菌剂产业观察: 跨国公司在土壤健康领域新动向(2021-2024)及未来展望

项目经理兼编辑

AgroPages 世界农化网

土壤是陆地生态系统的根基，是各类细菌、真菌、线虫、昆虫、植物等生物的栖息场所。土壤微生物在土壤健康中扮演着重要的角色，对作物种植意义重大。

各类微生物的多种新陈代谢促进着土壤中重要营养物质的循环。它们分解有机物质，解离固定在土壤中的矿质元素，释放植物可吸收的养分，增加土壤肥力。

土壤中能与植物形成共生关系的微生物，例如菌根真菌，能够与宿主植物联合形成菌根，扩大植物养分吸收的面积。微生物为植物提供营养，作为交换，植物光合作用产生的糖也能够被微生物利用。这些微生物能够提高植物对干旱和土壤贫瘠的适应力，改善植物的健康状况。

微生物还能够稳定土壤中的营养物质。大量使用化学氮肥不仅危害土壤生命，氮肥还会流失到地下水造成富营养化。过量氮肥还会产生比 CO2更强的温室气体N2O。一些微生物，如丝状普里斯蒂亚菌产生的代谢物能够抑制脲酶，并促进硝化酶的功能，可抑制尿素向铵态氮转化，以此减少铵态氮的挥发与流失，同时，该菌种能加速亚硝酸盐向硝酸盐的转化，减少 N2O 排放[1]。

除了在营养方面，丰富的土壤微生物种类能够为植物提供保护。有益菌的群体数量对控制土壤有害生物也能够发挥巨大的作用，通过多种机制保护植物免受有害生物的侵害。根部与植物互利共生的微生物可减少病菌侵害根系。一些微生物还会产生杀灭土壤害虫和线虫的代谢产物。这些高效环保的微生物农药是化学农药的理想替代品。

人们对可持续农业日趋重视，利用微生物来改善土壤健康，提高农作物产量和品质的研究备受关注。农业科技公司纷纷投入资源，开发基于土壤微生物的新型农业投入品。这些产品包括微生物肥料、生物刺激剂、微生物农药等。众多企业为土壤健康积极布局业务，通过自主开发、合作和并购等方式抢占市场。以下结合AgroPages世界农化网的报道，介绍 2021-2024 年业内企业在该领域推出的最热门和新菌剂品类，及合作与收购动向，并探讨行业未来的发展趋势。

枯草芽孢杆菌为最热门品类

近年 AgroPages 世界农化网报道的新上市 / 登记的土壤改良菌剂中，枯草芽孢杆菌制剂是最常见的品类。此类有益菌主要定殖于土壤和植物根部，以其出色的功效和优势，无疑获取了重要的市场地位。

枯草芽孢杆菌的定殖能力非常强，在 30–35℃这一适宜的温度范围内，仅需 20 分钟的时间，群体数量即可翻倍[2]。其在土壤中快速占据空间和营养，有助于预防病菌入侵。例如，枯草芽孢杆菌产生的铁载体可吸收环境中的铁，减少其被病菌利用。此类有益菌还具备防控线虫侵害的功效。枯草芽孢杆菌还会在植物根部形成生物膜，帮助植物抵御土传病害，并有助于植物吸收重要的营养物质。此类有益菌还能够产生多种对抗植物病害的物质，阻碍病害的生长繁殖。其产生多种L型氨基酸能够被植物利用，增强抵御病害的能力。

除了帮助植物抵御有害生物，枯草芽孢杆菌还具备生物肥料的功效。其产生的氨基酸可直接被植物吸收，也可在与其他中微量营养元素螯合后吸收，以此促进对多种营养物质的利用。枯草芽孢杆菌还有助于提高磷和氮对植物的可利用性。其分泌出的有机酸和酶可将难溶解的磷酸盐转化成能被植物利用的形式。枯草芽孢杆菌还有助于固氮。这些营养物质被植物吸收，极大促进了植物的生长。

枯草芽孢杆菌还有助于降解土壤中的有机质，增加腐殖质含量。这一过程可改善土壤结构，减少水土流失，改善肥力，有助于土壤有益菌和根系的生长，对长期的土壤健康状况大有脾益。

此外，枯草芽孢杆菌易于进行工业化发酵生产，并且此类细菌可以形成孢子，对不利环境的抵抗力较强，产品保质期较长，因此这类菌种受到了众多企业的青睐。

PPFM，新兴菌剂活性成分

和枯草芽孢杆菌这种已进入市场至少数十载的菌种不同，粉色色素兼性甲基营养细菌 PPFM（Pink pigmented facultative methylotrophs）是近年才上市的新菌剂活性成分。此类革兰氏阴性菌除了可以定殖在植物根部，还能够定殖于叶片，在农业中同样扮演重要角色。

天然 PPFM 存在于土壤，以及植物根部、叶片等地上部位，可与植物形成共生关系。宿主植物分泌出的碳源代谢物（甲醇）能够被 PPFM 利用。而 PPFM 可产生多种植物激素，例如吲哚乙酸、细胞分裂素和赤霉素，能够促进细胞分裂、根系乃至整个植株的生长。PPFM 还可产生溶解土壤中铁的物质，有助于铁被植物吸收，从而促进叶绿素的合成，提高营养利用效率。此类细菌还有固氮和溶解土壤中磷的功效[3]。PPFM 产生的大量氨基酸也有助于促进植物的新陈代谢，改善作物品质[4]。

在生物防治功能方面，PPFM可产生抗菌物质，与病害争夺资源，调整土壤微环境，有助于保护植物免受病菌侵害。此外，PPFM 中的 Methylorubrum extorquensNLS0042 菌株具有减少玉米根虫侵害的功效。

PPFM 呈现粉色是由于类胡萝卜素的存在，这也使得 PPFM 能够抵抗过强的阳光照射[5]。

与枯草芽孢杆菌易于工业化生产的特点不同，PPFM 细胞壁薄，培养和发酵难度大，工业化生产对技术水平要求高。但已有企业率先突破了技术壁垒。目前已进入市场的 PPFM 制剂由两家企业开发：慕恩生物于 2022 年推出含 PPFM 的慕抗宝；美国 NewLeaf Symbiotics 的 TS201 于 2022 年获美国环保署的登记，产品现已上市。

微生物企业强强联合，竞逐土壤健康市场

为了推出更多改善土壤健康状况的菌剂产品，近些年多家企业通过经销合作，将他人企业改善土壤健康状况的菌剂纳入自己的产品组合中，或借助研发合作，以便未来开发出更多创新型产品。

美国先锋与 NewLeaf Symbiotics 就含有 PPFM 的 TS201 达成经销协议，该产品在美国以产品名 BioWake Prime 销售。这一菌剂用于激活玉米自身对根虫的防御能力，减少整个生长季的根虫取食，保护作物产量，减少倒伏影响，改善收成。产品在美国推出后，美国先锋还宣布将该产品的经销合作地区扩大至中国、阿根廷、巴西和乌克兰。

先 正 达 集 团 中 国 旗 下 MAP 与 美 国 宝 微 科 技（BiOWiSH Technologies）宣布达成战略合作，在中国各地销售宝微科技的增效肥产品。该系列新产品具备宝微独有的 HoloGene 3 技术，其内生芽孢杆菌可通过根噬循环将土壤养分输送给作物，在植物和土壤微生物之间创造互利共生的关系。据悉，这种独特的作用模式加上行业领先的产品保质期，可在多种操作方式、气候和环境下发挥理想的功效，农民需要支付的成本也较低。

中农立华生物科技股份有限公司与西班牙 Bioiberica Plant Health 建立战略合作伙伴关系。中农立华计划引进 Bioiberica 用于土壤的菌剂等产品。Bioiberica 重点关注中国农业的高需求作物，如辣椒、番茄、黄瓜、草莓、柑橘、葡萄、水稻和小麦等。Bioiberica 已有产品在国内获得了登记，其目标是将业务覆盖全国，尤其注重服务中国北方和东南省份。

以色列 Lavie Bio 的 Yalos 含有微 生 物 Arthrobacter globiformis和Erwinia gerundensis，通过提高营养元素的利用效率，提高作物产量，改善种植者的盈利能力。有两家经销商针对该产品与 Lavie Bio 合作：WinField United 在加拿大销售 Yalos，重点关注主要农业地区（包括萨斯喀彻温、阿尔伯塔和马尼托巴），目标作物是春小麦、硬质小麦和大麦；Ceres Global Ag 在美国和加拿大供应该产品。

美国 Indigo Ag 与土耳其作物投入品分销商 Galeri Ziraat 开展合作。Galeri Ziraat 在土耳其销售 Indigo Ag 的微生物种衣剂系列产品，而后合作范围扩大，将在该国销售包括用于玉米的 biotrinsic i30 FP（含简单芽孢杆菌），用于棉花的 biotrinsic i177 FP（含有益真菌），以及用于冬小麦的 biotrinsic i39 FP（含尖孢枝孢霉），均具备促进植物吸收养分和水，提高植物抗旱能力的功效。

Certis Biologicals 宣布达成经销合作， 由 Belchim Crop Protection 在加拿大销售其旗舰产品 Double Nickel 55LC（含解淀粉芽孢杆菌 D747）和 LifeGard WG（含蕈状芽孢杆菌分离株 J）。两产品均可用于土壤，作为杀菌剂使用。

先正达在加拿大销售富美实的 Draco。产品含有枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，用以对抗危害根系的线虫和病害（如丝核菌）。产品还具备生物刺激素的功效，改善作物根部对水的利用，提高作物活力。

先正达还与澳大利亚 Metagen 达成合作，共同研发创新型生物解决方案，以增强多种作物的抗逆性，并改善土壤健康。这项合作利用先正达在植保和种子处理方面的专长，以及 Metagen 在微生物解决方案和土壤微生物 DNA 评估领域的尖端技术，开发出新产品，帮助农民在提高作物产量的同时，改善作物生长环境。

诺维信与 Certis Belchim 达成协议，将合作研发并在欧洲植保市场中经销新款微生物源杀菌剂。该产品将会用于对抗多种果蔬和观赏植物上的各类土传和叶面病害。公司预计产品将会在 2-3 年内获得欧洲的首次登记。

行业迎来新一轮收购热潮

除了通过经销与研发合作，业内生物制剂企业还借助收购扩大自身菌剂产品组合，进入更多市场。

领先肥料企业美国美盛公司收购了开发生物肥料等农用生物制剂的 Plant Response，以扩大其在土壤健康领域的市场占有量。Plant Response 的产品线中有多款用于提高植物对营养利用效率的产品，对美盛公司而言是重要的补充。例如，Plant Response 的生物肥料 BioPath 和 PowerCoat 含有芽孢杆菌，定殖于作物根部后会溶解根系周围土壤中的营养成分，以便作物将其吸收利用。Plant Response 还在开发的另一款重要产品是针对磷元素的利用，而磷是美盛公司极为重要的业务板块，此次收购有助于美盛公司在未来针对磷肥创造出更多业务机会。

Biobest 近年收购了美国拜沃和巴西领先生物制剂企业Biotrop。这两家企业均拥有改善土壤健康的菌剂产品。例如拜沃的RootShield 含有哈茨木霉 T-22，可用于对抗腐霉、镰刀菌、丝核菌等病害。Biotrop 产品众多，这其中包括 FURATROP，该产品含有枯草芽孢杆菌 CNPSo 2657，用于防治线虫，保护根系，产品具备的 Hayai 技术有助于激活土壤有益细菌并在根系定殖，加快作物早期发育；Biotrop 还拥有生物肥料 BIOFREE，产品含荧光假单胞菌 CCTB03 和巴西固氮螺菌 AbV6，据公司介绍，该产品可将肥料利用效率提高高达 25%，产品兼具溶磷和固氮功效。Biobest 借这两项收购，从园艺生物防治和授粉企业，转型成为涉足益虫、生物农药、生物刺激素、接种剂和授粉领域，业务覆盖温室与户外大田作物的企业，并在南美洲市场中占有重要地位。

诺稳萨集团收购了美国生物刺激剂开发商 Agro-K。Agro-K 的技术可保护并改善土壤、环境和人类健康，其专长覆盖植物生理、营养、土壤科学与土壤微生物领域。其产品有助于推动农产品品质和农业生产中资源利用效率的提升。这次收购有助于集团旗下 Rovensa Next 在美国这个重要市场实现业绩增长。诺稳萨集团表示，收购 Agro-K 后，集团的收入超过 8 亿欧元。

美国奥特奇作物科学公司收购了西班牙 Ideagro。该收购有助于加快两公司技术平台对土壤和作物的研究，并促进微生物制剂的开发，让奥特奇全球的客户从中受益。

除了收购公司，另有企业对产品进行了收购。Certis Biologicals 收购了 AgBiome 的两款杀菌剂 Howler 和 Theia。Howler 的活性成分为绿针假单胞菌 AFS009，而 Theia 则含有枯草芽孢杆菌 AFS032321，两产品均可用于防控土传病害。

行业未来展望

土壤健康是实现农业可持续发展的关键所在，微生物对改善土壤健康状况发挥着关键作用。微生物制剂行业正处于快速发展阶段，未来前景广阔。随着全球对可持续农业和环境友好型产品的需求不断增长，微生物制剂将在农业生产中扮演越来越重要的角色。笔者对该行业未来的展望有以下几点：

1. 高效选育优质菌株

随着分子生物学技术的快速发展，如基因组学、转录组学、蛋白组学等，极大促进了微生物的种类和功能方面的研究。利用这些先进技术，企业可以更高效地筛选功能菌株。通过合成生物学或基因编辑技术，可以创制或增强具有目标功能，且适合产业化开发的高产菌株。

2. 优化功能菌株组合

不同菌种复配的微生物制剂正成为行业发展的重要方向。这种菌剂通过结合不同功能的菌株，可以发挥多重作用，比单一菌株制剂具有更大的优势，特别是将具有互利共生关系的微生物进行混配。这一趋势在土壤改良领域尤为明显，该领域往往需要微生物发挥多种功能，而这些功能常需要多种微生物协同作用才能实现。然而，这一过程也面临着挑战，因为一些微生物之间可能存在竞争或拮抗关系，研究者需要评估不同菌种的共培养特性。

3. 推出定制化解决方案

农业生产的区域性和作物特异性要求微生物制剂的选用更加精准。未来，基于特定土壤类型、气候条件和作物需求的定制化微生物制剂将更受欢迎。这需要企业深入了解当地的土壤等情况，将精准农业、物联网等数字技术与微生物制剂的应用深度结合。通过实时监测土壤微生物群落变化，结合气象数据和作物生长状况，可以实现微生物制剂的精准施用，提高使用效率。

4. 产业链整合加速

大型农资供应商将通过战略合作或并购，不断扩充改良土壤的微生物制剂产品线。同时 , 专业的微生物制剂公司也将寻求与种子、肥料公司的合作，提供一体化解决方案。这种整合趋势有利于资源优化和技术共享，推动行业整体发展。

5. 市场教育至关重要

相比传统化学农药，微生物制剂的使用方法和效果评估更为复杂。未来，企业需要加大对农民和销售商的培训力度，提高他们对微生物制剂的认知和使用技能。同时，通过示范田和长期跟踪等方式，积累更多实际应用数据，增强用户对产品的信心，促进产品推广，让更多土壤从菌剂中受益。

参考：

[1] 氮能生物在BioEx 2024上所做报告

[2] Errington J, Aart LTV. Microbe Profile: Bacillus subtilis: model organism for cellular development, and industrial workhorse. Microbiology (Reading). 2020 May;166(5):425-427. doi: 10.1099/mic.0.000922. Epub 2020 May 4. PMID: 32391747; PMCID: PMC7376258

[3] Kumar, M., Tomar, R.S., Lade, H., Paul, D., 2016. Methylotrophic bacteria in sustainable agriculture. World J. Microbiol. Biotechnol. 32, 120. DOI: https://doi.org/10.1007/s11274-016-2074-8

[4] Bajpai A, Mahawar H, Dubey G, Atoliya N, Parmar R, Devi MH, Kollah B, Mohanty SR. Prospect of pink pigmented facultative methylotrophs in mitigating abiotic stress and climate change. J Basic Microbiol. 2022 Aug;62(8):889-899. doi: 10.1002/jobm.202200087. Epub 2022 Mar 29. PMID: 35349170

[5] Kumar R, Lee AC. Isolation and characterization of pink-pigmented, facultative methylotrophic (PPFM) bacteria from leaves of neem, Azadirachta indica A. Juss. Philippine Journal of Systematic Biology. 2009;3(1):8–16. doi: 10.3860/pjsb.v3i1.1009. [CrossRef] [Google Scholar] [Ref list]

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