1  大背景与农药制剂的发展——时代促进农药制剂的发展

1.1  时代和农药

　　近百年来，人类经历了3个时代：战争与和平、生存与发展、环境与可持续发展。人类的繁衍和生存所依赖的粮食为时代的发展提供了基本保证。表1为近65年来全球和中国人口及粮食产量的发展概况。

表1  65年来全球和中国人口及粮食产量的发展概况

　　世界农药工业在1945年二战结束后诞生，世界需要粮食，农业需要农药，如果没有农药，全球有一半人会因饥饿而死。农药是与时代发展关联度最密切的产业之一。时代催生了农药，时代促进了农药的发展。

1.2  农药制剂技术的起步和发展

　　农药制剂伴随原料药的问世而产生，制剂技术是以研究药物分散、润湿和制剂的稳定而起步的。初始的制剂技术成形于20世纪50年代，为便于使用有机氯、有机磷等原料药而开发了粉剂、可湿性粉剂、乳油和水剂等基本剂型， 此后又开发了一系列衍生剂型，如粒剂、油剂、可溶液剂等，形成了传统的农药剂型体系或称第一代制剂技术。

　　农药制剂技术随着时代的前进而持续发展，20世纪70年代初开始了第2代制剂即环境友好剂型的系统研发。到目前为止，这两代制剂技术支撑了所有成品农药的产业化。

　　21世纪初，绿色、生态农药制剂技术即第3代制剂技术的研发起步。

表2  农药制剂技术发展的3个阶段

　　中国的农药制剂技术开发总体上比跨国公司起步晚10年左右。

1.3  环境友好农药制剂的发展

1.3.1  传统农药制剂面临的挑战

　　自20世纪60年代中期以来，传统农药剂型面临一系列的挑战。

　　（1）来自环境：有机溶剂流失和污染、粉尘及农药的流失。

　　（2）来自农药工业自身的发展：农药原药结构的变化迫使制剂技术必须实现创新；高效低毒新农药投产：如拟除虫菊酯类；除草剂新品种的问世和推广：如酰胺类除草剂；超高效农药的研发成功：如磺酰脲类。

　　（3）原药群体物态的变化：以固态为主→液态、低熔点固体为主→固、液并存以高熔点固体为主（如：三嗪类、三唑类、磺酰脲类、吡啶类、丙烯酸类、阿维菌素类、多杀菌素类）。

　　（4）来自用户：高毒农药使用中的风险问题、延长药效的问题、农药致敏的问题、除草剂喷施过程中的漂移问题等。

　　（5）来自工厂：加工过程中的安全问题、粉尘问题等。

1.3.2  环境友好农药制剂技术的系统开发和推广

　　1962年，美国海洋生物学家Rachel Carson的著作《寂静的春天》发表后，触发了世界环境保护运动的兴起，标志着环境与可持续发展时代的到来。

　　20世纪70年代以来，欧美等工业发达国家的众多农药企业先后投入巨资开展对环境安全的农药新剂型的基础研究和典型产品的开发。到20世纪80年代末，取得了显著成果，并在90年代快速产业化。

　　环境友好农药制剂技术的开发思路：水基化、超微化、无粉尘、控制释放。

1.3.3  基本框架的形成

　　全球农药行业经过10余年的努力，终于在20世纪80年代中期，初步建立了环境友好的农药新剂型的基本框架。

表3  新、老剂型的框架

表4  1993—1998农药制剂产品美国、英国新老剂型占比

　　20世纪90年代以来，又开发了一批衍生剂型，如可分散油悬剂、可分散片剂、泡腾粒剂、飘浮粒剂、微囊粒剂、微囊悬浮种子处理剂等，新剂型的开发百花齐放。

　　近年来，联合国FAO/WHO和中国政府都分别对农药剂型标准规范作了进一步的修订和整合。《FAO和WHO农药标准制定和使用手册》2016版共有65种农药剂型，中国《农药剂型名称及代码》国家标准（2016修订版）共有农药剂型61种（原134种），已初步与国际接轨。

1.4  第3代农药制剂技术的开发已经启动

1.4.1  时代正在推进第3代制剂技术的研发

　　21世纪以来，全球经济以前所未有的速度飞速发展，农药制剂技术受到始及未料的挑战。

　　（1）环境恶化、生态安全、食品安全等问题前所未有的凸显，农药的安全性又一次成为民生关注的热点之一。

　　（2）各国政府密集出台更严厉农药的监管法规：实施负面清单管理的，被限、被禁的品种越来愈多。2016年，美国EPA将壬基酚、甲基萘等72个品种移出正面清单。2016年，中国首次颁布农药助剂禁限用名单（84个）的征求意见稿。

　　（3）农药市场的国际化。

　　（4） 2005年以来震惊农药界的一系列事件的发生促使启动了新一代农药制剂技术的研发。例如：2005年10月起VOC超过20%的农药产品不得进入美国加州市场；2010年前后，氯代烟碱类农药对蜜蜂高毒引发的生态问题；2015年3月国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer；IARC）公布将草甘膦列为B1类可能致癌物。

　　时代前进的步伐超越了农药制剂发展的速度，现今第3代农药制剂技术的开发启动了。

1.4.2  第3代农药制剂技术的发展动态

　　分析近10年来农药制剂技术的研究动态，其发展走向初见端倪。

　　（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，进而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：将风险评价列入常规的安全评价体系。

　　（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、防漂移、防淋溶等。

　　现已涌现出一批新技术成果，尤其是低VOC乳油和控制释放技术方面的成果更引人瞩目。

1.5  中国的农药制剂技术需要与世界同步发展

　　（1）世界农药制剂技术的发展方向与中国农药供给侧改革的方向一致。

　　（2）有三分之二的产品需要走向国际市场的中国农药必须与世界同步。

2  中国环境友好农药制剂的发展

2.1  中国环境友好农药剂型的推广

2.1.1  成果显著

　　（1）中国环境友好农药剂型的系统研发始于20世纪80年代中期。

　　（2）20世纪90年代末至2008年前后处于产业化开发期。期末环境友好剂型占比达到23%。主要传统剂型由76%下降到71%，乳油由46.7%下降到35.7%。

　　（3）2008年以来进入普及推广期。至2016年6月，环境友好剂型占比上升到26.7%，乳油占比下降到31%。可湿性粉剂始终持平在22%上下。表5为1998、2008中国农药老、新剂型产品规格数所占比例情况，表6为2008、2016中国登记的农药制剂产品主要剂型分布，表7为1994—2005年全球新老农药剂型占比。

表5  1998、2008年中国农药老、新剂型产品

规格数占比（剔除相同产品后统计）

表6  2008、2016年中国登记的农药制剂产品

主要剂型分布（按登记产品统计）

表7  1994—2005年全球农药新老剂型占比统计