从市场、法规和技术的角度解析中国农药制剂发展态势

世界农化网中文网报道： 无论是从市场需求、法规监管、还是技术发展的趋势来看，中国农药制剂企业均需要在产品质量、标准、工艺、 研发、经营、管理等多方面迅速提升水平，与国际先进水平接轨，否则没有出路。未来制剂企业更是要以安全及减量为目标导向，来加速制剂技术的转型升级。在制剂生产方面，需要在流程化、自动化控制的基础上、不断融入人工智能技术，以此来应对市场竞争和环保安全压力。鉴于此，我将从如下6个方面来解析中国农药制剂的发展态势。

- 从市场开发析行业发展大势；
- 从法规的导向看企业创新的方向
- 从全球制剂技术的发展理念看未来制剂研发思路；
- 中国农药制剂的发展预测；
- 若干关键技术将成为研发热点
- 制剂产业化水平的提升、和人工智能的融入




中国农药制剂行业现有获得产品登记 证的制剂企业近2040家，其中同时生产原药的有691家。 截止2018年12月31日，在总数41514个 登记产品中， 其中制剂产品36680个（含卫生用药制剂2404个），原药3834个。

我国对各类商品农药需求的市场容量总计150万吨/年 左右（折合原药近50万吨），见表一。在满足国内市场需求的同时，需要开发国际市场。2018年，中国农药产量为208.3万吨（2015年达到历史最 高产量374.1万吨），是全球最大的农药原药供应国。 中国的农药制剂生产能力已达800万吨/年，远大于国内需求量。 近年来，制剂产品的年产量仅保持在230万吨-250万吨 之间，其中制成商品农药150万吨用于国内市场，80万吨 -100万吨农药制剂用于出口。 中国每年出口原料农药145万吨左右，出口制剂近100万吨（折合原药25万吨），合计折合原药170万吨，其中深度加工成最终产品出口的仅占15%。

从中国农药企业数量、产品登记数量及国内外市场需求情况来看，中国制剂行业未来发展将呈现出如下趋势：一、需要加速提升制剂产品在全部出口农药中的比重，开发国际市场；二、跨国公司的制剂产品早已进入国内市场，国内市场实际上已成为世界农药市场的一部分；三、两个市场都需要制剂企业在产品质量、标准、工艺、 研发、经营、管理等多方面迅速提升水平，与国际先进水平接轨，否则没有出路。


我国正在实施的有史以来最严厉的环保、安全生产管 控法规和农药管理新政，既给农药企业带来前所未有的压力，也给制剂企业的发展作了清晰导向，归纳起来有两点：安全/减量。一、要以新的农药安全观为导向谋发展，农药安全的新概念：产品安全/作物安全/环境安全/生产安全/施药者安全/生态安全/食品安全；二、要“减量”，要瞄准“绿色、精准、提效” 的目标开展制剂的技术创新。要实现可持续的“减量”，就需要制剂和施药技术不断科技创新。近年来对农药的安全和减量要求法规的导向已初见成效。




从制剂技术层面来看，世界农药制剂技术的发展经历了三个发展阶段：第一代传统剂型的制备技术（上世纪50年代前后）；第二代环境友好剂型的制备技术（上世纪70年代初开始，延续至今）；第三代绿色、生态的制剂技术（2005年前后启动，目前处于起步阶段）。第三代农药制剂技术的发展动态表现为：1. 目标：开发绿色/生态/安全的农药制剂技术； 2. 思路：将过去以分散/润湿/稳定为主线的研究思路， 转变为以药物的传递为主线开展研究，需要研发新的药物传导技术（New delivery technology ）；3. 重点：由偏重新剂型的研发转为对制剂组分的选优；4. 组合创新：与高新技术相结合，引入新材 料、新成果，开展多专业合作。如膜技术、纳米材料技术、数字化控制技术等；5. 评价体系：将风险评价列入安全评价体系；6. 项目设置：以提高制剂某种性能的条形项目为主开展研究，例如：提高药效、低VOC、按需控制释放、防飘移、防淋移等。第三代农药制剂技术是适应当今世界经济技术的发展同步开展的，与我国农药新的安全和减量要求方向是一致，中国的农药制剂技术需要与世界同步发展。


中国的农药制剂技术曾经长期处于落后状态，到上世纪末，制剂加工能力达150万吨，乳 油占50％、可湿粉、粉剂占25％，年耗甲苯、 二甲苯等有机溶剂40万吨。 为适应社会和经济的发展，上世纪80年代， 中国政府开始组织第二代农药制剂技术，即环境友好农药剂型的系统研发，至本世纪初 在全行业推广，使中国农药制剂进入快速发展期。1998-2008的十年中，悬浮剂、水分散 粒剂、水乳剂、微乳剂、悬浮种子处理 剂、悬乳剂、微囊悬浮剂等农药新剂型 产品在中国农药行业先后产业化。新剂型制剂产品数量占全部农药制剂产品的 比例1998年为2.6％、2005年为10％、 2008年为17.2％。在2008-2018的第二个十年中，中国农药制 剂行业的发展进入快车道。环境友好新剂型产品的占比：2012年达到24.66%，截止2018 年底已上升到45.68%。在此期间，全行业对乳油中 轻芳烃等有毒有害溶剂系统实施严格的限量和技术改造，对粉 体加工过程实施了自动化清洁生产改造，EC、WP等老剂型产品的质量和安全性能大幅提升。建立了严格的农药标准系统， 其中产品标准多采用国外标准的技术指标和检测方法，尤其是 通用方法几乎全部等同或等效采用了国际标准。


中国农药制剂未来的发展态势表现在如下三个方面：1. 产品的发展方向： 绿色、安全、增效、精准； 2. 制剂技术的开发方向： 高传导、低挥发（VOC）、低淋移、防漂移和智能释放； 3. 产品结构调整的方向：（a）高溶剂含量制剂的发展会受到限制；（b）低VOC含量和无粉尘的制剂产品将获得较快 发展；（c）农药制剂产品剂型结构的调整将加快。

溶剂含量高的制剂发展受到限制


低VOC含量和无粉尘的制剂产品 将获得较快发展

（1）水为主载体的SL会有增长， 此类制剂即原水剂（AS），在2016版农药剂型 国家标准中已被纳入SL，是最优秀的一类制剂。 伴随着其支撑原药结构的变化，未来会有较大发 展。（a）草铵膦和麦草畏等水剂将弥补或超越 百草枯水剂退出国内市场后的缺失。 （b）草甘膦盐水剂所用助剂牛脂胺将被逐 步淘汰，通过筛选新配方将会进一步提升产 品的安全性能。一批不合安全生产要求的异 丙胺盐生产线将会停产，草甘膦盐的产品结 构将更加多样化。 （c）随着制剂技术的发展，将会有更多的 新原药被制成SL剂型。(2 )SC、SE、OD等制剂产品将加快发展 由于在生产、使用、环境、生态等方面所 表现的安全性能，使得此类制剂将成为今后 产品生产和推广得首选剂型之一。增长速度 还会加快。技术开发的重点将会集中到：（a）加强活性物－靶标有效传递的研究， 进一步提高药效。 （b）进行较高储存温度（如65℃以上）稳 定性研究，以适应全球销售。 （c）加强对OD的物理稳定性和能与之匹 配的阴离子表面活性剂筛选。 （ d ） 产 品 细 度 （ D50 ） 将 提 升 到 1~1.5μm，配套加工机械普遍升级。(3 )固体制剂的发展热点将集中到无粉尘的各种 颗粒状剂型 颗粒状制剂包括：WG、SG、GR、漂浮粒剂、 泡腾粒剂、可分散片剂等。他们由于储运、使 用方便，无粉尘，包装物易回收处理等优点， 今后的发展速度将会加快，成为仅次于悬浮体 系制剂的第二大类剂型产品。今后的开发重点 将会集中到：（a）WG产品与FAO标准规范全面接轨，即既 要求粉尘量和耐磨性达标，又要求具自动分散 性和悬浮率优秀的产品。 （b）颗粒剂将分别被赋予某些特殊功能而 开发出多种专门用途的粒剂产品，并获快速发 展。如水田除草抛射粒剂，用于根施的杀虫剂 颗粒剂等。 （c）革除“作坊式”生产，实现连续化， 保证质量的稳定。 （d）清洁生产。乳粒剂（EG）是此类制剂中一个极有发 展前景的新剂型。它将乳油与固体制剂的 优点融于一体，尤其是以高分子材料包裹 高浓度乳油工艺路线所制的粒状制剂，将 成为农药制剂产品中的一颗新星。(4)种子处理剂 种子处理剂是农药制剂产品发展的一个 热点，今后的竞争将更加激烈。竞争的重点 是种子处理悬浮剂，核心是科技水平的博弈， 集中体现在：（a）配方药物的更新换代：一系列超高效杀虫， 杀菌活性物、生物刺激素等正进入FS的配方筛 选。 （b）牢固的药种粘附（具有高耐磨性和低脱落 率）和优秀的发芽率及发芽势。 （c）促进种子萌发，根系发达、保芽护芽等功 能组分的筛选。 种子处理剂的另一重要分支是种子丸粒化。 它在节水耕作、荒漠开发及高档经济作物良种 的栽培等多方面均有广泛的发展前景。(5)微囊制剂 农药微囊剂经过40年的研发，已拥有丰富的技术贮备。 今后将进入大规模的成果转化时代，产品发展将形成两 个系列： （a）依托传统技术支撑的缓释型产品，用于防治地下 害虫，种子处理，室内卫生用药和粮库用药等。 （b）依托当代高新技术支撑的快速释放型、控制释放 型及复合剂型（ZC、 ZW、 ZE）产品，用于大田喷施。 大田应用微囊产品用量大，将成为开发的热点。 在新囊壳材料的筛选和研制方面，将会逐步开发推广 硅基材料、改性的天然高分子材料等。(6)其他 非植保用药，如卫生用药、工业防霉、 鱼牧业杀寄生虫用药、远洋轮用杀生物制 剂等将会提供15%~20%的农药制剂产品市 场。

剂型结构调整

未来EC的占比还会下降，将会由现今的 26％以上下降到20％左右或更低。SC、WG、 SE、EW、FS等新剂型产品的占比将会由现 在的45%左右上升到55%或更高。

绿色乳油新配方体系的研究

绿色乳油新配方体系的研究 彻底推翻传统乳油的溶剂体系、乳化剂匹配体系， 研制VOC含量低、对环境、生态安全性高的绿色乳油 是第三代农药制剂技术开发最主要的目标之一。 2005年10月美国加州实施VOC<20%农药准入法规后， 已成为世界农药研究的热点。 新配方体系构架的基础研究和设置是最关 键的核心技术。 新体系的取材以植物源材料和新型绿色溶剂为主， 目前已有两条研究思路取得突破。（1）共溶剂系统研发思路 通过对溶剂组合的筛选开展研究。已有一批高安全性能 的乳油产品问世。共溶剂组合的目标已呈现多样化，如：改 善溶解性能、低voc、低刺激、防结晶、提高制剂稳定性等。（2）共溶剂-助剂系统研发思路 在共溶剂系统的基础上又筛选了某些表面活性剂作为 组分之一。此时，表面活性剂充当了三个脚色，一作溶 剂，二作乳化剂，三作喷施助剂。显著提高了乳油的安 全性和药效。

“中国式”飞防用制剂的研究

超低容量喷施剂的配套是最迫切需要解决关键的技术之一。 当前试用较多的悬浮剂、微乳剂、可溶液剂、可分 散油悬浮剂、油悬浮剂、水分散粒剂等与传统的UL是 两回事，无FAO标准可套用。 将这些剂型改为飞防制剂其实质就是把超低容 量喷施技术由简单的油基药液喷施改变 为复杂的水基药液喷施，需要针对一系列关 键技术开展基础研究和应用研究：（1）规避高浓度施药（超出常规100倍或以上） 所致风险的研究：提高制剂分散度，防止施药不均引起药害；助剂的筛选，规避在高浓度下呈现植物毒性的助剂；原EW、SE、SC中含有高挥发性有机物的规避和替代， 及施药过程中公共安全问题的研究；（2）规避药液雾滴飘移所导致的风险。 分类研究各种水基药液喷出后的形状和尺寸的 变化及沉降的路径，建立一系列影响因子与结 果的数字化模型。主要影响因子如：飞行高度 和速度、风向和强度、气温和湿度、药液喷出 的起始速度和尺寸以及药液的表面张力、粘度、 比重、挥发性等； (3) 剂型和配方研究； (4)专用和通用的桶混助剂的研究； (5)标准体系的建立。

控制释放制剂技术

缓释制剂分为两类， 一是纯缓释制剂，适用于卫生杀虫剂、粮库用药、防治地 下害虫等，多为封闭用药； 二是控制释放制剂，适用面广，用于大田防治能实现精准 施药、提高药效,是绿色安全农药制剂技术的重要发展方向之 一。

目前，能实现控制释放功能的是微囊制剂。本世纪以 来全球获得了快速发展。 至2018年我国微囊悬浮剂登记数已达243个，是2008年 （23个）10倍多。然而，登记未投产的多、销售的产 品中，用于种衣剂、防治地下害虫的多，用于大田防 治的极少。 控制释放技术是我国农药制剂技术中与国际水平差距 最大的领域之一。研发和掌握一系列关键技术是今后 的重要发展方向。1. 快速释放技术 快速释放是控制释放技术的基础，只有掌握了释 放的快慢节奏才能实现控制释放。主要技术路线和关 键技术： （1）高含量（500G/L左右）、无溶剂、薄壳微囊悬 浮剂工艺，关键技术：冷、热储和经时条件下的防破 囊、抗结晶技术。 （2）高含量（75%左右）微囊WG生产工艺，经济规 模下的连续化成囊工艺，连续化喷雾造粒工艺。2. 预设条件下快速释放技术 （1）田头稀释后快速释放微囊制备， 关键技术：囊材设计成对PH值敏感的类反渗透膜，制剂按 材料要求设置成微酸或微碱性，以保持稳定。施药稀释恢复 中性后，药物快速释放。（2）微碱性条件下释放技术 该法尤其适合将鳞翅目杀虫剂制成CS。甜菜夜蛾、棉铃 虫、玉米螟等鳞翅目幼虫的消化道呈碱性。若在制剂中定 向添加诱食剂更佳。 关键技术：囊材的结构修饰，嵌入易遇碱水解的基团 （如酯键），遇碱破囊。（3）微酸性条件下释放技术 用以种子处理或田间茎叶喷施的某些杀虫剂药物特别适 合使用这类制剂。田间喷施前，视虫情的轻重将喷施液调 至PH4-6,喷施在茎叶上的药液因水分蒸发而浓缩，酸度增 大，药物迅速释放。 关键技术：囊材的结构修饰，嵌入易遇酸水解的基团 （如低聚乙缩醛基团），遇酸破囊。3．在水中不释放的技术， 这一技术给药效高但对水生生物高毒的农药品种带来了水 田应用的巨大市场。 关键技术： （1）约1/10左右的水相与油相的农药原药混合制得油包水 体系，以此作为囊芯物来制取CS。 （2）囊内水相和囊外水相中按渗透平衡和使用要求，加入 渗透压调剂（如盐、醇等），使得药剂在植物表面迅速释放。 掉入水中时，由于囊外渗透压大于囊内，故药物能长期储于 囊内致降解。农药制剂控制释放技术将与世界科技同步发展。

纳米材料制剂技术

 将纳米材料技术用于农药制剂，上世纪末，国际上即开始 了这方面研究。 综观近20年的研究进展，可以看到： （1）达到纳米级的 农药活性物，没有表现出象无机纳米材料 所显示的量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。 （2）液体农药由于没有固定的表面，达到纳米级后显示了有 限的尺寸效应（如微乳剂），但没有表现出典型纳米材料所具 有的小尺寸效应和表面效应。对纳米级农药制剂的研究宜注意选准切入点。分析国 外的研究动态，相对集中在以下三个领域选题开发。 （1）高熔点，难溶（水及一般溶剂中）的固体 农药制剂，尤其是水基化制剂。 （2）纳米级微囊（快速释放型）的研究和开发 （3）利用纳米材料改善现有的农药制剂的性能。

活体微生物农药制剂技术

 活体微生物农药的制剂技术是该类农药发展 的主要技术瓶颈之一。将成为农药制剂研发的 热点之一。 品种主要集中在：真菌如木霉菌等;细菌如芽 孢杆菌，假单胞菌等；病毒类如 多角体病毒、 颗粒体病毒等； 主要剂型：悬浮剂、可湿粉剂、粒剂、水分散 粒剂等。难点：连同培养基、排泄物等一并作为活性物组份进 入制剂。 重点：是延长制剂的货架寿命（真菌类和细菌类制 剂）， 关键技术如： （1）使用当代农药制剂配方技术，优化微生物休眠环境 （水分、PH及专用稳定剂等）延长制剂货架寿命。 （2）筛选和引入碳源、氮源、展着等组分，增强微生物 萌发和定植能力，提高药效。 （3）解决微生物、培养基及多种功能性组份等共存于一 个配方体系中的制剂稳定性问题。 （4）常用助剂与活体微生物相容性数据库建立。


彻底革除作坊式生产，在普及流程化、 自动化控制的基础上、不断融入人工智 能技术是中国农药制剂产业发展的大势 所趋，也是应对市场竞争和环保安全压 力的唯一出路。展望未来将会在以下方 面获得快速发展：（1）以防止交叉污染为主线的农药制剂工厂的总体布 局设计的系统化、规范化；（2）EC、AS、SL、EW、ME、FS等工艺制备相对成 熟的制剂车间，按清洁生产要求逐步实施规范设计、 规范管理； （3）实施粉体进料、粉体输送和尾气集中排放等三 项清洁化改造工程，并带动制剂企业清洁生产整体水 平的提升；（4）WP的清洁化生产流程在全行业得到大面积推广；（5）大力推广挤压法制WG的连续化清洁生产流程；（6）喷雾干燥制WG（DF）的全套装备和工艺将 按照农药制剂的要求得到系统改造，使产品的强 度和粉尘量达标；（7）微囊悬浮剂和微囊粒剂的生产实现连续化；（8）乳粒剂的连续化生产；（9）种子丸粒化连续化生产装置的国产化；（10）开发与生物农药制剂相配套的专用装备。

中国农药制剂制造的人工智能融入始于农 药包装线，通过对外合作2015年建成了连 续化喷雾-沸腾干燥制WG（DF）的智能控 制生产线，2017年自主设计建成了悬浮剂 连续化智能生产线。今后的发展将会加快， 发展趋势：（1）融入面将由产品包装延升到规模较大的农药 原料和成品仓库； （2）在对悬浮剂连续化智能生产线不断提升的同 时，将会建成联产悬浮剂和种衣剂连续化智能生产 线； （3）将有一批产量较大的其他农药剂型生产线融 入人工智能而提升，如DF等； （4）高通量大数据平台的建设将会在大型农药企 业率先得到普及，并由此将人工智能从生产线的融 入拓展到管理、科研和产品应用等领域；（5）随着人工智能融入的普及，一批更适合智能 生产线的新装备、新部件和新材料将会得到开发、 应用和推广。例如：过滤设备和材料， 旋风分离装备、尾气清洁化装备、三废处理装备、 管道连接部件等；（6）人工智能导向的自控、仪器仪领域的技术革 命，将通过各种新颖的传导器使相关的物化指标 （例如：PH、粘度、粒度、电导等）实施在线控 制成为可能，中国的农药制剂将实现真正意义上 的智能制造。

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