我国农药工业经过半个世纪的发展,从解放初只能生产64t硫酸铜,到今天,具有90
万t/a (ai,下同)的原药生产能力,并已建成包括原药合成、加工和中间体生产的农药工业体系,2004年农药产量达87万t/a, 利润19.2亿元。出口额达11.86亿美元,进出口贸易顺差达10.4亿美元(为化工各行业之首),引起世界注目。
我国每年使用化学农药约26万t/a,防治面积58亿亩次,挽回粮食损失5800万t,棉花150万t,油料230万t,蔬菜5000万t,水果690万t。据分析,使用1元农药,可使农业获益6-10元,为我国农业生产的发展作出了重大贡献。在环境卫生、家庭、园艺和收获后农产品保护等非农业领域,农药也发挥了不可替代的作用。
从全球看,21世纪上半叶化学农药仍将是植物保护的主体,但是,在环境保护要求日益严格的形势下,我国农药工业存在的问题也很突出,急需进行重大改革。只有按照科学发展观,把握正确的发展方向,才能使农药在农业发展中继续发挥重要作用。 1. 我国农药工业的现状与问题 1.1 农药产量大,销售额低
近5年来我国农药产量一直处于上升状态。根据国家统计局统计,2004年农药总产量已达87万t/a。各类农药的构成比例有了很大调整,杀虫剂的比例已从2000年的61%,下降到2004年的50%,而除草剂的比例从2000年的18%,上升到2004年的26%,见表1。
表1 2000-04年我国各类农药产量(万t/a,ai)
年份 2000 2001 2002 2003 2004
杀虫剂 39.72 42.99 45.94 47.44 42.5
比例,% 61.3 59.63 55.0 55.0 48.9
杀菌剂 6.87 6.90 7.47 7.95 9.1
比例,% 10.6 9.57 9.09 9.2 10.5
除草剂 11.62 15.19 20.24 21.07 23.0
比例,% 18.0 21.07 24.63 24.4 26.4
总计 64.77 72.09 82.17 86.30 87.0
1
我国2000年各类农药比例10%18%61%123411%
1.杀虫剂。2.杀菌剂。3.除草剂。4.其它
1
我国2004年各类农药产量比例14%150%26%10%234
2004年,我国650家农药企业统计的总销售额(包括农药和其它化工等产品的销售额)为468.9亿元,约折57亿美元,2000-2004年农药销售额见表2。
表2 2000-04年我国农药销售额
年份 2000 2001 2002 2003 2004
农药企业数1(个) 611 627 605 623 650
销售额(亿元/a) 258.4 281.7 304.4 371.6 468.9
折亿美元/a 31.40 34.23 37.00 45.15 56.97
注1.年销售额500万元以上的农药企业数。
美国曾报道1996年农药产量为66万t/a(此后改为报道消费量)。
我国的农药产量可能有重复统计而偏高,但不管怎样,应与美国农药总产量不相上下。美国1998年国内农药销售额81.5亿美元,2003年为70.0亿美元,包括出口的话,总销售额约100亿美元。2003年我国的销售额为45.15亿美元,美国的农药销售额是我国的两倍以上(我国还不是纯农药销售额),除了两国工业水平不同,存在价格差异外,也说明我国的农药品种落后,附加价值低。
1.2 农药品种多,但具有自主知识产权的品种少
根据2005年初不完全统计,我国目前生产(包括完成中试)的农药品种313个,其中专利未到期品种54个,占17.3%(见表3),在313个品种中,具有我国自主知识产权的产品13个,占4.15%。
表3 我国目前生产的农药品种数
分类1 I/A/Fu/Ro F/Ne H PGR 小计
品种数 127 80 92 14 313
占总数% 40.6 25.6 29.4 4.4 100.0
其中专利产品 19 11 23 1` 54
占分类% 15.0 13.8 25.0 7.1 17.3
注1. I=杀虫剂;A=杀螨剂;Fu=熏蒸剂;Ro=杀鼠剂;F=杀菌剂;Ne=杀线虫剂; H=除草剂;PGR=植物生长调节剂(下同)。
2
近年来,我国自行创制、具有自主知识产权的品种是:杀虫剂-氯胺磷、硝虫硫磷和倍速菊酯;杀菌剂-氟吗啉、噻菌铜、申嗪霉素、中科3号和中科6号;除草剂-单嘧磺隆、单嘧磺酯、丙酯草醚、异丙酯草醚和双甲胺草磷。 目前这些品种正在推广中,所占市场份额还不大。
1.3 农药出口量大,出口额低
从1994年开始,我国农药贸易一直处于顺差状态,出口量、出口额连续上升,而且,2004年的农药贸易顺差达10.39亿美元,为化工各行业之首,见表4。
表4 我国2000-2004年农药进出口1(万t/a,亿美元/a)
年份 2000 2001 2002 2003 2004
进口量 4.11 3.47 2.70 2.80 2.80
进口额 1.92 1.65 1.36 1.34 1.47
出口量 16.16 19.04 22.20 27. 40 39.1
出口额 4.63 5.41 5.92 7.30 11.86
注1. 进、出口量为实物量。
我国2000-2004年农药进出口平均单价对比见图3。
2000-04年农药进出口平均单价52504786系列1系列2467247555037美元/t286528412667266430332000 01 02 03 04
系列1.进口平均价;系列2.出口平均价。
由图3可见,2004年农药平均进口单价为5250.25美元/t,比平均出口单价3033.25美元/t高2217.00美元/t。这反映我国在农药贸易中的技术差距,从国外进口的农药附加价值高,而我国出口的农药附加价值低。主要原因是:1)出口的农药品种大多是专利过期的老品种;2)出口以原药为主,约占出口总量的80%;3)少量的出口制剂,技术水平不高;4)产品质量与国外还有一定差距;5)企业间无序、恶性竞争,影响了出口产品的合理价值。以上也是今后需要改进工作的几个方面。应该强调的是,我国首先要对农药进、出口进行科学、准确的统计,否则难以作出正确的分析与判断。
3
1.4 产品质量有了很大提高,但与国外仍有相当差距
近年我国农药质量已有很大提高。至今强制执行的国家和行业产品质量标准已达200多个,这些标准均采用或等同于国际标准。农药质量抽样合格率90-95%,大中型企业的合格率达95-100%。涌现出一批质量达到国际先进水平的产品,如吡虫啉、溴氰菊酯、甲氰菊酯、多菌灵、三唑酮、草甘膦和苄嘧磺隆等。
农药质量包括原药质量、制剂质量和包装质量。 关于原药质量,为了适应国内外市场日益加剧的竞争形势,一方面需要进一步提高有效成分含量,另一方面需要对杂质进行分析和控制。
1995年,我曾对98个农药原药的有效成分含量作过调查分析。结果是:含量>98%的只有15个品种,约占15%;97-95%的33个品种,约占34%;含量>95%的占49%;含量>90%的品种也只占71%。根据对到2003年底止,我国登记的316个原药含量的调查结果(见表3),可以看到我国农药原药质量有了很大提高:含量>98%的品种53个,占16.8%;97-95%的品种148个,约占46.8%;含量>95%的品种占63.6%, 比1995年提高了14.6个百分点。可是欧美发达国家的原药含量大多在95%以上,甚至达到98%、99%,我国仍有相当差距。 表5 1995与2003年我国部分农药原药含量分布对比(%)
种类 I/1995 2003 F/1995 2003 H/1995 2003 PGR1995 2003 小计1995 2003
品种数 521 1421 182 722 19 78 9 24 98 316
>98% 17.3 19.0 22.2 20.8 6.4 22.2 25.0 15.4 16.8
97-95% 28.8 35.2 22.2 44.4 58.0 69.2 33.4 50.0 33.7 46.8
>95% 46.1 54.2 44.4 69.2 58.0 75.6 55.6 75.0 49.1 63.6
94-90% 21.2 34.5 33.2 26.4 15.8 21.8 22.2 8.3 22.4 27.5
89-80% 17.3 5.6 11.2 6.9 21.0 1.3 22.2 16.7 17.3 5.7
<80% 15.4 5.7 11.2 1.5 5.3 1.3 11.2 3.2
1. 包括杀螨剂、杀鼠剂和杀螺剂。2. 包括杀线虫剂。
到2003年底止,国外在我国登记的原药中,有45个原药的含量在97%以上,列于表6。值得注意的是有8个原药的含量达99%以上,四氟磺草胺达99.5%。
表6 国外在我国登记的含量>97%的原药品种
种类/品种数 I1/12
≥97% 噻螨酮 苯丁锡 噻虫嗪 除虫脲 甲氧虫酰肼
F/14
双霉威 硅噻菌胺
≥98% 毒死蜱 驱蚊酯 溴氰菊酯 四聚乙醛 硫酸铜 百菌清
土菌消 ≥99% 磷化氢 啶虫脒 噻嗪酮
4
韩乐宁 氟酰胺 萎锈灵 福美双
腐霉利 嘧霉胺 噁唑菌酮 抑霉唑 甲基硫菌灵 敌草隆 异丙隆
砜嘧磺隆
H/17 氟乐灵 乙氧氟草醚 甲氧咪草烟 嘧草醚 吡氟酰草胺 氰氟草酯 双氟磺草胺 环丙嘧磺隆
咪唑乙烟酸 丙炔氟草胺
四唑酰草胺 氟烯草酸
环嗪酮 四氟磺草胺
PGR/2 噻节因 苄氨基嘌呤
注1.包括杀螨剂、杀螺剂。
在原药中的杂质分析与控制工作近年已逐步受到企业的重视,但是还不够,因为入世后农药出口贸易不断增加,外商对农药质量提出了更高要求,而且不少国家和地区以种种“技术壁垒”试图阻挡我国农药的进入,所以如何通过工艺改进,甚至创新,减少杂质、提高质量、扩大出口,已是当务之急。
我国农药制剂的差距主要在两个方面:1)剂型落后,目前占制剂总量70-80%的是乳油和可湿性粉剂,缺乏环保型的水基化、固体化剂型。2)助剂落后,在各种新制剂中,由于助剂性能差,产品质量与国外有较大差距。如有的制剂在扩展性、粘着性、湿润性和稳定性等方面性能不佳,影响了防治效果和产品出口。
农药包装方面,以塑代玻,近年已有很大进展,但是一般PET瓶的阻隔性差,不能满足市场要求。江苏龙灯博士摩包装材料有限公司的氟化瓶生产,为提高包装质量创造了条件,但目前由于它的价格高(2.4-1.8元/瓶),还难以大规模推广使用,只限于部分高价农药的出口包装。
1.5 工艺技术水平有了很大提高,但自动化水平低
我国农药工业经过50多年的发展,工艺技术水平有了很大提高,如敌百虫一步水解法制敌敌畏;环戊二烯法合成吡虫啉工艺等等,都具有创造性,以其低成本提高了产品竞争力;江苏扬农股份公司的溴氰菊酯生产、浙江新安化工集团股份有限公司的草甘膦生产、江苏常隆化工有限公司的喷亭酸甲酯和大连凯飞化工公司的溴氰菊酯与农药中间体八碳烯的生产都采用了DCS系统全流程控制,是我国近年工艺技术水平提高的突出实例。可是,我国农药工业的整体技术水平仍落后于国外20-30年,特别是整体自动化水平还很低。
要提高农药工业的自动化水平,首先要提高农药工艺技术水平,只有先进、稳定的工艺才能实现生产的自动化控制。 1.6 农药企业抓生产多,抓环保少
我国农药生产企业多年来重生产,轻环保。在三废治理和环境保护方面,主要问题是:1)相对投资少,近年在建设项目总投资中三废治理投资约占10-15%,而国外,一般达30-40%;2)缺乏先进、可行的治理技术;3)建成的三废治理设施正常运行的少,从而对
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周围环境造成了不良影响,因此,按照可持续发展方针,狠抓三废治理、保护环境已是当务之急。
1.7 科研取得可喜进展,但创制基础仍很薄弱
几十年来,我国农药以仿为主。近10年来,在农药创制方面已取得重大进展,至今,具有自主知识产权,已经取得三证、或正在办理三证,走向工业化的创制新农药已有22个,来自13个单位,见表7。
表7 近年我国创制的农药品种数
研发单位 沈阳化工研究院 南开大学元素所 湖南化工研究院 江苏省农药所 上海市农药所 中科院上海有机所 四川省化工研究院 中国农业大学 上海交通大学 武汉化工学院 扬农股份 温州龙湾 大连凯飞化工 小计
I 1 1 1 1 1 5
F 4 2 1 1 2 10
H 3 1 2 6
PGR 1 1
小计 4 3 2 1 2 2 1 1 1 1 1 1 2 22
但从市场份额讲,目前在我国非专利农药仍占绝对优势,创制品种在市场中所占的份额还非常小。
1.8 农药厂点多、规模小、水平低、缺乏竞争力
我国农药工业的致命问题是厂点多、规模小、水平低、缺乏竞争力。目前号称有2600多家农药厂。2003年根据国家统计局对650家农药企业的统计,销售收入总和为468.9亿元(农药销售收入加上各企业其它产品的销售收入)。按当前汇率折算,约为57亿美元。而拜耳作物科学公司2004年仅常规农药销售额已达70.60亿美元,先正达公司已达60.30亿美元。2004年全世界前6家公司常规农药销售总和为246.48亿美元。我国650家企业的销售额仅为世界6家农药公司常规农用销售额的23%。
现在对国家统计局公布的2004年农药行业前51家农药企业的销售额进行了分析,结果列于表8。
表8 2004年我国农药行业前51家企业的销售结构
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销售结构 (亿元/a) ≥10 10-≥ 5 5-≥3 3-≥2 小计
企业数 (个) 5 7 17 22 51
销售总和 (亿元/a) 102.69 41.39 61.90 53.03 258.96
占全国销售的比例 (%) 21.90 8.82 13.20 11.31 55.23
销售额在2亿元/a以上的51家企业,销售总额259亿元,占全国的55.2%,销售额在1亿元/a以上的103家企业,占全国农药企业数的3.3%,其销售总额332.3亿元,占全国的70.9%。也就是说,全国2500家农药企业的销售总额仅占30%,可见企业小而散的严重程度。
2. 我国农药工业的发展方向
根据世界农药工业的发展趋势,结合我国农药工业存在的问题,提出以下几点发展建议。 2.1通过兼并重组,建造我国的农药工业“航母”
为了提高我国农药企业的竞争力,必须对几千家规模小、水平低的企业进行整合,建造我国农药工业的“航母”,为此,拟采取以下两种途经: a. 对农药企业进行GMP论证,合格者方可继续生产。 b. 企业间兼并、重组,组建农药工业“航母”,增强企业竞争力。
在我国农药工业的整改中,已有一些成功的实例,如,浙江新安化工集团。2004年底,已并购江苏镇江江南化工厂,从而使其草甘膦生产能力达到5.6万t/a,进一步巩固了“亚洲第一”,“世界第二”的地位。又如,广西北海国发海洋生物药业股份有限公司,原来只生产、经营小规模的生物农药,2001年产值约2000万元。通过兼并、收购4家农药公司――贵大科技有限公司、广西田园生化有限公司、湖南临湘氨基化学品厂和广东立威化工有限公司,2004年农药总产值已达3.2亿元,2005年初,又收购了香港一家公司,预计今年总产值可超过5亿元。
2.2 调整农药产品结构,提高农药品种的水平,加快杀菌剂、除草剂的发展 2.2.1 提升高毒农药取代的水平
PIC国际公约的实施,大大加快了我国高毒农药的取代进程,5个高毒品种的禁用已经进入倒计时,农药产品结构调整已经取得明显进展,致使我国杀虫剂的比重已从2000年的61.3%,下降到2004年的48.9%,首次低于50%。
关于高毒杀虫剂的取代品种,应该提高品种水平,建议从以下几方面考虑:
a. 首选杂环类杀虫剂。已在全球取得很大成功的吡虫啉是最突出的代表。继后的吡虫腈、
溴虫腈、氟虫腈等,都是具有很好发展前景的高效杀虫剂,可根据专利状况逐步进行开发。
b. 拟除虫菊酯杀虫剂。拟除虫菊酯杀虫剂在高毒农药取代中将发挥更大的作用,一方面扩大在棉花、果树和蔬菜等旱田作物上的应用,另一方面,可望在水稻上打开市场。开放拟除虫菊酯杀虫剂在水稻田的应用,也将是高毒取代的一项重大突破。
c. 抗生素农药。如阿维菌素在水田应用的审查,将有利于推动高毒取代工作。另外,甲胺基阿维菌素也是一个优良的杀虫剂。
d.沙蚕毒素类杀虫剂。除老品种杀虫双、杀虫单外,近年迅速发展的杀螟丹和新开发的杀虫环也是有前途的取代品种。
7
e.有机磷杀虫剂。除了适度发展毒死蜱、二嗪磷外,希望具有我国自主知识产权的硝虫硫磷和氯胺磷加速产业化,在推广应用方面取得好成绩。张一宾同志建议发展的品种还有甲基毒虫畏、甲基噁唑磷和吡唑硫磷等。 2.2.2 加快杀菌剂的开发
由于杀菌剂在全球各类农药中增长最快,在1993-2003年间,全球杀菌剂市场年均增长1.7%,高于除草剂1.2%和杀虫剂0.6%。据预测,2003-2008年间,全球杀菌剂市场年均增长1.5%,仍高于除草剂0.0%和杀虫剂0.6%。而且至今商品化种植的抗病GM作物还很少,同时,我国农业种植结构的调整,也为杀菌剂的开发提供了较大的空间。
特别是近年拉美和美国大豆锈病的蔓延,为杀菌剂开辟了新市场,成为推动杀菌剂发展的一个重要因素。我们应该抓住机遇,加快杀菌剂的开发。 2.2.3 调整除草剂的研发方向
在全球农药市场中,除草剂占约50%,在美国、英国,除草剂占60%以上。即使在发展中国家,近年除草剂市场也发展很快。最明显的是亚太地区农药市场,多年来都以杀虫剂占第一位,可是2003年首次除草剂上升到第一位,占37.3%(杀虫剂占36.4%)。
我国化学除草仍以每年3000万亩以上的面积扩展,国内外市场的需求是我国除草剂发展的动力。如表1所示,2000-2004的5年间,我国除草剂产量增长近一倍,在农药产量中的比重,从18.0%增加到26.4%。在今后相当长的时期内,除草剂仍是我国农药工业的发展重点。
但是由于全球耐除草剂GM作物的发展,必须调整除草剂的研发方向。 1)集中开发与GM作物相关的农药品种
GM作物的纵深发展,将进一步压缩常规农药的发展空间。从90年代中期以来,由于GM作物的迅猛发展,常规农药的市场连续下降。在2000-2003年,常规农药的年均增长率为-4.5%,在1998-2003年,各类常规农药的年均增长率均为负值,除草剂-2.2%,杀虫剂-1.4%,杀菌剂-0.1%,其它-3.4%,而GM作物总值年均增长率为19.2%。可是,GM作物的发展也为一批相应的化学农药提供了新市场,而且大多是非专利农药。目前,已开发GM作物的除草剂已有16种/类,可以作为我们开发的选择对象。
2)转向针对草甘膦、草铵膦的弱点进行新除草剂、新剂型和新混剂的开发。 2.3加大投入,加强新工艺、新农药、新剂型的研发
我国农药工业的现状是以仿制为主,以生产非专利农药为主,但这是落后的表现。因为我国目前没有实力像研发型跨国公司那样,投入总销售额10%左右的费用进行新农药的研发。
世界前6家大公司的高投入,高回报,使它们保持在世界最先进的第一集团军水平,引领世界农药潮流。如拜耳公司1998年农药研发费用高达7亿马克,占农药销售额的17.5%, 2000年,2.8亿欧元,占11.64%,2003年,7.27亿欧元,占12.6%;巴斯夫公司2003年农药研发费用达2.54亿欧元,占农药销售额的8%。拜耳公司从1999到2005年陆续推出17个新农药(即每年至少有2个新农药上市),预计其市场总值达9.58亿美元,这就是拜耳农药销售额能够连年增长的主要原因。 我国在农药研发上的投入甚微,“九五”期间投入1.5亿元,“十五”期间投入约1亿元,因此,要提高我国农药工业的水平,还必须加大投入,争取在一段不太长的时期内,使部分企业进入世界第二、第三集团军的行列。
在农药研发方面,建议考虑以下几个工作重点:
a. 新农药创制。尤其要鼓励和加强农药企业集团参与新农药创制与新农药的产业化工作。在这方面江苏扬农股份有限公司已经取得可喜的成果。他们很重视农药研发工作,2003年投入研发费用753万元,占销售额的2.02%;2004年投入1223万元,占销售额的2.22%。
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经过几年的努力,已经创制了1个新杀虫剂倍速菊酯,并已进入产业化阶段。正是由于不断开发的科技成果的产业化,使扬农股份2004年的总销售额达到了5.5亿元,比2000年增长了一倍多。
b. 现有骨干农药品种的技术改造和创新。通过创造新工艺、新技术,提高产品质量,降低 成本,增强产品的国内外竞争力。既然是非专利产品,全世界谁都可以生产,关键就看谁的水平高,谁的成本低,谁就能在市场中夺取更大的份额。
浙江新安化工的草甘膦,不仅做大,而且做强,他们在每个生产环节上都下功夫,按照原子经济的原则,获取最大效益。 c. 环保型新剂型、新混剂的研发。
特别是在全球能源紧张,油价不断上涨,导致原材料大幅度涨价的大环境下,发展水基化新剂型已迫在眉睫;通过科学、合理的混合剂型或桶混制剂的开发,可以扩大防治谱,节省生产成本,节省农业劳动力,增加农民收益。
2.4 从工艺改革入手,治理三废,提高农药工业技术水平
贯彻可持续发展方针,遵循“循环经济”的原则,深入进行农药工业的工艺改革,既可使“三废”资源化,实现清洁生产,又可降低生产成本,增强产品竞争力。近年,在三废处理技术方面也取得了进展,如液膜法处理含氰或含酚废水,催化湿式氧化法处理高浓度废水,都取得了好效果。国家环保局已下决心狠抓农药三废治理,从建立各种农药的三废排放标准入手,分批实施,分批治理,在解决环境保护问题的同时,也可以提高农药工业的整体技术水平。
总之,为了吃饱、吃好,世界和中国都离不开农药。我们的责任和任务是充分发挥农药的作用,通过发展环保型的农药,把农药的负面影响降到最低,让我国农药工业以全新的面貌继续造福于人民。
本文得到了陈万义老师、余昌申老师的指正,特别致谢。
主要参考文献
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