農業微生物技術是一種對環境友好的綠色技術,它可以通過微生物工業化工程,來分解動植物廢棄物資源,有效實現節能減排、生態文明等可持續發展目標。2018年,全球微生物農業的市場價值約為34.5億美元。其中微生物農藥是這一領域重要的應用之一。
35鬥發現,國外一些領先的農業公司,如拜耳、先正達、巴斯夫等,正在通過併購、合作等方式進入這一市場。而我國的生物農藥也已進入一個相對快速的發展階段,生產廠家不斷研發新產品,生物源農藥登記數量穩步增長,都預示著這一市場巨大的發展潛力。
數十億市場待「開墾」,國外領先企業重合作、併購
Research And Markets的研究報告顯示,2018年,全球生物農藥市場價值約為31.5億美元,預計在2019-2024年間,其複合年均增長率將達到14.1%。在所有地區中,預計南美市場的增長將最快,複合年均增長率達到16.4%。
其中,北美市場佔據主導地位,市場份額約為41.6%。對綠色農業的關注,以及許多傳統產品因為重新登記或功能問題而被淘汰,促使市場尋求新產品的開發,這些因素都推動了該地區生物農藥市場的發展。目前,有很多含有生物活性物質的產品可以與傳統的化學農藥競爭,或者在功能上對其進行補充。
由於生物農藥的毒性通常比傳統農藥低,按照美國環境保護署的規定,生物農藥的登記比化學農藥所需數據更少,程序更簡單。因此,新的生物農藥往往在不到一年的時間內就可以登記,而化學農藥的平均登記時間超過三年。為了促進生物農藥的使用,發展中國家簡化了生物農藥登記的要求。此外,這些國家還為研發、生產生物農藥的企業提供資金。
一般來說,傳統生物農藥包括微生物農藥、植物源農藥、昆蟲天敵和信息素。2022年,全球農用微生物製劑銷售額將從2017年的30.9億美元增至60.1億美元,微生物製劑對農業和環境的貢獻是此類產品銷量增長的主要原因。因為相比化學農藥,微生物製劑的靶標更專一。
雖然化學農藥或合成農藥是當前農業生產上防治病蟲害、保護作物的主要手段,但人類、動物和環境的健康問題推動著微生物農藥的發展。很多國家都在嚴厲管控進口農產品,特別注重農藥殘留量是否超標,對食品安全的要求也越來越高。加上耕作方式的改變、現代農業技術的使用、對有機產品需求的增加以及政府的優惠政策,都促進了全球微生物農藥市場的發展,進一步使得農藥工業呈現出相對穩定的增長態勢。
美國仍然是全球最大的微生物農藥市場。在美國,穀物和油籽的種植面積增加是微生物農藥使用量增長的主要原因。雖然微生物農藥在穀物上的使用量最多,但由於對相關產品的需求,其在油籽上的使用量增長率可能最大。在中國和印度等國,由於政府正在限制有害合成農藥的使用,微生物農藥的發展預計將出現高速增長。
對於微生物農藥市場來說,企業的競爭優勢不僅是靠產品質量和營銷手段,戰略舉措對於佔領更大的市場份額來說也很重要。推出新產品、合作和收購是農業領先公司採用的主要策略,以下是它們在微生物農藥市場的布局概況:
全球頭部化學及作物保護公司生物農藥布局一覽
數據來源:crunchbase,35鬥整理
中國微生物農藥登記情況:以芽孢桿菌產品為主
根據2017年11月1日開始施行的農藥登記資料要求,農藥按照來源可分為化學農藥、生物化學農藥、微生物農藥、植物源農藥。其中微生物農藥是指以細菌、真菌、病毒和原生動物或基因修飾的微生物等活體為有效成分的農藥。
截止到2019年3月,我國微生物農藥共468個登記,涉及22種有效成分以及 205家生產企業。登記數量最多的前三大產品是蘇雲金桿菌、枯草芽孢桿菌和蠟質芽孢桿菌,佔了總數的73%。
數據來源:中國農藥
蘇雲金(芽孢)桿菌(簡稱Bt)是一種昆蟲病原細菌。作為開發最早、最成功的微生物殺蟲劑,蘇雲金桿菌殺蟲劑已在農業、衛生殺蟲、森林害蟲防護等領域廣泛應用。蘇雲金桿菌產生的毒素對多種害蟲有特異的毒殺作用。它有很多變種,由於各變種所含蛋白晶體的結構不同,其毒力和適用的害蟲對象也不同。
在我國,蘇雲金桿菌產品的登記有200個左右,佔到生物殺蟲劑的95%以上,防治對象類別也很多。其全球商業化應用已有60多年的歷史,多年來一直被認為是安全的生物殺蟲劑。最初認為它僅對鱗翅目昆蟲有毒性,而對哺乳動物和非靶標生物無毒。但是,隨著對蘇雲金桿菌研究的深入,每年都有新的菌株和毒素被鑑定出來,其殺蟲譜越來越廣,安全性也受到極大質疑。
枯草芽孢桿菌可以在植物體表利用有害病原菌的分泌物進行繁殖,通過與病原菌競爭生存空間來達到防治病害的作用。在中國農作物生防體系中,枯草芽孢桿菌佔據的位置最高,登記的菌株種類也最多,達到60%以上,登記的作物有10種以上,能防治多種病害,比如白菜軟腐病、柑橘樹潰瘍病、水稻白葉枯病、菸草青枯病等。
蠟質芽孢桿菌屬低毒、低殘留、不汙染環境的微生物源殺菌劑,主要應用於防治土壤傳播的細菌性病害,如姜瘟病、茄子青枯病、辣椒青枯病等。它能通過體內的SOD酶,提高作物對病菌和逆境危害的清除能力,調節作物細胞微生境,維持細胞正常的生理代謝和生化反應,提高作物的抗逆性,加速其生長。
中國微生物農藥主要廠家:以技術創新為重點,科學防治病蟲害
我國微生物農藥的生產廠家主要是武漢科諾、武漢楚強、湖北康欣、江西天人、浦城綠安等。此外,2018年我國共取得11個新農藥的登記(共計22個產品),從農藥類別看,3個生物源農藥(其中有微生物農藥2個,生物化學農藥1個)佔新農藥的27%。兩個新登記的微生物農藥是武漢科諾公司的多粘類芽孢桿菌KN-03和揚州綠源公司的蘇雲·稻縱顆。
01武漢科諾
科諾公司創建於1999年,是一家主要以研發、生產和銷售生物農藥、生物肥料、微生物飼料添加劑原藥及其製劑的高科技公司,具有自主進出口經營權。公司主要產品蘇雲金芽胞桿菌、井岡黴素、枯草芽胞桿菌廣泛應用於國內外農業、畜牧業、水產養殖、水體防治等領域。
多粘類芽孢桿菌KN-03是微生物殺菌劑,是從自然環境中分離得到的一種多粘類芽孢桿菌的發酵物。其有效成分生長在植物根部,在增殖過程中可分泌孢外多糖和抗菌物質多粘菌素,亦可通過位點競爭和誘導抗性等作用方式,保護植物免受病原體侵害。這種產品主要通過灌根或噴霧等方式有效防治植物細菌性和真菌性病害,如植物黃萎病、鷹嘴豆枯萎病、油菜腐爛病、黑松根腐病等。
02揚州綠源
綠源公司專業從事蘇雲金桿菌、球形芽孢桿菌、病原真菌、昆蟲病毒等生物殺蟲劑的研究應用,已研發出生物農藥系列、化學農藥系列、包衣劑系列等19個產品,是國內最早從事生物農藥研究開發的單位之一。
蘇雲·稻縱顆是微生物病毒類農藥, 主要成分為稻縱卷葉螟顆粒體病毒和蘇雲金桿菌,對稻縱卷葉螟具有較好防效。害蟲取食後,病毒在蟲體內大量繁殖,使害蟲染病致死,同時病毒還可在害蟲種群中傳播引發蟲瘟,有效控制害蟲的種群數量和危害。這種產品殺蟲譜廣、見效快、產品穩定,對環境和人畜安全,無殘留,適用於有機稻米。
03武漢楚強
楚強生物公司(武大綠洲子公司)是以昆蟲病毒新型生物農藥為核心競爭力的高新技術企業。目前承擔了國家發改委「年產5000噸昆蟲病毒新型生物農藥產業化」項目。
公司擁有菜青蟲顆粒體病毒原藥和製劑、甜菜夜蛾核型多角體病毒原藥和製劑、茶尺蠖核型多角體病毒和製劑、松毛蟲質型多角體病毒原藥和製劑正式登記證。產品涵蓋水稻、蔬菜、茶葉、棉花、小麥、瓜果、中藥材、森林和城市衛生害蟲防治等多個領域。
菜青蟲顆粒體病毒是利用現代生物技術,從染病死亡的菜青蟲體內提取而來的。加工的製劑對菜青蟲有很好的防治效果。病毒進入害蟲體內後迅速大量複製,破壞害蟲的正常生理功能,導致害蟲染病而亡,病死蟲的屍體腐爛後又可釋放出新的病毒,感染其他健康蟲和下代蟲,在害蟲種群中引發「蟲瘟」。最終達到有效控制害蟲種群數量和危害的目的。
04湖北康欣
康欣生物公司源於國家生物農藥工程中心生產部(原Bt中心),擁有亞洲地區技術最先進的芽孢桿菌生產線。主要產品有:生物農藥、生物肥料、微生物飼料添加劑、土壤修復和水質改良菌劑等,廣泛應用於大田作物、林業飛防、草原、茶葉、蔬菜、城市園林、高爾夫球場、蚊蟲殺滅、水產養殖等。
公司專門針對森林害蟲防止特點開發了超低容量噴霧劑型——蘇雲金桿菌濃懸浮劑系列,其主要成分是蘇芸金桿菌庫斯塔克亞種(Btk)。該產品主要適用於大規模飛機噴霧防治,具有濃度高,成本低,很好的黏附性以及較長的藥效性等優點。
05江西天人生態
天人生態公司主要生產高效、環保的生物農藥和生物肥料。近三年來,生產白僵菌、綠僵菌產品萬餘噸,防治面積近兩億畝次,減少化學農藥使用量5000餘噸。天人生態是國內唯一擁有松材線蟲生物防治技術的企業,產品被列為 「國家林業緊急用藥」。公司構建了世界前五位的蟲生真菌菌種保藏庫(保存菌種4600多株,基本覆蓋農、林、草原主要害蟲),是我國第一個實現了真菌源生物農藥大規模工業化生產的大型企業。
金龜子綠僵菌製劑是一種真菌類微生物殺蟲劑,作用方式是金龜子綠僵菌接觸蟲體感染,分生孢子侵入蟲體內破壞其組織,使其致死。球孢白僵菌是一類真菌類微生物殺蟲劑,作用方式是球孢白僵菌接觸蟲體感染,孢子侵入蟲體內破壞其組織,使其致死。主要用於防治水稻稻縱卷葉螟、棉花斜紋夜蛾等。
06福建綠安
綠安生物公司是農業部生物農藥定點廠,也是國家「863」計劃生物農藥定點中試基地。公司主產品殺蟲劑蘇雲金桿菌從1981年的Bt7216生產開始,從事生產研究已有30多年的歷史。為適應無公害果蔬,綠色食品生產和農業可持續發展的戰略需要,用不同的蘇雲金桿菌亞種開發和生產,現公司已有50000IU/mgBt原藥、32000IU/mg蘇WP等農藥登記證,對伊蚊、按蚊、庫蚊、瘧蚊等多種蚊幼蟲有較好的殺滅作用,能有效的控制成蚊密度、減少疾病的傳播。
2007年進行技術引進井岡黴素生產,填補公司殺菌劑的空白。現公司有60%井岡黴素A原藥、16%井岡黴素可溶粉、8%井岡黴素水劑、4%井岡黴素水劑四個農藥登記證。年產量折4%製劑約10000噸。
2018年在有效登記狀態的生物源農藥的有效成分有115個,產品4790個(不排除個別歷史遺留等問題的影響)。4年來,其有效成分的年均增長率為4.62%,產品的年均增長率為10.2%,尤其是2018年農用抗生素的登記數量同比2017年增長了34.8%
總的來看,我國生物農藥產品僅佔我國登記農藥總數的4%左右,無論是品種數量還是使用量都遠遠低於化學農藥。與國外市場生物農藥使用情況相比,美國、加拿大和墨西哥等國的生物農藥使用量也大大超過中國。
近年來,生物農藥從全球範圍來看均呈現快速增長的態勢,且增速超過傳統的化學農藥。我國的生物農藥也已進入一個相對快速的發展階段,登記品種和數量近年都有明顯增加,未來市場巨大。