天然農(nóng)用生物制劑能夠作為上述問(wèn)題的解決方案。以下從2021-2022年期間業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)的研發(fā)合作，新產(chǎn)品獲得登記/上市，以及兼并收購(gòu)大事件中，盤(pán)點(diǎn)跨國(guó)公司生物制劑業(yè)務(wù)近兩年關(guān)注的領(lǐng)域，以及未來(lái)可以預(yù)見(jiàn)的趨勢(shì)。

 

　　合成生物學(xué)技術(shù)備受跨國(guó)巨頭關(guān)注

 

　　合成生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于代謝工程，極大促進(jìn)了生物制造活性成分的發(fā)展，眾多生物農(nóng)藥活性成分的大規(guī)模生產(chǎn)借助這一新興技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。近年合成生物學(xué)技術(shù)取得的進(jìn)步除了活性分子的種類不斷豐富，也為生產(chǎn)固氮菌等有益菌提供了新手段。

 

　　2021年，科迪華與合成生物技術(shù)服務(wù)供應(yīng)商Ginkgo Bioworks達(dá)成了多年合作。借此合作，科迪華利用Ginkgo的合成生物學(xué)平臺(tái)開(kāi)發(fā)環(huán)保有效的植保產(chǎn)品。Ginkgo龐大的細(xì)胞工程平臺(tái)和DNA代碼庫(kù)能夠幫助科迪華挖掘新一代生物源農(nóng)藥，加速此類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化。

 

　　同年，住友化學(xué)也和Ginkgo達(dá)成了合作，住友能夠利用Ginkgo在生物工程技術(shù)上的專長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)更多生物源活性成分。此項(xiàng)合作將住友的化學(xué)技術(shù)和對(duì)健康與作物科學(xué)行業(yè)的見(jiàn)解，與Ginkgo高通量基因編輯技術(shù)和發(fā)酵實(shí)力相結(jié)合，能夠提高住友產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

 

　　Ginkgo的合成生物學(xué)平臺(tái)也讓拜耳從中受益。Ginkgo和拜耳在2017年合作創(chuàng)立了Joyn Bio，旨在利用合成生物技術(shù)推動(dòng)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，最初工作從減少氮肥對(duì)環(huán)境的影響這一領(lǐng)域開(kāi)展起來(lái)。Joyn Bio對(duì)拜耳獨(dú)有的大規(guī)模微生物菌株庫(kù)進(jìn)行描述，利用Ginkgo代工廠的高通量分析技術(shù)，可一次性檢測(cè)數(shù)千份樣本，對(duì)這些天然菌株做全面的分析，并快速開(kāi)展固氮工程菌株的原型設(shè)計(jì)。2022年，拜耳和Ginkgo調(diào)整了合作方式，Ginkgo收購(gòu)拜耳位于西薩克拉門(mén)托的生物制品研發(fā)基地以及內(nèi)部挖掘和優(yōu)化平臺(tái)，而拜耳則獲得Joyn Bio的固氮技術(shù)，由此結(jié)束了2017年創(chuàng)立的合作。此后，Ginkgo與拜耳在微生物領(lǐng)域開(kāi)展新的戰(zhàn)略合作，為改善氮利用、碳封存和新一代作物保護(hù)產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)生物解決方案。

 

　　2022年富美實(shí)收購(gòu)了信息素開(kāi)發(fā)商BioPhero。這項(xiàng)兩億美元的收購(gòu)交易不僅讓富美實(shí)的產(chǎn)品組合新添入信息素類生物制劑，同時(shí)讓富美實(shí)獲得了具備專利的合成生物學(xué)技術(shù)。該技術(shù)能夠大規(guī)模生產(chǎn)信息素，其生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)，這使得信息素的應(yīng)用范圍從果蔬這類高價(jià)值作物擴(kuò)大到大田作物。其合成生物技術(shù)還具備生產(chǎn)其他農(nóng)用生物制品的潛力，借以替代化學(xué)農(nóng)藥。

 

　　此外，先正達(dá)于2022年在印尼推出了干擾水稻害蟲(chóng)交配的Nelvium信息素。該產(chǎn)品由Provivi開(kāi)發(fā)，這家公司也是利用合成生物技術(shù)生產(chǎn)信息素的典范。

 

　　人工智能分析土壤健康狀況，評(píng)估產(chǎn)品功效

 

　　Biome Makers的微生物檢測(cè)技術(shù)能夠幫助人們深入了解土壤微生物群。拜耳與該公司開(kāi)展合作，利用土壤微生物群和環(huán)境信息，優(yōu)化產(chǎn)品的使用，借以提高產(chǎn)量，改善土壤健康狀況。Biome Makers的人工智能技術(shù)能夠幫助種植者確定其作物和土壤需要什么，有助于為增產(chǎn)制定決策。在此合作下，拜耳的生物殺菌劑Minuet得到了評(píng)估。

 

　　先正達(dá)在土壤健康領(lǐng)域也同Biome Makers展開(kāi)了合作。Biome Makers的BeCrop技術(shù)能夠提供土壤生物信息，同時(shí)為土壤健康設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)。BeCrop具備1400萬(wàn)個(gè)土壤微生物分類參考信息，規(guī)模屬全球最大。BeCrop解碼土壤生物，將復(fù)雜的土壤微生物信息轉(zhuǎn)化成用戶易懂的報(bào)告，能夠借此制定并執(zhí)行土壤改良工作。通過(guò)兩公司建立的合作，先正達(dá)LIVINGRO研發(fā)項(xiàng)目能夠利用該技術(shù)制定決策，以提高作物產(chǎn)量，改善生物多樣性和土壤健康狀況。

 

　　評(píng)估生物制劑功效的創(chuàng)新手段受到了制劑供應(yīng)商的高度關(guān)注。類似Biome Makers開(kāi)發(fā)的人工智能技術(shù)將會(huì)被業(yè)內(nèi)更多企業(yè)采用，以確保其產(chǎn)品能夠?qū)ν寥澜】诞a(chǎn)生積極的影響。

 

　　此類人工智能還能夠和其他精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，以提高農(nóng)資產(chǎn)品的利用效率，提高投資回報(bào)，構(gòu)鍵土壤生物多樣性，并減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的碳排放。

 

　　新生物制品中，海藻提取物、哈茨木霉和枯草芽孢桿菌是熱門(mén)品類

 

　　眾多企業(yè)為作物健康市場(chǎng)開(kāi)發(fā)出了大批天然種植解決方案。生物制劑，包含的生物刺激素和生物防治產(chǎn)品，尤其是土壤有益微生物的使用，都在推動(dòng)著農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。下面以海藻提取物、哈茨木霉和枯草芽孢桿菌3個(gè)2021-2022年新登/上市的熱門(mén)品類為代表，介紹這些生物制劑的功效、推廣限制因素，以及技術(shù)突破。

 

　　海藻提取物

 

　　海藻提取物作為生物刺激素，大范圍用于作物管理中。此類產(chǎn)品含有豐富的微量和大量營(yíng)養(yǎng)元素、腐殖酸和植物激素等物質(zhì)，促進(jìn)根部吸取營(yíng)養(yǎng)，提高植物對(duì)病蟲(chóng)害及非生物脅迫的抵抗力，增強(qiáng)有益菌在土壤中的活動(dòng)。

 

　　過(guò)去限制植物生物刺激素（包括海藻提取物）大規(guī)模應(yīng)用的因素，包括缺少對(duì)其生物化學(xué)成分和作用機(jī)制的科學(xué)認(rèn)知。缺少這方面的認(rèn)知給登記申請(qǐng)帶來(lái)了不便。″企業(yè)努力去了解如何申請(qǐng)登記，定位自己的產(chǎn)品（產(chǎn)品屬于農(nóng)藥/植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，還是肥料，如何正確聲明其功效等）。此外，缺少對(duì)活性成分的認(rèn)知，使得利用海藻配制制劑非常困難，因?yàn)椴淮_定需要使用哪些助劑去提升產(chǎn)品功效。最后，因?yàn)閷?duì)產(chǎn)品精準(zhǔn)的作用機(jī)制的認(rèn)識(shí)不夠，所以很難推薦產(chǎn)品準(zhǔn)確的用量并安排使用時(shí)間，造成產(chǎn)品沒(méi)有發(fā)揮出應(yīng)有的功效，″針對(duì)海藻提取物推廣面臨的挑戰(zhàn)，阿卡迪安法規(guī)事務(wù)總監(jiān)David Hiltz發(fā)表了他的看法。

 

　　研究手段的進(jìn)步正在加深人們對(duì)海藻提取物的了解。據(jù)Hiltz介紹，阿卡迪安（以及其他不斷發(fā)展的企業(yè)）經(jīng)過(guò)過(guò)去20年的研究，已經(jīng)提高了對(duì)泡葉藻產(chǎn)品成分和潛在作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)。分子生物學(xué)手段的進(jìn)步及該手段大量使用在基因激活上的研究，幫助人們深入了解了產(chǎn)品如何激活植物和微生物體內(nèi)的生理活動(dòng)路徑。相關(guān)研究的文獻(xiàn)也讓海藻提取物在農(nóng)業(yè)市場(chǎng)中具備可信度，并且改進(jìn)了此類產(chǎn)品的使用建議，提高了試驗(yàn)得出積極結(jié)果的數(shù)量。

 

　　哈茨木霉與枯草芽孢桿菌

 

　　木霉是促進(jìn)植物生長(zhǎng)最有效的真菌種類之一，而哈茨木霉是農(nóng)業(yè)中最常用的一類木霉品種?？莶菅挎邨U菌則是應(yīng)用最為廣泛的植物促生根際細(xì)菌之一。這兩類微生物均廣泛存在于全球土壤中，具備抑制土傳病害的功效，同時(shí)能夠分泌植物生長(zhǎng)激素，提高土壤中營(yíng)養(yǎng)對(duì)植物的可利用性，以及其他功效。

 

　　與化學(xué)制劑相比，微生物制劑的活性成分易受影響。″多年來(lái)，微生物制劑的穩(wěn)定性問(wèn)題引起諸多不便，很多產(chǎn)品因需要特定的儲(chǔ)存條件（溫度等），保質(zhì)期有限，應(yīng)用方面也要求不能與其他產(chǎn)品混用，以確保微生物不會(huì)失效。這就使微生物制劑在田間的實(shí)際應(yīng)用和大范圍應(yīng)用受到了限制，″Seipasa首席研究官Francisco Espinosa說(shuō)道。

 

　　″該產(chǎn)業(yè)面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是獲得能夠滿足種植者需求的制劑技術(shù)，以確保產(chǎn)品被合理地應(yīng)用。我們?cè)谑袌?chǎng)上發(fā)現(xiàn)的第一批劑型是可濕性粉劑（WP）或懸浮劑（SC），這些制劑旨在穩(wěn)定發(fā)酵獲取微生物過(guò)程中的培養(yǎng)液，減免后續(xù)制劑生產(chǎn)工序。但此類制劑存在缺陷，例如可濕性問(wèn)題（WP）、粉末產(chǎn)生（WP）、制劑長(zhǎng)期穩(wěn)定性（SC）、噴嘴堵塞、作物染色等問(wèn)題，″ Espinosa補(bǔ)充道。

 

　　這些年菌劑生產(chǎn)商一直不斷改進(jìn)他們的產(chǎn)品，其活性成分的產(chǎn)能、穩(wěn)定性和防污染方面都有所提高。據(jù)Espinosa介紹，噴霧干燥、流化床等技術(shù)是此類制劑生產(chǎn)常用的技術(shù)。市場(chǎng)上有技術(shù)含量高的懸浮濃縮劑（例如Seipasa的生物殺菌劑Fungisei），或者其他劑型，如水分散粒劑（WDG）和油懸浮劑（OD），都確保了含有微生物的制劑在田間能夠發(fā)揮功效。

 

　　并購(gòu)愈發(fā)頻繁，企業(yè)研發(fā)實(shí)力快速壯大

 

　　近兩年出現(xiàn)了多起業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)收購(gòu)和兼并大事件。通過(guò)并購(gòu)整合資源，企業(yè)擴(kuò)充了研發(fā)團(tuán)隊(duì)，更多具備豐富經(jīng)驗(yàn)和專長(zhǎng)的科研人員迅速填補(bǔ)企業(yè)在特定領(lǐng)域的空白，兩公司之間相互分享知識(shí)和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)。這些企業(yè)在并購(gòu)后，研究團(tuán)隊(duì)得以壯大，研發(fā)技術(shù)進(jìn)一步拓展，將會(huì)讓企業(yè)更快取得研究成果，促進(jìn)行業(yè)深入了解活性物質(zhì)的成分構(gòu)成、作用機(jī)制和最佳應(yīng)用方式，同時(shí)加快制劑技術(shù)的改進(jìn)和產(chǎn)能的提升，推動(dòng)生物試劑的大規(guī)模使用。

 

　　與十年前相比，近兩年的并購(gòu)事件顯著增多。未來(lái)行業(yè)內(nèi)的并購(gòu)項(xiàng)目仍會(huì)頻繁涌現(xiàn)。

 

　　與更多化學(xué)農(nóng)藥聯(lián)用是生物制劑應(yīng)用重要趨勢(shì)

 

　　目前絕大部分的生物制劑用在了同樣使用化學(xué)制劑的常規(guī)農(nóng)場(chǎng)。生物與化學(xué)產(chǎn)品形成互補(bǔ)，兩類產(chǎn)品以適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合使用，能夠在幫助農(nóng)民提高產(chǎn)量的同時(shí)，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響。

 

　　并購(gòu)、研發(fā)和經(jīng)銷合作讓農(nóng)化巨頭擴(kuò)充了生物源產(chǎn)品組合。農(nóng)化巨頭正努力構(gòu)建生物與化學(xué)聯(lián)合使用的綜合解決方案。

 

　　UPL通過(guò)研發(fā)和經(jīng)銷合作，目前已成為全球最大的生物解決方案供應(yīng)商，并設(shè)立了天然植物保護(hù)（NPP）業(yè)務(wù)部門(mén)，專門(mén)致力于該領(lǐng)域業(yè)務(wù)的發(fā)展。公司的ProNutiva項(xiàng)目將生物制劑與化學(xué)農(nóng)藥聯(lián)合使用，為作物生產(chǎn)提供更可持續(xù)的解決方案。以該項(xiàng)目在印度的應(yīng)用為例，到2021年3月底，該項(xiàng)目已經(jīng)讓該國(guó)30萬(wàn)公頃的村莊從中受益。在印度的應(yīng)用面積于2022年翻倍，ProNutiva項(xiàng)目的營(yíng)收占到UPL在印度總收入的8%。未來(lái)UPL天然植保產(chǎn)品的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)將得益于ProNutiva解決方案的推廣。

 

　　富美實(shí)則與諾維信聯(lián)手，為全球市場(chǎng)開(kāi)發(fā)酶源解決方案。該合作聚焦在開(kāi)發(fā)控制大豆真菌病害的天然產(chǎn)品，并將其與富美實(shí)二酰胺類殺蟲(chóng)劑聯(lián)合使用。

 

　　先正達(dá)與Scheffer合作開(kāi)發(fā)適用于巴西農(nóng)業(yè)的微生物源產(chǎn)品，尤其是防治大豆、玉米和棉花的細(xì)菌和真菌病害的產(chǎn)品。合作專為土壤健康開(kāi)發(fā)化學(xué)與生物聯(lián)合使用的解決方案，以提高種植業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。