农化巨头等企业在生物制剂热门领域有哪些战略部署——回望过去3年，展望未来增势
近年来在作物保护与营养行业中，企业为生物制剂布局的业务越来越多。在全球多地，生物解决方案的市场增速已超过化学产品。越来越多的企业通过研发与经销合作，开展收购，以及新产品登记上市，扩大自身生物制剂的供应能力，在快速增长的生物市场中占得一席之地。
农化巨头生物制品业绩飞速提升，引领生物农业热度持续升温
跨国农化巨头近年生物制剂销售额增长迅速。以下举例几家巨头生物制剂业务近3年的增长情况，从侧面映射生物制剂在农业投入品市场的火热程度。（数据引自公司财报）
2020年，先正达对瓦拉格罗的收购，极大提升了先正达在全球生物刺激素和特种肥料市场中的地位。此次收购也让公司的生物制剂业务的销售额强势增长。2020年，先正达生物制剂的销售额为1.22亿美元，2021年升至3.12亿美元，增长近两倍，这一强劲增长得益于瓦拉格罗产品的贡献。到了2022年，生物制剂的销售额进一步增至3.36亿美元。除了收购，经销合作纳入的新产品，市场对生物制剂需求量的持续增长，以及业务地区的持续扩张，都是先正达生物业务增长的重要因素。
2022年，科迪华成立了生物农药业务部门，是目前公司业务增长最快部门。2023年，科迪华完成收购世多乐和兴播，极大丰富了科迪华的生物制剂，尤其是生物刺激素产品组合，这两项收购使其成为全球最大的植物健康生物制品企业之一。未来，科迪华生物制剂业务将强势推动其业绩的增长。
2020年，富美实拥有生物制剂的″植物健康″（Plant Health）业务收入为1.8亿美元，到2022年达到近2.34亿美元，两年间增长30%。在2022年收购信息素企业BioPhero后，富美实预计到2030年以前，信息素业务将会给公司带来约10亿美元的营收。富美实认为，生物制剂将会压缩传统合成制剂的市场，但富美实将会利用新技术占据新的市场份额。
UPL在2021年成立天然植保业务部门（NPP），覆盖天然、生物源农业投入品及技术。2023财年中，UPL生物制剂营收为4.09亿美元，其中占比最大的地区在拉美，该地区的快速增长也是UPL该年生物制剂销售额提升的重要助推力。此类业务的增长得益于和初创公司及高校开展的研发合作，经销授权加速获取，业务地区扩张，对NPP业务重视加深，以及ProNutiva项目（生物制剂与化学农药联合使用）的推广等策略。2022年报显示其生物解决方案的营收占到UPL总收入的7%。UPL计划在2027年前，使差异化和可持续解决方案的营收占到公司的50%。
快速发展的生物制剂行业有农化巨头和其他众多生产商和经销商的贡献。从AgroPages世界农化网近3年报道的收购，产品新登/上市，以及经销和研发合作中，以具有代表性的企业和产品为例，对热门产品品类和研发技术做以下盘点。
新兴人工智能技术助推活性成分挖掘
人工智能（AI），如机器学习等创新科技近年被农化巨头等企业运用到生物制剂研发中，以加速产品开发进程，提高产品品质。
以色列化工与Lavie Bio合作开发创新型生物刺激素产品。Lavie Bio利用母公司Evogene独有的MicroBoost AI技术，借助大数据、领先AI技术和对生物学的深度认知，专注于开发提升农产品品质和产量的微生物制剂。MicroBoost AI技术基于功能的创新型手段和独有的微生物功能目录，能够识别具备应用潜力的新型微生物。此外，MicroBoost AI还能够精准解释筛选背后的逻辑，提高筛选出的微生物顺利通过后期优化和开发阶段的机率。Lavie Bio的技术结合以色列化工对肥料利用和农民需求的深入了解，双方共同开发出提高肥料利用效率的生物刺激素。以色列化工还为此次合作投资1000万美元。
拜耳和启力田（Kimitec）开展战略合作，加速天然植保和生物刺激素新成分的挖掘。启力田作为全球领先的生物制剂开发商，其MAAVi创新中心提供独有的颠覆性技术，包括AI平台LINNA，能够加快企业取得研发成果的速度。这一AI平台整合了多种微生物、化合物和天然分子的化学性质、表型特征和转录组学信息，借此为替代合成化学物质提供全方位的解决方案。该平台将启力田在天然化合物领域的专长与AI技术相结合，帮助拜耳提升向市场供应新一代生物解决方案的能力。
富美实与Zymergen合作开发天然农药快速挖掘技术。此项合作利用了Zymergen全球最大的宏基因组数据库、合成生物学和发酵实力，以及机器学习技术。Zymergen的基因组数据库是基因组搜索平台的根基，而该平台搜索功能的实现则依托了公司的机器学习技术。Zymergen的数据科学和机器学习技术还有助于改进试验设计和迭代过程。
富美实与Micropep Technologies开发除草剂的合作，利用了Micropep具备AI技术的微肽挖掘平台。该平台借助计算生物学和AI快速浏览基因组，找到潜在微肽序列基因。依靠预先设定的标准，其算法有助于选择并优先排序候选基因。借此，企业能够从数十亿的基因中将候选缩小到几百个，提高后续功效分析的效率。
Marrone Bio Innovations（MBI）与Terramera开展合作，借助Terramera助剂的AI筛选技术，提升MBI产品性能。基于其AI技术，Terramera利用预测模型加速潜在解决方案的挖掘，帮助植保企业快速调整以适应竞争环境，减少挖掘成本。该合作预计将提升MBI新开发和已进入市场的产品（包括生物杀菌剂Regalia和Stargus ，生物杀虫剂Venerate XC和 Grandevo WDG）的功效和稳定性。
生物制剂热门功能
提高营养利用效率
一些企业通过经销合作，将提高营养利用效率的产品纳入自己的产品组合中。世多乐在乌克兰推出格沃科（Groundwork BioAg）的Rootella，产品中的菌根真菌能够溶解固定在土壤中的营养，提高营养对植物的可利用性。类似功能的还有UPL在印度推出科汉森的ZOATIN。此外，还有先正达在欧洲推出由Aphea.Bio生产的ACTIV；诺维信在印度销售Plant Health Care的超敏蛋白产品（Harpin αβ），提高营养利用效率，强健植物的防御体系；ISAOSA在墨西哥销售Indigo Ag的Indigo 30。
收购动向中，Valent BioSciences借助收购肥必施（FBSciences）丰富了此类产品——肥必施的旗舰产品碳劲能够提高作物对营养的吸收和转运，进而改善作物对胁迫的应对能力。Verdesian Life Sciences通过收购Cytozyme Laboratories，增加了旗下提高营养利用效率的技术。Summit Nutrients收购拥有营养效率技术的AGVNT，Summit Nutrients现有多个营养效率技术，例如其螯合技术借助天然亲脂纳米分子，使营养容易穿透植物蜡质层，促进营养被植物利用，借以取代合成螯合剂。
此外，还有多家企业推出相关产品。富美实在印度推出的Petra Biosolution能够解离土壤中的磷，促进植物对营养的吸收。NutriAg在加拿大推出的M-BOS含有嗜有机甲基杆菌，能够解离营养物质，提高营养利用效率。Bioline Agroscience推出的Zeamax可提升植物对营养的吸收。Lavie Bio在美国推出了result以及在加拿大登记了Thrivus。英特尔马格在欧盟登记了TYTANIT。Seipasa在西班牙登记了Radisei。ADM在美国和加拿大推出了BiOWiSH Fertilizer Enhancement。
替代化学氮肥
近年市场上登记/推出了多款微生物固氮产品，借此降低种植者对化学氮肥的依赖。Azotic在欧盟登记有固氮菌剂Encera。其他微生物固氮产品还包括，雅苒在巴西推出的YaraVita NRhizo，Agrovista 在英国推出的Tiros + Voltek Bio，Evoponic在英国推出的BBC1，启力田在西班牙推出的Agrobiotik，Lallemand Plant Care在加拿大推出的LALFIX PROYIELD LIQUID SOYBEAN，NexusBioAg在加拿大推出的Optimize LV和Envita，Unium Bioscience在欧洲和北美推出的TIROS（兼具解磷功效），Verdesian Life Sciences在美国推出的Accolade，Tropfen在阿根廷供应的Tropbio Pack Soy，Grace Breeding在巴西登记的NFT。
在合作与收购动向中，Azotic固氮产品Envita在加拿大由先正达销售，美国先锋也同Azotic合作研发并销售Envita。兴播的蓝叶菌产品由科迪华在欧洲和美洲多国经销，产品名为Utrisha N/BlueN，科迪华收购兴播后，该产品纳入科迪华自有生物产品组合中。Ginkgo Bioworks收购了开发工程固氮微生物的Joyn Bio。此前Joyn Bio是Ginkgo Bioworks与拜耳合资建立的企业。此次收购后，Ginkgo Bioworks整合 Joyn Bio 的固氮及研发平台资产，而拜耳将继续推进 Joyn Bio的固氮产品，并拥有在未来几年将该产品商业化的权利。此外，先正达在西北欧销售Unium Bioscience的NUELLO iN。
提高植物抵抗生物和非生物胁迫能力
在提高植物抵抗生物胁迫能力领域，Plant Health Care的Saori在巴西用于处理大豆种子，以提高大豆对病害的抵抗力，产品由Nutrien Ag Solutions在该国销售。Biobest 在芬兰推出FytoSave，激活植物对白粉病和霜霉病天然抵御能力。肥必施的FBS Defense能够提高作物对病虫害胁迫的抵御能力。
在抵抗非生物胁迫领域，Advanced Biological Marketing 在美国推出的AmpliMax帮助作物抵御干旱。该公司被乐斯福收购后，其生物制剂组合纳入了乐斯福旗下植保业务子公司Agrauxine，借此扩大了Agrauxine在美国市场的占有量。
还有众多企业登记和推出了抗非生物胁迫的产品。Futureco Bioscience为危地马拉和巴西市场提供的Botamisol Pro 80能够帮助作物抵御环境和化学胁迫，在秘鲁和肯尼亚等国登记的FITOMAAT可提升作物对高盐度土壤、干旱、极端温度和植株开裂等胁迫的抵抗力。Vellsam Materias Bioactivas在西班牙推出的Osmogreen Plus缓解极端天气给植物造成的影响。Fyteko在法国、荷兰、美国等地登记了Nurspray，提高植物抗高温和抗旱能力。Puna Bio在阿根廷推出的Kunza提高大豆对干旱和高盐度的耐受力。其他还有Ad Terram在荷兰、法国、美国等地登记的Optimum Leaf，萃科在法国等地登记的Vegenergy等产品，Unium Bioscience在欧盟推出的3ALO T6P，Bioline Agroscience的Zeamax帮助根系应对非生物胁迫，以及雅苒的YaraVita NRhizo，NutriAg的M-BOS。
还有一些产品能同时提高植物对生物和非生物胁迫的抵抗力。例如，浙江世佳在中国推出的阿巴壮能够提高作物的抗病性和抗逆性。Maxstim在欧洲、南美和加拿大推出的Cynosa能够提高植物对病害和非生物胁迫的抵抗力。
生物制剂热门活性成分
信息素
富美实斥资两亿美元收购的BioPhero具备高效利用酵母发酵生产信息素的技术。该技术极大降低了信息素的生产成本，并且与传统化学合成信息素相比，生产程序大大简化。其较低的信息素价格使得这类产品的应用范围，从高经济价值的果蔬拓展到了大田作物。
登记/推出的信息素产品有，拜耳在全球多地经销M2i的信息素产品，用于对抗鳞翅目害虫。此前拜耳还在地中海国家推出了Vynyty Citrus（信息素+天然除虫菊），以防控柑橘害虫。先正达在法国和葡萄牙经销M2i的EXPLOYO Vit防控葡萄花翅小卷蛾，在印尼推出Provivi生产的Nelvium防控水稻害虫。Suterra在澳大利亚登记的Checkmate CRS，用于干扰红圆蚧交配。Provivi在法国登记的Pheron E7-Z9-12Ac和Pheron E7-E/Z9-12Ac干扰葡萄花翅小卷蛾交配。
病毒
大部分的病毒源农药用于害虫防治。例如，BioTEPP在美国和加拿大登记的Virosoft CP4含有苹果蠹蛾颗粒体病毒，用于对抗苹果蠹蛾和梨小食心虫。AgBiTech在孟加拉和斯里兰卡登记了Fawligen，含核型多角体病毒，用于防治草地贪夜蛾，该产品还由CABI在肯尼亚供应。AgBiTech的病毒源杀虫剂在美国由UPL销售。Andermatt有多款病毒制剂，如在肯尼亚登记的Cryptex（苹果异形小卷蛾颗粒体病毒）防治玫瑰上的伪苹果卷叶蛾，在美国推出的Loopex（苜蓿尺蠖核型多角体病毒）防治蔬菜上的甘蓝银纹夜蛾，在巴西登记的Spodovir（草地贪夜蛾核型多角体病毒）防治草地贪夜蛾。巴西国家农业研究公司与Simbiose Agrotecnologia Biológica合作开发了VirControl C.i，含大豆尺蠖核型多角体病毒，产品在巴西登记，防治大豆夜蛾。巴西国家农业研究公司还在巴西推出了BaculoMip SF（含斜纹夜蛾核型多角体病毒），防治草地贪夜蛾。
除了用作杀虫剂，还有些病毒成分用于对抗作物的病毒病害。如科伯特在意大利等地登记的V10和在西班牙登记的Duoprotect Pep_MV，均含有温和型凤果花叶病毒VX1/VC1毒株，帮助番茄抵御危害性大的欧洲和智利型凤果花叶病毒。A&L Biological为加拿大市场推出的Cuc-GUARD含有温和型黄瓜绿斑驳花叶病毒，帮助黄瓜抵御危害性大黄瓜绿斑驳花叶病毒。
海藻提取物
海藻提取物在种植业中的应用已有较长的历史，众多跨国公司的产品组合中均能看到此类产品的身影。例如，巴斯夫在中国推出的望秋，可提升植物抗逆性，强健根系。科迪华在中国推出阿卡迪安的杰伴，帮助作物抵抗逆境，维持内源激素活跃水平，促进营养吸收。UPL在加拿大登记的OHM以及在该国推出的WAVE，可提高多种作物的营养利用效率。科伯特在比利时登记的Vidi Parva能够促进根系生长，在比利时和塞尔维亚登记的Vidi Terrum可改善植物新陈代谢，促进营养在植物体内转运。欧密斯在英国推出Carboplex（还含有植物发酵提取物）可加快作物碳水化合物向糖的转化。其他还有富美实推出的RhizoMagic，雅苒在葡萄牙推出的YaraVita OPTITRAC和YaraVita OPTIMARI等。
未来趋势
非生物胁迫是行业极为关注的领域，尤其是在气候变化的背景下，愈发常见的极端天气带给作物的影响越来越大。以欧洲为例，该地区严重高温和干旱对作物造成的产量损失从1964–1990的2.2%，升至1991–2015的7.3%[1]。中国在1961-2022年极端高温和降水量事件发生频次呈显著增加趋势，2022年高温和干旱风险指数均为1961年以来最高值（《中国气候变化蓝皮书（2023）》数据）。2023年7月，全球多地的气温也接连打破记录。许多主要农作物易受高温影响，例如当温度超过35 °C时玉米就会生长减缓甚至停滞，大豆种子产量会下降。此外，干旱还会加重土壤盐化对作物的负面影响。未来极端天气等非生物胁迫对作物产量的威胁还会不断上升。提高植物对非生物胁迫抵抗力的产品（如海藻提取物）在近3年大量涌现，未来的需求量也是相当可观。
化肥在田间流失引起的污染问题，以及大量营养固定在土壤无法被植物利用造成的浪费，使得市场亟需提高营养效率和替代化肥的产品。以化肥用量世界之首的中国为例，2021年全国农用化肥施用量比2015年减少13.8%（农业农村部数据）。欧盟《农场到餐桌战略》设立目标，最迟将2030年化肥用量与2016年相比减少20%。为了确保减肥不减产，甚至增产，微生物固氮，解离磷等土壤营养，及其他提高营利用效率的方案，未来依旧会是广受市场欢迎的热门产品。
除了减少化肥用量，减少化学农药的使用也是全球农业可持续发展的重要方向。信息素和病毒源农药可用于有害生物综合治理，作为能够减少化学农药使用的虫害防治产品，它们的靶标专一性极高，对其他生物没有危害，有利于保护种植环境中的物种多样性，并且害虫难以对其产生抗性。此外这些绿色农药还具备其他优势和前景：
信息素在田间放置在适当位置后，持效期可长达数月之久，并且稳定性高，不易受温度、紫外线和降雨的影响（另有信息素喷剂）。过去由于信息素合成成本高，此类产品一般用于果蔬等高经济价值的作物，但随着较为廉价的发酵生产技术的出现，信息素被越来越多的应用到大田作物，此类产品的普及度正不断提升。
病毒在感染靶标害虫后会在其体内复制，致死害虫后，会再次感染其他靶标害虫，可持续减少害虫的群体数量。病毒的生产过程不会产生污染，并且耗能低，一只昆虫就是病毒的生产工厂。已有研究显示研制含不同病毒的农药具备可能性，未来可为客户量身定制复合型病毒农药，以一款产品防治多种害虫[2]。
大量涌现的生物制剂，加上扶持此类产品进入市场的法规政策，大大推动了生物制剂市场的扩大。极具代表性的例子是巴西。该国近年出台了资金扶持，宽松的生物制剂登记法规等政策。截止到2022年3月，巴西生物农药的登记数量比9年前增长了404%。2021-22收获季生物农药和接种剂市场比前一年增长了67%，短短时间内，在大豆这一巴西最重要经济作物上的应用面积从21%升至28%（Kynetec数据）。业内人士认为，巴西是第一个在大田作物上大规模使用生物制剂的国家。巴西生物制剂市场爆发式增长还只是个开始。
巴西及其他农业主产国的生物制剂市场都在快速增长，增速甚至超过了化学农药，但目前生物制剂的市场占有量仍比较低，新的成分有待开发，以应对农业可持续发展面临的种种挑战。近几年新兴的AI技术正在革新行业挖掘新天然成分的方式。预计未来使用AI技术赋能生物制剂研发的企业将会持续增多，这一增长受益于先进的算法，不断改进的计算能力，日渐丰富的可用数据等。我们期待各企业借住新兴的研发技术，推出更多创新生物制剂。
[1] https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/abf004
[2] Beperet, I., Simón, O., López-Ferber, M., van Lent, J., Williams, T., and Caballero, P. (2021). Mixtures of insect pathogenic viruses in a single virion: towards the development of custom designed insecticides. Appl. Env. Microbiol. 87:e02180-20A. doi: 10.1128/AEM.02180-20
