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行政院農業委員會農業生物科技園區 Fish Animation
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::: 網頁位置:首頁產業資訊專題文章生物性農業的研發應用
樹苗小圖示生物性農業的研發應用
透析生技產業新市場-分子農牧場
九十二年農業委員會公佈之資料顯示,抽驗田間即將採收及集貨市場蔬菜樣品6862件中,合格率分別已達98.9%及98%,一般水果6747件樣品合格率97.5%,觀光困園採樣548件合格率達94.5%。惟其中少數樣品超過容許量或測得含有「不得檢出」之農藥,引發媒體重視和消費者之拒買風波,農民亦遭受嚴重損失,另外,更衍生農藥對環境之污染、對非標的生物的傷害和生態平衡之破壞等諸多副作用。因此不論是站在降低對化學農藥之依賴性或在有害生物綜合管理(IPM)的策略應用上,生物農藥均提供了另外一種安全、經濟且有效的選擇。

本文將針對世界生物農藥發展之現況與國內市場之潛力,以及生物農藥爾後研發之方向,提出管見,就教於同好。

蘇力菌在田間之應用
根據農業委員會之定義,生物性農藥係指天然物質如動物、植物、微生物及其所衍生之產品,包括「天然素材農藥」、「微生物農藥」、「生化農藥」及基因工程技術產製之微生物農藥。例如,微生物製劑:用於作物病原、害蟲、雜草防治或誘發作物或其有效成分經由配方所製成之產品,其微生物來源包括:細菌、真菌、病毒和原生動物等,一般由自然界分離所得,惟也可再經人工品系改良,如人為誘變、汰選或遺傳基因改造。生化製劑:生物性化學製劑,如性費洛蒙等。天然素材:天然產物不以化學方法精製或再加以合成者。
世界生物農藥之現況

據華爾街雜誌報導”工業界不預期且不願生物農藥有迅速的景氣,因生物農藥會威脅其化學農藥的銷售”此種看法或許過度地簡化,但許多農藥工業龍頭因不明白生物農藥未來市場如何,而延遲介入此市場也是一個事實。讓我們看一下,在1991年生物農藥在世界農藥市場之佔有率約在0.5%,銷售量少於一億二千萬美金,但在1993年在世界農藥市場約達二百五十億美金時,生物農藥佔有率為1.5%,約為三億八千萬美金,成長速率驚人,達三倍之多。

為了要和傳統化學農藥競爭,任何生物農藥至少要和其傳統之競爭者一樣,要有效且便宜。但是如果消費者寧願認為環境友善比價格重要時,農藥界就會反應市場的需求,而增加其對生物農藥或其他低環境衝擊有害生物防治技術的重視。農藥界的龍頭們寧願開發較佳而較安全的化學藥劑而不願進入生物農藥市場,然而拜爾公司最近發現要測試46000種化學物,才只能師選出一種有商業上的應用性。大環境對化學農藥的關心加上開發新化學產品的難度則是開發生物農藥強大動機。大多數農藥界的龍頭現在開始介入生物農藥市場,有的則與很早就從事生物農藥的小公司聯手進入市場。

一般而言,如果任何一個標的市場的價值少於每年四千萬美金就不值得去研發一種新的化學農藥。因市場大小在四千萬美金的額度,才能有足夠的銷售來彌補一種新化學農藥高昂的研發和註冊的花費。如此限制了針對主要作物來開發新的化學農藥。生物農藥在研發和註冊的花費則相當便宜,正因為如此,市場小到一百六十萬美金就足夠讓一種生物農藥獲利。故而,在小利基(niche)市場如溫室作物,生物農藥非常成功。當然溫室環境容易控制,亦是大多數生物農藥可以發揮長處的所在。

長滿PDA平皮上之木黴菌生物農物國內市場之潛力

生物農藥包括微生物殺蟲劑已經是一種世界性的潮流,國內植物保護研究人員致力於生物農業之研發和推動已有相當時日,累積相當多的經驗與技術,有些特定的研究項目成效斐然,距離商品化的地步,就差臨門一腳。根據九十三年之農業年報顯示,目前本省葉菜類及連續採收之果菜類之栽培面積為102,903公頃,九十三年十二月之統計有機栽培農作物包括水稻,果樹,蔬菜,茶葉及雜糧等共計953戶種植面積為1,246公頃,邇來松材線蟲危害松林,疫情相當嚴重,而松樹林面積達122,903公頃。這些短期作物、連續採收的作物、有機栽培之作物、水源涵養地區之松林及城市內之行道樹、公園內之觀賞植物,均不適合使用化學農藥來處理,而生物農藥就成為唯一的替代方案。政府對作物之有害生物的綜合管理(IPM),亦有政策之輔導和支援,更強化了生物農藥在IPM所扮演的角色。由土壤中篩選之牙孢桿菌防治芒果炭疽病之效果再加上獨特的血緣和地緣關係與類似的耕作系統,使得台灣得天獨厚,有潛力成為亞太地區生物農藥之研發,產銷及應用技術中心。政府在台南設置台南科技工業園區農業生物技術產業專業區,亦在竹南科學園區設置生物技術產業專業區同時在屏東設立農業生物科技園區,並輔導、促進研究發展,運用民間既有農業基礎及主導性新產品開發計畫補助研發經費。在推動投資方面,可運用行政院開發基金200億參與投資,推動成立生技創投公司。其目標在於建立農藥商品化生產技術及設備規劃、本土性生物農藥新產品開發、推動生物農藥之試量及生產工廠及生物農藥之註冊登記和推廣和應用。預期續效在期望新產品建立後,可減少進口數量,預估十年後產值達新台幣50億元。關鍵技術之建立將可促進相關工業升級、取代化學農業之使用,減少農藥殘留造成之社會問題;改善化學藥劑長期使用所造成之污染問題及對天敵和非標的生物之副作物,以提升大眾生活的環境品質和生態品質。國內在真菌殺蟲劑之使用經驗已有89年(日據時代即開始):蘇力菌有45年的使用經驗;桿狀病毒則有25年的使用經驗。

利用黑殭菌防治華盛頓椰子紅胸葉蟲前兩種微生物殺蟲劑可以使用發酵槽來產製,桿狀病毒則以活體培養的方法量產。目前農用微生物製劑之管理法規成熟,且農委會於八十七年四月八日完成部份條文修訂,將生物性農藥設廠納入管理。評估上述三種微生物殺蟲劑發展之潛力、競爭狀況,及國內已有之生物技術、法令規章、產銷能力、政策配合度,我們認為有優先開發之必要。在可行性規劃上應包括:技術特色、製造成本分析、製程、原料、人工、設備需求、廠房、工業區土地需求、水電、污染防治、運輸、倉儲、包裝、銷售通路及其費用:和投資報酬率、現金流量、投資組合等之可行性:以及中長期新產品研發進度、未來市場潛力、經營團隊人力需求、上中下游相關產業之影響、週邊支援體系與產值評估等等。以性費洛蒙大量誘殺小菜蛾依據此規劃內容,以台灣中小企業強烈之企圖心和經營、行銷之能力,日本除外亞太地區的農藥市場(約2,567億美金,1997年BAA之調查),將是國內生物農藥業者馳騁縱橫的疆場,50億新台幣的產值,在未來(十年內)將不是一個夢。

未來生物農藥七大研發方向

由於生物農藥對天敵、人、畜、植物安全無毒,選擇性強,不會污染空氣、水域和土壤,具有保護環境品質的特性和優點,開發成本低,病蟲害亦不易產生抗性,某些害蟲病原微生物和病毒和某些細菌(乳化菌)尚具有長期防蟲的作用,是頗值重視的一種非農藥防治技術,但生物農藥並不能完全取代其他防治,單獨應用生物農藥也有其不足之處,因此與化學防治等其他措施不應相互排斥,而必須相互密切配合,利用交配干擾法防治花姬捲葉蛾裁長補短相輔相成,在有害生物綜合管理體系中共同發揮應有的協調作用。

雖然近年來生物農藥在本省有突飛猛進的成果,但不容諱言的,本土性生物農藥之工業化、標準化和商品化生產問題仍待解決,突顯產品量少,滿足不了農民需求之瓶頸。同時面臨西方高科技生物及遺傳工程產品之衝擊。對國內生物農藥之研究發展方向吾人有下列數項期許提供同好共勉:

一、重視本土性微生物資源之調查、篩選、鑑定和品系改良

本省地處熱帶和亞熱帶,且地形複雜,作物栽培制度變化亦多,病原微生物資源豐饒。針對關鍵病蟲害選擇有效微生物病原,篩選有效品系,鑑定其分類地位,以育種和遺傳操作技術進行品系改良,以育成穩定品系使具有高殺蟲、殺草及殺菌效果和範圍。 微生物製劑之開發流程

二、加強分子生物學及遺傳工程之研究

順應世界潮流,利用分子生物學和遺傳工程技術,有效地利用本地微生物資源開發嶄新的微生物製劑或基因轉殖作物,以更有效地進行微生物防治。

三、瞭解微生物製劑的作用機制

微生物殺蟲或殺菌劑作用機制之闡明,有助於發酵產程之開發及產品品質之改善。

四、建立微生物製劑田間施用技術

包括施用技術合理化之研究,如微生物製劑之間混合及微生物與化學藥劑之搭配或混用,田間生態因子之掌握,和加強病原微生物在田間流行疫病學之瞭解。另外,因微生物防治造成的問題,如小菜蛾對蘇力菌產生抗藥性應如何應對及抗藥性管理政策之擬訂。又,伴隨遺傳工程之精進而帶來的基因轉殖作物之風險評估、毒性測試和管理,亦應未雨綢繆妥作因應。

五、建立大量生產流程之技術

選擇優良品系,配合適當之培養基,進行良好的醱酵產程操作,以獲得生產最適化,降低生產成本,縮短流程提升生產的品質。

六、開發新製劑配方和品質管制的研究

利用微膠囊化技術、流體床(fluidized bed)造粒,取食促進劑,紫外線保護劑和其他輔佐劑之添加,以增加田間效果和櫥架壽命,此外,誘餌劑之開發亦應列入考慮。同時建立標準化的生物檢定及各類生化、免疫、化學和遺傳工程技術以確保良好品質。

七、加強昆蟲性費洛蒙之研發

針對國內重要害蟲,開發性費洛蒙合成技術,改善製劑配方、設計有效誘蟲器,建立田間使用技術。

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