土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的根基，是各類細菌、真菌、線蟲、昆蟲、植物等生物的棲息場所。土壤微生物在土壤健康中扮演著重要的角色，對作物種植意義重大。

各類微生物的多種新陳代謝促進著土壤中重要營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)。它們分解有機物質(zhì)，解離固定在土壤中的礦質(zhì)元素，釋放植物可吸收的養(yǎng)分，增加土壤肥力。

土壤中能與植物形成共生關(guān)系的微生物，例如菌根真菌，能夠與宿主植物聯(lián)合形成菌根，擴大植物養(yǎng)分吸收的面積。微生物為植物提供營養(yǎng)，作為交換，植物光合作用產(chǎn)生的糖也能夠被微生物利用。這些微生物能夠提高植物對干旱和土壤貧瘠的適應(yīng)力，改善植物的健康狀況。

微生物還能夠穩(wěn)定土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)。大量使用化學(xué)氮肥不僅危害土壤生命，氮肥還會流失到地下水造成富營養(yǎng)化。過量氮肥還會產(chǎn)生比 CO2 更強的溫室氣體N2O。一些微生物，如絲狀普里斯蒂亞菌產(chǎn)生的代謝物能夠抑制脲酶，并促進硝化酶的功能，可抑制尿素向銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化，以此減少銨態(tài)氮的揮發(fā)與流失，同時，該菌種能加速亞硝酸鹽向硝酸鹽的轉(zhuǎn)化，減少 N2O 排放[1]。

除了在營養(yǎng)方面，豐富的土壤微生物種類能夠為植物提供保護。有益菌的群體數(shù)量對控制土壤有害生物也能夠發(fā)揮巨大的作用，通過多種機制保護植物免受有害生物的侵害。根部與植物互利共生的微生物可減少病菌侵害根系。一些微生物還會產(chǎn)生殺滅土壤害蟲和線蟲的代謝產(chǎn)物。這些高效環(huán)保的微生物農(nóng)藥是化學(xué)農(nóng)藥的理想替代品。

人們對可持續(xù)農(nóng)業(yè)日趨重視，利用微生物來改善土壤健康，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的研究備受關(guān)注。農(nóng)業(yè)科技公司紛紛投入資源，開發(fā)基于土壤微生物的新型農(nóng)業(yè)投入品。這些產(chǎn)品包括微生物肥料、生物刺激劑、微生物農(nóng)藥等。眾多企業(yè)為土壤健康積極布局業(yè)務(wù)，通過自主開發(fā)、合作和并購等方式搶占市場。以下結(jié)合AgroPages世界農(nóng)化網(wǎng)的報道，介紹 2021-2024 年業(yè)內(nèi)企業(yè)在該領(lǐng)域推出的最熱門和新菌劑品類，及合作與收購動向，并探討行業(yè)未來的發(fā)展趨勢。

枯草芽孢桿菌為最熱門品類

近年 AgroPages 世界農(nóng)化網(wǎng)報道的新上市 / 登記的土壤改良菌劑中，枯草芽孢桿菌制劑是最常見的品類。此類有益菌主要定殖于土壤和植物根部，以其出色的功效和優(yōu)勢，無疑獲取了重要的市場地位。

枯草芽孢桿菌的定殖能力非常強，在 30–35℃這一適宜的溫度范圍內(nèi)，僅需 20 分鐘的時間，群體數(shù)量即可翻倍[2]。其在土壤中快速占據(jù)空間和營養(yǎng)，有助于預(yù)防病菌入侵。例如，枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的鐵載體可吸收環(huán)境中的鐵，減少其被病菌利用。此類有益菌還具備防控線蟲侵害的功效。枯草芽孢桿菌還會在植物根部形成生物膜，幫助植物抵御土傳病害，并有助于植物吸收重要的營養(yǎng)物質(zhì)。此類有益菌還能夠產(chǎn)生多種對抗植物病害的物質(zhì)，阻礙病害的生長繁殖。其產(chǎn)生多種L型氨基酸能夠被植物利用，增強抵御病害的能力。

除了幫助植物抵御有害生物，枯草芽孢桿菌還具備生物肥料的功效。其產(chǎn)生的氨基酸可直接被植物吸收，也可在與其他中微量營養(yǎng)元素螯合后吸收，以此促進對多種營養(yǎng)物質(zhì)的利用。枯草芽孢桿菌還有助于提高磷和氮對植物的可利用性。其分泌出的有機酸和酶可將難溶解的磷酸鹽轉(zhuǎn)化成能被植物利用的形式。枯草芽孢桿菌還有助于固氮。這些營養(yǎng)物質(zhì)被植物吸收，極大促進了植物的生長。

枯草芽孢桿菌還有助于降解土壤中的有機質(zhì)，增加腐殖質(zhì)含量。這一過程可改善土壤結(jié)構(gòu)，減少水土流失，改善肥力，有助于土壤有益菌和根系的生長，對長期的土壤健康狀況大有脾益。

此外，枯草芽孢桿菌易于進行工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)，并且此類細菌可以形成孢子，對不利環(huán)境的抵抗力較強，產(chǎn)品保質(zhì)期較長，因此這類菌種受到了眾多企業(yè)的青睞。

PPFM，新興菌劑活性成分

和枯草芽孢桿菌這種已進入市場至少數(shù)十載的菌種不同，粉色色素兼性甲基營養(yǎng)細菌 PPFM（Pink pigmented facultative methylotrophs）是近年才上市的新菌劑活性成分。此類革蘭氏陰性菌除了可以定殖在植物根部，還能夠定殖于葉片，在農(nóng)業(yè)中同樣扮演重要角色。

天然 PPFM 存在于土壤，以及植物根部、葉片等地上部位，可與植物形成共生關(guān)系。宿主植物分泌出的碳源代謝物（甲醇）能夠被 PPFM 利用。而 PPFM 可產(chǎn)生多種植物激素，例如吲哚乙酸、細胞分裂素和赤霉素，能夠促進細胞分裂、根系乃至整個植株的生長。PPFM 還可產(chǎn)生溶解土壤中鐵的物質(zhì)，有助于鐵被植物吸收，從而促進葉綠素的合成，提高營養(yǎng)利用效率。此類細菌還有固氮和溶解土壤中磷的功效[3]。PPFM 產(chǎn)生的大量氨基酸也有助于促進植物的新陳代謝，改善作物品質(zhì)[4]。

在生物防治功能方面，PPFM可產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，與病害爭奪資源，調(diào)整土壤微環(huán)境，有助于保護植物免受病菌侵害。此外，PPFM 中的 Methylorubrum extorquens NLS0042 菌株具有減少玉米根蟲侵害的功效。

PPFM 呈現(xiàn)粉色是由于類胡蘿卜素的存在，這也使得 PPFM 能夠抵抗過強的陽光照射[5]。

與枯草芽孢桿菌易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點不同，PPFM 細胞壁薄，培養(yǎng)和發(fā)酵難度大，工業(yè)化生產(chǎn)對技術(shù)水平要求高。但已有企業(yè)率先突破了技術(shù)壁壘。目前已進入市場的 PPFM 制劑由兩家企業(yè)開發(fā)：慕恩生物于 2022 年推出含 PPFM 的慕抗寶；美國 NewLeaf Symbiotics 的 TS201 于 2022 年獲美國環(huán)保署的登記，產(chǎn)品現(xiàn)已上市。

微生物企業(yè)強強聯(lián)合，競逐土壤健康市場

為了推出更多改善土壤健康狀況的菌劑產(chǎn)品，近些年多家企業(yè)通過經(jīng)銷合作，將他人企業(yè)改善土壤健康狀況的菌劑納入自己的產(chǎn)品組合中，或借助研發(fā)合作，以便未來開發(fā)出更多創(chuàng)新型產(chǎn)品。

美國先鋒與 NewLeaf Symbiotics 就含有 PPFM 的 TS201 達成經(jīng)銷協(xié)議，該產(chǎn)品在美國以產(chǎn)品名 BioWake Prime 銷售。這一菌劑用于激活玉米自身對根蟲的防御能力，減少整個生長季的根蟲取食，保護作物產(chǎn)量，減少倒伏影響，改善收成。產(chǎn)品在美國推出后，美國先鋒還宣布將該產(chǎn)品的經(jīng)銷合作地區(qū)擴大至中國、阿根廷、巴西和烏克蘭。

先 正 達 集 團 中 國 旗 下 MAP 與 美 國 寶 微 科 技（BiOWiSH Technologies）宣布達成戰(zhàn)略合作，在中國各地銷售寶微科技的增效肥產(chǎn)品。該系列新產(chǎn)品具備寶微獨有的 HoloGene 3 技術(shù)，其內(nèi)生芽孢桿菌可通過根噬循環(huán)將土壤養(yǎng)分輸送給作物，在植物和土壤微生物之間創(chuàng)造互利共生的關(guān)系。據(jù)悉，這種獨特的作用模式加上行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn)品保質(zhì)期，可在多種操作方式、氣候和環(huán)境下發(fā)揮理想的功效，農(nóng)民需要支付的成本也較低。

中農(nóng)立華生物科技股份有限公司與西班牙 Bioiberica Plant Health 建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。中農(nóng)立華計劃引進 Bioiberica 用于土壤的菌劑等產(chǎn)品。Bioiberica 重點關(guān)注中國農(nóng)業(yè)的高需求作物，如辣椒、番茄、黃瓜、草莓、柑橘、葡萄、水稻和小麥等。Bioiberica 已有產(chǎn)品在國內(nèi)獲得了登記，其目標(biāo)是將業(yè)務(wù)覆蓋全國，尤其注重服務(wù)中國北方和東南省份。

以色列 Lavie Bio 的 Yalos 含有微 生 物 Arthrobacter globiformis 和 Erwinia gerundensis，通過提高營養(yǎng)元素的利用效率，提高作物產(chǎn)量，改善種植者的盈利能力。有兩家經(jīng)銷商針對該產(chǎn)品與 Lavie Bio 合作：WinField United 在加拿大銷售 Yalos，重點關(guān)注主要農(nóng)業(yè)地區(qū)（包括薩斯喀徹溫、阿爾伯塔和馬尼托巴），目標(biāo)作物是春小麥、硬質(zhì)小麥和大麥；Ceres Global Ag 在美國和加拿大供應(yīng)該產(chǎn)品。

美國 Indigo Ag 與土耳其作物投入品分銷商 Galeri Ziraat 開展合作。Galeri Ziraat 在土耳其銷售 Indigo Ag 的微生物種衣劑系列產(chǎn)品，而后合作范圍擴大，將在該國銷售包括用于玉米的 biotrinsic i30 FP（含簡單芽孢桿菌），用于棉花的 biotrinsic i177 FP（含有益真菌），以及用于冬小麥的 biotrinsic i39 FP（含尖孢枝孢霉），均具備促進植物吸收養(yǎng)分和水，提高植物抗旱能力的功效。

Certis Biologicals 宣布達成經(jīng)銷合作， 由 Belchim Crop Protection 在加拿大銷售其旗艦產(chǎn)品 Double Nickel 55LC（含解淀粉芽孢桿菌 D747）和 LifeGard WG（含蕈狀芽孢桿菌分離株 J）。兩產(chǎn)品均可用于土壤，作為殺菌劑使用。

先正達在加拿大銷售富美實的 Draco。產(chǎn)品含有枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌，用以對抗危害根系的線蟲和病害（如絲核菌）。產(chǎn)品還具備生物刺激素的功效，改善作物根部對水的利用，提高作物活力。

先正達還與澳大利亞 Metagen 達成合作，共同研發(fā)創(chuàng)新型生物解決方案，以增強多種作物的抗逆性，并改善土壤健康。這項合作利用先正達在植保和種子處理方面的專長，以及 Metagen 在微生物解決方案和土壤微生物 DNA 評估領(lǐng)域的尖端技術(shù)，開發(fā)出新產(chǎn)品，幫助農(nóng)民在提高作物產(chǎn)量的同時，改善作物生長環(huán)境。

諾維信與 Certis Belchim 達成協(xié)議，將合作研發(fā)并在歐洲植保市場中經(jīng)銷新款微生物源殺菌劑。該產(chǎn)品將會用于對抗多種果蔬和觀賞植物上的各類土傳和葉面病害。公司預(yù)計產(chǎn)品將會在 2-3 年內(nèi)獲得歐洲的首次登記。

行業(yè)迎來新一輪收購熱潮

除了通過經(jīng)銷與研發(fā)合作，業(yè)內(nèi)生物制劑企業(yè)還借助收購擴大自身菌劑產(chǎn)品組合，進入更多市場。

領(lǐng)先肥料企業(yè)美國美盛公司收購了開發(fā)生物肥料等農(nóng)用生物制劑的 Plant Response，以擴大其在土壤健康領(lǐng)域的市場占有量。Plant Response 的產(chǎn)品線中有多款用于提高植物對營養(yǎng)利用效率的產(chǎn)品，對美盛公司而言是重要的補充。例如，Plant Response 的生物肥料 BioPath 和 PowerCoat 含有芽孢桿菌，定殖于作物根部后會溶解根系周圍土壤中的營養(yǎng)成分，以便作物將其吸收利用。Plant Response 還在開發(fā)的另一款重要產(chǎn)品是針對磷元素的利用，而磷是美盛公司極為重要的業(yè)務(wù)板塊，此次收購有助于美盛公司在未來針對磷肥創(chuàng)造出更多業(yè)務(wù)機會。

Biobest 近年收購了美國拜沃和巴西領(lǐng)先生物制劑企業(yè)Biotrop。這兩家企業(yè)均擁有改善土壤健康的菌劑產(chǎn)品。例如拜沃的RootShield 含有哈茨木霉 T-22，可用于對抗腐霉、鐮刀菌、絲核菌等病害。Biotrop 產(chǎn)品眾多，這其中包括 FURATROP，該產(chǎn)品含有枯草芽孢桿菌 CNPSo 2657，用于防治線蟲，保護根系，產(chǎn)品具備的 Hayai 技術(shù)有助于激活土壤有益細菌并在根系定殖，加快作物早期發(fā)育；Biotrop 還擁有生物肥料 BIOFREE，產(chǎn)品含熒光假單胞菌 CCTB03 和巴西固氮螺菌 AbV6，據(jù)公司介紹，該產(chǎn)品可將肥料利用效率提高高達 25%，產(chǎn)品兼具溶磷和固氮功效。Biobest 借這兩項收購，從園藝生物防治和授粉企業(yè)，轉(zhuǎn)型成為涉足益蟲、生物農(nóng)藥、生物刺激素、接種劑和授粉領(lǐng)域，業(yè)務(wù)覆蓋溫室與戶外大田作物的企業(yè)，并在南美洲市場中占有重要地位。

諾穩(wěn)薩集團收購了美國生物刺激劑開發(fā)商 Agro-K。Agro-K 的技術(shù)可保護并改善土壤、環(huán)境和人類健康，其專長覆蓋植物生理、營養(yǎng)、土壤科學(xué)與土壤微生物領(lǐng)域。其產(chǎn)品有助于推動農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中資源利用效率的提升。這次收購有助于集團旗下 Rovensa Next 在美國這個重要市場實現(xiàn)業(yè)績增長。諾穩(wěn)薩集團表示，收購 Agro-K 后，集團的收入超過 8 億歐元。

美國奧特奇作物科學(xué)公司收購了西班牙 Ideagro。該收購有助于加快兩公司技術(shù)平臺對土壤和作物的研究，并促進微生物制劑的開發(fā)，讓奧特奇全球的客戶從中受益。

除了收購公司，另有企業(yè)對產(chǎn)品進行了收購。Certis Biologicals 收購了 AgBiome 的兩款殺菌劑 Howler 和 Theia。Howler 的活性成分為綠針假單胞菌 AFS009，而 Theia 則含有枯草芽孢桿菌 AFS032321，兩產(chǎn)品均可用于防控土傳病害。

行業(yè)未來展望

土壤健康是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在，微生物對改善土壤健康狀況發(fā)揮著關(guān)鍵作用。微生物制劑行業(yè)正處于快速發(fā)展階段，未來前景廣闊。隨著全球?qū)沙掷m(xù)農(nóng)業(yè)和環(huán)境友好型產(chǎn)品的需求不斷增長，微生物制劑將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中扮演越來越重要的角色。筆者對該行業(yè)未來的展望有以下幾點：

1. 高效選育優(yōu)質(zhì)菌株

隨著分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，如基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)等，極大促進了微生物的種類和功能方面的研究。利用這些先進技術(shù)，企業(yè)可以更高效地篩選功能菌株。通過合成生物學(xué)或基因編輯技術(shù)，可以創(chuàng)制或增強具有目標(biāo)功能，且適合產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的高產(chǎn)菌株。

2. 優(yōu)化功能菌株組合

不同菌種復(fù)配的微生物制劑正成為行業(yè)發(fā)展的重要方向。這種菌劑通過結(jié)合不同功能的菌株，可以發(fā)揮多重作用，比單一菌株制劑具有更大的優(yōu)勢，特別是將具有互利共生關(guān)系的微生物進行混配。這一趨勢在土壤改良領(lǐng)域尤為明顯，該領(lǐng)域往往需要微生物發(fā)揮多種功能，而這些功能常需要多種微生物協(xié)同作用才能實現(xiàn)。然而，這一過程也面臨著挑戰(zhàn)，因為一些微生物之間可能存在競爭或拮抗關(guān)系，研究者需要評估不同菌種的共培養(yǎng)特性。

3. 推出定制化解決方案

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域性和作物特異性要求微生物制劑的選用更加精準(zhǔn)。未來，基于特定土壤類型、氣候條件和作物需求的定制化微生物制劑將更受歡迎。這需要企業(yè)深入了解當(dāng)?shù)氐耐寥赖惹闆r，將精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)與微生物制劑的應(yīng)用深度結(jié)合。通過實時監(jiān)測土壤微生物群落變化，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)和作物生長狀況，可以實現(xiàn)微生物制劑的精準(zhǔn)施用，提高使用效率。

4. 產(chǎn)業(yè)鏈整合加速

大型農(nóng)資供應(yīng)商將通過戰(zhàn)略合作或并購，不斷擴充改良土壤的微生物制劑產(chǎn)品線。同時 , 專業(yè)的微生物制劑公司也將尋求與種子、肥料公司的合作，提供一體化解決方案。這種整合趨勢有利于資源優(yōu)化和技術(shù)共享，推動行業(yè)整體發(fā)展。

5. 市場教育至關(guān)重要

相比傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥，微生物制劑的使用方法和效果評估更為復(fù)雜。未來，企業(yè)需要加大對農(nóng)民和銷售商的培訓(xùn)力度，提高他們對微生物制劑的認(rèn)知和使用技能。同時，通過示范田和長期跟蹤等方式，積累更多實際應(yīng)用數(shù)據(jù)，增強用戶對產(chǎn)品的信心，促進產(chǎn)品推廣，讓更多土壤從菌劑中受益。

參考：

[1] 氮能生物在BioEx 2024上所做報告

[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]