中国农药工业以技术创新为导向
中国农药工业经历了70多年的发展,逐步形成了以基础化工为基础、具有规模效应的全产业链布局。然而,随着我国农药产能的逐步扩张,我国农药行业正面临着重塑供需平衡的挑战。
中国农药行业的基本商业模式始于为跨国公司生产仿制药活性成分(AI)。随着中国加入世界贸易组织(WTO),海外高污染、高能耗的化工生产开始按照“雁阵范式”向发展中国家转移。作为提供基础化学品生产的发展中国家,中国在改革开放时期全面接受了海外化工产业的转移。由此,中国帮助降低了全球农业投入品行业的整体成本,B2B模式已发展成为中国农药行业发展的通用商业模式。
随着中国化学品制造商的研发实力和资金实力逐渐增强,业务开始向合同制造(CMO)和合同开发与制造(CDMO)领域拓展。以CMO为主营业务的联化科技等定制合成公司迅速崛起。中国国内有许多具有实际研发经验的化学工程师和化学家,在CMO和CDMO领域发挥着重要作用。
在资金实力逐步增加之后,中国农药生产企业对于研发方面的投入逐步增加。中国农药企业已经具备了对于过期专利化合物的工艺创新。工艺路线创新对于非专利化合物的生产者来说比较困难。企业更多在催化剂创新以及上游中间体配套布局上进行投入。
例如,纽特瑞康的嘧菌酯工艺创新专利主要利用氮杂双环化合物或其盐类,实现了高转化率、高产品纯度以及操作简便。同时,纽特瑞康利用自身羰基氯资源为上游关键中间体提供支持。这项环保型工艺创新,结合整个产业链的延伸,真正实现了绿色生产,也体现了中国企业的社会责任。.
与此同时,中国企业也具有针对即将过期专利化合物合成的能力。跨国公司们非常关注自己的专利产品的生命周期管理。在专利产品到期之前就需要考虑“防守战略”来抵御来自非专利农化企业和中国企业的钱在竞争。在中国供应市场,目前关注度比较高的化合物包括丙硫菌唑、氟吡菌胺、砜吡草唑和苯嘧磺草胺等。
丙硫菌唑目前在全球增长迅速,主要在巴西的大豆锈病的高效防治上。丙硫菌唑与肟菌酯(trifloxystrobin)以及联苯吡菌胺( Bixafen)的复配制剂产品线正在引领巴西的杀菌剂市场。除了丙硫菌唑之外,SDHI类杀菌剂是未来市场具有竞争力的品类。中国制造商在氟吡菌胺的产能投资已经开始动作。上游关键中间体 DCTMP 的生产商具有先天优势。在中国这种竞争激烈的市场,几乎所有的中国农药企业都在自己布局全产业链。具有关键中间体的生产和成本优势是最为关键的。在这类产品的合成方面,基础原材料的优势,比如光气、氯碱、氰化钠,以及氟化和氯化的工艺优势是决定企业成败的底层逻辑。
在巴西市场,砜吡草唑具有巨大的增长潜力。该产品主要防除大豆、玉米田牛筋草等抗性杂草。
它也是与丙氟嗪联合使用的高增长产品。例如,在巴西销售的Iharabras公司的Kyojin(30%吡咯磺草胺+20%氟虫恶嗪SC)就是具有竞争力的产品。它为农民提供了一种更有效地控制田间杂草的工具。
随着拜耳在新一代转基因性状研发方面不断取得突破,这家跨国公司将在未来的转基因种子中引入PPO除草剂抗性,这将使其在未来的除草剂市场占据显著份额。氟磺胺草醚具有快速防除阔叶杂草的优势,且活性高,适用于多种作物,并具有耐雨和耐低温的特性。在中国,惠州银农科技有限公司作为跨国公司在中国的技术定制生产合作伙伴,为客户生产氟磺胺草醚与草甘膦的混合制剂。该产品与草甘膦混合使用可产生明显的增效作用,从根本上解决了阔叶杂草的抗药性问题,并显著提高了草甘膦对杂草的作用速度。此外,这种新型分子配方还能减少用于防除顽固杂草的草甘膦用量。制剂类型 OD 也弥补了沙氟萘西林溶解度的不足,从而确保了 AI 的疗效。.
随着中国农药企业有了一定的资金积累并进行持续研发。一些领军企业也在开发中国专利化合物方面取得了从零到一式的进步。二化螟是水稻重要的钻蛀性害虫,由于在水稻上的防治用药局限性大,抗药性发展迅速。环丙氟虫胺(cyproflanilide)是将环丙甲基引入先导化合物溴虫氟苯双酰胺得到的自主创制品种。泰禾国际预计2024年可以正式上市。
随着以环丙氨酰苯胺为代表的中国自主研发专利化合物获得全球专利,中国创新产品也将逐步迈向市场布局的全球化。目前,中国创新分子的全球销售主要受限于新化合物在全球市场研发方面的巨额投资。从新化合物的发现到全球上市,研发总成本已超过1.4228亿美元。市场开发和全球注册成本占总投资的6.013亿亿美元以上。单个中国人工智能制造商难以承担如此高昂的投资。因此,中国企业需要海外战略合作伙伴的支持,才能实现其专利化合物组合的全球化。风险共担意味着收益共享。商业并非零和博弈,一方的损失并非另一方的收益。像一些日本企业那样,通过全球授权和合作开发品牌制剂产品,不失为一条可行的途径。.
矩阵式创新
作物保护行业的创新应当是“矩阵式创新”。从上游基础化工原料资源到氟化氯化工艺能力,再到提升原子利用率,从而获得高收率,高纯度的有效成分,终端制剂产品的创新以及施药方式的创新是产业链的“最后一公里”。
2022年底,中国农业农村部发布《到2025年减少化学农药化肥使用行动计划》,力争到2025年建立健全环境友好、生态包容的农作物保护与防治综合技术体系“十四五”期间,水稻、小麦、玉米等主要粮食作物化学农药使用强度(单位播种面积农药当量)力争较上年减少5%。 “十三五”时期。水果、蔬菜、茶叶等经济作物化学农药使用强度力争减少10%。 “十三五”期间,中国农田年均农药使用量(百分比)为27万吨。
中国是全球无人机植保领域发展最快的国家。中国无人机植保用了不到十年的时间,从几百公顷发展到2022年超过1.3亿公顷。创新技术正在给中国农业和植保行业带来根本性的变化。农业无人机植保符合中国农业减少化学农药和化肥使用的国家政策。以拜耳的Nativo为例,传统的手动喷洒水稻需要约450L至600L的水进行稀释。采用无人机植保,每公顷水仅需15L至30L,一方面节省人力,提高作业效率,另一方面节约用水。无人机植保技术已成为拜耳Nativo在东北水稻产区促销的关键因素。
新科技的采用都是机遇与挑战并存的。WDG剂型对于无人机喷药的适用性不高。传统固体制剂在超低稀释倍数下会出现分层等问题。这就需要从根本上提升AI delivery system,从而确保田间药效。桶混助剂在这方面给出了一个解决方案。比如拿敌稳WDG产品在无人机施药的时候就需要加入植物油类的助剂以实现低稀释倍数下的稳定的药液体系。另外,关键助剂的添加可以控制其漂移、抗蒸发以及抗雨水冲刷,增加渗透性和展着性。不仅如此,适用于无人机植保的创新制剂已经开始逐步替代传统制剂,比如DF可以替代WDG,OD可以替代SL,ME可以替代EC等。值得一提的是,目前Spreding Oil以及Floating Granule也在结合无人机在中国的水稻田中进行播撒施药。制剂自动均匀分散到水稻田的水中使得无人机施药的效率进一步提升。
总的来说,农药制剂的创新方法论是由稀释稳定性的研究到喷雾的粒度分布控制开始。对于产品的田间表现需要根据不同的作物以及施药方式进行改进。最终,我们才能获得可靠稳定的生物活性。除此之外,农药制剂的研发要考虑各个国家监管政策、法律法规以及政策的发展趋势。中国农药减量,欧洲的从农田到餐桌政策,美洲有机农业的发展以及巴西对于生物制品的强劲需求都需要全球制剂研发团队在研究过程中考虑到制剂的可持续性。
不仅是配方本身,配方原料的创新也是我们研究的重点。我们团队对天然聚合物改性的研究主要集中在欧盟对农药CS配方评估所带来的微塑料挑战。天然材料的可获得性是中国农药制剂领域的优势。我们也相信,持续研究天然高分子材料的改性以及建立天然材料数据库对于研发团队未来继续为农药行业的成功做出贡献非常重要。