的微生物除草剂

目前有望成为生物除草剂的有36种, 现已商品化的有19种, 这些品种中以真菌最多, 大多是针对化学药剂难以防除的杂草。细菌用于防除农田杂草的研究很少, 至今只有美国和阿根廷在防除难治杂草——马唐上进行过一些试验。日本在水稻田防治稗草的研究最多, 有的品种已经商品化并在日本、美国和中国申报了专利。国内、外已商品化的主要微生物除草剂见表2。

4.3 我国生物除草剂研究

我国生物除草剂研究是世界上最早的国家, 用胶孢炭疽菌 (鲁保1号) 防除菟丝子, 推动了全世界生物农药的发展, 但以后进展迟缓, 微生物除草还只限于研究阶段。随后中国水稻研究所从稻田稗草上分离出禾长蠕孢菌稗草专化型, 防除稗草效果65%以上, 与二氯喹磷酸混用防效达90%以上, 与二氯喹磷酸及苄嘧磺隆混用对稗草、水莎草和鸭舌草防效达90%以上, 可减少化学除草剂75%以上。

稻糠除草:稻田土壤中施入稻糠发酵灭草。1998年后在日本农户推行稻糠除草和代替化肥掀起热潮, 宣称20世纪是“化肥时代”, 21世纪将是“稻作稻糠时代”。

5 两种新微生物农药防治水稻病害

我国用于水稻防治稻瘟病的杀菌剂较多, 至今共有630多种, 其中生物杀菌剂除了春雷霉素老品种之外其他甚少。辽宁省微生物科学研究院研制的四霉素 (梧宁霉素) 防治作物病害, 现已在水稻田推广防治稻瘟病等病害。经江苏省、辽宁省、吉林省和黑龙江省试验、示范及大面积应用, 与常用药剂稻瘟灵、三环唑、咪鲜胺、春雷霉素的防效相当或好于这些对比药剂。黑龙江省部分农场已经开始进行飞机喷药防治。江苏农业科学院植保所研究应用井冈霉素与枯草芽孢杆菌制成混剂 (纹曲宁) 防治水稻纹枯病和稻曲病, 在南方稻区大面积推广。这两种微生物杀菌剂都是我国有自主产权的农药, 与当前我国还在使用已被欧盟国撤销的上述不安全的杀菌剂相比, 我国走在前列, 水稻病害生物防治有广阔前景。

参考文献

[1]李庆孝, 何传据.生物农药使用指南[M].北京:中国农业出版社, 2002.

[2]黄世文, 余柳青, 罗宽.稻田杂草生物防治研究现状、问题及展望[J].植物保护, 2004, 30 (5) :5-7.

[3]胡霞, 苑艳辉, 姚卫容, 等.微生物农药发展概况[J].农药, 2005 (2) :49-52.

[4]朱昌雄, 宋渊.我国农用抗生素的现状与发展趋势探讨[J].中国农业科技导报, 2006, 8 (6) :17-19.

[5]许丽娟, 刘冬华, 刘红, 等.我国微生物农药的应用现状及发展前景[J].农药研究与应用, 2008 (2) :9-11.

[6]李宁, 董国堃, 姚晗-.输日农产品农药残留状况透视及分析[J].农药, 2008 (5) :320-323.

[7]李富根, 宋俊华, 王以燕.欧盟农药登记管理最新进展[J].农药, 2008 (9) :629-630.

生物农药的应用现状及发展前景 第8篇

生物农药具有对人、畜及生态环境影响小, 对农产品无污染, 对靶标害虫针对性强, 有利于保护害虫天敌以及害虫不易产生抗性等优点, 是防治害虫最有效途径之一, 也是绿色农业的理想选择。近年来, 在农业生产中, 应用生物农药取代化学农药已逐渐成为一种趋势。

1 生物农药的定义、分类和特点

1.1 生物农药的定义

生物农药 (又称生物源农药) 广义来说, 就是直接利用生物产生的生物活性物质或生物活体作为农药, 以及人工合成的与天然化合物结构相同的农药。狭义讲, 是指利用生物活体或其代谢产物对害虫、病菌、杂草、线虫、鼠类等有害生物进行防治的一类农药制剂, 或者是通过仿生合成具有特异作用的农药制剂。

1.2 生物农药的分类

关于生物农药的分类, 目前国内外尚无十分准确统一的界定。按照联合国粮农组织的标准, 生物农药一般是天然化合物或遗传基因修饰剂, 主要包括生物化学农药 (信息素、激素、植物调节剂、昆虫生长调节剂) 和微生物农药 (真菌、细菌、昆虫病毒、原生动物, 或经遗传改造的微生物) 两个部分, 农用抗生素制剂不包括在内。我国生物农药按照农业部农药检定所对生物农药的最新界定, 按照其成分和来源可分为微生物农药 (如细菌、病毒和真菌等) 、农用抗生素、植物源农药、生化农药 (如动物激素、植物生长调节剂等) 、天敌农药 (如天敌昆虫等) 和转基因农药 (如抗病虫草的转基因植物等) 等五大类。按照防治对象可分为杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀螨剂、杀鼠剂、植物生长调节剂等。就其利用对象而言, 生物农药一般分为直接利用生物活体和利用源于生物的生理活性物质两大类, 前者包括细菌、真菌、线虫、病毒及拮抗微生物等, 后者包括农用抗生素、植物生长调节剂、性信息素、摄食抑制剂、保幼激素和源于植物的生理活性物质等。但是, 在我国农业生产实际应用中, 生物农药一般主要泛指可以进行大规模工业化生产的微生物源农药。

1.3 生物农药的特点

1.3.1 选择性强, 对人畜安全。

目前市场开发并大范围应用成功的生物农药产品, 它们只对病虫害有作用, 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) 比较安全, 对非靶标生物的影响也比较小。

1.3.2 对生态环境影响小。

生物农药控制有害生物的作用, 主要是利用某些特殊微生物或微生物的代谢产物所具有的杀虫、防病、促生功能。其有效活性成分完全存在和来源于自然生态系统, 它的最大特点是极易被日光、植物或各种土壤微生物分解, 是一种来于自然, 归于自然正常的物质循环方式。因此, 可以认为它们对自然生态环境安全、无污染。

1.3.3 可以诱发害虫流行病。

一些生物农药品种 (昆虫病原真菌、昆虫病毒、昆虫微孢子虫、昆虫病原线虫等) , 具有在害虫群体中的水平或经卵垂直传播能力, 在野外一定的条件之下, 具有定殖、扩散和发展流行的能力。不但可以对当年当代的有害生物发挥控制作用, 而且对后代或者翌年的有害生物种群起到一定的抑制, 具有明显的后效作用。

1.3.4 可利用农副产品生产加工。

目前国内生产加工生物农药, 一般主要利用天然可再生资源 (如农副产品的玉米、豆饼、鱼粉、麦麸或某些植物体等) , 原材料的来源十分广泛、生产成本比较低廉。因此, 生产生物农药一般不会产生与利用不可再生资源 (如石油、煤、天然气等) 生产化工合成产品争夺原材料。

2 我国生物农药产业化现状

2.1 生物农药品种的产业化现状

截至2007年我国已注册登记的生物农药有效成分品种151个, 产品698个, 占注册登记农药产品的9%, 制剂年产量近13万t, 约占农药总产量的11%, 年产值约27亿元人民币, 占整个农药总产值的9%左右, 应用面积约2666.67～3333.33万hm2, 约占总农药应用面积的10%。其中植物源农药48种, 产品120多个, 年产量近6000t;细菌类微生物农药有13种, 制剂年产量近2万t;病毒类微生物农药有12种, 年产量近4000t;真菌类微生物农药有8种, 年产量近千吨;抗生素类农药29种, 制剂年产量近11万t;生长调节剂类农药39种, 制剂年产量近3000t。

目前已有苏云金芽孢杆菌 (Bf) , 井冈霉素、阿维菌素、赤霉素、农抗120、甲胺基阿维菌素、多抗霉素、宁南霉素、中生菌素、棉铃虫多角体病毒、苦参碱、印楝素等品种实现了产业化生产。其中已实现产业化规模的最大品种是阿维菌素, 其次是井冈霉素、赤霉素和苏云金芽孢杆菌。

但随着我国市场经济的发展和可持续农业的发展和环境保护的要求, 生态型农药的使用和生产日益受到重视, 许多民营企业家纷纷投资生物农药领域, 为我国生物农药的未来发展注入了新鲜力量。同时, 一些专业生产生物农药的企业向复合型农药企业转变, 即以生产生物农药为主, 向生产生物农药和兼产化学农药方向转变。并且有许多化学农药专业生产企业看到生物农药发展的前景, 也开始朝生产化学农药为主兼生产生物农药的方向转变。这样使我国生物农药的发展出现了良好的发展势头和可喜的局面。

2.2 生物农药生产企业的现状

2000年, 在农业部农药检定所注册登记的生物农药生产企业超过240家。其中纯粹生产生物农药的企业不到50%, 约100家。目前有关资料表明, 还坚持生产生物农药的数量剧减, 如生产井冈霉素的企业已从当年的36家降到目前的8～10家, 生产Bt的企业由当年最辉煌的70多家, 降为目前的仅6～8家。

2.3 生物农药产品生产和应用现状

2.3.1 生产工艺落后, 技术力量不足。

由于生物农药属于高新技术领域, 其研发和生产都需要高投入和高技术, 一些企业具有雄厚的资金, 自身科研力量却不足, 导致生物农药产品防治效果不好, 生产工艺落后、成本高昂。而科研院所具有一定的技术力量, 但是却缺少雄厚的资金保障, 无法开展毒理学和环境行为学试验。目前我国绝大多数生物农药企业均由化学农药生产厂转化而来, 或在原化学农药生产企业中设立生物农药车间分厂, 大多数是一些产量较低的小厂, 生产工艺落后、技术力量等条件不具备, 产品质量不稳定, 体现不出生物农药技术的优势。以生产Bt的80家企业为例, 除了康欣农用药业有限公司和武汉科诺等几家公司有较高的知名度外, 绝大多数处于停产、半停产状态, 生产工艺多种多样, 产量很少, 质量可信度低。

2.3.2 农药品种稳定性差, 防治效果缓慢。

目前生物农药稳定性较差, 特别是以活体微生物为有效成分的生物农药产品, 生物活性下降很快, 产品质量保证期短, 尤其是在自然环境下, 受到温度、光照、雨水等因素的影响, 容易分解或失效。生物农药的贮存条件苛刻, 多数生物农药最佳使用期短, 按照我国农药标准的规定, 农药贮存2年, 其有效成分分解率不应超过5%, 而生物农药很难做到2年之内药效损失低于5%, 是一个很难解决的技术问题。

同时, 由于生物农药防治专一性强, 杀虫、杀菌范围窄, 作用效果较缓慢, 化学农药起效快, 喷到作物上1～2h就能看到效果, 农民只看他的效率, 忽视了化学农药对害虫起作用的同时也杀伤了害虫的天敌, 同时对人类和自然界也有一定影响。生物农药虽然起效慢, 需2～3d, 但它是健康、环保不会对生态环境造成危害。且农民在使用上, 存在时间、方法不当的现象, 往往在发生病虫害以后才进行防治, 致使生物农药体现防治效果受到影响。另外, 生物农药售价偏高, 与同类防治效果的生物农药相比, 生物农药价格高出10%～20%, 也影响了消费者使用的积极性, 在一定程度上也限制了生物农药的快速发展。

2.3.3 生物农药宣传推广力度不足。

由于宣传普及工作不够深入, 农民朋友对此还有误解。生物农药见效慢, 直观效果差, 急于防虫治病的农户感觉无效。有些农民仅凭经验, 觉得生物农药气味小, 没有化学农药效果明显。另外, 目前我国农业技术推广体系不健全, 技术推广力度存在严重不足, 致使生物农药缺乏用药指导, 生物农药药效未能充分体现出来。因此, 应对生物农药有一个全面认识, 掌握正确使用技术, 认识其先进性、科学性。

3 发展生物农药产业的建议

3.1 政府应加大对生物农药产业的投入

我国农业正进入从传统农业向高效优质和可持续发展的现代农业转变的新历史时期, 国家应把生物农药作为产业重点发展, 生物农药产业的发展不光看它的经济效益更要看长远的社会效益和环境效益。要将生物农药作为国家优先扶持和发展的项目, 加大对生物农药科研的投入, 集中力量进行科技攻关, 解决生物农药品种少、作用对象单一、效果不稳定等难题。

3.2 搞好生物农药科技创新, 促进成果的产业化

生物农药的创制研究应作为国家的重点项目统筹安排, 针对农作物重大病虫害, 制定生物农药创新目标, 投入资金大力支持, 组织多家科研单位协同攻关, 加强企业与科研单位的联合, 提高生物农药产业的整体水平。在产业上要强调规模化发展, 形成核心, 提高竞争力。同时降低生物农药成本, 降低市场价格, 对使用生物农药的农户实行政府补贴, 鼓励、引导农民积极使用生物农药。

3.3 推动现有品种的商品化, 加强生物农药的推广力度

国家要集中现有的科研力量, 将已有的研究成果, 加速产业化开发。配合政府限制使用化学农药的法规, 加大生物农药的推广力度, 农技推广部门与生产企业、经销商联手, 创新推广方式, 共同提高农民对环境的保护意识及生产绿色农产品的重要性的认识, 使我国生物农药产业有更大的发展。同时加大宣传, 促进农民对生物农药的认识, 使农民充分认识到化学农药的危害, 增强农民可持续发展意识, 增强环保责任感, 在健康的舆论和环保的氛围中, 使尽量使用生物农药成为农民的自觉行为。

4 生物农药的发展前景

虽然当前国内的农药市场上仍然存在一些阻碍生物农药行业发展的因素, 但就长期来看, 国家政策扶持逐 (下转P103) (上接P96) 步带动农民收入增长;行业整合起步, 优势企业将脱颖而出。发展生物农药产业对保证农业可持续发展和实现农业现代化, 以及保障人民的生命健康和保护生态环境都十分重要。2007年1月, 国家有关部门已经颁布规定全面禁止甲胺磷等5种高毒农药的生产、销售和使用, 预计将有10万t的高毒农药退出国内农药市场, 这为新型高效、广谱和安全的生物农药的发展提供了广阔的市场。有关机构预计我国生物化学农药及微生物农药制造行业, 2012年收入将达到235.3亿元;2012年利润可达17.1亿元。

而生物农药产业的发展对我国农业科技体制改革和农业产业结构转型等将产生积极的促进作用, 并将带动生物产业的发展和壮大, 获得巨大的经济和社会效益。同时还可能形成一些新的农业高新技术产业群, 增强我国生物农药产业在技术和产品上的国际竞争能力, 为我国现代化农业生产和生态环境的可持续发展, 为农业等相关产业结构的调整提供重要的技术保障。

5 结语

尽管目前生物农药发展缓慢, 在整个农药中所占份额还比较小, 但生物农药的发展已成为一种趋势和方向。为实现我国生物农药的快速发展, 我们必须解放思想, 以生产和市场为导向来开展工作, 要建立能良性循环发展的生物农药研究, 开发和生产的体制, 调整科研和生产之间的关系, 促进科研成果转化为生产力;要加强攻关、强化作用机理、毒性、残留以及对环境生态的影响等研究, 解决生物农药发展的瓶颈问题;要加强推广和普及生物农药的力度, 增强农民的环保意识, 增进农民对生物农药的了解, 推动生物农药的广泛应用, 使之走上健康快速发展的道路。

参考文献

[1]张兴、马志卿、李广泽, 试谈生物农药的定义和范畴, 农药科学与管理, 2002, 23 (1) :32-36.

[2]秦雪峰、孔凡彬, 生物农药的应用现状及前景, 安徽农业科学, 2006, 34 (16) :39-40.

[3]吴林森, 生物农药发展现状与加大研发力度的探讨, 中国林副特产, 2005 (3) :78-79.

生物柴油的发展现状 第9篇

关键词：生物柴油,现状,生产技术,发展前景,秸秆

生物柴油 (Biodiesel) , 又称脂肪酸甲酯 (Fatty Acid Ester) 是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃的食用油等作原料, 与醇类 (甲醇、乙醇) 经交酯化反应 (Transesterification Reaction) 获得。目前的生物柴油是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料, 是优质的石油柴油代用品。以一定比例与石化柴油调和使用, 可以降低油耗、降低尾气污染。花生、油菜籽等油料作物, 以及动物油脂、废弃油渣等都可以用来炼制生物柴油。它基本不含硫和芳烃, 十六烷值高达52.9[1], 可被生物降解、无毒、对环境无害, 可以达到美国“清洁空气法”所规定的健康影响检测要求, 与使用石油柴油相比, 可以降低90%的空气毒性, 降低94%的致癌率, 它的开口闪点高, 储存、使用、运输都非常安全。在生产生物柴油的过程中, 每消耗1个单位的矿物能量就能获得3.2个单位的能量, 在所有的替代能源中它的单位热值最高[2]。

生物柴油具有许多优点[3]:①原料来源广泛, 可利用各种动、植物油作原料。②生物柴油的硫含量低, 可减少约30% (有催化剂时为70%) 的二氧化硫和硫化物的排放, 10% (有催化剂时为95%) 的一氧化碳排放以及50%的二氧化碳排放, 且不含有对环境造成污染的芳烃, 生物柴油可降低90%的空气毒性, 采用生物柴油的发动机废气排放可以满足欧洲Ⅲ号排放标准。③生物柴油作为柴油代用品使用时柴油机不需作任何改动或更换零件。④可得到经济价值较高的副产品甘油 (Glycerine) 以供化工品、医药品等市场。⑤相对于石化柴油, 生物柴油贮存、运输和使用都很安全 (不腐蚀溶器, 非易燃易爆) ;热值高 (一般可达石化燃料油的80%) ;可再生性 (一年生的能源作物可连年种植收获, 多年生的木本植物可一年种并维持数十年的经济利用期) ;现实效益高;可在自然状况下实现生物降解, 减少对人类生存环境的污染) 。生物柴油因其甲酯的运用性质与石化柴油类同, 目前最常用的制取方法是将植物油脂与甲醇予以交酯化反应, 并使用氢氧化钠 (对油脂重量的1%) 或甲醇钠 (Sodium methoxide) 做为触媒, 大约混合搅拌反应2h, 即可制得。

1 生物柴油的发展及应用现状

1.1 国外生物柴油的发展及应用现状

生物柴油于1988年诞生, 由德国聂尔公司发明, 它是以菜籽油为原料, 提炼而成的洁净燃油[4]。突出的环保性和可再生性, 引起了世界发达国家, 尤其是资源贫乏国家的高度重视。西方国家为发展生物柴油, 在行业规范和政策鼓励下采取了一系列积极措施。为了便于推广使用, 美德意等国都制定了生物柴油技术标准, 如美国权威机构ASTM相继在1996年和2000年发布标准, 完善生物柴油的产业化条件, 并且政府实行积极鼓励的方式, 在生物柴油的价格上给于一定的补贴。如德国农民种植为生物柴油作原料的油菜籽可获得1000马克/公顷补贴, 并对制造生物柴油予以免税。

欧洲和北美利用过剩的菜籽油和豆油为原料生产生物柴油获得推广应用。目前生物柴油主要用化学法生产, 采用植物油与甲醇或乙醇在酸或碱性催化剂和230~250℃下进行酯化反应, 生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。现还在研究生物酶法合成生物柴油技术。与普通柴油相比, 生物柴油更有利环保, 使柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为1/10, 颗粒物为20%, CO2和CO排放量仅为10%。按照京都议定书, 欧盟2008~2012年间要减少排放8%。就燃料对整个大气CO2影响的生命循环分析看, 生物柴油排放的CO2比矿物柴油要少约50%。为此, 欧盟最近发布了两项新的指令以推进生物燃料在汽车燃料市场上的应用, 这将进一步推动欧洲生物柴油工业的发展。与常规柴油相比, 生物柴油价格要贵一倍以上, 为此新指令要求欧盟各国降低生物柴油税率, 并对生物柴油在欧洲汽车燃料中的销售比例作出规定。

西方国家生物柴油产业发展迅速。近年来, 西方国家加大生物柴油商业化投资力度, 使生物柴油的投资规模增大, 开工项目增多。美国、加拿大、巴西、印度等国都在积极发展这项产业[5]。目前, 美国有4家生物柴油生产厂, 总能力为30万吨/年。欧盟国家主要以油菜为原料, 2001年生物柴油产量已超过100万吨。2000年德国的生物柴油已达45万吨, 德国还于2001年在海德地区投资5000万马克, 兴建年产10万吨的生物柴油装置。法国有7家生物柴油生产厂, 总能力为40万吨/年, 使用标准是在普通柴油中掺加5%生物柴油, 对生物柴油的税率为零。意大利有9个生物柴油生产厂, 总能力33万吨/年, 对生物柴油的税率为零。奥地利有3个生物柴油生产厂, 总能力5.5万吨/年, 税率为石油柴油的4.6%。比利时有2个生物柴油生产厂, 总能力24万吨/年。

在亚洲, 日本早在1995年开始研究用饭店剩余的煎炸油生产生物柴油, 1999年建立了日产259L用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化实验装置。目前日本生物柴油年产量可达4×105?t。新加坡从今年下半年开始, 为柴油动力汽车提供由用过的食用油制成的生物柴油燃料。这种生物柴油的原料就是从众多餐馆收集到的用过的食用油。虽然美国和欧洲目前已经在使用生物柴油, 但是通常都要与普通柴油混合使用, 而新加坡研发的生物柴油完全不含硫, 无需与任何矿物柴油混合就可使用。

目前, 国际有十几个国家地区生产销售生物柴油。生产国有美国、欧洲成员国、阿根廷、马来西亚、南联盟、印度、日本等。

1.2 国内生物柴油的发展及应用现状

在刚刚闭幕的第24届东盟能源部长会议上, 东盟各国强调, 应通过加强对再生能源系统的有效扶持, 提高再生能源的生产和使用水平;增加投资以加强各种再生能源的研发活动;采取有效政策鼓励私人部门参与再生能源生产;重视提高能源的有效利用, 增加再生能源的供应比例, 以实现未来能源的可持续发展[6]。我国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施, 早有一些学者和专家己致力于生物柴油的研究、倡导工作。我国生物柴油的研究与开发虽起步较晚, 但发展速度很快, 一部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。目前各方面的研究都取得了阶段性成果, 这无疑将有助于我国生物柴油的进一步研究与开发。可以预计, 在2~3年内, 我国在该领域的研究将会有突破性进展并达到实用水平[6,7,8,9]。

著名学者闵恩泽院士在《绿色化学与化工》一书中首先明确提出发展清洁燃料生物柴油的课题:原机械工业部和原中国石化总公司在上世纪80年代就拨出专款立项, 由上海内燃机研究所和山地农机所承担课题, 联合研究长达10年之久, 并邀请中国石化科学院的专家詹永厚做了大量基础试验探索;中国农业工程研究设计院的施德路先生也曾于1985年进行了生物柴油的试验工作;辽宁省能源研究所承担的中国——欧共体合作研究项目也涉及到生物柴油;中国科技大学、河南科学陆军化学所等单位也都对生物柴油作了不同程度的研究。

系统研究始于中国科学院的“八五”重点科研项目:“燃料油植物的研究与应用技术”, 完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查及栽培技术研究, 建立了30公顷的小桐子栽培示范片。自20世纪90年代初开始, 长沙市新技术研究所与湖南省林业科学院对能源植物和生物柴油进行了长达10年的合作研究, “八五”期间完成了光皮树油制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究;“九五”期间完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”。

1999~2002年, 湖南省林业科学院承担并主持了国家林业局引进国外先进林业技术 (948项目) -《能源树种绿王树及其利用技术的引进》, 从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树优良无性系;研制完成了绿玉树乳汁榨取设备;进行了绿玉树乳汁成份和燃料特性的研究:绿玉树乳汁催化裂解研究有阶段性成果。但此时, 与国外相比, 我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距, 长期徘徊在初级研究阶段, 未能形成生物柴油的产业化:政府尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓励的政策办法, 更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略。

目前我国生物柴油技术已取得重大成果:海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司[24]、河北连山生物能源有限公司、河北省石家庄市同进生化有限公司和福建卓越新能源发展公司等众多公司都已开发出拥有自主知识产权的技术, 相继建成了规模超过万吨的生产厂, 且生物柴油原料提供商、生物柴油设备提供商、生物柴油合作商更是举不胜举, 这标志着生物柴油这一高新技术产业已在中国大地上诞生。

今年7月8日, 福建卓越新能源发展有限公司成功的将“地沟油”变成生物柴油。有关主管部门组织的鉴定表明, 福建卓越公司生产的生物柴油“具备了0号柴油内燃机燃料的性能要求, 是一种清洁液体燃料产品, 填补了国内空白。上海内燃机科研所的专家也作了鉴定, 指出这种生物柴油含硫数值比0号化石柴油低得多, 16烷值比化石柴油更高, 不含芳烃和重金属, 含氧值11%能保证燃烧充分, 几乎没有污染。

安徽国风集团年产60万吨生物柴油项目正在加紧赶工。按计划, 今年8月份首条年产20万吨生物柴油生产线必须正式投产。今年以来, 生物柴油在上海、福建、江苏、安徽、重庆、新疆、贵州等地陡然升温, 民资、国资乃至外资加速进入该行业。而且, 不同于前两年多带有试验性质的、年产1万吨的小规模投入, 以国风集团耗资5亿元为代表, 如今各地开始呈现大规模投入趋势。 其中, 仅江苏省, 就有南京、张家港、无锡3个以民资投入为主的年产20万吨的生物柴油项目。有关人士透露, 最近一段时间全国各地大大小小的生物柴油项目已近百个。加上近年来已初具规模的四川、河北、福建、云南等地生物柴油企业, 可以说, 2006年生物柴油不仅正式进入产业化生产的初级阶段, 也迎来了投资高潮。

2 生物柴油的生产技术及进展[9]

2.1 生物柴油的生产技术

生物柴油的生产方法可分为物理法和化学法两类。物理法包括直接混合法和微乳化法[10,11,12,13], 化学法包括裂解法、酯化法和酯交换法。

2.1.1 直接混合法

又称稀释法。在生物柴油研究初期, 人们曾设想将油脂与柴油、乙醇等混合以降低其粘度, 提高挥发度, 但长期使用后常发生植物油变质、聚合和燃烧不完全现象。Ziejewski[14,15]将葵花籽油与柴油、红花油与柴油、大豆油与干洗溶剂油 (48石蜡和52环烷) 分别混合, 虽然粘度有所下降, 但长期使用仍会使进气阀积碳, 并附着气缸盖和钢环上。

2.1.2 微乳化法

将动植物油脂与溶剂等混合制成微乳液也是解决动植物油粘度高的一种方法。微乳状液可以包含石化柴油、植物油、醇、表面活性剂以及一种十六烷值改进剂。微乳液长期放置不分层, 其成分的沸点低, 能改善闪蒸时的雾化特性, 只是其热值和十六烷值稍低;但粘度仍高于标准。长期使用微乳液后, 喷油嘴和尾气阀上也会产生积碳[14,15,16]。

由上可见, 物理混合法是做不成合格的生物柴油的。

2.1.3 裂解法

脂肪酸甘油三酯的热裂解产物主要是烷烃、烯烃、二烯烃、芳香烃和羧酸等。不同种类的植物油裂解产物差别极大。由于反应复杂, 所以产物结构也复杂, 通常认为反应是由自由基或正碳离子引发的边锁反应[14]。

裂解大豆油的十六烷值可由大豆油的37.9提高到43;38℃时的运动粘度可由32.6mm2/s下降到7.5mm2/s;硫含量、水分和铜腐蚀符合标准, 但残碳、灰分和倾点则不令人满意[17]。

2.1.4 酯化法

酯化法是使脂肪酸与甲醇或乙醇在酸催化下, 发生酯化反应制成脂酸甲 (乙) 酯。由于脂肪酸价格较高, 一般不用, 而用油脂加工过程中产生的酸化油为原料, 其中既含有脂肪酸, 又含有脂肪酸甘油酯。反应一般在甲醇的回流温度下进行, 也可在加压反应器中进行, 反应过程中生成的甲酯很容易与水和硫酸分离, 但由于不能使三脂肪酸甘油酯同时转化, 因此采用酸化油作为原料生产生物柴油时, 一般还要继续进行酯交换反应[18]。

2.1.5 酯交换 (醇解) 法

酯交换法是采用动植物油脂与醇 (特别是甲醇) 在无催化剂或在酸催化剂、碱催化剂或酶存在下进行酯交换反应[19], 生产脂肪酸甲酯和甘油, 其中碱催化最为普遍。碱催化的主要缺点之一是它对反应物的纯度要求较高, 易受水分和游离脂肪酸的影响, 所以, 必须提前进行植物油预处理、催化剂干燥和甲醇脱水, 这就限制了废油的使用, 因为废餐饮油中游离脂肪酸含量往往超过2%。

酸催化的反应时间比碱催化长, 产率低, 因而研究得较少。Freedman[20]以1%的硫酸催化大豆油和甲醇反应, 当醇油摩尔比为30:1, 在65℃反应90h, 甲酯的产率可以达到90%。Canakci和Gerpen[20]的研究表明, 随着醇油摩尔比、反应温度、催化剂用量和反应时间的增加而增加。酸催化的优点是受游离脂肪酸和水分的影响较小, 当使用废餐饮油时, 可以免去油脂的预处理步骤。

酶催化引起了越来越多的关注[21], 酶催化和酸催化一样, 受游离脂肪酸和水分影响少。酶在催化酯交换的同时还可以催化游离脂肪酸酯化生成甲酯。酶法的缺点在于高浓度的甲醇会使酶失活, 酶的价格较贵且难以回收利用, 针对这些缺点, Shimada等[22]。以固定化假丝酵母脂肪酶为催化剂, 在反应过程中分段添加甲醇, 转化率可达95%, 酶使用100d仍不失活。酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量少, 无污染物排放等优点, 但由于低碳醇对酶有毒性, 致使酶法转化率低 (低于90%) , 目前尚未工业化。

在这些方法中, 酯交换方法是最适宜的, 因为甘油副产品有极高的商业价值。酯交换反应是一种甘油三酸酯与醇在催化剂存在条件下转化为甘油一酸酯的化学反应, 即甘油三酸酯通过反应转化为甘油二酸酯, 接着甘油二酸酯再转化为甘油一酸酯。整个酯交换反应可用以下反应式表示:

triglycerides+CH3OH→diglycerides+R1COOCH3 (1)

diglycerides+CH3OH→monoglycerides+R2COOCH3 (2)

monoglycerides+CH3OH→glycerine+R3COOCH3 (3)

从化学计量式看, 整个反应过程中, l?mol甘油三酸酯需3mol醇, 但在实际操作中, 为使反应平衡向右进行, 甲醇应大大过量。虽然酯产物是整个反应所期望的, 但同时也应考虑到甘油的回收。

一般情况下, 酯交换反应用的是短链的甲醇、乙醇、丙醇、丁醇, 酯交换反应的转化率不取决于所用醇类型, 但甲醇因价格低廉而得到广泛应用[23]。

2.2 生物柴油的技术进展

2.2.1 国外生物柴油的技术进展

生物柴油的生产过程可以采用酸性催化剂或碱性催化剂, 其中后者应用更为广泛, 原因是碱性催化剂反应速度比较快, 而且不会腐蚀设备。目前国外应用比较多的催化剂是均相碱性催化剂, 如氢氧化钠、氢氧化钾和甲醇钠, 其中又以甲醇钠应用最广泛, 所占份额约为60%。

生物柴油生产工艺路线分间歇法和连续法, 小型装置通常采用间歇法, 大型采用连续法。连续法与间歇法相比, 有以下优点:设备占地面积和体积小, 能源和原材料消耗相对较低、产品稳定性提高、过程中所需库存减小, 因此现在的技术发展趋势是连续化和大型化。此外, 超临界、生物酶催化等技术均可用于生物柴油生产, 但目前尚未实现工业化。

目前比较成熟的生物柴油生产工艺有鲁奇 (Lurgi) 公司的两级连续醇解工艺、斯科特 (Scott) 公司的连续脱甘油醇解工艺、汗高 (Hen-kel) 公司的碱催化连续高压醇解工艺、美国生物柴油工业公司的模块化生产装置 (MPU) 等。

法国石油研究院开发出Esterfip-H工艺生产生物柴油。Esterfip-H工艺用尖晶石结构的固体碱做催化剂, 采用多相催化反应来制备生物柴油。与以氢氧化钠或甲醇钠为催化剂的液相反应相比, 新工艺中不使用酸碱中和步骤和洗涤步骤, 废水和废渣排放较少。同时, 副产品甘油纯度很高, 超过98%, 而均相催化反应得到的甘油纯度仅为80%左右。在该工艺中, 交换温度比均相反应高。最后得到生物柴油的纯度超过99%, 油酯转化率接近100%, 法国Diester Lndustrie公司正利用这项技术建设一套16万t/a的生产装置。

加拿大多伦多大学开发出BIOX工艺。该工艺大大加快了反应速率, 包含酸催化和碱催化两个过程, 且原料适应性好, 可以采用废弃动植物油和地沟油等。目前, 加拿大BIOX公司已将该工艺推向工业化, 投资2400万美元, 于2005年投产一座5.2万t/a的生物柴油工厂。

最近, 日本Yonemoto科研组开发出的生物柴油生产工艺, 可以避免使用碱性催化剂产生的难分离和废水处理问题。新工艺中, 豆植物油脂与甲醇或乙醇混合, 进入充填有阳离子交换树脂的流化床反应器, 阳离子交换树脂作为使游离脂肪酸脂化的催化剂。产品用泵送至填充有阴离子交换树脂的第二流化床反应器, 阴离子交换树脂使三甘油脂反酯化催化, 酯交换在两台反应器中的一台进行, 另一台反应器作为催化剂再生容器。被甘油污染的催化剂先用有机酸溶液、再用碱溶液清洗再生。目前, 研究人员正在改进工艺过程和离子交换树脂的使用寿命, 不久后该工艺有望工业化。

2.2.2 国内生物柴油的技术进展

我国生物柴油产业刚刚起步, 从技术工艺和装备来看, 传统工艺的生产方法曾有过小试和中试, 产量小、能耗高、产品转化率低, 资源和能源浪费严重。有报道国内一些企业进行这方面工作, 但未达到规模生产。我国主要采用化学方法生产生物柴油, 用植物油与甲醇或乙醇在酸或碱性催化剂在高温常压下进行酯化反应, 生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。用此工艺生产的生物柴油相比, 生物柴油的转换率低且成本高, 因此我国极少实现生物柴油规模生产。

国内的一些院校曾对生物酶法转化可再生油脂原料制备生物柴油新工艺进行研究, 利用生物酶法合成生物柴油虽具有反应条件温和、醇用量小、无污染物排放等优点。但利用生物酶法制备生物柴油目前存在着一些亟待解决的问题, 反应物甲醇容易导致酶失活、副产物甘油影响酶反应活性及稳定性、酶的使用寿命过短等, 这些问题是生物酶法工业化生产生物柴油的主要瓶颈。

2002年, 福建龙岩卓越公司以废动植物油为原料生产生物柴油;2003年, 清华大学的杜伟、徐圆圆等人以蓖麻油、菜籽油、大豆油、鱼油等动植物油脂为原料生产生物柴油;2004年, 四川古杉公司利用植物油精练过程中产生的下脚料和废弃食用油为原料生产生物柴油;农科院油料作物研究所以高酸值动植物油脂为原料生产生物柴油的生产工艺;2005年, 北京化工大学以大豆油、蓖麻油、菜籽油、棕榈油、花生油、葵花籽油、废弃食用油为原料生产生物柴油的工艺。

3 我国生物柴油的发展前景

目前的生物柴油是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料, 降低生物柴油的生产成本和进一步分析生物柴油发展对农业的影响已经是未来的一个重要研究课题。我国是一个农业大国, 地大物博, 这对我国发展生产生物柴油创造了得天独厚的条件。可是提起农作物秸秆, 人们会因没有更好方法处理而头疼。日前, 吉林省发改委原则上通过了靖宇县生物质资源再生燃油 (草禾烃) 工程可行性评估报告。这个项目的总研发人姜国文领导的重大项目专家组历经十余年研发, 终于取得了“阳光生物质草禾烃柴油、燃料油生产”系列专利技术。业内人士称, “草禾烃”专利技术的发明是世界能源技术的突破性进展。当前, 国外开发生物燃油都是用大豆、菜子等为原料, 需大量种植, 不但占用土地, 且资源量受到限制, 导致成本高油价高, 推广难度大。而“草禾烃”专利技术是利用废弃物, 原料广泛。产品质量达到国家标准, 吨原料出油率达60%。产出的生物燃油售价可达每吨3200元, 利润500~1000元。这个技术是全封闭运行的, 没有任何污染物产生。生产出的生物柴油比普通柴油环保、安全, 二氧化碳和硫化物排放量可减少30%。目前已在山西省、河南省建厂, 油品符合国家标准。第三个建厂地点选在了吉林省, 该工程由吉林白山市福源环保燃油有限公司与美国德瑞克森投资公司合作。总投资4.5亿元, 年生产50~60万吨生物柴油和35万吨副产品有机炭, 计划2007年建成投产。

4 结 语

微生物肥料发展现状 第10篇

近些年来, 过度使用化肥带来的环境污染、地力衰退、土壤板结等问题日益严重, 破坏了环境, 影响了土壤肥力, 降低了农产品的品质。另外, 化肥效率的逐年降低, 导致农业成本增加, 生产效益降低。为实现农产品可持续发展, 达到高产、高效、优质、安全的目的, 各国都在寻求更好的解决方案。微生物肥料以其增加产量、提高品质、改良土壤且保护环境等特点而成为研究热点。微生物肥料中特定的功能微生物通过自身的生命活动促进土壤中物质的转化, 提高作物营养水平, 促进和协助营养吸收, 刺激调控作物的生长, 防治有害微生物, 等等, 从而达到增加作物产量和提高作物品质的目的。随着多年的推广与科普, 百姓对农产品的认识开始转变, 对微生物肥料也有了正确的认识, 对微生物肥料的需求逐渐加大, 黑龙江省现有微生物肥料生产企业60余家, 年设计生产能力在20万~50万吨, 黑龙江省获得农业部登记的产品达110个, 据估计全省年需要绿色食品生产肥料达150万吨以上, 而省内企业的年生产销售量在10万吨左右, 远远不能满足需要。但与化学肥料相比, 在产量与应用上仍差距甚大, 市场占有率还“微乎其微”。

目前, 市场上微生物肥料的种类繁多。据统计, 截至2013年6月, 全省有60余家微生物肥料生产企业, 其中规模较大的企业有绥化农垦晨环、哈尔滨恒华、齐齐哈尔天创、黑龙江省卫星和黑龙江龙泰等。这些企业共有110个产品进行了登记, 其中有55个产品已转为正式登记, 证明了黑龙江省在微生物肥料行业中的地位。在登记的微生物产品的企业中, 也出现一些外国企业, 表明一些大型外国公司开始进入中国农用微生物制剂市场, 这些拥有先进技术的外国公司的进入, 将引发新一轮的技术革新, 市场竞争将愈加激烈, 同时, 也将促进我国在微生物领域的进步与提高。

目前, 市场上销售的主要类型是固氮菌肥料、根瘤菌肥料、硅酸盐细菌肥料、磷细菌肥料。这些产品在正常使用的情况下, 有一定的增产效果, 且无风险, 易于客户接受。但是, 很多农民进入一个误区:肥料有没有效果, 只看第一个生产季, 如果第一个生产季得不出效果, 那么下季就会换别的肥料, 对于化肥等速效肥料来说的确如此, 但这种认识不适用于所有, 特别是缓释肥, 这种现实情况的存在, 为微生物肥料的推广提出了难题。

在一些初具规模的生产企业中, 都配有微生物肥料生产专用设备及检测分析仪器, 确保产品的质量稳定, 确保产品的生产有保障。但是一些小型生产企业或个人企业, 它们一般没有生产许可与产品登记证, 采用委托加工、购买菌剂、借用或冒用登记证、无证等方式组织生产与销售, 产品的质量得不到保证, 进而影响整个行业的声誉。黑龙江省现有产品正式登记的企业60余家, 但从事产品生产微生物产品的企业远大于这个数字。

2 微生物肥料急需解决的问题

2.1 片面强调菌株功能, 忽视甚至无视适应性

有的销售人员不诚信经营, 不实事求是, 盲目向农民夸大它的效果。人们对微生物的认识大部分来源于工业微生物, 工业微生物一般在纯菌环境下培养或应用于无菌环境, 菌株的性能得到淋漓尽致的发挥, 但农业微生物与此不同, 它的应用对象是土壤以及其他开放环境, 土壤作为一种复杂的生态环境, 严格遵守着优胜劣汰的自然法则, 土壤中土著微生物系统就是这种自然法则选择的结果, 因此它们对区域环境有着极强的适应性。外源微生物的加入并且要在其中发挥作用, 首先面临的是竞争问题, 试想如果外源微生物无法繁殖壮大, 那么即使发挥作用也是十分有限的。

2.2 重视结果, 轻视基础理论

基础理论是科学研究的本质, 是对事物本身的深刻剖析, 是科学研究的重点。纵观近年来微生物肥料行业发表的文章, 大量的研究集中在应用方面, 对基础理论的研究十分匮乏, 这是本末倒置的, 其结果必然是基础不牢, 缺乏创新, 长此以往将严重制约行业的进步。

2.3 知识产权保护

微生物由于自身的特性, 种内的菌株即使是专业人员也很难甄别, 使得这个行业侵犯知识产权的行为普遍发生, 知识产权所有者的权益很难保证, 严重影响行业发展。

2.4 微生物资源浪费严重

以农业微生物为例, 全国众多的科技工作者从事这个领域, 每年新开的各级项目数以千计, 其中不乏大量的重复性工作, 对行业整体来讲, 这是一种巨大的人力物力浪费, 也不利于行业的发展。应建立一种行之有效的共享机制, 加强菌株资源、信息、技术成果以及人员的交流, 协调行业内整合与分工, 以更大的精力致力于创新与发展, 而不是重复研究。

参考文献

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我国生物制药产业的现状及发展建议 第11篇

关键词：生物制药；现状；发展建议

1 我国生物制药产业的现状

1.1 缺乏一定的创新能力

目前来看，发达国家制药业的主要收入来源便是“重磅炸弹”药物。但是，当前我国国内的生物制药企业中，只有天津的天力士集团生产的“复方丹参滴丸”达到了这样的目标要求。所以，这便反映出了我国生物制药产业缺乏一定的创新能力，在国内生物制药企业之中，缺少一些国际知名产品。创新能力不足的话，就会导致我国生物制药产业的发展水平受到影响。我国生物制药产业跟国外相比较，最大的差异便是在对原创性药物的研究上面。目前我国有将近百分之九十的药品都是属于仿制药，没有掌握独立自主的制药技术。导致出现这种情况的原因不仅仅是研发水平的限制，还因为仿生药物能够花费较少的投入来获取更大的收益。例如，PCR诊断试剂可以获取超出成本大约十倍的利润。所以，许多生物制药企业便开始进行仿制，这就出现了同种产品被多家制药公司重复仿制生产的现象。这种情况的发生在一定程度上影响了产品的销售数量，而且还不利于提高生物制药企业的市场核心竞争力。

1.2 存在较小的投资比例

生物新药的研发通常需要大量的时间以及资金的投入，在发达国家，一种新药的研发通常需要十到十五年的时间，而且成功率只有万分之一，但发达国家还是一如既往重视对新药的研发。因此，为了逐步提高我国国内的生物制药研发水平，需要国家加大对生物新药的研发投入。根据相关调查统计显示，发达国家在生物制药的研发投入上面通常都会占总产值的百分之十以上，但我国在生物制药的研发投入上面，却只有发达国家的十分之一。这种在生物制药研发投入上较小的情况，无疑影响了我国国内生物制药产业的发展水平，进而在跟发达国家竞争时，往往容易失去先机。所以，我国需要逐渐加大对生物制药产业的研发投入。

1.3 生产技术产研脱节

生物制药在具体研发上面，通常需要上游跟下游技术的有效配合。就像是基因工程药物一样，上游技术一般是构建基因工程菌，会涉及目的基因的合成、纯化以及测序等环节。与此同时，还需要进行基因的克隆、导入、培养与筛选工程菌。下游技术通常会涉及纯化目标蛋白以及工艺放大，需要有效保障产品质量。我国在生物制药产业的一些研发领域之中，虽然上游技术与发达国家相比较，只落后了几年，但在下游技术上面，却跟发达国家之间拥有超过十年的差距。所以，因为下游技术的落后，便无法达到生物制药产品研发生产的目标要求，从而影响了我国生物制药产业的进一步发展。

2 我国生物制药产业的发展建议

2.1 优化生产方式

我国地域辽阔，拥有非常丰富的药材资源，而且在质量跟种类上面，一直排名在国际前列。针对目前国际生物制药产业不断发展的现实情况，我国生物产业需要逐渐发挥出自身优势，能够通过优化生产方式来逐步提高生物制药企业的生产经营效益。例如，在天然植物药资源上，我国需要重视对中草药有效生物活性成分的发酵生产工作。当中草药在完成了发酵跟酶化之后，便可以提取中草药中的有效成分，进而激发了生物活性。所以，我国需要在生物制药产业发展的过程中，逐渐利用好我国中草药资源众多的优势，能够在采取现代生物技术进行大规模工业生产的基础上逐步将生物活性成分提取出来，进而为发展中国特色生物制药技术奠定良好的现实基础，从而促进我国生物制药产业研制技术水平的提升。当前来讲，我国的甘肃省正开始积极利用自身得天独厚的药材资源优势来发展中藏药产业以及生物制药。

2.2 实现产业化

我国要想逐步提高生物制药产业的发展水平，就需要实现产业化生产经营，能够通过高等院校来培养优秀的生物制药研发制作人才，从而为生物制药产业的创新发展提供良好的智力支撑。我国需要逐步提高生物制药企业跟科研机构的融合力度，使生物制药企业能够通过外包的方式来构建良好的技术同盟关系，从而达到优势互补、互相发展的目的，进而实现了生物制药企业生产经营效益的提升。生物制药企业将一些技术性较强的研发内容提供给一些实力较强的小型公司来进行研发，可以逐步提升新药的研发效率，加快将技术转变为生产力的速度。所以，我国实现生物制药的产业化建设，可以有效拓展生物制药企业的发展空间，为其带来更多的利润。

2.3 依托相关领域

生物制药产业属于一种高科技行业，一般会涉及多种学科。所以，生物制药产业需要依托相关领域来逐步拓展自身的生存空间。例如，生物制药产业需要跟材料科学、信息技术、图像处理以及微机电系统有机融合在一起，进而为药物研究设计奠定良好的技术基础。生物制药企业运用计算机模拟技术以及图像技术能够对特定功能属性分子进行分析，进而提高新药的设计研发效率。因此，生物制药产业需要逐渐跟其他技术领域相融合，从而提升自己未来的发展空间。

3 结语

总而言之，随着经济社会的进一步发展，生物制药产业在我国国民经济发展中的作用也会越来越得到凸显。因此，我国需要加强对生物制药产业的自主创新研发建设，进而逐步提高我国生物制药产业的国际竞争力。

参考文献：

[1]杨延云，朱超.我国生物制药产业的发展现状与趋势[J].广州化工，2012，09：25-27.

[2]陶然，余正.我国生物制药产业的现状及发展建议[J].中国药房，2012，37：3463-3465.

[3]石飞飞，崔淑芹.我国生物制药产业的发展现状与展望[J].广州化工，2015，20：16-17.

生物基纺织浆料发展现状浅析 第12篇

在目前常用的纺织浆料中, 以石油基产品为原料的合成浆料占了很大的比例, 其中消耗量最大的合成浆料聚乙烯醇 (PVA) 约占浆料消耗总量的20%。PVA广泛应用于各种纤维类型的经纱上浆, 总体使用效果良好。然而, PVA存在严重的环境问题, 该浆料难以生物降解, 退浆废液对自然环境带来了极大的损害。自20世纪90年代以来, PVA陆续被许多欧美发达国家禁用或限用[1], 我国纺织界现今也在想方设法研制环保型浆料以期能全部或大部分取代PVA[2]。聚丙烯酸 (酯) 类浆料是消耗量居次席的合成浆料, 虽然其浆膜的断裂伸长率较高, 但浆膜的强度却很低, 被专业人士称之为“柔而不坚”。此外, 此类浆料的吸湿再黏现象十分严重, 这些缺陷使得该浆料通常只能辅助其它主浆料以小比例混合使用。

随着全球石油资源的日渐枯竭, 石油基产品的价格与日俱增, 而作为石油基聚合物的合成浆料大多存在环保或使用性能方面的缺陷。因此, 从可再生的农副产品中获取来源广泛、价格低廉的生物基浆料作为合成浆料的替代品种已成当务之急, 只有如此, 才可以顺应环保趋势, 促进纺织上浆工业的可持续发展。如下将重点介绍变性淀粉、纤维素衍生物等传统生物基浆料的发展概况, 另外, 还将对壳聚糖、羽毛蛋白等新型的生物基浆料的研究概况加以归纳与分析。

1 传统生物基浆料

1.1 变性淀粉

纵观现有的经纱上浆材料, 淀粉是最为重要的品种, 其资源丰富, 价格低廉, 对环境友好, 消耗量约占浆料总用量的70%, 一直作为纺织工业中的主浆料来使用。淀粉大分子的主链是由α-葡萄糖剩基通过甙键连接而成, 其分子式为 (C6H10O5) n。从结构方面分析, 由于淀粉与合成纤维 (如涤纶纤维) 的结构截然不同, 因此, 淀粉对合成纤维的粘附性能很差;淀粉与纤维素纤维有着相似的化学结构, 理应对纤维素纤维有着较好的粘附性, 然而, 由于淀粉大分子本身刚性环状结构的缺陷, 其对纤维素纤维的粘附性能也不是很好, 仅能满足一些要求较低的经纱上浆的工艺要求。此外, 由α-葡萄糖剩基所形成的刚性环状结构导致淀粉分子链的柔顺性较差, 玻璃化温度较高, 刚性很强, 成膜性较差, 其所形成的浆膜呈现出“硬而脆”的特点[3]。因而, 将天然淀粉直接应用于纺织上浆领域不能很好地满足经纱上浆的工艺要求, 特别是对合成纤维上浆的要求。为了改善天然淀粉浆料使用性能方面的不足, 提高淀粉浆料的质量, 进一步扩大淀粉浆料的应用范围, 以满足合成纤维上浆的要求, 国内外众多科研工作者对天然淀粉浆料进行了一系列的改性或者变性。根据变性淀粉浆料的发展状况, 专业人士一般将其划分为三个阶段。

第一代变性淀粉浆料。主要品种有酸解淀粉及氧化淀粉等。由于淀粉经酸解或者氧化变性的处理过程比较简便, 且生产成本较低, 适应面较广, 因此, 酸解淀粉以及氧化淀粉浆料在对中、低档纯棉或涤/棉混纺纱的上浆中占有重要的地位。

第二代变性淀粉浆料。主要品种有交联淀粉、醚化淀粉、酯化淀粉 (如醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉) 、阳离子淀粉以及两性淀粉等。目前, 第二代变性淀粉浆料已成为纺织经纱上浆过程中常用的主浆料, 主要适用于棉、麻和粘胶等天然纤维纱以及涤/棉等混纺纱的上浆。

第三代变性淀粉浆料。主要品种为接枝淀粉。接枝淀粉浆料一般是通过物理或化学的引发方式, 首先产生淀粉大分子初级自由基, 随后引发乙烯基单体与之进行接枝共聚合反应, 在淀粉分子链上引入具有一定聚合度的合成聚合物分子链即接枝支链而制得。在制备接枝淀粉浆料时, 淀粉可与两种或多种乙烯基单体同时进行接枝共聚合反应, 制得的接枝淀粉浆料的接枝支链便具有不同的分子结构。因而, 可根据实际生产的需要, 对接枝淀粉浆料接枝支链的分子结构进行合理的设计, 使它对合成纤维具有良好的粘附性能, 从而可在合纤混纺纱的上浆过程中作为主浆料使用。

当前市场上的变性淀粉浆料品种繁多, 性能各异, 可应用于不同类型、不同档次的纱线上浆, 就其来源、价格、消耗量和市场占有率而言, 在未来很长一段时期内, 变性淀粉仍将作为最重要的生物基纺织浆料继续利用。

1.2 纤维素衍生物

纤维素与淀粉的化学结构相似, 是由β-D-葡萄糖缩合而成的天然聚合物, 其聚合度高, 取向度好, 化学稳定性优于淀粉。纤维素不溶于水, 在水中仅发生略微的膨胀, 故天然纤维素无法用作纺织浆料。研究者利用其葡萄糖基环中羟基的活性, 使纤维素发生酯化或醚化反应, 以改善其物理化学性能。

目前, 用作纺织浆料的水溶性纤维素衍生物主要是纤维素醚, 它是以棉短绒、木纤维素等天然高聚物为原料经化学加工而成的生物基浆料, 具有水溶性好, 对亲水性纤维粘附力佳、浆液不结皮、不起泡、易退浆、易生物降解等特点。有报道称, 许多欧盟国家已将该产品作为经纱上浆的主要材料而大量使用[4]。

1.3 动、植物胶

动物胶 (如明胶、骨胶、皮胶) 是纺织领域中使用历史最久的生物基浆料之一, 目前仍是粘胶长丝的主浆料。动物胶对天然纤维的粘附力强, 上浆后纱线的强度及耐磨性高。然而, 动物胶所成的浆膜粗硬, 弹性较低, 易脆裂, 多落浆, 胶液的浸透性较差。另外, 动物胶容易被微生物腐蚀, 胶液易起泡, 故配制动物胶浆液时, 通常需添加适量的防腐剂与消泡剂。

植物胶可分为两大类, 一类为海藻胶 (如褐藻酸钠、红藻胶) , 另一类为野生的或不与粮食、棉花争田的培植性植物 (如白芨粉、槐豆粉) 。褐藻酸钠属阴离子型浆料, 对天然纤维的粘附性高, 也具有一定的成膜能力, 其浆膜的机械力学性能要比原淀粉膜好, 但也存在脆而硬的缺点。褐藻酸钠浆料已成功用于中特、低特棉纱的上浆, 也适用于粘胶短纤纱的上浆, 然而褐藻酸钠价格较高, 使其应用受到了限制。白芨粉、槐豆粉对棉纱均有良好的粘附性, 但是其浆液的浸透性差, 属被覆性浆料, 浆膜脆硬, 缺乏弹性, 这些缺点使得此类植物胶浆料的品种适用性受到了局限。

2 新型生物基浆料

2.1 壳聚糖

壳聚糖又称脱乙酰甲壳质、聚氨基葡萄糖, 是将甲壳质用浓碱进行脱乙酰化, 主要是脱去C2上的乙酰基而获得的。壳聚糖与甲壳质外形相似, 约在185℃左右会进行分解, 不溶于碱性稀溶液和水, 可溶于稀的有机酸和部分的无机酸。壳聚糖是一种无毒、生物相容性良好且可自行降解的天然多聚糖。壳聚糖是甲壳质最重要的衍生物之一, 是甲壳质脱乙酰度达到70%以上的产物。目前人们获得甲壳质的一般方法是从渔业废弃物 (如虾、蟹壳) 中提取。虾、蟹壳中甲壳素含量为20%~30%, 无机物 (碳酸钙为主) 含量为40%, 其他有机物 (主要是蛋白质) 含量为30%左右。我国海域辽阔, 是甲壳质资源大国, 单浙江一省年产虾、蟹就达6.7×105t, 按40%废弃物计算可制得甲壳质8×104t, 资源潜力巨大。

然而, 由于壳聚糖属长链型高分子化合物, 其链的规整性强并具有刚性, 易形成分子内和分子间的强氢键, 导致其水溶性差, 必须在一定浓度的稀酸溶液中才能溶解。这就导致上浆纤维尤其是棉、粘胶等惧酸性纤维受到损伤, 同时, 酸性环境也会加速上浆设备的老化。一般说来, 壳聚糖的水溶性与其脱乙酰度密切相关, 若脱乙酰度低于一定的数值, 壳聚糖的水溶性会变得很差, 甚至难溶于水。Kurita等[5]通过控制甲壳素的脱乙酰反应时的各项条件, 以改变脱乙酰度的方式改善壳聚糖浆料的水溶性;陈燕和郭建生等[6]通过酶解法对壳聚糖浆料进行了生物改性, 制备出水溶性较好的壳聚糖;汪琴和王爱勤等[7]则是通过一定的化学反应将亲水基团嵌入到壳聚糖大分子的主链上, 以此提高壳聚糖的水溶性。实践证明, 壳聚糖浆料对棉纤维、粘胶纤维等有着良好的粘附性与亲和力, 预计未来在特种纤维 (如玻璃、陶瓷纤维) 上浆中的应用也存在较大的潜力。

2.2 羽毛蛋白

羽毛蛋白浆料是最近两年才出现的生物基浆料, 具有来源丰富、价格低廉的优点。在我国, 仅家禽业及羽绒制造业所产生的羽毛废弃物就达约1.0×106t/年, 这些废弃物中的蛋白质 (主要为角蛋白) 含量在80%以上。可惜的是, 这笔丰富的可再生蛋白质资源常常被人们直接当作垃圾处理, 而传统的处理方法 (如焚烧、填埋) 又会对自然环境带来危害。因此, 不少高分子材料学科的研究者将注意力集中在羽毛蛋白资源的回收利用上来。

2013年, 美国学者Reddy等首次报道了羽毛蛋白浆料的制备过程[8]。研究显示, 羽毛蛋白在被用作纺织浆料的过程中, 出现了与壳聚糖浆料类似的问题, 即水溶性能较差。而纺织企业中的经纱上浆工序是在水系中完成的, 这就要求浆料在一定的温度下必须能够溶于水。为了解决此问题, Reddy等通过在水中加入高浓度的碱液以溶解羽毛蛋白[8,9]。需要指出的是, 在浆液中加碱会使蛋白质发生水解, 以致降解成分子量较低的多肽甚至小肽, 进而降低羽毛蛋白浆料的内聚强度。另外, 高浓度的碱液会对一些惧碱性纤维 (如羊毛、蚕丝) 的机械力学性能造成较大损伤, 因此对羽毛蛋白浆料的品种适应性造成限制。为此, 通过采用接枝共聚合改性的方法, 将一定量的亲水性乙烯基单体 (如丙烯酸) 接枝到羽毛蛋白的分子链上, 制备出在中性条件下水溶性良好的接枝改性羽毛蛋白浆料, 并申请了相关的国家发明专利[10]。实践证明, 接枝改性羽毛蛋白浆液的表观粘度小, 粘度稳定性强, 适应现代浆纱工艺提出的“两高一低”要求, 对天然纤维又有着良好的粘附性, 是一种极具发展潜力的新型生物基浆料。

3 结语

随着环保呼声的日益高涨和石油资源的日渐枯竭, 来源丰富、价格低廉和对环境友好的生物基纺织浆料有着极为广阔的发展空间。同合成浆料相比, 大部分生物基浆料还存在对合成纤维粘附性不足、浆膜脆硬等使用性能上的缺点。然而, 若能通过一系列的物理、化学或生物改性, 解决上述问题, 使得生物基浆料 (尤其是来源于农副业、渔业废弃物的新型浆料) 能够更加广泛地用于纺织浆料领域, 显然有利于纺织企业降低生产成本, 提高市场竞争力, 同时顺应了纺织产业可持续发展的潮流, 这也必将产生更加可观的经济效益和社会效益。

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