世界农化网中文网报道:
种子是农业″芯片″,种业振兴已上升为国家意志
1.1 粮食安全关系国计民生
粮食安全是我国国家安全重要组成部分。我国是世界上人口最多的国家之一,但耕地相对稀缺,一直以来用世界约 7%的土地,养活了世界约 22%的人口,2021 年我国粮食人均占有量为 483 公斤,高于国际公认的 400 公斤粮食安全线,而同期美国粮食人均占有量超 1700 公斤。粮食是人民生活的基本物质需求,因此粮食安全对于我国的经济、社会和政治稳定具有至关重要的意义。2023 年一号文件的第一项内容即为全力抓好粮食生产,全方位夯实粮食安全根基。2004 年我国从农产品净出口国转变为净进口国,2009 年开始贸易逆差持续扩大,近年来我国粮食对外依存度逐渐走高。2022 年我国进口粮食 14689 万吨,占粮食总产量的 21.4%,且近三年我国粮食进口占比始终高于 20%。
1.2 种业振兴是粮食安全的″密码″
2000 年种子立法和 2011 年国务院发文加快推进现代种业发展,确立了我国种业的产业地位。2000 年《种子法》实施为标志,我国种业从以县为单位统一供种进入市 场化改革阶段,农业部先后制定出台了 25 项配套规章,鼓励民营种企参与市场化竞争,截至 2008 年国有种子企业全部实现了政企脱钩。随着品种多乱杂、基地抢购套购、套牌侵权行为等问题的出现,农业部将 2010 年定为种子执法年。2011 年国务院发布《关于加快推进现代农作物种业发展的意见》,明确农作物种业是国家战略性、基础性核心产业,是促进农业长期稳定发展、保障国家粮食安全的根本。种业振兴是保障我国粮食安全的″密码″,2021 年 7 月中央全面深化改革委员会审议通过《种业振兴行动方案》。2020 年中央经济工作会提出″解决好种子和耕地问题″,″立志打一场种业翻身仗″。2021 年 7 月,中央全面深化改革委员会第二十次会议审议通过《种业振兴行动方案》,强调要把种源安全提升到关系国家安全的战略高度,集中力量破难题、补短板、强优势、控风险,实现种业科技自立自强、种源 自主可控。2022 年,中央一号文件提出要″全面实施种业振兴行动方案″;2023 年, ″深入实施种业振兴行动″已在中央一号文件中被列为一项重点工作,并对种质资源精准鉴定评价机制、生物育种等方面做了具体部署。
1.3 种业振兴与转基因发展密不可分
转基因推广是种业振兴的重要手段。《种业振兴行动方案》提出,″国家将启动种源关键核心技术攻关,实施生物育种重大项目,有序推进产业化应用″,转基因则是生物育种的关键技术。2021 年全球转基因作物种植面积达到 1.95 亿公顷,涉及 29 个种植国家,19.5 亿人口。1996 年美国率先商业化种植转基因作物,标志着全球转基因种植商业化正式起步。由于社会公众及农业生产者认知不足、接受度不高,且存在利益主体分成、行业恶行竞争等商业摩擦,直到 2000 年全球转基因商业化才进入快速推广期(2000 年-2013 年),转基因作物开始大面积替代传统作物,种植面积 CAGR+10.65%。期间,美国三大转基作物大豆/棉花/玉米的应用率(转基因作物种 植面积/总种植面积)于 2004 年、2007 年、2009 年达到 85%以上。2014 年至今,转基因商业化渐入稳定期,种植面积增速放缓,CAGR+1.12%。目前,对转基因作 物依存度最高的国家美国、阿根廷三大转基因作物的应用率在95%以上,接近100%;巴西、加拿大、印度整体对三大转基因作物的应用率稳定在 90%。
过去我国转基因作物监管政策较为严格,当前产业化政策已经出现拐点。1986 年国家 863 计划将生物技术领域列为高技术之首,是我国转基因作物发展的起点。随后,出于对生物安全、食品安全的考虑,我国对转基因作物的态度相对谨慎,过去采取严格的监管措施:《农业生物基因工程安全管理实施办法》(1996 年)与《农业转基因生物安全管理条例》(2001 年)及其配套规章(2002 年)对农业转基因生物的安全审批、生产经营等方面做出了明确规定。随着″十四五″期间《种业振兴行动方案》 (2021 年)提出推进生物育种产业化目标,转基因作物政策迎来拐点。《农业转基因生物监管工作方案》(2023 年修订)及《农业转基因生物安全评价管理办法》(2022 年修订)在明确提出加快玉米大豆生物育种产业化的基础上,在研发试验、品种审定、生产经营、进口加工等环节明确了监管与安全评价要求,为转基因推广提供了有序健康的市场环境。同时,2022 年发布的《国家级转基因玉米品种审定标准(试 行)》和《国家级转基因大豆品种审定标准(试行)》的颁布意味着转基因作物落地核心要素之一,即品种审定,已进一步明确,我国生物育种产业化迈出关键一步。
我国对进口和自主开发的转基因作物实施明确的分类管理。过去我国农村农业部每 年发布的《农业转基因生物安全证书批准清单》中被批准用于生产应用的作物都属 于我国自主开发产品,而进口产品仅被允许用于原料加工。《农业转基因生物进口安全管理办法》明确进口的农业转基因作物严禁改变其用途,采取全方位流向监管,用作原料加工的具有生命活力的农业转基因作物不得进入我国环境;2023 年公布的《农业转基因生物监管工作方案》强调强化种子生产经营监管,防止转基因种子非法流入市场,严格进口加工监管,确保进口农业转基因生物全部用于原料加工。对于进口转基因作物的严格监管为我国自主研发作物的商业化推广做了良好的铺垫。
种业的基因编辑技术也是国家倡导的生物育种方向。基因编辑的主要目的是改变作 物原有的部分基因,达到基因敲除、品种对应性状的基因插入、替换等操作。自 2019 年以来,我国已经制定了多项关于基因编辑技术的政策,以促进和规范基因编辑技术在种业领域的发展。2019 年,《生物安全法》生效,明确了对基因编辑和转基因技术的监管要求。2020 年,《″十四五″全国农业农村科技发展规划》提出,要开展基因编辑技术原始创新,研发新型基因编辑工具。随着基因编辑技术规章制度的不断发展和完善,其在种业领域的应用也不断显现。2022 年 1 月,农业农村部发布的《农业用基因编辑植物安全评价指南(试行)》对基因编辑作物育种的商业化铺平了道路,标志着中国将开始批准基因编辑作物,对我国生物育种技术研发与产业推动具有里程碑意义。我国目前仍处于杂交育种和分子育种阶段,而大部分发达中国家已步入种业 4.0 时代,我国种业跨越式发展迫在眉睫。因此,未来基因编辑将是助力我国打赢农业″翻身仗″的重要工具,也是国家倡导的重要方向。
我国种业振兴的重要路径: 加速转基因作物产业化发展
2.1 有序推进转基因大豆和玉米产业化发展
在经历了1998 年-2013 年的快速发展期后,2014 年以来我国转基因作物商业化种植推广基本处于停滞状态。20 世纪80 年代,我国开始进行转基因作物相关研究, 1989 年我国进行了棉花、烟草、番茄等作物的转基因田间测试,但直到 1998 年之前未开始商业化种植。1998 年转基因棉花的规模化种植标志着我国转基因作物商业化元年的到来,后续两年品种不断增加,至 2000 年,农业部批准可进行商业化种植的自主研制转基因植物有 5 种,分别是抗虫棉花、改变花色的矮牵牛、延熟番茄、抗病毒的甜椒和番茄。2006 年,我国开始商业化种植转基因木瓜。2008 年国家级重大专项″转基因生物新品种培育重大专项″启动实施,国家大力支持我国的转基因品种研发及产业自由化之路,我国曾一度发展为全球第四大转基因作物种植国家。2013 年,我国转基因作物种植面积达到 420 万公顷,但 2014 年开始我国转基因作物种植面积增长陷入停滞,截至 2014 年我国转基因作物仍限于棉花和少量番木瓜,而玉米、小麦、稻谷作为我国主要种植作物的转基因商业化基本处于研究和摸索阶段。此外,受到社会公众的科学认知不足、关键核心技术原创不足、企业主体尚不成熟、配套政策研究滞后等多种因素影响,2014 年以来我国转基因商业化种植推广陷入停滞。
大豆和玉米是未来我国转基因作物发展的绝对优势种类。全球范围内,转基因大豆 和玉米分别是种植面积第一和第二大的主转基因作物,前者种植面积占转基因作物 总种植面积比例约为 50%,后者占比约为 33%,以美国、巴西、阿根廷为首的各国不断推进转基因作物商业化应用,转基因大豆和玉米的生产推广经验相对充分,商业模式相对成熟,这也导致了大豆和玉米是我国转基因作物未来优先发展的品种。大豆富含油脂和豆粕,随着我国收入水平的提高,国产非转基因大豆的产量远不足以满足国内需求,不得不大量进口单产更高的转基因大豆。我国大都自给率很低, 严重依赖进口。玉米作为我国总产量最大的作物品种,约占我国粮食总产量的 1/3, 但近年来由于国内饲用消费和加工消费的增加,玉米进口量快速增长,自给率也逐步走低。
近年来我国转基因作物商业化种植的政策出台按下加速键,预计 2024 年大豆和玉 米的商业化种植迎来突破性增长。转基因作物的商业化过程分为研究试验、申请安 全证书、通过品种审定、取得生产经营许可和制种销售五个阶段,只有取得了生产 经营许可,转基因大豆和玉米才能被种植,并正式进入产业化阶段。2019 年,2 个转基因玉米品种和 1 个转基因大豆品种正式获得安全证书(生产应用),结束了我国多年来生物技术成果积累却没能商业化应用的被动局面。2021 年我国启动转基因玉米和大豆种植的试点,2022 年 6 月,农业农村部颁布《国家级转基因大豆/玉米品种审定标准(试行)》,转基因大豆/玉米商业化再次迈出一步。2023 年 2 月,全国农技中心发布《关于申请参加转基因玉米、大豆品种国家统一试验的通知》,决定 2023 年开设转基因玉米、大豆品种国家统一试验。按照当前进度推断,预计 2024 年将成为转基因大豆和玉米商业化种植推广大年。
2.2 成功吸收先正达,探索海外经验本土化
中国化工吸收先正达,意在引进种子资源,发挥农化与种子业务协同。瑞士先正达 股份成立于 2000 年,由阿斯利康和诺华旗下的农化业务合并而成,植保和种子业务在全球各大洲处于优势地位。自 2010 年起,全球种业和植保巨头开始面临市场规模增长缓慢的和专利逐渐到期的困境,业绩增长乏力,特别是瑞士先正达在 2014 年2016 年业绩下滑明显。中国化工集团背靠中央国资委,长期以来囿于技术短板无法打开世界市场,有意通过资本运作丰富自身农化专利技术,强化种子研发创新能力, 以及拓展全球化销售渠道。经数次邀约谈判,中国化工于 2016 年 2 月以 490 亿美元完成对瑞士先正达的全股权收购;后经各国政府及金融监管机构批准,于2017 年 4 月正式交割。
先正达集团整合″两化″农化资产,成为全球第一大植保公司、第三大种业公司。2020 年 1 月,中国化工以及中化集团将旗下农化板块悉数转至中农科技(先正达集团前身),其中包括安道麦与瑞士先正达,以及荃银高科、扬农化工、中化化肥三家上市公司;随着资产划拨到位,2020 年 6 月中农科技改名为先正达集团。重整后的先正达集团包括四大业务板块,分别是总部位于瑞士巴塞尔的先正达植保、总部位于美国芝加哥的先正达种业、总部位于以色列的安道麦以及总部位于中国上海的先正达集团中国,其中先正达集团中国旗下包含植保、种业、作物营养以及 MAP 及数字农业四个业务单元。2021 年,整合后的先正达集团在全球植保行业排名第一、种子行业排名第三(仅次于孟山都和杜邦)。
先正达集团的种子业务技术积累丰富,业务遍布全球。发展至今,先正达集团依托 全球领先的种质资源库和生物技术,在 400 余条产品线中累计开发了 6000 余种具有自主知识产权的种子产品,包括各类大田作物种子、蔬菜种子和花卉种子,处于行业领先水平,建立了世界领先的种质和性状平台,在国际主流的生物技术品种与性状中占据较大份额。先正达集团还拥有全球领先的基因编辑技术,其中 50%的在研项目与中国农业科学院、中国农业大学和中国科学院等中国顶尖的研究机构合作。
2.3 本土涌现一批有竞争力的转基因育种单位
我国本土转基因育种科研单位在 2010 年左右开始蓬勃发展,目前整体呈现产学研 融合、一体化发展趋势。2009 年,中央一号文件首次提出要″转基因产业化″的概念, 鼓励加速转基因作物研发,加快推进农业生物科技创新步伐。2010 年前后,国内包括大北农、杭州瑞丰、中国种子集团等相关企业研发平台相继成立,开始进行转基因作物育种研究。其中大北农是目前国内转基因产业化实践经验最为丰富的公司, 其转基因大豆业务推进″种出豆进″战略,已经实现″中国技术-南美生产-国内消费″ 的商业模式。此外,以农科院作物科学研究所、上海交通大学、浙江大学、中国农 业大学、中国科学院上海生命科学研究所等为代表的国内研究所和高校也在不断探索开展转基因研究与试验应用。其中农科院作物科学研究所在转基因作物研究和产业化方面相对领先,下设作物基因与分子设计中心,聚焦农作物基因资源和新基因发掘,获得具有重要育种价值的新基因,培育作物新品种。
种业基因需自主可控,相匹配的农药空间打开
3.1 海外巨头转基因种子已形成一定研发壁垒
孟山都研发的抗草甘膦转基因大豆开启全球转基因作物商业化种植之路。孟山都公 司的遗传改良策略,主要是通过修饰草甘膦作用的靶蛋白来使得植物对草甘膦变得 不敏感,进而获得抗除草剂的性状。其具体做法是,从根癌农杆菌 CP4 中克隆了 EPSPS 基因并将其导入大豆中,并经多代筛选,以此获得耐除草剂转基因大豆,其产品被命名为 GTS40-3-2。孟山都公司的转基因大豆 GTS40-3-2 凭借其优异的耐除草剂性能很快得到了商业化运用,1994 年获得了美国种植许可。
转基因种子技术经历不断迭代,性状不断复合,其耐受除草剂种类不断丰富。转基 因性状可分为单一性状与复合性状,单一性状又可分为输入性状如耐除草剂(HT)、 抗虫(IR)、抗病、耐旱等,输出性状包括提高产量和油量等,其中耐除草剂和抗虫是应用最为广泛的性状。转基因作物经历三代发展,其中第一代聚焦抗除草剂、抗虫、抗病毒等单一性状,第二代则将多种抗性复合,第三代进一步追求品质和营养的改良。据 ISAAA 数据,2019 年,抗虫、耐除草剂作物种植面积合计占比超 90%, 其中抗虫性状占比约 12%、除草剂耐受性状占比约 43%、复合性状占比约 45%。同时,随着更多目的基因的开发,耐受除草剂种类也不断增加,例如耐磺酰脲类的 gmhra 基因、耐 2,4-D 的 aad-12 基因、耐咪唑啉酮类的 csr1-2 基因。转基因种子的除草剂耐受性也从早期的单一抗草甘膦不断演变为抗多种除草剂,而相应的除草剂也衍生出复配品种。
转基因种子开发周期长,开发成本高。转基因种子开发分为三个阶段:第一阶段是 发现阶段,目的是发现和确定含有目标性状的候选基因;第二阶段是遗传事件构建 和测试阶段,目的是构建优化产品、商业化性状选择以及回交、转育和大面积测试;最后阶段则是监管阶段,目的是获取生产许可,安全证书以及申请相关专利等。根据 Agbioinvestor(2022)对拜耳、科迪华、先正达、巴斯夫做的调查,在2017 至 2022 年间,发现、开发和授权一个新的转基因性状的平均成本为 1.15 亿美元,而完成这一过程所需的时间需要 16.5 年,监管阶段(至少在两个国家获得种植许可,并在五个国家获得进口许可)在整个过程中持续时间最长,占非连续总时间的 51.1%。
3.2 我国转基因种子研发和试种已取得积极进展
先正达开发的转基因种子已在全球多个国家获得登记。先正达转基因种子业务始于 美国,包括Agrisure 3120 EZ1、Agrisure Viptera 3220 EZ1、Agrisure Duracade 5122 EZ1 等转基因种子在美国获得登记,在巴西、阿根廷等主要粮产国以及欧盟、中国等世界主要粮食进口国也获得不同用途的批准。先正达集团中国旗下的中国种子集 团已有 3 个转基因玉米产品,获批我国农村农业部颁发的 4 个转基因生物安全证书 (生产应用)。先正达集团三价复合性状转基因玉米在广西南宁试验已被验证。2011 年,先正达推出抗虫玉米Agrisure Viptera,是 Bt11+MIR162 复合性状,其中 Bt11 提供抗玉米螟、 东方黏虫、桃蛀螟、棉铃虫,而且耐草铵膦的性状,MIR162 与 Bt11 是完全不同的 抗虫机制,能够提供草地贪夜蛾、黏虫、小地老虎、棉铃虫等害虫的性状,MIR162 是目前唯一对南美的草地贪夜蛾表现 100%抗性的玉米性状。在 Agrisure Viptera 基础上,先正达再度引入GA21 耐草甘膦性状,先正达三价复合性状转基因玉米在 2021 年 5-9 月广西南宁试验中已被验证,具有优异、稳定的田间表现。目前三价复合性 状 Bt11 x MIR162 x GA21 转基因玉米已由中种集团在 2022 年申请获批生物安全证 书(生产应用)。
2020 年初以来国内转基因作物生产应用安全证书颁发加速,2021 年开始试种已取得积极成果。2020 年 1 月,农业农村部发布 2019 年农业转基因生物安全证书(生产应用) 批准清单,包括 2 个玉米和 1 个大豆品种,距 2009 年发布 2 个水稻、1 个玉 米转基因生物安全证书已经相隔十年之久。截至目前,我国企业获得的在有效期内的转基因大豆和玉米的生产应用安全证书 39 个(按有效区域划分),包括 14 种转基因玉米和 5 种转基因大豆项目,其中大北农有 6 个产品获批 13 个生产安全证书 (生产应用),杭州瑞丰 4 个转基因产品获批 6 个转基因生物安全证书(生产应用), 农科院 2 个转基因大豆产品获批 2 个转基因生物安全证书(生产应用)。2021 年, 农业农村部对已获得生产应用安全证书的耐除草剂转基因大豆和抗虫耐除草剂转基因玉米开展产业化试点。中国农业科学院植物保护研究所介绍 2021 年试种结果, 转基因玉米对草地贪夜蛾防治效果可达 95%,转基因大豆除草效果在 95%以上。此外,大北农 2022 年披露转基因大豆性状产品在国内正进行生产性试种。
3.3 种子企业和植保企业有望实现战略协同
国际农化巨头均为种子巨头,种药一体化已被市场充分验证。国际四大农化巨头均 手握种子资源,2020 年全球种子市场中,巨头市占率接近50%,而植保产品市占率超过 60%。巨头在推广转基因种子同时捆绑式销售植保产品。以孟山都(拜耳)为例,1996 年 RoundupReady 大豆种子及 1998 年 RoundupReady 玉米种子商业化推广以来,草甘膦耐受作物种植面积在 1998 年至 2008 年期间增长了近 3 倍,孟山都的草甘膦贡献的销售收入约 41 亿美元,相比 1998 年增长了近 80%。目前海外抗除草剂基因已延伸至草铵膦、麦草畏等品种,国内农化企业更多在生产端和渠道端进行延伸,未来通过与种子企业合作形成捆绑销售模式值得学习。
国内部分龙头农化企业已经开始布局与种企的战略联动。江山股份具备草甘膦原药 产能 7 万吨,公司高度关注转基因性状开发进展与国内配套政策情况,近年来与国内头部种企开展技术和商务合作交流,从未来商业化角度进行前期讨论和准备工作, 2022 年 8 月在江苏省南京市举办″2022 全国农业高新技术成果交易活动″中,江山股份与大北农达成战略合作,签约″转基因配套的新型除草剂联合研发与推广″项目。拥有 2 万吨麦草畏产能和 3 万吨草甘膦产能的扬农化工,在经历控股股东由扬农集团变更为先正达集团之后,成为先正达原药业务的关键供应商之一,受益于先正达内部的资源协调,承接更多的先正达订单,2022 年先正达向扬农采购金额达 58.7 亿,同比增长 37%。
3.4 我国转基因作物发展推动草甘膦需求空间再打开
抗草甘膦转基因作物大规模推广,推动草甘膦使用量增长。草甘膦于 1974 年首次 在美国注册,除草效果好,但是在发明后 20 年内,其销售量相对有限,原因在于草甘膦具有非选择性的特点,施用后会同时杀死有害的杂草和有益的作物,因此主要用于作物播种前和休耕地的杂草防除。1996 年,随着美国批准基因工程除草剂耐受大豆、玉米和棉花品种的种植,抗草甘膦转基因作物得到大规模推广,草甘膦的使用量出现迅猛增长。由于草甘膦具备安全、高效、广谱、低毒的特点,迅速成为全球除草剂的主导者。
转基因作物主要种植国家渗透率在 2014 年左右达峰,草甘膦销售额在 2014 年前后亦同步达峰。全球转基因农作物种植面积增长放缓的原因在于主要种植国家渗透率在 2014 年左右达峰。分国别看,美国、巴西、阿根廷为转基因作物种植面积排名前三大的国家,2019 年在全球的占比分别为 37%、28%、13%;分品种看,大豆、玉米、棉花为转基因作物种植面积排名前三大的品种,2019 年占比分别为 48%、32%、 14%。从主要的转基因作物种植国家来看,美国和巴西的转基因渗透率大概在 2014 年左右达峰,这也导致 2014 年全球转基因农作物种植面积的增长放缓。在主要转基因作物中,具备抗草甘膦性状的作物占据主导地位,渗透率约 80%-90%。受此影响, 全球草甘膦销售额在 2014 年前后同步达峰,当年销售额 57.2 亿美元,2003-2014 年复合增长率为 8.72%,2014-2020 年复合增长率为-0.50%,截至 2020 年,全球草甘膦销售额为 55.5 亿美元。
中国转基因的发展将成为草甘膦需求驱动力。目前转基因作物在我国仅限于棉花、 木瓜两种作物,在其他转基因作物特别是大豆、玉米、油菜等作物方面远不及美国、 巴西、阿根廷、加大拿等国家 80%以上的水平。随着我国陆续出台相关政策规范转基因作物在国内的发展,抗除草剂作物有望在我国实现产业化发展,并推动国内草甘膦市场需求的发展。
按 2030 年我国玉米、大豆、棉花的转基因渗透率均为85%计算,国内草甘膦 2030 年需求可达 8.2 万吨,为 2021 年全球草甘膦传统表观消费量的 10%。正如第二章所讨论的,我国转基因种子商业化种植即将突破性增长,对于国内转基因带来的草甘膦需求,我们假设:(1)国内玉米、大豆和棉花种植面积分别保持每年 0.5%、5% 和 2%的增长率;(2)参考美国和巴西在转基因放开后,普遍花费 10 年时间,转基因渗透率便达到超过 80%的水平,我们假设三种情形,转基因渗透率分别每年提升 10%、5%和 3%,2030 年三种情形下转基因渗透率分别达到 85%、45%和 29%;(3) 参考美国单位面积用药标准,假设草甘膦单位用量为 1.5 千克/公顷。根据以上假设, 我们测算乐观、中性和悲观情形下,国内转基因带动的草甘膦需求空间分别为 8.2、 4.4 和 2.8 万吨/年,相比于 2021 年全球草甘膦传统表观消费量 82 万吨,增幅分别 为 10%、5%和 3%。此外,参考大北农转基因玉米的生物安全证书介绍,其产品能耐受标签推荐中剂量 4 倍的草甘膦,故我们认为转基因种子带来国内草甘膦需求增量弹性或高于预期。
草甘膦行业供应格局稳定。全球草甘膦产能合计 118 万吨,实际产量约 90 万吨。呈现中美寡头竞争格局。美国孟山都(拜耳)是全球第一大草甘膦生产商,拥有草甘膦产能 37 万吨,全球草甘膦市占率超过 30%,目前无扩产计划。国内草甘膦产能曾受环保、安全生产规范要求提升而出清,2013 年以来历时三年的草甘膦生产环保核查,公布 3 批符合环保要求的草甘膦(双甘膦)生产企业名单,全国草甘膦产能在 2014 年触顶达到 93.6 万吨,随后四年小产能逐步淘汰,直到近两年又有部分新增产能,2022 年兴发集团 5 万吨/年产能投产后目前我国已有 81 万吨左右的水平。环保核查以及″三磷″综合整治行动背景下,发改委对草甘膦项目审批把关严格, 预计未来草甘膦产能相对稳定。
3.5 草甘膦带来杂草抗性问题,新型除草剂应运而生
草甘膦抗性杂草造成了草甘膦使用天花板的局限。一般而言,单一作用机制的除草 剂大量连续使用 3-5 年,就容易使杂草产生抗性。就草甘膦而言,1996 年连续使用草甘膦 15 年的苹果园中发现了首个抗草甘膦杂草——瑞士黑麦草,自此全球抗草甘膦杂草品种持续增长,截至 2014 年国际调查抗除草剂杂草数据库中列出 211 杂草对草甘膦抗性。虽然从使用成本的角度来说,草甘膦极低的生产成本,目前仍无成本相当的替代品。但是抗性杂草的大量出现,一定程度上降低了草甘膦的施用效果。
复配使用是解决抗性杂草问题的重要手段,有利于稳固草甘膦份额并带动复配农药 需求。将草甘膦与不同作用机理的除草剂复配使用可以有效的缓解抗性杂草的问题, 可与草甘膦复配的产品很多,常用的有 2,4-D、麦草畏、草铵膦等。这些复配制剂可以弥补草甘膦在药效上的不足,大大缓解草甘膦抗性杂草的蔓延趋势,挽回草甘膦因杂草抗性而失去的市场份额。以草甘膦和草铵膦的复配为例,复配产品既可以解决牛筋草、小飞蓬等对草甘膦抗性,又可以弥补草铵膦本身受温度、湿度影响较大的缺点,实现互补短板。对于其他除草剂产品来说,与草甘膦复配也能弥补其本身产品的可能缺陷,有利于打开其本身的应用市场。抗性杂草问题推动新型除草剂应运而生,好产品将带来未来超预期收益。由于抗草甘膦作物的引入使杂草防治成本降低,这对新除草剂的引入形成了一定的挤出效应, 致使除草剂发现项目减少,面世的新产品越来越少,除草剂过去 20 多年来没有一个 新作用机制的产品出现。不过随着抗性杂草问题愈发严重,对于创新性除草剂的需求空间也在持续打开,研发创新的收益逐步扩大,有的好产品可遇不可求,好产品将为企业带来超预期反馈。国内的江山股份、扬农化工、先达股份、清原农冠等公司均在该领域持续发力。
重点公司分析
4.1 江山股份——JS-T205 有望成为灭生性除草剂爆品
手握苯嘧草唑核心专利,性价比显著优于国外同类产品。2017 年 3 月公司与沈阳中化农药化工研发有限公司(现为扬农化工子公司)签订了 SY-1604(江山命名 JST205,化合物专用名称为苯嘧草唑)专利许可协议,到期日为 2034 年 12 月 15 日, 且为独占许可。苯嘧草唑是原卟啉氧化酶(PPO)抑制剂,具有脲嘧啶与异噁唑的双重结构生物特性,是一种新型脲嘧啶类除草剂。公司合作方先正达在欧洲、东南亚、美国、瑞士等多个国家开展的实地试验,相对于巴斯夫专利产品苯嘧磺草胺 (2021 年 4 月已到期),苯嘧草唑杀草谱更广,速效性更强,活性、安全性等方面均更优,属于名副其实的超高效品种。目前,苯嘧草唑己经在中国、阿根廷、澳大利亚、加拿大、美国和巴西获得专利。
苯嘧草唑有望成为继草甘膦后的全球第二个转基因专用除草剂大品。苯嘧草唑对禾 本科、阔叶杂草均有很好活性,其单独使用可有效防除稗草、狗尾草、看麦娘、水 莎草、马唐、反枝苋、马齿苋、百日草、苘麻、苍耳等多种杂草,可用于小麦、水 稻、玉米、大豆、棉花和油菜等作物;同时,苯嘧草唑可有效防除小飞蓬和牛筋草 等对草甘膦产生严重抗性的杂草,且在低施用剂量下就表现出良好效果,故将其与 草甘膦混用,不仅可有效解决草甘膦抗性问题,还可以提升其速效性、降低农药使 用量、控制使用成本。目前,PPO 类灭生效除草剂也是开发耐受性转基因作物的热点,公司合作方先正达有望凭借其转基因育种技术,可以开发出同时具有草甘膦和苯嘧草唑耐受性的转基因作物。不论单独使用或与草甘膦复配使用,苯嘧草唑都有望成为继草甘膦后的第二个转基因专用除草剂大品。
公司是自配套氯碱热电的综合性农药平台。江山股份前身南通农药厂创建于 1958 年 4 月,公司至今有 60 多年的农药生产历史。截至 2022 年底,公司农药板块拥有产能包括草甘膦 7 万吨、酰胺类除草剂 4.8 万吨、敌敌畏和敌百虫 2 万吨等,化工板块拥有产能包括离子膜烧碱 16 万吨、三氯化磷 16 万吨、TCPP 3 万吨、BDP 1 万吨等。
4.2 扬农化工——农研公司是国内顶级研发创新平台
旗下农研公司具备打造多款创新农药经验,是国内最强农药创制平台。2019 扬农全资收购农研公司。农研公司(前身为沈阳化工研究院)开发了多个农药新品种,如氟吗啉、四氯虫酰胺、乙唑螨腈均成为国内市场上富有竞争力的产品,新型杀菌剂氟吗啉是我国第一个获准正式登记的具有自主知识产权的农药,四氯虫酰胺(9080)、 乙唑螨腈(9625)分别在 2014 年和 2017 年上市,目前已成为扬农化工的明星产品。2017 年 3 月,农研公司就其自主开发的 SY-1604(江山股份命名为 JS-T205)产品, 与江山股份签订了专利许可协议,涉及产品到期日为 2034 年 12 月,专利许可期间农研公司按照江山股份销售相关产品毛利的 22%收取技术使用费。2022 年 1 月 19 日,先正达集团中国为农研公司高效除草剂 SY-1604 创制团队颁发″踏雪寻梅″奖项, 给予了″市场导向开拓创新破世界攻关难题、十年研发补国际除草空白、全球布局多国覆盖稳自主知识产权、百亿潜力广阔市场引跨国公司瞩目″的高度荣誉。
扬农化工是本土农药原药龙头,已经逐步形成原药、中间体、制剂的多元化产品格 局。现有杀虫剂年产能约 2.4 万吨(其中菊酯 2.25 万吨全国第一),除草剂约 5.7 万吨(其中麦草畏 2 万吨全球第一,草甘膦 3 万吨),杀菌剂约 2.0 万吨。万吨级农药生产管理经验是做大做强的保障,能带来规模化原料采购、生产制造、物流运输等环节的成本优势,以及稳定、大量生产诉求较强的客户优势。通过这些优势公司逐步建立国内国外核心客户基本盘,通过持续优化渠道建设和专业服务,为客户提供更丰富的产品,从而实现万吨级大单品和小单品多元化成长。
4.3 先达股份——专注除草剂研发,新产品上市在即
专注于除草剂的创制。公司董事长王现全是咪草烟国产化第一人;2003 年成功研发并生产出烯草酮、异噁草松。公司 2014 年即开始生物育种与除草剂结合的研发工作,2017 年开始依托咪唑啉酮产能和渠道优势,提前布局水稻田等登记。公司学习了巴斯夫种药一体化的发展模式,中国水稻田杂草稻是仅次于稗草、千金子的第三大恶性杂草。经试验验证,通过种植耐咪唑啉酮类除草剂的水稻品种,使用咪唑啉酮类除草剂茎叶喷雾可以有效防除杂草稻。喹草酮、咪唑啉酮除草剂的成功经验, 为公司后续继续推出其它新型除草剂,奠定扎实的基础。
公司 2021 年上市喹草酮,具备高粱田爆款除草潜质。喹草酮由华中师范大学和先 达联合创制开发,2020 年 12 月获得我国农村农业部登记,于 2021 年上市销售。喹草酮以对羟苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)为靶标,具有全新分子骨架(喹唑啉二酮)。喹草酮在全球范围内首次实现了 HPPD 抑制剂类除草剂应用于高粱田防除单双子叶杂草,在 5~10 克/亩的剂量下,对多种阔叶杂草及禾本科杂草均表现出高效除草活性,尤其对狗尾草和野糜子表现出优异防效;速效性好,对高粱表现出高度安全性, 对玉米、小麦和甘蔗也安全;与莠去津混用苗后一次用药,可替代传统的″一封二杀″的喷药模式,减少施用除草剂 1 次,减少除草剂有效成分用量 50%以上。2020 年底喹草酮获得国内登记后销售规模快速提升,建设产能已无法满足需求,故公司考虑在辽宁先达四期项目中进行扩产。未来随着海外登记的逐步落地,喹草酮有望大放异彩。
公司研发的吡唑喹草酯和苯丙草酮有望实现水稻田除草剂″自主可控″。吡唑喹草 酯和苯丙草酮由先达自主开发,正在登记过程中,计划 2024 年上市。吡唑喹草酯为具有喹唑啉二酮类全新骨架的 HPPD 抑制剂类除草剂,针对氰氟草酯、 噁唑酰草胺产生严重抗性情况下吡唑喹草酯的性能表现优异。吡唑喹草酯的推出实现了 HPPD 类除草剂三大突破:突破了 HPPD 不可以在籼稻田安全使用的世界性难 题;实现了 HPPD 可以通过茎叶喷雾防除水稻田杂草的跨越;实现了 HPPD 类除草剂内吸传导作用的新突破。
与吡唑喹草酯不同,苯丙草酮的开发从另一方面提供了水稻田除草剂的新选择。目 前杂草对于除草剂的抗性不仅体现在杂草数量的提升,单种杂草对除草剂的交互抗 性和多抗性也在不断产生。例如抗氰氟草酯千金子对芳氧苯氧基丙酸酯类、新苯基 吡唑啉类除草剂具有交互抗性,但对环己烯酮类除草剂未产生交互抗性。由此孕育 了苯丙草酮的复配机会。苯丙草酮属于环己烯酮类化合物,和氰氟草酯、噁唑酰草 胺等无交互抗性,且和五氟磺草胺、二氯喹啉酸等作用机理不同的除草剂均无交互 抗性。但由于环己烯酮类化合物用量浓度提高会对水稻等作物带来药害风险,故和 氰氟草酯复配将是苯丙草酮快速切入市场的最好机会。此外,玉米、大豆共用性除 草剂尚处于空白,公司 CDH20124 已经进入开发管道,有望实现共用性除草剂国产 突破。
4.4 清原农冠——种药一体化的民营黑马
清原农冠是一家致力于新农药创制和生物技术育种的创新型民营企业。公司始创于 2009 年,创始人为两名 80 后连磊和庄润青。公司是一家全球领先的农业生物科技企业,致力于从新农药创制和生物技术育种两个维度提升世界农业生产的效率和品质。在新农药创制领域,清原农冠已成功上市了 7 个专利化合物。在生物技术性状开发领域,公司通过基因编辑等生物技术赋予种子新的性状,开发了耐自有专利除草剂氟草啶、氟氯氨草酯的抗性基因,配套发掘了一大批抗虫,抗病新基因、新技术。在基因编辑领域,清原拥有″CSE (循环打靶碱基编辑)″和″KSE(基因敲高)″ 专利技术。2025 年公司将拥有不少于 10 个全新专利除草剂化合物。公司对除草剂领域持续投入研发,截止目前公司已成功上市了 7 个专利杀虫剂,包括环吡氟草酮、双唑草酮、 三唑磺草酮、苯唑氟草酮、氟草啶,氟氯氨草酯,氟砜草胺。预计到 2025 年,公司将拥有不少于 10 个全新专利除草剂化合物,实现″重新发明一遍除草剂″的远景。
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