叶 萱 编译（上海市农药研究所，上海200032）

对生物农药市场的现在和未来的分析

叶 萱 编译
（上海市农药研究所，上海200032）

生物农药的使用始于19世纪末，即用真菌孢子防治害虫。最早报道生物农药使用的人有Agostine Bassi，她在1835年试验发现球孢白僵菌（Beauveria bassiana）能保护蚕免受疾病危害。此后，生物农药使用一直延续到现在，但是到目前为止，与传统作物保护相比，其市场规模很小。生物农药和化学农药最大的不同为作用机制。大多数的化学杀虫剂对害虫有神经毒性，而生物农药主要通过干扰交配、拒食、窒息和失水而致效。美国环保局把生物农药分为3类：微生物、生物化学物质和转基因植物（plant-incorporated-protectants，PIPs）。笔者把捕食性昆虫分为第4类。微生物农药是指具有农药作用的细菌、真菌、病毒和其他微生物。此类生物农药定义的核心为使用活的微生物进行生物防治。生物化学农药包括能防治害物的微生物提取物和其他来源的天然产物，如植物提取物或酵母发酵产物。它们一般为小分子物，也包括用于捕捉装置的化学信息素（激素模拟物）和引诱剂。PIPs是指把外来基因转入植物后具有抵御病虫害的植物。PIPs可通过转基因和非转基因方法获得，而非转基因法有直接基因组编辑和Morflora开发的种子处理方法等。第4类别为应用捕食性昆虫进行作物保护，如用瓢虫捕食蚜虫进行生物防治。

最初的生物农药都为苏云金杆菌（Bt），Bt为能产生毒素（叫Bt毒素），扰乱昆虫中肠消化的一种细菌。有关Bt细菌和其毒素的生物农药产品有微生物、生物化学物质和PIPs。目前使用的75%生物农药为Bt相关产品。苏云金杆菌活体为有效的微生物农药，而其产生的毒素纯品为全球使用最广泛的生物化学农药，而Bt转基因作物为有效的PIP。此微生物在当前的生物农药市场占有主导地位，新兴的生物农药占据着其他的市场份额，由于Bt有关生物农药抗性的不断出现，新兴的生物农药市场份额将不断增加。

生物农药比传统合成农药对环境影响小，很受欢迎。生物农药使用后安全间隔期短或没有，对最大残留量限制少（有时没有），这些优点诱使种植者以生物农药代替部分化学农药。特别受欢迎的是在综合害物管理中联合使用化学和生物农药以达到增效作用，减少农药的用量。在这些策略中，适时应用生物农药能减少对化学农药的总需求，这是生物农药的一个独特市场，此市场在不断地增加。生物农药市场的增长一部分来源于生物农药对化学农药的代替，另外一部分来自不能应用化学农药而需进行生物农药防治的领域。

1 目前的生物农药市场

目前，在全球作物保护市场中生物农药占比很小，为5%，市值约为30亿美元。然而，其在不断地增长，一个产品的年增长率为8.64%，预期此速率至少会保持到2023年。以此速率计算，到2023年生物农药市场会高于45亿美元，是全球作物保护市场的7%多（图1）。在进行市场大小分析时，笔者假定生物农药持续代替传统作物保护产品。笔者也认为这种增长具有区域性，如在欧洲和拉丁美洲随着监管的更加严格以及昆虫抗性快速的发展，在未来3年生物农药市场增长最快。非洲也将会有显著的增长，北美已在生物农药市场占有很大的份额，但其将会继续增长，但增长率要低于欧洲。

2 阻碍生物农药市场增长的主要因素

和其他新出现的技术一样，有多种因素会促进或阻碍生物农药市场的增长。管理严格是促进生物农药发展的最有力的因素之一。欧洲在2013-2015年禁用新烟碱农药，许多种植者选择生物农药予以替代。易于使用的特性，如施用或获后间隔期短或没有，也促进了生物农药的使用，主要是替代现有化学农药。此外抗性害虫的出现也促使人们对生物农药产生了兴趣。传统合成农药产生抗性后防效下降或无效，种植者开始尝试使用生物农药。

化学农药开发费用高昂是生物农药发展的另一驱动因素。一个新颖化学农药一般需要2.5亿美元的开发费用，开发和登记需要9年的时间，而生物农药相对应的为不到1 000万美元和4年。生物农药开发费用低，开发时间短，其研发对新成立的公司和小公司更具有吸引力。这些年进入生物农药领域的新公司激增，她们竞相创新。在近几个月，进入市场的新颖生物农药数量要多于化学农药。

与发展多年、防效高的化学农药竞争，将向开发者证明生物农药的防效，更重要的是说服种植者转变观点，以新的未被证实的生物农药代替其信任的化学农药。此外，一些类别的生物农药，特别是转基因植物或作物病原菌，其登记方式不明确，这给登记批准和商业化带来了挑战，抑制了生物农药的创新和发展。最后，生物农药需要频繁、重复使用以获得好的防效，由此增加的劳动和费用阻碍了生物农药市场的增长。

3 对2020年后生物农药发展的展望

在其他行业，无数事例说明新兴技术取代了已有的方法，如电子书和智能手机摄像头在上市后分别迅速取代了纸质书和数码相机。同样，在农业领域，也具有这样的历史，即新技术占据了老方法的市场。即使化学害物防治，曾经也是新技术，取代了之前的去除被侵染和/或危害植物的方法。转基因作物品种也已占有了喷雾作物保护策略市场，这是第一代Bt作物的情况。

取代正被采用的技术是许多新兴技术要发展的最重要的步骤之一，生物农药一直在为此奋斗。在250多年的作物保护历史中，生物农药只从化学农药夺取了5%的市场。从传统作物保护措施进一步争夺市场将是生物农药成功发展的主要途径。为了规避风险，种植者一般采纳新技术的速度较慢。尽管农药行业对新技术的采纳保持沉默，但被使用的方法照例还是被新技术取代，同样生物农药的市场将会继续增加。

在先前对整个作物保护市场的分析中，笔者用一个分类系统对当前可用的技术和开发中的技术进行了分类，主要的分类类别为靶标、来源和传递因素（图2）。基于笔者先前对生物农药领域新成立公司的研究，发现迄今为止开发者主要集中于2个靶标领域：害虫和病害。笔者预测以后新成立的公司会以非生物应急源作为另一重要的研究领域，以保护作物免受干旱和高热的危害。有发展前景的生物控制激起生物农药的大力发展。美国最近批准了BioProdex公司开发的SolviNix产品，第一个生物除草剂，以植物病毒活体为其活性成分（烟草轻绿花叶病毒U2病毒株）。此外，应用RNA干扰技术进行作物保护的研究已启动。大公司和新成立公司正努力开发可喷雾的RNAi产品和基于RNAi干扰技术的转基因植物。在这方面，孟山都BioDirect™技术开发平台是目前见诸报端最多的新闻之一；新成立的公司APSE致力于低成本、高纯度RNA产品的开发和生产，具有很好的发展前景。

图1 目前生物农药的市场约为30亿美元，2023年将超过45亿美元

图2 作物保护一直以来都是以害虫和病害等为靶标，而生物农药开发者也以非生物应急源为另一重要研究靶标

最近生物农药领域进行的重要交易表明农企和化学品公司对此行业潜在的增长有充足的自信。自2012年以来，多个企业的收购、专利权转让协议的签订，与数亿美元资产的公司合作，表明大公司在生物农药开发（表1）方面投入的深入和广度。在其他行业已完善的技术将会在生物农药中发挥作用，使生物农药对大公司更具有吸引力。例如，发酵是医药生产中的核心技术，将会成为生物农药生产的重要方法，因为对于许多小分子生物产品，发酵生产更划算。而且特定的化学品公司和医药公司的合作可从彼此未利用的发酵物中获得额外的价值。

笔者相信生物农药市场会增长，即使在化学农药市场继续增长的情况下。图3从理论上预测了生物农药和化学的未来，粗线表明此远景预测中固有不确定性变化的幅度大。他预期当生物农药市场继续增长的话，化学农药市场会达到最大值后下降。在21世纪40年代末与50年代初期间，笔者预计生物农药和化学农药的市场会相当。市场增长率的不确定性很大，特别是非洲和东南亚地区，是预测中主要的变化因素。

表1 最近大公司在生物农药方面所进行的动作，表明他们对此领域的极大兴趣

4 总 结

笔者没有预测以美元计，生物农药市场的增长情况，但他相信在未来其会继续增长。全球多种因素会影响其的增长，包括管理的改变，抗性的增加。欧洲禁用新烟碱农药的使用就是一个很好的例子。到2015年末禁用到期，而以后的形势还不明朗。种植者已采取2种方式应对，采用老的、毒性较高的农药如有机磷和拟除虫菊酯，以及生物农药替代。如果未来其他的化学作物保护产品被禁限用，也会使生物农药的市场增加。

图3 未来生物农药和化学农药市场的预测情况

大的农企和作物保护公司通过表1中的方式或自主研发已进入生物农药领域。对这些大公司来说，生物农药代表着机遇，同时也是其核心业务的威胁。生物农药市场除了一分部新增市场外，其他主要来源于代替化学农药所得。大的农企将会把生物农药作为其现有化学农药的补充，以缓减化学农药市场被占有的风险。同时，具有发酵能力的化学品公司和医药公司也将进入此领域，进而充分利用其发酵产物。

化学农药由不到10个大公司主导，而生物农药开发公司有数百之多，而其中50多个公司的市场占有率为60%。一些大公司期望这个新领域竞争者少，他们需要调整策略来占有小公司的市场。在某些情况下，一些可能的竞争者会成为重要的合作者。在生物农药的开发和商业化中要联合应用化学、生物学、农学和生理学，这也是公司间在此领域能成功合作的因素。道农科和日本住友化学公司的子公司ValentBioSciences等公司是较早采取合作措施的公司，他们分别与Radiant Genomics和Evolva进行了合作。这2个大公司具有生物农药筛选和生产技术，小的合作伙伴拥有基因材料可作为有发展前景的候选物。孟山都和Novezymes组成了生物农业联盟（BioAg Alliance）。公司间的合作将会缩短生物农药的开发时间，更快地取得成果，给种植者提供更多可供选择的生物作物保护措施。

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2016.02.04

TQ450

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1009-6485（2016）02-012-03

叶萱，女，工程师，硕士，Tel: 021-64387891-201。

2016-03-20。