国际上对生物农药的定义和登记范围虽然没有统一的标准，但因其毒副作用小、安全、环境兼容性好等特点而得到公认，已成为全球农药产业最热门的发展重点。据“第十届生物农药发展与应用交流大会”数据，2025年全球生物农药市场价值将达到95亿美金。在有害生物综合防治中，生物农药将与合成化学农药一起共同发挥作用。
生物农药包括传统农药（微生物农药、植物源农药、昆虫天敌和信息素）、抗生素、生化农药以及生物刺激素。微生物农药：苏云金杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡质芽孢杆菌、假单胞杆菌、白僵菌、绿僵菌、木霉菌、多角体病毒。植物源农药：除虫菊酯、印楝素、苦参碱、鱼藤酮、烟碱、大黄素甲醚、苦皮藤素。昆虫天敌：赤眼蜂、扑食螨、丽蚜小蜂。信息素：性信息素、聚集信息素、告警信息素。抗生素：阿维菌素、井冈霉素、多杀菌素、多抗霉素、链霉素、春雷霉素、宁南霉素。生化农药：赤霉酸、乙烯利、芸苔素内酯、羟烯腺嘌呤。生物刺激素：微生物、腐殖酸、氨基酸、蛋白质、多糖。
1 全球生物农药市场
1.1 2025年全球生物农药市场价值将达到95亿美金
据行业智库最新数据显示，2017年全球生物农药的销售额已超过33亿美元，并以13.9%的年复合增长率持续高速增长，预计到2025年实现95亿美元市值。
2016—2022年农用生物制剂市场复合年增长率达到12.76%，到2022年市场价值达到11.35亿美元的要求。农用生物制剂市场领域内出现的十大趋势包括由综合虫害管理带来的多样化方案，其中天然物质与合成化学物质一同使用发挥作用。
2022年全球农用微生物制剂销售额将从2017年的30.9亿美元增至60.1亿美元，复合年增长率为14.21%。微生物制剂对全球农业和环境的贡献是此类产品销量增长的主要原因。相比化学农药，微生物制剂的靶标更专一。
1.2 跨国巨头竞相收购生物农药企业并迅速开展业务
以美国、德国、日本为首的技术发达国家，众多在生物农药领域的竞争中占有绝对优势的跨国农药公司投入大量资金和人力用于生物农药的研发，说明跨国农药公司对生物农药的发展前景非常看好（图1）。
新剂型研究、转基因植物、种药肥一体化技术、诱导抗性是国外生物农药发展的最新方向。生物农药的研究已进入到分子生物学技术层面，其他涉及苏云金杆菌、诱导抗性、节肢动物等技术点的研究项目数量急剧增加。
图1 近十年跨国巨头在生物农药方面的研究动态
2 美国生物农药开发现状
美国在生物农药方面处于领先地位。美国环保署（EPA）已成为生物农药监管的世界领导者，开创了全球生物农药登记简化的先河。过去20年里，美国市场上推出的生物农药包括生物杀虫剂、生物刺激素、SAR诱导素、交配干扰素、激素、根系共生真菌、有益根际细菌和放线菌等，让美国农民可使用许多经济有效的生物农药代替化学农药。
美国生物农药市场在全球位列第一，并占据全球市场总额的1/3，微生物制品在美国占主导地位并占据了2/3的市场份额。从历史上看，生物农药市场建立在苏云金芽孢杆菌的微生物类生物杀虫剂制品的基石之上（图2）。
图2 全球生物农药市场
美国EPA登记的⽣物农药新有效成分中，苏芸金芽孢杆菌27个、假单胞菌11个、木霉菌8个、枯草芽孢杆菌7个、解淀粉芽孢杆菌6个、白僵菌5个，是生物农药的骨干品种。中国生物农药登记情况大体与美国类似。
最近几年，全球多家作物防护公司都已通过收购的形式进入生物防治市场，全球企业带着新购的微生物产品阵容强力涌入美国市场，将会推进该细分市场的持续强劲增长（表1）。
表1 生物农药龙头企业及最新动态
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年份 |
公司 |
战略动态 |
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2016 |
巴斯夫（德国） |
在德国林布格霍夫新建研发中心 |
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2016 |
推出生物杀菌剂Serifel（Bamyloliquefaciens菌株MBI600） | |
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2015 |
英国利特尔汉普顿进行产能扩张（提高有益线虫和接种菌的生产量） | |
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2012 |
收购Becker Underwood（美国） | |
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2016 |
孟山都（美国） |
与住友化学的子公司Valent BioSciences（美国）签署合作协议 |
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2013 |
收购Agradis（美国） | |
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2013 |
与Novozymes（丹麦）建立了BioAg联盟 | |
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2015 |
先正达（瑞士） |
与DSM Foods Specialties（丹麦）签署合作协议 |
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2015 |
将生物防控技术子公司Bioline出售给InVivo合作集团（法国） | |
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2012 |
收购Pasteuria Bioscience（美国） | |
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2015 |
陶氏益农（美国） |
与生物工程公司Synthace（英国）合作开发作物保护产品的发酵生产技术 |
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2016 |
爱利思达生命科学（美国） |
与中国农科院植物保护研究所（CAAS）签署合作协议 |
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2014 |
收购Goemar（法国） |
3 全球微生物组技术应用与前景
微生物组技术指与有害生物共生微生物的整体生物群落，包括表面微生物、根际微生物、根表微生物和根系内生菌等关系的研究与治理。微生物组技术在种植业中可以起到降解农药、种子包衣、土壤酸化、盐碱化修复、土壤病害防治及保护农作物免受有害生物危害的作用。
3.1 微生物制剂将成为土壤改良市场的爆品
2022年全球土壤调节剂市场将达到78.3亿美元，并以8.16%的复合年增长率迅速增长。从类型来看，全球土壤调节剂可分为天然的和合成的两类，天然的以微生物制剂为主。中国2018年微生物肥料登记呈井喷式增长，产能达到3,000万吨，占比70%，产值达400亿元，市场竞争态势呈现白热化，微生物肥料产品将成为2019年肥料市场中最热爆品。
3.2 生物种衣剂发展势头迅猛
种子处理剂市场预计从2017年的67.6亿美元增长到2022年的113.1亿美元。该市场的增长得益于人们提出对有害生物进行综合治理方案，以减少化学农药的使用。微生物制剂处理种子可帮助作物应对生长早期的病虫害，对增加产量能起到积极的作用。生物种衣剂或生化复合种衣剂发展势头迅猛。
4 全球生物刺激素市场
全球生物刺激素市场的复合年增长率预计达10.43%，将从2017年的20亿美元增至2022年的32.9亿美元。生物刺激素因易于应用，靶向专一，对环境和人体健康危害小，能减少有害化学物质使用等特性受到偏爱。
按照类别来分，酸类和提取物类生物刺激素占据主要90%的市场份额。酸类生物刺激素包括氨基酸、腐殖酸、黄腐酸等；提取物类生物刺激素包括海藻提取物等。氨基酸类生物刺激素极具市场潜力。
产品类型方面，2017—2022年微生物改良产品的市场复合年增长率预计最高，因为该类产品能使作物生长不受土壤盐碱性的限制，抗旱且产量理想。亚太市场，尤其是中国市场，将是生物刺激素销量增速最快的市场。
需要指出的是，欧盟已将生物刺激素定义为一种包含某些成分和微生物的物质，这些成分和微生物在施用于植物或者根围时，对植物的自然进程起到刺激作用，包括加强营养吸收、营养功效、非生物胁迫抗逆及作物品质，与营养成分无关，明确了生物刺激素不属于农药管辖范畴，并出台了行业标准。
5 全球生物杀线虫剂市场
2016—2022年，全球杀线虫剂市场的复合年增长率预计将为3.30%，到2022年市场价值将达到14.3亿美元。由于发达国家严格的政策导致化学杀线虫剂退出市场，并转向有机农业种植，生物杀线虫剂将是增长最快的门类。
目前开发的新型安全环保的生物杀线虫剂主要有巴斯德杆菌PN1、厚垣普奇尼亚菌Cepa PC 10、紫草菌株251、解淀粉芽孢杆菌BV03菌株、坚强芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌＋地衣芽孢杆菌、伯克霍尔德氏菌属的A396菌株等。
6 全球杀细菌剂市场
全球杀细菌剂市场将以4.6%的年复合增长率扩大，到2022年市场价值将达到118.8亿美元。目前铜制剂和抗生素类药剂因存在农残、污染、抗药性问题，全球未来将向着新型、高效、低毒、环境友好型细菌性病害防治药剂的方向发展。
例如：美国OmniLytics公司的两款生物杀细菌剂产品可用于苹果、梨树、柑橘、番茄和辣椒的细菌性病害。该产品的有效成分是噬菌体，俗称为“细菌捕食者”，不仅对靶标细菌起效，对操作用户、有益种群以及环境风险极低，还对已对抗生素、铜制剂等产品产生抗性的细菌仍然有效，免于最大残留限量。该产品已经被批准用于有机农业。
7 全球除草剂市场
全球除草剂市场预计2023年市场价值将达到445.6亿美元，期间年复合增长率为7.1%。全球农业水平的提高、部分活性成分的致癌问题及除草剂残留问题，为生物除草剂的快速发展提供机遇。
例如Certis USA推出的生物灭生性除草剂，活性成分源自棕榈油和椰油的44%辛酸和36%癸酸，具有独特的快速作用方式，可以杀死植物的绿色部分，关闭叶绿体光合作用，使得植物缺失营养而凋亡。
Marrone Bio Innovations公司的生物除草剂MBI-014，是由新型热灭活细菌Burkholderia rinojensis（菌株A396）制成。MBI-014对一系列杂草具有苗后除草活性。
8 总结与展望
国际生物农药技术及市场前景的发展趋势，为中国生物农药发展提供借鉴。要正确认识生物农药的“农药”属性，把握助推土壤健康、作物健康和食品安全的定位，以服务品质提升、效益提高和绿色发展为使命，谋求行业和生态文明的协调发展。
在大宗作物上，关注土壤处理剂、种子处理剂的市场机会，土传病害和线虫等的发生面积仍将增加，而生物农药特别是微生物农药的用量会继续增长。关注防治细菌性病害的研发和产品登记，未来细菌性病害防治药剂具有广阔的市场空间。在经济作物上，随着果蔬生产对产品品质和产量的追求，全程生物解决方案的使用面积将继续上升。
未来中国农业将继续围绕食品安全和生态安全的重大需求，在国家农药负增长的驱动下，研发新型、高效、低毒、环境友好型生物农药是非常必要而迫切的。未来十年中国生物农药市场份额将从现在的10%提升到30%，农药企业要趁势抓住发展机遇，加强对生物农药新剂型、新靶标的开发，满足种植业需求，为中国农业绿色可持续发展做贡献。
种植者也应该转变传统的农业生产方式，选用安全环保的生物农药，发展有机绿色农业，确保作物生产有一个良好的开端，才能提高农产品品质和市场竞争力。
随着农业生产方式的转变、生态环境的保护、食品安全的要求以及国家政策的大力推动，生物农药必将成为最具发展潜力的农药品类。
注：本文内容参考了国家生物农药工程技术研究中心主任杨自文在2019年第十届生物农药发展与应用交流大会上所做的报告《国内外生物农药与生物防治发展现状》。 （来源：生物农药视界）
农药快讯, 2019 (17): 4-6.
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