自20世纪90年代以来，美国和欧洲的大农药公司一直在其常规化学农药业务中增加种子业务部门。但最近他们开始探索新的领域以及通过引进旨在进一步提高农业生产力的新技术来加快开发过程。到目前为止，支持常规化学农药开发的技术包括化学合成、生物评价、制剂以及安全和环境影响评估，转基因种子技术的加入代表了以加快研发进程并扩大其业务范围为目标的新技术的应用。除了拓展新业务的机会外，所有这些都有可能通过与它们的协同作用来提高农药公司所掌握的传统技术水平。

　　基因组编辑是一项前沿“基因重组”技术，已被用于生产转基因作物。特别是2013年开发的成簇的规律间隔的短回文重复序列（CRISPR）/Cas9技术有望在基础研究、医学和农业等各个领域得到广泛应用。在农业方面，与传统的基因重组技术相比，CRISPR/Cas9技术能够更精确地操纵基因序列，从而大大缩短作物育种所需时间。大农药公司已在其研发过程中引入这一技术，并取得了一些研究成果。

　　到目前为止，关于是否要以与现有转基因作物相同的方式处理使用基因组编辑产生的作物的争论在日本、美国和欧洲愈演愈烈。预计每个国家将需要相当长的时间才能确定基因组编辑的作物是否应遵守与常规转基因生物相同的监管，并建立一个全球通用的方向。然而，即使在监管问题得到解决之后，仍然存在的问题是，消费者将对基因组编辑的作物作出何种反应，即公众接受度。公众将要求对这一问题作出理性的、基于科学的回答。只要所有这些问题都得到适当解决，基因组编辑将成为一项强有力的技术，在比常规育种技术更短的时间内开发优质种子，从而大大提高农业生产力。

　　影响作物产量的因素可分为传统化学农药针对的病原体、害虫、杂草等“生物胁迫”和热、冷、干旱、盐害等非生物性“环境胁迫”。尽管传统农药通过减少前面提到的生物胁迫因素，在提高作物产量方面做出了重大贡献，但根据对单一作物以往最高产量的分析，发现环境胁迫因素对作物产量的影响大于生物胁迫因素。作物胁迫管理是一种恢复因环境胁迫而损失的产量乃至提高产量的方法。事实上，所有的农药公司都在努力开发对作物胁迫管理有效的农药化合物。一些现有的农药据报道也有替代这类有效成分的潜力。另外，正在开发抗环境胁迫的转基因种子产品。与以生物胁迫为目标的传统农药相比，作物胁迫管理是一种具有更大增产潜力的方法，预计在这一领域将有进一步的技术创新。

　　根据日本东京农工大学的Shibusawa教授所说，精准农业被定义为“可通过有针对性地控制农场中复杂多变的变量，全面提高作物产量和质量，减轻环境负荷的一种农田管理方法”。精准农业出现的推动力之一是耕作管理方向的转变。这种转变从利用不精确的作物投入追求增产的传统方法，转变为通过同时尝试减少或优化化学品使用和提高劳动生产率来努力实现可持续农业的新方法。另一个因素是，最近信息技术（IT）和其他有关领域的快速发展使上述耕作管理方法在技术上可行。耕地面积的增长跟不上世界人口的增长，因此必须提高单位面积的作物产量。人们对精准农业以及其他相关技术帮助提高土地和劳动生产率抱有很高的期望。

　　本节讨论了基因组编辑、作物胁迫管理和精准农业这三大新技术。如同20世纪90年代转基因作物对农业的影响一样，这些新技术有可能在未来引发范式转移（paradigm shift），人们高度期待这些新的技术方法给作物带来的更高产量和质量。作为未来的研发人员，需要紧跟新技术的步伐，同时寻求传统农药与新兴技术的和谐共存之路。

　　根据日本内政和通信省的科技研究调查结果，日本2001年的科学技术研究支出为16.5万亿日元，2016年达到19.0万亿日元，15年内累计增长2.5万亿日元（15%）。值得注意的是生命科学领域的研究部门，该领域包括农药研究，研究支出有着显著的增长，从2001年的2.0万亿日元增长到2014年的3.2万亿日元，增长了1.2万亿日元（60%）。

　　虽然总的研发支出呈上升趋势，生命科学领域有显著增长，但仍需要在有限的研发预算下持续和有效地获得研究成果。尽管私营公司、公共机构和大学工作的研究人员在他们各自的岗位创造高质量的研究成果是基本要求，但通过公开研究成果促进合作研究和联合应用同样重要。积极促进开放式创新，创造大于个体研究人员总和的集体成果，这一点也至关重要。同样重要的是，必须通过协作研究等方式，有效地将负责基础研究的科研院所与精于应用研究和产品开发的私营公司2个部门的研究成果和理念结合起来。此外，迅速就合约和知识产权达成协议是可以加快开放式创新的另一个因素。

　　联合国“千年发展目标”[Millennium Development Goals（MDGs）]旨在通过为21世纪国际社会制定的8项目标（包括减少贫困和普及小学教育）的实现来扶持发展中国家，2015年目标到期。“千年发展目标”的主要目的是通过捐助和援助等活动，让发达国家扶持发展中国家的经济增长，从而减少贫穷。“可持续发展目标”[Sustainable Development Goals（SDGs）]是继“千年发展目标”之后由联合国成员国商定的新一代国际发展目标，其中包括17项全球目标以及169项关于贫穷、饥饿和卫生的相关具体目标。“可持续发展目标”的重要特征是不仅解决“千年发展目标”中所包括的发展中国家特有的问题，还能解决影响发达国家的全球性挑战。“可持续发展目标”的目标是改善人民的生活条件，使世界变得更好。

　　与此同时，2013年日本作物保护协会（JCPA）在迎来60周年之际，开始为其未来创造一个理想的愿景，并最终在2014年制定了一项名为“JCPA 愿景 2025”的倡议。基于这一愿景，日本作物保护协会将开展针对消费者、媒体和教育专家的公关活动以及针对农民和销售商的安全生产活动，以促进公众对农药的了解。此外，为了加强以粮食生产为重点的活动，该协会将努力宣传关于“粮食生产的意义和农药的作用”的信息。更具体地说，日本作物保护协会将向农民、销售商、消费者、公共管理者和学术界宣传有关下列议程的信息：（1）增加粮食生产并确保稳定的粮食供应是为满足不断增长的全球人口而必须完成的共同任务；（2）农药是在有限的耕地中有效生产优质作物实现议程（1）不可或缺的资源；（3）科学数据，如符合国际准则的安全评价，支持农药应用；（4）如果正确使用和登记，农药不应造成任何问题。

　　此外，“JPCA 愿景 2025”行动是对“可持续发展目标”的补充。使用农药来确保农作物的产量和质量帮助结束全球饥饿和促进可持续农业的措施，有助于实现SDGs目标2——“零饥饿”。应用农药促进可持续农业的措施防止耕地的不必要扩张，保护丰富的自然绿色环境，也有助于实现SDGs目标15——“陆地生物”。使用农药使农业生产活动更加有效和稳定，使农业转化为增长型产业实现SDGs目标8——“体面工作和经济增长”。此外，使用农药可减少由某些植物病原物产生的真菌毒素对人类健康带来的风险，“JPCA 愿景 2025”助力SDGs目标3——“良好的健康和福祉”的达成，保持人类健康。农药的一些活性成分也可有效防治卫生害虫，有助于保持公众健康，从而也可能有助于实现SDG目标3。其中一项管理活动“农民安全生产行动”与SDGs目标12“负责任的消费和生产”相关；其他行动“与消费者的公共关系”以及“国际化行动”与SDGs目标17“促进目标实现的伙伴关系”相关；另一项行动“创造新产品和技术”补充了SDGs目标9“产业、创新和基础设施”。

　　研究表明，不使用农药获得的作物产量大大低于使用农药的产量，虽然在作物减产程度方面有一些差异，如水稻76%、大豆70%、卷心菜33%、桃子30%，苹果3%。因此，预计通过合理应用农药来保持作物产量有助于实现SDGs目标2——“零饥饿”。又如，每年防除4.05 hm2稻田中杂草所需时间在1949年为51 h，由于高效除草剂的开发和推广，到2012年，同样的任务已骤降至仅需1.4 h。因此，开发和合理使用高效农药有助于实现目标8——“体面工作和经济增长”，提高农业措施的效率，将农业转变为增长型产业。

　　“JCPA 2025 愿景”中提出的未来使命之一，“助力全球粮食稳定供应”以及JCPA的目标“通过愿景行动创建更美好的社会”也与SDGs相关。

　　与此同时，由5家大农药公司与日本住友化学公司以及区域作物保护和植物生物技术协会组成的国际作物生命协会（CropLife International）也正在探讨适当的公共关系和管理行动，进一步开发新技术，突出作物保护行业对社会的贡献。关于SDGs，推进可持续农业和根除疟疾等热带传染病有助于刺激亚洲和非洲发展中国家的经济增长，从而实现以下SDGs：目标1——“无贫困”、目标3——“良好的健康和福祉”、目标8——“体面工作和经济增长”、目标11——“可持续城市和社区”。此外，发展环境友好型农资和在精准农业方面的进展预计将有助于实现目标13——“气候行动”。

　　农药提高了现代农业的生产力，若没有它们，目前的农业产量水平无法持续。农药公司正在继续创造和提供新的产品来保障农业生产力的这种增长，但由于更严格的全球监管，近年来新产品的开发变得日益困难。由于20世纪90年代出现的转基因作物，农业生产力进一步提升。这已成为一种热门技术，在经营它们的大农药公司的销售额占很大比例。今后，将通过新的技术方法探索新的领域，包括通过基因组编辑创造新的作物和通过精准农业建立可持续农业系统。

　　预计到2050年，世界人口将达到98亿，可耕地面积有限，因此必须增加单位面积的作物产量。此外，解决全球粮食安全问题的难度很大，而气候变化的不利影响进一步加大了这一难度。作物保护行业的专家应创造新的产品和技术来努力提高农业生产力，帮助解决世界面临的粮食问题。这些行动完全是为实现SDG目标2——“零饥饿”和其他相关目标做出的努力。

　　□丁溪北

　　D

　　技术趋势

　　E

　　研发预算趋势分析

　　农业部门技术趋势示意图

　　作物胁迫管理：由于环境胁迫导致作物减产

　　G

　　结束语

　　F

　　为可持续发展和社会建设贡献