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多殺霉素行業(yè)觀察:市場持續(xù)擴大,挑戰(zhàn)如何應對

責任編輯:左彬彬 來源:世界農(nóng)化網(wǎng) 日期:2023-12-27


多殺霉素(又稱″多殺菌素)是由土壤細菌產(chǎn)生的天然物質(zhì),可用于防控多種害蟲,例如薊馬、夜蛾、斑潛蠅、葉螨、蝗蟲、果蠅、紅火蟻等,也用于畜牧業(yè)、衛(wèi)生等領域的害蟲治理。多殺霉素最初是美國陶氏益農(nóng)公司的研究者在刺糖多孢菌發(fā)酵液中提取的一種大環(huán)內(nèi)酯類生物源殺蟲劑,含有85%的spinosyn A和15%的spinosyn D(其中spinosyn A的活性更高),于1997年進入美國市場,而后面向多國銷售。多殺霉素化合物專利在中國于2007年到期,此后國內(nèi)有多家企業(yè)布局了多殺霉素業(yè)務。


多殺霉素具有觸殺及胃毒毒性。其作用方式新穎,害蟲在攝入或接觸多殺霉素后,該成分會作用于害蟲的神經(jīng)系統(tǒng),持續(xù)激活靶標昆蟲煙堿型乙酰膽堿受體,但其結(jié)合位點不同于煙堿和吡蟲啉,國際殺蟲劑抗性行動委員會(IRAC)將多殺霉素分為第五組。多殺霉素可使害蟲迅速麻痹、癱瘓,常在1-2天后造成害蟲死亡,起效速度快。


多殺霉素可殺滅的害蟲種類繁多,而其最大特點體現(xiàn)在有效防控薊馬上。薊馬被列為國內(nèi)一類農(nóng)作物病蟲害,國內(nèi)市場尚無有效對抗此類害蟲的農(nóng)藥,而多殺霉素系列(還包括乙基多殺菌素)是目前市場上對薊馬唯一有效的殺蟲劑品類。另據(jù)悉,在防治鱗翅目害蟲方面,多殺霉素的功效能夠和氯氰菊酯相媲美。


此外,多殺霉素的另一個優(yōu)點是安全性良好。目前尚未見多殺霉素出現(xiàn)藥害的報道。得益于其獨特的作用機制,此類產(chǎn)品對哺乳動物、水生動物、鳥類也較為安全。該成分也可生物降解。多殺霉素在中國可用于綠色食品生產(chǎn)中,在美國、歐盟等地允許用于有機種植中。2023年,歐盟更新發(fā)布了由科迪華作為主要申請人的多殺霉素再評審初步結(jié)果,認為這一熱點殺蟲劑無內(nèi)分泌干擾效應,多殺霉素的安全性再獲認可。


但多殺霉素也存在限制其市場擴張的缺陷。多殺霉素的生產(chǎn)成本較高,通過刺糖多孢菌發(fā)酵生產(chǎn)多殺霉素的產(chǎn)量較低,副產(chǎn)物多,提取工藝復雜等因素導致產(chǎn)品價格較高,制約了多殺霉素的推廣。此外,多殺霉素光穩(wěn)定性不佳,在陽光下會快速降解。因此多殺霉素產(chǎn)品容易出現(xiàn)持效性不理想的問題。


針對持效性問題,陶氏對多殺霉素經(jīng)過化學結(jié)構(gòu)改造,制成了乙基多殺菌素。該成分同樣作用于昆蟲神經(jīng)系統(tǒng),具有胃毒和觸殺作用(IRAC列為第五組),但比多殺霉素具有更廣的殺蟲譜和更強的功效。其中有兩個組分——乙基多殺菌素-J和乙基多殺菌素-L,均獲得了美國″總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎″。在國內(nèi),乙基多殺菌素已經(jīng)進入″綠色食品農(nóng)藥使用準則″目錄,為綠色食品生產(chǎn)資料。


此外,不少多殺霉素與其他活性成分聯(lián)合使用以彌補持效性缺陷。


多殺霉素產(chǎn)品登記和應用


中國農(nóng)藥信息網(wǎng)顯示,目前(截至2023年12 月16日)國內(nèi)含多殺霉素的產(chǎn)品共計115個,有81家企業(yè)擁有登記證。這其中,多殺霉素原藥有8個,懸浮劑81個,水乳劑7個,水分散粒劑6個,餌劑3個,粉劑2個,微乳劑2個,可分散油懸浮劑2個。制劑中,多殺霉素單劑共計70個。與其復配的活性成分及對應產(chǎn)品數(shù)量分別為甲維鹽9個,茚蟲威4個,蟲螨腈4個,阿維菌素3個,吡蟲啉2個,唑蟲酰胺2個,虱螨脲2個,氟蟻腙2個,氯蟲苯1,呋蟲胺1個,噻蟲嗪1個,殺蟲環(huán)1個。而國內(nèi)獲得乙基多殺菌素(原藥、單劑和復配)產(chǎn)品登記的企業(yè)僅有科迪華一家(專利期未過)。


表1. 國內(nèi)獲得多殺霉素和乙基多殺菌素原藥登記的企業(yè)

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甲維鹽是國內(nèi)多殺霉素復配產(chǎn)品選用最多的活性成分。該成分是通過阿維菌素半合成的殺蟲劑,防治薊馬的速效性好,殺蟲譜廣,是一種具備高效、低毒、低殘留、無公害等特性的殺蟲劑。甲維鹽與多殺霉素聯(lián)用依靠雙重作用機理,可以延緩抗性發(fā)展。此類復配制劑近年來在蔬菜上的應用較多。


在海外,由于種植結(jié)構(gòu)不同,多殺霉素系列在不同地區(qū)的常見應用不盡相同。例如,在日本只有顆粒劑和水合劑,產(chǎn)品最主要應用在果蔬和水稻上;在韓國主要用于果蔬;在越南主要用于水稻,其次是應用在果蔬上。而在澳大利亞,此類產(chǎn)品多用于果蔬,防治果蠅(來源:BioEx 2023中王彭的報告)。


鑒于此類產(chǎn)品具備的特點,在實際應用中有以下幾點建議:

1)多殺霉素系列產(chǎn)品在害蟲低蟲齡階段的防治效果優(yōu)于高蟲齡,因此建議提前使用。

2)與甲維鹽、蟲螨腈等成分聯(lián)合使用,能夠改善抗蟲的速效性和持效性。

3)此類產(chǎn)品沒有內(nèi)吸性,因此液體制劑在使用時應做到噴勻噴細,也可搭配具備內(nèi)吸性的殺蟲劑使用。

4)多殺霉素和乙基多殺菌素已出現(xiàn)交互抗性,在抗性治理中需避免二者輪用。

5)研究顯示多殺霉素系列對蜜蜂的毒性較高,使用時應注意遠離授粉蜜蜂。


領先企業(yè)布局市場


作為最早布局多殺霉素系列產(chǎn)品的企業(yè),科迪華(原陶氏)目前依舊是此類產(chǎn)品重要的供應商。據(jù)公司介紹,其在澳大利亞銷售的Naturalure®(含多殺霉素、引誘劑和保濕劑)已成為該國各地果樹和葡萄作物中防治果蠅的首選產(chǎn)品之一,得到了廣泛的使用,產(chǎn)品在炎熱條件下也能保持活性,還獲得了有機認證。在中國,科迪華已不再銷售多殺霉素產(chǎn)品,取而代之的是乙基多殺菌素制劑,如愛多樂®,可用于防治水稻二化螟、稻縱卷葉螟、豇豆豆莢螟和黃瓜美洲斑潛蠅。


2022年,科迪華慶祝其斥資2.42億美元的乙基多殺菌素和多殺霉素擴產(chǎn)項目完工。這一位于美國密歇根州Midland I-Park的項目旨在滿足市場對其多殺霉素系列產(chǎn)品不斷增長的需求。加上此前在Harbour Beach建設的此類產(chǎn)品擴產(chǎn)項目,科迪華多殺霉素系列的產(chǎn)能將提高50%。此次擴產(chǎn)解決了100多個國家/地區(qū)客戶對于250多種作物的植保解決方案的需求。


在國內(nèi),齊魯制藥集團在研發(fā)多殺霉素上也取得了技術突破。公司經(jīng)過十多年的研究和摸索,攻克了工藝難關,于2017年成功開發(fā)并商業(yè)化供應多殺霉素,在此類產(chǎn)品技術創(chuàng)新和生產(chǎn)供貨等方面國內(nèi)領先。據(jù)齊魯制藥集團介紹,其呼倫貝爾基地建設項目投產(chǎn)后,公司多殺霉素產(chǎn)能將有極大提升,據(jù)多殺霉素產(chǎn)能將超過1500噸。


齊魯制藥集團已推出多款多殺霉素制劑,如10%多殺霉素懸浮劑(華星®老殺®、齊星捍清速®、齊星薊統(tǒng)領®)、480克/升多殺霉素懸浮劑(齊星班治®,齊星薊無名®)、0.5%多殺霉素粉劑(華星功臣®)、20%多殺?甲維鹽懸浮劑(齊星蛙盾®),為種植者提供了防治小菜蛾、細斜紋夜蛾、果蠅、薊馬等害蟲的新的選擇。


布局全球多殺霉素業(yè)務的三浦百草多年前將多殺霉素設定為戰(zhàn)略研發(fā)產(chǎn)品。公司于2018年在國內(nèi)取得了多殺霉素原藥登記,目前已在全球60多個國家和地區(qū)進行了登記布局,同時擁有國內(nèi)的制劑登記4個,正在登記中的復配產(chǎn)品2個。三浦百草多殺霉素產(chǎn)品通過在技術方面不斷創(chuàng)新,提高了多殺霉素的適用性和經(jīng)濟性,擴大了應用范圍。據(jù)悉,三浦百草也在擴大多殺霉素的產(chǎn)能。其二期項目即將投產(chǎn),屆時公司的多殺霉素產(chǎn)能將會翻倍。


三浦百草多殺霉素(2.5%、5%、480克/升)目前在國內(nèi)黃瓜、豆角、花卉、茄子、辣椒、石榴等作物防治薊馬上得到了廣泛的推廣和應用,效果表現(xiàn)優(yōu)異;同時在蔬菜青蟲、花生小菜蛾、大蔥蔥管蟲、水稻稻縱卷葉螟等作物害蟲上試驗推廣。


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2023年7月20日觀察到豆角薊馬數(shù)量多,基本爬滿在作物上,當日施用三浦百草的利凈(含多殺霉素),24小時跟蹤薊馬情況,死蟲基本都落在了葉片上,死蟲率約70%。

  

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2023年6月10日記錄黃瓜花中薊馬藏在花蕊里,粗略統(tǒng)計蟲口有8頭,當日使用三浦百草多殺霉素+甲維鹽,次日觀察到花中薊馬活蟲0個。


未來前景


近年來有害生物綜合治理方式的應用逐年擴大,尤其是在農(nóng)業(yè)領域,對綠色農(nóng)藥、生物農(nóng)藥的需求逐年增加,多殺霉素系列產(chǎn)品的市場未來仍將持續(xù)增長。此外,隨著更多新產(chǎn)能的建成并投放,多殺霉素系列在我國的應用將持續(xù)上升。


盡管前景被人看好,但多殺霉素系列市場的快速擴大仍被一些因素限制。陶氏益農(nóng)開發(fā)的多殺霉素和乙基多殺菌素,以及先正達開發(fā)的阿維菌素和甲維鹽,被稱為是發(fā)酵產(chǎn)品類殺蟲劑中的″四大天王″,共占全球發(fā)酵產(chǎn)品類殺蟲劑銷售額的約90%。阿維菌素和甲維鹽與多殺霉素的市場重合度高,對多殺霉素市場顯著擴大造成一定限制。不過環(huán)保部在2017年將阿維菌素列入″高污染、高風險″行列后,其銷量正在下降。阿維菌素經(jīng)歐盟再評審之后,由于對鳥類、野生哺乳動物、水生無脊椎動物、蜜蜂、非靶標節(jié)肢動物等均具有較高的風險,于2023年被限制為僅能在溫室大棚中使用。來自阿維菌素的競爭正在下降。


此外,多殺霉素系列的生產(chǎn)成本較高,農(nóng)民會對高價產(chǎn)品的效果有較高的期望。不過對此已有企業(yè)在攻克生產(chǎn)難題上取得了進展,除了實現(xiàn)多殺霉素的大規(guī)模生產(chǎn),還提高了多殺霉素中活性更強的spinosyn A的占比。一些企業(yè)還在劑型上突破創(chuàng)新,例如三浦百草的多殺霉素除了擁有最常見的懸浮劑外,還具備片劑、引誘劑、粉劑等,其中片劑由速釋層和緩釋層組成,速釋層能夠在投入水中后快速崩解釋放多殺霉素,在短時間內(nèi)殺滅水域中的害蟲,緩釋層則能夠保護多殺霉素在水中的活性和穩(wěn)定性,緩慢并長期釋放多殺霉素,大幅減少用藥。因此,未來多殺霉素價格和功效有望進一步改善。


企業(yè)也可通過更多技術研究,開拓與其他產(chǎn)品的差異化之路。多殺霉素化學合成困難,因此利用微生物發(fā)酵的生物合成受到青睞,但刺糖多孢菌較難培養(yǎng),且遺傳操作困難,克隆多殺霉素生物合成途徑,并在易于遺傳操縱的細菌中進行異源表達,是高效生產(chǎn)多殺霉素的重要研究方向。在此基礎上,通過對基因族進行改造,實現(xiàn)高活性多殺霉素衍生物(如丁烯基多殺菌素)的表達[1],也是提高多殺霉素類產(chǎn)品活性的研究方向——不過新活性成分登記難度大。多殺霉素系列產(chǎn)品在生產(chǎn)效率、成本、產(chǎn)能和功效方面陸續(xù)改善后,未來將贏得更大的市場份額。


另一方面,隨著行業(yè)產(chǎn)量擴大,企業(yè)之間的競爭也將加劇。國內(nèi)企業(yè)在擴大多殺霉素市場方面,可通過擴作登記,開發(fā)更多與農(nóng)藥的聯(lián)用方案,開拓西北、西南這些多殺霉素應用尚且較少地區(qū)的作物市場,此外也可發(fā)展花卉、獸藥、儲糧害蟲防治等細分市場。做好市場定位對發(fā)展多殺霉素業(yè)務至關重要。


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