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微生物制剂在农业中的经济潜力
发布时间:2015-2-13 10:22:03 责编:

在农业产品商业化发展25年时,Mark Trimmer创立了Dunham Trimmer 有限公司在2011年,为全球生物农业市场提供市场情报。在介绍时,Mark说起Agostine Bassi1835年发现了白僵菌这种有益微生物之后开启了生物防治的第一步。1901年另一种众所周知的微生物Bt(苏云金杆菌)第一次被日本生物学家志手金子石渡分离出来。1956年,太平洋酵母产品公司开发了一种被称为深层发酵的工业生产方法。这种方法使得Bt可以大规模生产。1973年,第一个病毒杀虫剂Elcar(棉铃虫核多角体病毒)获得商标。第一种昆虫信息素在美国注册,并且在1979年应用于捕捉大量的日本甲虫。

20世纪80年代,伴随着第一个可持续商业的成功案例,基础工业协会创立。自然生物防控生产协会始于1990年,刚开始仅40家公司。国际生物防控协会在1995年建立,目前在世界各地已有200多家公司。美国生物杀虫剂行业联盟在2005年建立。2007年在巴西,ABCbio已经聚集了35家生物防控公司。

微生物产品发展迅速

生物防控的迅速发展已经成为事实。2013年全球生物杀虫剂的市场仅仅占到19亿美元,最后预计年增长率为15%。因此该市场在2016年可能会超过30亿美元。生物杀虫剂占全球农作物保护市场的的3%,并且2017年将会增长近5%Trimmer说这类产品(80%)用在水果和蔬菜类作物。他预测微生物杀虫剂的快速发展,将占据整个市场的70%,成为最大的产品种类。在2013,微生物已经有了60%的市场份额。生物化学类为第二大产品,大约占25%,微生物产品占15%左右。作物上使用最多(约90%)的是由生物杀虫剂和生物杀菌剂制成的产品。其他的如生物杀草剂和生物杀线虫剂的应用范围仍然很小。微生物的主要活性成分有苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、还有芽孢杆菌属和巴斯德氏芽菌属的其他细菌。Timmer说,有市场研究表明,种子处理将是未来几年里增长最快的一个领域之一,这将必然是中耕作物市场的关键。我们认为生物防控在公共卫生市场方面也可能会增长。

安全的市场驱动

生物杀虫剂增长的原因有许多。其中一个众所周知的市场驱动力当然是食品安全和低残留。出口规格需要减少化学杀虫剂的残留,进口标准和超市标准也变得更高。在这一领域,对生物农药的需求随着耐药性问题迅速发展起来。显然,种植者需要额外的产品来解决抗虫和抗菌问题,生物农药的一个关键因子是他们在秋收之前会有一个短暂的间隔期,特别是对于果蔬类产品。生物农药为工人和农民带来了更多的安全。它的使用方法灵活且以一个可持续的好形象符合发达国家的消费需求。

更多的公司与登记

对农作物保护公司来说,生物农药成为一个越来越有吸引力的市场有很多原因。第一,与化学杀虫剂(登记需2.50 - 3.0亿美元)相比,研发成本低(300 - 700万美元);第二,一个活性生物防控成分的研发时间也更短,大部分不超过5年。来自生物资源的大多数物质具有多位点使用,而化学物质往往是单一的而且更容易产生抗性;第三,生物农药没有任何残留或残留很少。

    根据Dunham Trimmer数据库,生物防控活性成分的数量在世界范围内超过250种,超过1000种不同产品的配方中加入了这些活性成分,并且这些商业产品中超过800种是生物性杀虫剂。Trimmer补充说,巴西需求驱动了南美市场的增长最快。中国市场预计也将强劲增长。亚洲已经开始整合和协调生物防控产品。美国登记仍然处在较高水平,超过350种生物农药已经市场化。相比之下,巴西和欧洲登记了大约70生物化合物。消费者意识的提高使整合生物防控在美国成为一个既定事实。

商业集中在西方国家

在过去的3年里,这个市场改变地很快。Trimmer估计在西方国家已有170200家生物杀虫剂公司。我们发现了一个大的集中现象,10家公司销售60%的生物农药。全球生物农药市场的主要趋势是合并的初级阶段。知名跨国公司:拜耳、巴斯夫、孟山都、先正达、Valent Biosciences最近收购的生物生物防控公司如下。

跨国公司

被收购公司

拜耳

Agraquest & Prophyta

巴斯夫

Becker Underwood  (贝克安德伍德)

De Sangosse

Alpha Biopesticides  (阿尔法生物农药)

科伯特

Itaforte Bioprodutos

先正达

Pasteuri & Devgen

孟山都

Rosetta Green &Alnylam Pharma

诺维信

Natural Industries & TJ technologies

Valent Biosciences

Pace International

其他几家公司也有商业合作:

公司

合作公司

Arysta LifeScience

Plant Health Care

De Sangosse

Biopreparaty & Servalesa

FMC

Cytozyme

Eden research

cr.Hansen

Gowan

Isagro (意赛格)

Koppert (科伯特)

Bayer (拜耳)

Monsanto (孟山都)

Novozymes (诺维信)

Syngenta (先正达)

Novozymes(诺维信)/ Marrone Bio

Valent Biosciences

 

Biomar Microbial

Stockton (斯托克顿)

Amvac / Andermatt(安德马特)/ Brandt (勃兰特)/  Bioworks / CBC Group / Koppert(科伯特) / Marrone Bio / MGK

    总之,Timmer 预测一个持续强劲增长的生物市场和中耕作物的种子处理市场将在发达国家出现。

葡萄孢属的生物控制与来自拉勒曼德的Prestop

生物农药Prestop基于仿真微生物Gliocladum catulenalum J 1446。它是由拉勒曼德(Lallemand)十年前首次用于生物控制,主要是温室作物上。这种微生物有多种作用机制,重寄生物酶活动,定植于根系和叶片表面。主要的机制似乎是超寄生状态,并且这种作用机制包括了最小抵抗力的风险。Lallem and发展Prestop在波兰对灰霉病的生物防治lallemand发展Prestop在波兰的生物防治灰霉病(葡萄孢属)草莓作物和刺激疫病覆盆子(添加),这两个发病率高的疾病。Prestop拥有许多有趣的特性,因为它也积极对土壤疾病(Phytophtora腐霉属、镰刀菌素),它可以用在许多媒体增长喷在小幼苗,湿透了盆栽植物或通过滴灌系统。试验温室蔬菜Prestop显示:200 - 250克的这种化合物应用于滴灌系统移植后可以帮助防止Phytophtora根源。

Lallemand在波兰应用了Prestop生物制剂来防治草莓灰霉病(葡萄孢属)和覆盆子枯萎病(添加),两个发病率高的疾病。由于Prestop对土传病害(腐霉属、镰刀菌,疫霉菌所引起的)有作用,因此它有令人关注的特性。它可以大量用于栽培基质喷施小幼苗。浸湿盆栽植物或通过滴灌系统。有试验表明,温室蔬菜在移栽后应用滴管系统200 - 250Prestop化合物可以防止根部疫霉菌的侵害。

Prestop使用叶面施肥的方法第一次应用于果树上。Gliocladum catulenalum J 1446 10 ~ 30℃较活跃,15 - 25℃之间活跃最盛.Lallemand建议避免高温喷涂。pH值在5.07.5之间效果最好。这种微生物菌剂在不同的栽培基质中都能存活,如泥炭、盆栽混合和岩棉。“Prestop对于环境非常安全,它能够与益虫和传粉昆虫和谐相处” Lallemand的区域经理Selma Rogaska解释说。这种化合物无残留和没有持有期,它可以用在IPM中使用并能够与杀虫剂混用。润湿剂(Silwet金添加剂)没有必要,但可用于植物叶子表面蜡质。Prestop功效试验达到63%2013年草莓灰霉病和54%覆盆子刺激枯萎。这种化合物无残留和没有持有期,它可以用在IPM,夹杂着一些杀虫剂。润湿剂(Silwet金添加剂)是没有必要的,但可用于植物叶子表面蜡质。2013Prestop的试验效果在草莓灰霉病的防治中达到63%和覆盆子枯萎病上达到54%“Prestop的使用方法很重要,在移植后不久(0-7)或最晚在第一次症状出现后进行第一治疗。在移植时喷施整棵植株包括茎基部。然后,34周可重复使用一次。”Rogaska补充道。在防治枯萎病时,Lallemand建议使用0.5% 悬浮液,并且每1000植物茎部使用0.5% Prestop 20公斤。

Lallemand建议要确保在植株茎秆上的覆盖,特别是在由修剪或收获引起的伤口上。当病病害发生严重时,Prestop必须高剂量对整个树冠进行喷雾。推荐Prestop和化学杀菌剂治疗之间的间隔是4 - 7天。Prestop的登记预计将于20159月在波兰完成。它的应用可能紧接着会扩展到番茄和胡椒作物上,为了保护移栽后幼苗继续生长。

线虫和土壤真菌生物防治方法:Nico Orgo 的观点

不是总被提到,线虫病害在世界各地对作物生产都有重要影响。由于植物寄生线虫在世界主要的农作物上的为危害,年产量损失估计高达12%,” Nico Orgo 公司主管Kartik Lawajada 指出仅在印度,最近预算显示线虫引起的定量和定性每年产量损失总计约3亿美元。在香蕉、甘薯、甜菜等作物上损失严重。线虫离开植物容易感染疾病造成额外的产量损失。化学防治导致了抗药性的增加并且不加选择的使用杀线虫剂将破坏有益土壤生物群落。

常见土壤真菌病害也会造成大损失如镰刀霉,腐霉属和丝核菌对健康的根系和土壤构成了最大的威胁,不及时治疗,甚至可以导致植株死亡。就像线虫一样,他们存在于根区,因此许多农民缺乏必要的意识控制他们”Lawajada说。有化学防治方法但不能单独使用,且对环境有损害。溴化甲基呋喃丹都公认的有毒化学物质,在世界部分地区禁止使用。适当的控制方法需要研究和突破障碍必须缓解更快吸收Lawajada描述3种有用的生物防治剂:

    淡紫色拟青霉,一种有益真菌可控制几个种线虫。木霉菌——有益真菌,对真菌病原体有拮抗作用,如镰刀菌素、腐霉属、丝核菌。荧光假单胞菌一种微生物菌剂可抵制真菌和线虫对植株根部的危害。

淡紫色拟青霉是一种寄生性真菌,能够防治休眠期的线虫。它能够控制植株根部由植物寄生线虫引起的病害。淡紫色拟青霉质量严重影响线虫populatins lilacinus它生活线虫卵。它破坏了多达90%的寄生于线虫卵块中严重影响线虫种群。它对卵的破坏力达到90%,对卵块达75%-80%

绿色木霉是最强的一个土传真菌物种,能够控制集中经济重要病原体丝核菌、镰刀菌属等。此外,由于它能够溶解土壤中磷酸盐并能力并迅速分解有机物故可作为生物肥料使用。绿色木霉植入种子表面并立即杀死病原体。此外,它可以通过重寄生与抗生作用保护植株的整个生长周期。

荧光假单胞菌是细菌界的超人。它作为一种杀线虫剂,杀菌剂,也可以促进植物生长。它保护植物具有非特异性,一旦建立,它能够控制不同的病原体,同时诱导寄主植物系统产生抗性。它产生次生代谢产物对植物病害的抑制起着重要作用。荧光假单胞菌植入作物根系通过抑制土壤中植物病原体和根系竞争来抑制病害发生。

根据Lawajada所说,使用这三种生物制剂有很多优势,首先是环保:零残留毒性和总降解性。它们对人体、动物、植物和昆虫捕食者是无毒的。这3种生物制剂可以使用在作物的整个生长阶段。他们促进植物生长且植物病原体不易产生耐药性。它们之中如绿色木霉,有助于植株吸收营养。

这些生物制剂需要一些保存措施:他们在晚上时间必须应用冷却器温度),如果条件干燥,在使用之前必须灌溉。为了最佳的使用效果,在5 - 7天之前或之后不能喷施化肥和杀虫剂。这些生物制品需要存储在凉爽的地方远离直接光和热。因为这些产品主要对土壤起作用,因此被认为对大多数作物都有效,从水果到蔬菜,栽培植物到观赏植物。它们也可以用于景观、林业、草坪管理和家庭园艺,这意味着生物制剂有着更广阔的前景。

对甘蔗嫩梢蛀虫的早期有机管理方法:来自EID Parry的为基础的防治方法:

苦楝树基于颗粒制剂(Avana),在印度被EID Parry Ltd认为是一种系统性杀虫剂。Balaji医生, EID Parry Ltd的技术部经理在他的华沙讲座中报道了这一发现。这是控制甘蔗早期嫩梢蛀虫(ESB)的测试控制. 嫩梢蛀虫是一种重要害虫,它可以摧毁26%-65%的甘蔗主枝。幼虫钻孔并且从叶缘开始向下钻驻,同时向上杀死植物生长点。结果可导致糖分损失12%。如果发生严重甘蔗产量可下降70%。早期嫩梢蛀虫的有机防控成功的应用了印楝素(苦楝树提取物)有系统活性和缓释作用。在印度的23次试验中应用新印楝配方来防治嫩梢蛀虫  2片犁田上应用Avava(5公斤/公顷)的防治嫩梢蛀虫效果平均达到67% (59%为化学控制西维因和六氯苯)Avana也展出效果,增加分蘖数和一个更好的收益率(平均增加20%)

Balaji医生断定Avana对于安全和可持续有机农业是一个商业上可行的解决方案:基于苦楝树颗粒配方能长期有效的控制。它控制甘蔗上的早期嫩梢蛀虫,还有额外的好处。

利用Sakalia控制白粉病,天然植物防御活化剂

sakalia生物产品基于虎杖(Reynoutria sachalinensis)的自然提取的, Michele Galeazzi 说。欧洲中东地区产品生物学家互补解决方案,先正达C.P.AG(瑞士)。它提供了在特定的作物和蔬菜统一的方案来防治白粉病、叶斑和其他病害。第一个化合物在1990年代基于虎杖属由混合涂料合成。然后在2008Marrone Bio改革了 Sakalia的配方,就是现在先正达和Marrone联合所制。

Sakalia是一种自然快速反应植物保护催化剂,基于一个复杂的包括大黄素的自然分子。大黄素的抗菌活性显示在1980年并且于1984年做了作物抗真菌效果测试。其作用方式主要在于通过生化途径诱导作物系统抗性。“Sakalia快速诱导植物防御,不会持续很长时间。在IPM项目中我们已经测试成功这种生物杀菌剂的预防措施。”Galeazzi解释道。

对葫芦科(黄瓜和甜瓜)白粉病田间试验控制显示,与化学水平速度相比Sakalia药效较高。这些试验2011在西班牙,意大利,比利时和荷兰指导进行。2012年在Solanacea田间试验(番茄和胡椒作物)进行Sakalia控制白粉病的最佳效果,融入化学标准的喷雾项目。

Sakalia可以成功保护其他作物。先正达展示出它可以取代最后循环利用的化学品控制来葡萄白粉病。在IPM项目中它可以在葡萄上成功达到控制效果。Sakalia可以做到与其他杀菌剂混合使用。

它有一个良好的和毒性的一面。“Sskalia可以每个组成类似粉状水平作为标准的化学物质。和远高于生物控制标准。”Galeazzi说。Sakalia也是一种可持续的解决方案,作为抗活性物质有不同的管理策略。Sakalia现在有一个新的提高配方,当融入喷雾项目能达到最佳性能。目前销售,在美国,加拿大,墨西哥,厄瓜多尔,巴西和土耳其,并且它将很快侵入欧洲市场。

                      

                       文章来自:new aginternational 国际农业权威杂志

                        翻译:中农绿康市场部

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