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微生物農業吸引13家企業融資超20億美元

時間:2019-07-05   編輯:中國農藥網  瀏覽次數:

    上世紀60年代,發達國家在第三世界國家開展了農業生產技術改革活動,稱之為“綠色革命”,其主要內容是培育和推廣高產糧食品種,增加化肥施用量,加強灌溉和管理,使用農藥和農業機械, 以提高糧食產量。但過度使用灌溉用水和化肥、除草劑等化學物質卻對環境造成了負面影響。

    農業微生物技術是一種對環境友好的綠色技術,它可以通過微生物工業化工程,來分解動植物廢棄物資源,有效實現節能減排、生態文明等可持續發展目標。

綠色革命在發達國家興起,微生物農業吸引13家企業融資超20億美元

    微生物:

    個頭小作用大,開啟數十億美元的新興市場

    微生物是土壤的重要組成部分,它們的存在也是維持農業活動的關鍵。土壤微生物包括細菌、古菌、真菌、病毒、原生動物和顯微藻類,它們在土壤中進行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等過程,促進土壤有機質的分解和養分的轉化,并與植物根系形成一個復雜的生態系統。

    在農業中,有益的微生物對于保持土壤健康、提高土壤肥力至關重要,它們的主要作用包括分解有機質、參與土壤養分循環過程、改善土壤結構、固氮、促進植物生長、防治病蟲害等。

    一般來說,土壤中大多數微生物會在植物根際發揮作用。根際是受植物根系活動影響,在物理、化學和生物學性質上不同于土體的微域環境,它也是土壤-根系-微生物相互作用的微區域。

    根際微生物往往與植物形成共生關系,對提高作物產量、生產優質農產品很有幫助。例如,植物根際促生菌可促進植物生長及其對礦質營養的吸收和利用,尤其是磷和鋅,并能抑制有害生物,保護根部免受有害病原體的侵害。

    另一方面,許多微生物對害蟲有致病作用,利用這種致病性來防治害蟲可以有效減少殺蟲劑、殺菌劑等化學品的使用,而且不會對作物、周圍的生態系統或人類健康造成危害,也有助于環境保護和可持續發展。

    據美國知名市場研究機構Research and Markets的報告顯示,2018年,微生物農業的市場價值為34.5億美元,預計在2019-2024年間,這一市場的復合年均增長率將達到18.6%。其中,北美市場所占份額最多,約為36.7%。

    多年來,北美地區精準農業的發展,以及對高產優質農作物、土地生產力、土壤健康的需求推動了農業微生物產品的市場增長。這一地區正在積極推廣微生物產品的使用,特別是將其與化肥、農藥相結合,以維持大規模生產。從地理角度來看,由于熱帶和亞熱帶蔬菜、水果產量增加,預計亞太地區的復合年均增長率將最高。

    農業微生物產品為提高作物產量提供了可行的、成本效益高的解決方案,這一市場的主要驅動因素有以下兩點:

    首先是有機農業的發展。由于有害生物會對傳統的人工合成農藥產生抗性,而且微生物農藥比人工合成的農藥危害小,因為它通常只影響目標害蟲和與其密切相關的其他生物,所以,一些種植者選擇使用創新的微生物殺蟲劑。農藥、化肥價格的上漲,加上消費者對于有機產品和微生物農藥的關注都促進了微生物農業市場的增長。

    第二點是對可持續農業的需求。全球人口的增長、城市化的發展、耕地面積的減少,加上公眾對環境安全、食品安全的關注,使得作物產量必須增加,才能滿足糧食生產的需要。據聯合國人口學家預測,在2050年左右地球人口將會突破90億,農業生產可能會增長兩倍,而包括微生物技術在內的科技創新將在這一進展中發揮重要作用。

    對提高生產力、改善作物健康狀況的需求以及有利的調控政策等因素,導致微生物農業市場呈指數級增長。目前,這一市場較為分散,小企業占據了市場的主要份額。一些領先的農業公司也正在積極投資這一領域,特別是生物農藥,它們主要通過自主研發產品組合、收購或簽訂協議來打開市場。

    比如,全球著名的生命科學企業拜耳早已搶先布局生物農藥領域。2012年拜耳收購美國生物技術公司AgraQuest,AgraQuest主要開發細菌類微生物農藥產品,此次收購為拜耳爭取到第一種生物農藥Serenade。2013年,拜耳收購了生物農藥公司Prophyta,Prophyta主要研發真菌類微生物農藥產品,此次收購幫助拜耳建立起一個領先的生物產品技術平臺,完善產品結構。

    而先正達通過與荷蘭DSM公司建立合作關系,來共同開發基于微生物的農業解決方案。該項目旨在增強全球天然產品的多樣性,解決全球有限資源與大量食物需求之間的矛盾。在這次合作中,先正達提供了其在農藝應用方面的專業知識、植物生物技術,以及其全球市場渠道和市場影響力。另外,先正達還建立了一個專門的研發平臺,用于相關微生物的篩選。

    目前,雖然全球微生物全農業市場呈上升趨勢,但微生物產品保質期和田間藥效期較短,產品儲存條件嚴苛都阻礙了市場的發展。此外,微生物菌劑相關技術的缺乏以及種子處理過程中需要大量的功能性微生物,是種子微生物處理中面臨的一些挑戰。

    備受資本青睞的初創企業:提高作物產量是核心

綠色革命在發達國家興起,微生物農業吸引13家企業融資超20億美元

    01、Indigo Ag

    Indigo Ag致力于研究能夠在氣候變化中生存的作物,并為農民提供技術解決方案。通過對于高生命力、適應力的植物進行測試,Indigo Ag將其獨特微生物技術運用到天然種子包衣中,用以培養耐寒標本。

    2018年,Indigo高適應性玉米每英畝產量比傳統作物多10%,其小麥產量提高了近15%,五個國家的農民在超過一百萬英畝的土地上種植了Indigo作物。

    Indigo還創建了全球領先的農業微生物基因組信息數據庫,以分析出對植物健康最有幫助的微生物,增加作物對于營養物質的攝入,提升水分利用率,抵御作物病蟲害,從而獲得穩定、可持續的農業產量。

    02、Zymergen

    Zymergen 利用機器學習等技術來研究微生物的基因組,例如重新設計微生物的基因組成、尋找能產生某種蛋白質的基因組。得到強化的微生物可用于各種現有工業流程,針對農業,Zymergen 通過大數據和自動化,為種植者推薦所需的微生物種類。

    2018年12月,Zymergen宣布完成超過4億美元的C輪融資,由軟銀領投,參投者包括現有投資者 DCVC和True Ventures等。

    03、Ginkgo Bioworks

    Ginkgo Bioworks是位于波士頓的一家生物科技初創公司,此前主要利用生物技術為香水、食品等行業生產香料。

    2017年,拜耳生命科學中心部門投資1億美元與Ginkgo Bioworks共同組建了一家新公司,旨在通過生物解決方案提高肥料利用效率、減少氮肥用量。新公司的業務聚焦在植物寄生微生物、土壤微生物的研究上,計劃利用微生物的固氮作用減少肥料投入量。

    04、AgBiome

    AgBiome專門研究微生物菌群在農作物生長中的作用,開發可用于作物保護的創新生物產品,為全球農業提供新型微生物產品和解決方案。AgBiome已經對26000種微生物進行了測序,并分析了它們的特性。

    該公司的創新型產品Howler,是一種可用于作物病害控制的生物殺菌劑,適用于多種作物、草坪和觀賞植物。

    05、Pivot Bio

    Pivot Bio曾制造出世界上首個能產生氮的微生物,這種微生物可作為一種可持續的肥料,嫁接到玉米上。與合成化肥不同,產氮微生物能將氮直接輸送到玉米植株的根部,并貫穿整個生長季節。

    Pivot Bio已與幾個玉米主產州的農民合作,對該產品進行測試,并計劃于2019年開始銷售該產品。經過5個生長季節的研究和開發,Pivot Bio公司的肥料可以替代每英畝25磅的氮。

    06、Inocucor Technologies

    Inocucor Technologies是一家位于加拿大蒙特利爾的農業生物科技公司,主要研發以生物為基礎的可持續產品,以提高作物產量,縮短生長周期,并為有機種植者、溫室種植者以及主流生產模式的農民帶來更具適應性的土壤。

    目前,Inocucor已研發出多種用于農場和溫室的微生物菌株,公司主要投資者有 TPG Alternative & Renewable Technologies、Desjardins、Cycle Capital。

    07、NewLeaf Symbiotics

    NewLeaf Symbiotics是一家開發、生產、商業化有益植物微生物產品的農業技術公司,其相關專利和創新技術能促進植物生長和養分吸收,幫助農民提高產量。該公司還從事實驗室、溫室和田間產品試驗,主要研究粉色色素兼性甲基營養菌。

    08、BioConsortia

    BioConsortia致力于通過微生物解決方案改善天然植物性狀,提高作物產量。該公司采用自主研發的“先進微生物篩選流程”專利技術,讓作物接觸不同的土壤和微生物群落,并篩選出那些能夠在干旱、寒冷等惡劣環境中表現良好的有益群落,然后進行有目標的培育,從而研發出相應的微生物產品。

    09、BiOWiSH

    BiOWiSH研發的創新型生物催化劑產品,主要服務于農業和環保領域。該公司從生物學角度出發,用微生物技術解決肥效期短的問題,與化學抑制劑不同的是,其產品主要是通過強化土壤中微生物的作用,進一步活化土壤中氧、磷養分,達到減量增效的目的。

    10、Aphea.Bio

    Aphea.Bio主要生產基于天然微生物的下一代“生物殺蟲劑”,以替代化學農藥,降低對環境的負面影響。此外,該公司還開發新型“生物刺激劑”,即通過促進土壤養分的吸收來刺激作物生長。其核心技術主要應用在小麥、大麥和玉米上。

    11、Plant Response Biotech

    Plant Response Biotech是一家來自西班牙的綠色生物技術公司,主要研發和銷售新型生物制品,用于解決抗性問題,提高作物產量,減少有害化學產品在農業中的使用。該公司已經開發了多套生物產品組合,幫助作物應對環境壓力,例如干旱以及真菌和細菌疾病相關的生物壓力。這兩個因素都會降低作物產量,給種植者帶來風險,影響整個食物鏈供應。

    12、Adaptive Symbiotic Technologies

    Adaptive Symbiotic Technologies推出了一系列共生真菌產品,以增加谷物、蔬菜、豆類等作物的耐受性。其微生物產品BioEnsure,主要目標是玉米作物,旨在提高植物應對鹽堿地、極端溫度和干旱等非生物壓力的能力。據該公司稱,在相關的田間試驗中,產量增長高達85%。

    13、Biome Makers

    Biome Makers利用生物信息學對微生物進行測序,并結合專有的計算系統來整合生物的詳細信息,建立數據庫,為農場主、種植者提供改善農業生產的建議。Biome Makers推出的第一款產品叫做WineSeq,是專門針對葡萄種植者的管理平臺,它可以幫助釀酒師鑒定真菌和細菌特征。

    中國的微生物農業產業:政府助力,科研機構領頭

    中國在2017年成立了國家微生物農業產業技術創新戰略聯盟,計劃對產業發展中的共性技術瓶頸展開聯合攻關,推動產業實現重大技術突破,培育著名品牌和龍頭公司。該聯盟以創新為重點,衍生、培育出了一批“微生物農業”產業新技術研究、示范單位,進行微生物農業產業的研究、開發,以促進我國農業的高效和可持續發展。

    有業內專家指出,發展微生物新型農業,有利于 “二維結構”的傳統農業(植物、動物資源)轉化為 “三維結構”的新農業(植物種植業、動物養殖業和微生物發酵轉化業),而新農業產業結構較為健全,能有效地節約資源。

    目前,在中國,主要是科研機構在開拓這一領域。比如,東北農業大學開發出適合于寒地秸稈腐熟的微生物菌劑,在解決秸稈還田的同時,還可以增加土壤有機質和營養元素,讓土地更肥沃,實現資源再生。目前,東北農業大學將這項技術推廣到了牡丹江市、齊齊哈爾市、佳木斯市、密山市、建三江農墾局等地,建立了30余個秸稈腐熟制肥處理點,已累計處理秸稈300余萬噸,蘑菇及木耳種植廢棄菌包300萬噸,動物糞便排泄物500萬噸以上。

    2018年,中國科學院微生物研究所開發的生姜高效功能性微生物菌肥在生姜大田種植試驗過程中獲得成功,每畝增產可達25%至30%。目前使用該菌肥的大田試驗有100多畝,經測產每畝產量毛重可達11噸,與對照組相比每畝增產2.5噸左右。菌肥的功能性微生物是從生姜種植土壤中分離篩選所得,使用該菌肥能有效防控生姜土傳病害,同時也可改良土壤,增加土壤團粒結構,提高土壤的通氣、透水、保水保肥能力,最終實現生姜的高質高產。

    雖然微生物技術在農業領域的應用還處于起步階段,但在未來,它會對作物生長、土壤修復、肥料、農藥等相關領域產生廣泛影響,成為受資本青睞、具有發展潛力的新興產業。

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