试论多重创新视角下我国农药行业发展趋势研究

　[摘要]研究发现，受需求拉动的影响，农药生产技术趋向优化与环保；在技术的推动下，农药产品研制趋向多学科交叉、生物农药内涵不断丰富、有机农药趋向绿色化；而从创新系统视角看，农药行业的创新资源正通过兼并重组，向优势地区、优势企业集中；基于农药行业的知识分布，以及农药研制从国家主导向企业主体转移的特性，一个以产学研联盟为特色的行业创新系统正在形成。
　　[关键词]需求拉动；技术推动；创新系统；农药行业；绿色；环保
　　　
　　农药行业既是一个支农部门，又是一个不断创新的部门。最早使用的农药有滴滴涕、六六六等，但因其难以降解，在环境中长期残留，在20世纪七八十年代被淘汰。后来改用有机磷农药，如敌敌畏等，然而它们的毒性太大，危害人畜的生命安全，于本世纪初逐渐被禁用。近年来，随着人们环境意识的提高，出现了一批高效低毒的农药。相信未来，绿色环保的农药将不断涌现。
　　创新是产业发展的命脉，也是农药行业生存与发展的命脉。从需求拉动、技术推动与系统创新的视角探索农药行业技术创新的动力，有助于我们洞悉农药行业发展的趋势。
　　
　　一、需求拉动与农药行业212艺发展趋势
　　
　　需求拉动的技术创新又被称为市场拉动型创新，是指创新的想法来源于市场和客户的需求，企业为此而采取新的技术和工艺，推出新产品以满足市场需求。需求拉动观强调市场的导向作用，认为市场(消费者)对技术开发的产品选择、技术路径起着重要的影响。同样，市场变化使农药行业的工艺创新出现了新的趋势。
　　第一，农药生产工艺不断优化的趋势。
　　农药生产工艺不断优化的趋势，草甘膦生产工艺的提升就是一个极好的例子。农药通常分为杀虫剂、除菌剂和除草剂三大类。其中，草甘膦约占除草剂总量的30％，近年来，草甘膦销售量以每年15％的速度递增，已连续多年占据世界农药销售额的首位。欧盟农业大国大面积种植抗草甘膦作物(如玉米、大豆)以及可再生能源战略所引发的生物能源需求是造成草甘膦旺盛需求的主要原因。
　　需求加快了我国农药行业的技术革新，生产草甘膦的龙头企业浙江新安化工集团承担了“十一五”国家科技支撑计划(农药创制工程中的草甘膦创新生产工艺研究)，在国内率先实现了甘氨酸法草甘膦生产过程的连续化，填补了国内空白。江山股份在传统生产技术的基础上，采用了连续化生产工艺和dcs控制系统，优化了草甘膦的生产工艺。
　　第二，农药生产技术环保化趋势。
　　以往使用高毒农药虽然有较高防效，但存在污染危害严重的弊端。含有铅、砷、汞的农药和有机氯杀虫剂等化学性质稳定，不易分解，在环境中或在农作物产品中残留期长，不仅破坏生态环境平衡，还威胁到农产品和食品质量安全。在此背景下，各国政府都出台了一系列政策，限制高毒农药的生产与使用，如我国宣布从2007年1月1日起，撤销含有甲胺磷等五种高毒有机磷农药的制剂产品的登记，全面禁止其在农药中使用。对更高质量更安全食品的需求“倒逼”农药行业推动技术的绿色化，如原料的绿色化(dmc代替光气)，催化剂的绿色化(taml活化剂代替tempo)，以及一些绿色合成方法正越来越多地在农药行业中得到应用。在市场推动和国家节能减排政策支持下，预计至2012年莠灭净一步法绿色合成工艺、高品质甲基嘧啶磷清洁生产技术将覆盖全行业，草甘膦副产氯甲烷清洁回收技术、拟除虫菊酯类农药清洁生产技术及乐果原药清洁生产技术将达到80％的行业普及率，二苯醚类除草剂原药生产三废回收技术、常压空气氧化产二苯醚酸技术等将达到30％－50％行业普及率。
　　
　　二、技术推动与农药行业产品发展趋势
　　
　　技术创新理论表明，科学与发明是技术创新的源头之一，因而科学和发明的积累也是决定人类社会技术发展趋势的因素之一。美国经济学家熊彼特被公认是“技术推动”论的代表，他认为，技术创新的源头是科学与发明，创新活动的步伐依赖于科学进展。农药行业亦是如此。
　　
　　第一，农药的研制从单一学科走向多学科交叉、渗透、综合的趋势。
　　农药行业的技术创新始终与科学技术的发展相伴相随，科学发现与科学发明预示着农药行业的发展方向。综观农药行业的历史发展，农药产品从最原始的天然药物型发展到近代的无机化学型，再到现代的有机化学型，直到当今的有机化学型、生物化学型和生物型共存，这一过程是与科学和发明的不断推进而相对应的。历史上化学学科的发展早于且快于生物学科，客观上为农药产品最先使用化学技术提供了条件。而无机化学技术的较早出现和发展，导致了无机化学型农药的较早应用；随着有机化学的快速发展，农药产品开始向有机化学型转变，有机类化合物种类繁多，技术研发的空间巨大。
　　与此同时，数学、物理学和信息科学的快速进步为有机化学型农药的创制开辟了广阔空间。例如，病毒和害虫由于不断进化而产生了抗药性问题，要求农药行业不断研发新产品加以应对，而新农药的创制则是对数量庞大的各种化合物进行逐次筛选的过程，正是由于数学、物理学和信息科学的技术对农药研究的渗透，使得新农药的创制速度大大加快，出现了一批支撑新农药创制的核心技术，如合理药物设计、靶标验证、组合化学和高通量筛选等；随着农药生产和使用所导致的环境污染问题的加剧以及农产品中农药残留问题的日益严重，农药产品开始朝着高效、低毒、低残留的特点发展，另一方面，新型化合物筛选空间的明显缩小也造成了有机化学型农药的发展瓶颈。

　近年来兴起的生物科学，为创制新型农药产品提供了新的可能性。生命科学前沿技术如基因组、功能基因组、蛋白质组和生物信息学等，与农药研究紧密结合，以发现新先导化合物和验证新型药物靶标为主要目标，取得了显著的发展，至此，农药已经不完全属于化学品的范畴，它开始向生物化学型产品、甚至是生物型产品转变，并体现出汇集众多科学技术于一身、以生物化学技术为主的产品特点。
　　第二，生物农药的外延不断被拓展、内涵不断被深化的趋势。
　　生物农药是指用来防治病虫草等有害生物的生物活体及代谢产物和转基因产物，包括微生物农药、转基因植物农药和生物化学农药等。生物农药与传统化学农药之间很大的区别在于，它们通常是控制而不是消灭病虫，具有延迟的作用，更具有选择性，生物农药具有高效、低毒、低残留、选择性强且能迅速分解、不易产生抗药性的优点，并且能极大地降低传统农药的使用，而不影响作物产量。生物农药包括生物体农药和生物化学农药，生物体农药是指用来防治病虫草等有害生物的商品活体生物，而生物化学农药是指从生物体中分离出的、具有一定化学结构的、对有害生物有控制作用的生物活性物质，该物质若可人工合成，则合成物结构必须与天然物质完全相同。
　　目前世界上已发现可用于防治病、虫、草害等具

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，再加上线虫和微生物代谢物——抗生素，其数量蔚为可观，这将为新农药的开发提供非常丰厚的生物资源。我国地域辽阔，生态多样，是一个生物资源大国，拥有全球10％的生物遗传资源。据不完全统计，我国拥有动植物、微生物约26万种，还有着其他国家少有的丰富的人类遗传资源，目前我国保存的农作物种质资料种类达30余万份，这为我国发展生命科学与生物技术提供了丰富材料。自20世纪50年代起，我国就开始研发生物农药，目前注册登记的生物农药有效成分有77个品种，占有效成分品种的13.4％；产品691个，占注册登记农药的7.1％；微生物农药的研究起步较早，如从20世纪50年代便开始了对bt杀虫剂的研究，此后针对应用情况不断加以改进，为了延缓抗药性的产生，应用bt制剂与阿维菌素、昆虫生长调节剂等复合增效的方式，成功研制了bt生物复合杀虫剂抑虫啉和克虫威，其杀虫效果良好，使用成本大大降低。总之，我国在生物农药菌种引进、资源筛选评价、新产品开发、生产工艺、产品质量检测及工业化生产等方面，都将大有作为。
　　第三，有机化学农药研制的绿色化趋势。
　　在观察到生物农药越来越多的技术优势和发展前景的同时还应当注意到，现有的有机化学农药的绿色化在技术上仍然大有可为。例如，作为除草剂作用的生物农药品种还比较少，有关其良好应用的报道也不多，相比之下，目前草甘膦在除草剂农药中仍具有良好的技术优势；就杀虫剂农药而言，在技术上属于第三代的拟除虫菊酯类自20世纪80年代开发后至今平稳发展，在我国，菊酯类农药正在快速取代之前的高毒农药，其中高效氯氟氰菊酯由于生产工艺不复杂、成本较低和药效高的优点，在农用拟除虫菊酯类农药中占有率显著领先，而开发于上世纪90年代的第四代以吡虫啉为首、以吡啶杂环为主体的烟碱类农药，在目前正处于快速发展时期，含吡啶环农药不仅高效、低毒、药效期长，而且具有良好的环境相容性，近年来已覆盖杀虫剂、杀菌剂和除草剂三大类，成为当前农药创制的方向之一。针对我国目前的农药生产和运用技术来看，有机化学类农药还是存在很大的技术发展空间和应用空间。首先，我国农业生产目前仍主要依靠单个农户进行，生产活动零散而不集中，施药技术落后，还是倾向于使用现有的化学农药，这就在一定程度上限制了生物农药的实际应用。其次，与国外精湛的生产工艺相比，我国化学农药在制剂环节上的工艺明显粗糙，在对助剂选取和混剂配制等精细技术方面还有很大的改进空间。目前我国农药剂型不足，主要为乳油和可湿性粉剂，占60％，平均每种原药加工5－6种剂型，而发达国家则在30种以上；尽管近十年来我国对环境安全农药新剂型进行了大面积产业化开发和推广，但时至今日，悬浮剂、水分散粒剂等环境友好型的水性化农药新剂型，依然只占全部制剂登记数的约24％，远远低于全球的平均水平。根据世界农药制剂的发展方向，我国农药制剂的技术趋势应该是以固体形式代替液体形式、粒状形式代替粉状形式和水基形式代替油基形式，并以装运施用方便、有效成分高分散度、对靶体高沉积量、使用形式及制剂中辅助成分对环境友好为目标。
　　
　　三、创新系统与农药产业组织创新的趋势
　　
　　创新系统是指一个特定国家或区域内各有关部门和机构间相互作用而形成的网络。在创新系统中，核心是知识与知识的流动。知识的流动必须有载体，载体包括企业、大学、研究机构和政府机构等组织，其中企业是技术创新的最主要载体。由于技术创新的过程是复杂的，知识的扩散和转移并不是依照从基础研究到应用研究的线性路径，相反，它是以复杂的反馈机制与科学、技术、学习、政策等的相互作用为特征的。因此，组织内部、组织之间的交流和学习被置于研究的中心，而创新系统实质上是促进组织内部和组织之间的学习交流的制度安排。从农药行业来看，以企业为创新主体的行业创新系统正在形成。
　　第一，创新资源向优势区域、优势企业集中的趋势正在形成。
　　从世界范围来看，占全球农药销售额80％以上的仅为世界排名前8名的农药跨国公司。而我国农药生产厂家较多，缺乏规模结构的相对优势，原药产量达万吨以上的仅有3－4家，5000吨以上的也只有10家左右。由于低水平重复建设，造成农药产品供过于求和市场的无序竞争，反过来影响企业的经济效益，使得企业无力进行技术创新。
　　我国农药行业的集中度偏低，这使该行业进一步整合发展和集约化经营有着较大的潜力。
　　我国农药行业集聚度在1998－2007年持续上升，衡量空间分布的指标gini系数、crl、cr2和cr₈(分别为排名前1，3，8位的省份占全国份额的绝对比)都有一个显著提高的过程(见表1)。苏浙鲁冀鄂五省占据排行的前5位，其中江苏省在10年中始终保持销售收入的第一位，这说明我国农药行业在省域范围内存在空间集聚的现象。农药行业在优势区域的集聚，可以吸收行业中相同、相近的企业以及相关的农业服务机构进驻该地，从而形成上下游企业分工协作，充分利用公共服务设施，专业化和网络化并存的生产组织形式。这样一种组织上的重构有利于企业之间的知识流动和相互学习，形成氛围活跃的区域创新体系。
　　由于农药的开发具有高风险、高投入的特点，实力较弱的公司无法承担。近年来，我国农药行业的兼并重组步伐加快。可以预见，随着农药行业准入条件的进一步收紧，我国农药行业的整合发展趋势将会进入到一个快速发展阶段。企业的规模化和集约化有助于核心能力的成长，由此带来了产业组织革新对我国农药行业的创新体系意义深远，从而在根本上提升整个行业的技术能力。
　　第二，产学研结合的产业技术创新联盟趋势形成。
　　2010年4月20日，农药产业技术创新战略联盟试点工作在北京启动。作为首批36家产业技术创新战略联盟试点之一，农药产业技术创新联盟将探索构建以市场为导向、以企业为主体、以提高产业核心竞争力为目标的产学研创新体系，围绕产业技术创新链，运用市场机制集聚创新资源，实现企业、高校和科研机构在战略层面的有效集合，共同突破产业发展的技术瓶颈。
　　农药产业技术创新战略联盟以中化化工科技研究总院为理事长单位，由沈阳化工研究院、