一、產品的市場背景
1、可持續發展的需要
20世紀以來,人類社會取得了前所未有的發展,但是,伴隨著科學技術和生產力的不斷進步和發展,人類社會也面臨著人口劇增、資源枯竭、環境污染、土壤惡化、生態破壞等等一系列生存和發展問題。發展與問題并存,促使人們不得不思考過去的實踐歷程,人類社會的發展愈來愈要求人類尋求一條人口、經濟、社會、環境和資源和諧協調的、既能滿足當代人的需求、又對后代人的發展不構成威脅的發展道路,即可持續發展的道路。
2、安全的需要
據聯合國糧農組織調查,全世界每年因病蟲害造成的作物經濟損失達1200億美元;全世界每年生產農藥280多萬噸,絕大部分是化學農藥,每年約200萬人因使用化學農藥而中毒,約4萬人死亡;部分農藥已被證實有致癌、致畸和致突變毒性;由于長期施用化學農藥,導致病原菌和害蟲的抗藥性日益加重,更加劇了農藥的濫用。據我國農業部統計,我國的農作物、草場病蟲害常年發生面積60億畝左右,每年損失糧食1600萬噸,每年需要生產和使用80多萬噸化學農藥制劑。其中80%為高毒農藥,導致20%以上果蔬和10%以上糧食農藥殘留超標。農業生產每年因病蟲害造成巨大損失,為了保證穩產高產,長期以來人們一直主要采用化學農藥控制農作物病蟲草害。據統計,我國1985~2000年間化學防治面積占總防治面積的比率高達95%左右。由于化學農藥的長期、大量和反復使用,帶來了對土壤、水體和大氣的污染;我國有1/3地區飲用水不合格,涉及1億居民,其中農藥、化肥浸染是重要原因之一。農副產品中農藥殘留增加,也直接危害了人類的健康及生存;同時,化學農藥在殺滅害蟲的同時,也殺傷了天敵及其它有益生物,破壞了生態平衡,引起害蟲更加猖獗。這樣,不得不加大農藥的施用量和頻度,從而造成化學農藥應用的惡性循環。
近年來,各國制定了更加嚴格的有害殘留限量標準,正成為國際間食品、農產品貿易的綠色壁壘。我國農產品、食品的出口因此受到嚴重威脅和挑戰,每年都有上千起農產品因農藥殘留或質量問題被退貨,直接經濟損失過百億美元。針對中國入世,發達國家紛紛調整提高了產品進口的技術門檻,農產品受到的影響首當其沖。歐盟于 2003年12月31日起 正式禁止320種農藥在歐盟銷售,其中涉及我國產農藥達60多個品種,其中殺蟲劑31種,其它30余種為殺菌劑和除草劑等,此類農藥在我國的生產量和使用范圍已具有一定規模。因此,新型、安全、高效、穩定的生物農藥的研制已成為當務之急。
綠色安全無公害食品漸漸成為消費主流的今天,農藥的毒性問題也越來越引起農民的重視。農民既希望功效加強、毒性降低,又要求提高作物產量和質量以及收益,同時能夠滿足這些要求的農藥目前還比較少見,對于像HarpinEcc產品這樣的多功效、多利益、安全無毒、無農殘、環境協調性好,既防御病蟲害和抗逆境,又提高產量和質量的生物制劑來說,無疑將大大滿足農民的廣泛需求。這也是HarpinEcc產品替代和減少傳統化學和生物農藥使用的必然性。
3、農藥肥料使用現狀、出路和發展趨勢
現有的生物農藥產品中,絕大多數是來源于微生物、植物和動物的傳統殺蟲劑、殺菌劑之類的殺滅性的抗生素、毒蛋白、毒性成分的生物農藥,毒性高,次生危害大,安全性差,對環境破壞大。
經過多年深入研究證明,基于植物病原菌產生的蛋白激發子開發的農用生物產品,具有高效、廣譜、安全、多功能、易分解、低毒、低殘留、對環境友好的特點,通過誘導植物本身的系統性獲得抗性的表達而起到抗病、防蟲、抗不良環境、促進生長發育的作用,被稱為新型微生物農藥,有別于Bt、井岡霉素、寧南霉素、阿維霉素等直接殺滅害蟲和病原物的傳統微生物農藥,屬于新概念的生物技術高端產品。
現在對非酶蛋白激發子類研究較多的主要有三種:超敏蛋白(Harpin)、隱地蛋白(Cryptogein)和激活蛋白(Activator)。在研究中突破了傳統農藥研制中通過殺滅或阻止病原菌生長達到防治效果的開發模式,從轉變傳統農藥作用機制著手,利用一類細胞信號物質—Hrp類蛋白質,通過受體及傳導,激發宿主植物細胞內的信號物質,同時激發植物自身抗病、抗蟲、抗不良環境的防衛系統和生長發育系統的表達和活力,促進生長發育,從而極大增強作物對病毒、細菌、真菌的防御能力;大幅度減輕、消除或修復病毒、細菌、真菌的危害和恢復作物生長發育;極大增強了植物廣泛的抗逆境能力,并顯著改善植物的產量和質量,成為一類真正意義上的“植物疫苗”新概念生物農藥,是生物農藥領域觀念上的一次重大突破。其中又以超敏蛋白Harpin誘導的抗逆性最強、綜合能力最優、生產工藝更成熟,得到普遍認同。我國規劃到2015年生物農藥占所有農藥的份額將由現在的10%增加到30%以上。
因此,研究、開發和應用新型、安全、穩定和高效的生物農藥刻不容緩,對于確保農業產品的安全,提高農業產品的產量和質量,確保糧食安全,保障人民身體健康,擴大農產品出口,增加農民收入,促進我國農業的可持續發展,具有十分重要而又緊迫的意義。
4、HarpinEcc產品的問世和發展勢在必行
農藥與種子、肥料并稱為影響農作物產量的三大因素,對農業生產有非常重要的影響。據統計,全世界由于病、蟲、草、鼠害而損失的農作物收獲量相當于潛在收獲量的三分之一,如果停止用藥或嚴重用藥不當,一年后將比正常用藥時減少收成25~40%,兩年后將減少40~60%,甚至絕產。在可以預見的未來,農業對農藥、種子、肥料的依賴不但不會減弱,反而會進一步增強。糧食安全和因環境污染而致的食品安全威脅著全人類,
對于以上問題,既要有數量足夠多的農產品解決億萬人民的生存安全,又要有健康、安全和質量好的農產品解決億萬人民的健康安全,還要逐步修復、改善和提升已經遭到不同程度破壞的土壤及環境,實現可持續發展,這是當前急待解決的課題,也是當前迫切的重大需求。因此,研究、開發和應用能實現可持續發展的新型、安全、高效、穩定的農藥、種子、肥料已經刻不容緩。
二、HarpinNEcc產品的作用機制和功效
1、HarpinNEcc產品是什么
(1)HarpinNEcc蛋白及產品
HarpinNEcc是一種蛋白質,屬于非酶蛋白激發子或超敏蛋白類。 HarpinNEcc蛋白是采用精制酵母粉、葡萄糖、維生素等為原料,然后通過發酵批量生產。HarpinNEcc產品——金豐樂(Signal,信號)是HarpinNEcc蛋白通過特殊的專利技術與作物生長發育必需的微量元素絡合而成。
(2)發明專利
現在,已經獲得一項核心發明專利證書(一種編碼植物多功能活性和廣譜抗性細胞信號因子的hrpN基因及其表達產物與應用,證書號第500677號),擁有自主知識產權;同時,已經申請公開了一項新的發明專利(白菜軟腐菌HarpinEccs蛋白質與鋅離子的絡合方法和絡合產物);建立了規模生產工藝技術和程序性操作流程,實現了規模化、規范化合格產品得生產;已完成一項肥料的農業部正式登記,正在繼續完成一個新農藥登記,即將完成第二代和第三代新產品的研發。
(3)技術和成果鑒定
2005年5月17日 通過四川省科技廳組織的專家鑒定,鑒定意見認為,該成果“為原創性成果,具有重要的理論意義和重大應用價值,社會、經濟效益和環境效益顯著,居國際同類研究領先水平”,“該成果完成了HrpNEcc制劑的關鍵技術及研究工作。發表SCI論文19篇”,“編制出HrpNEcc蛋白的發酵、絡合、制劑的生產工藝流程和質量控制措施。建立了系統集成共性技術及核心技術體系,為該生物高新技術產品的產業化奠定了堅實的基礎”,“HrpNEcc蛋白制劑誘導作物抗病性、抗蟲性、抗逆性和促進生長發育、提高產量的能力明顯優于Messenger(HarpinEa)”。
面對國內外對環境友好、安全、穩定、高效的生物高新技術產業和產品的巨大市場,面對已經進入我國市場的美國產品Messenger的挑戰,HarpinNEcc系列產品的規模化生產必將預示著一個具有獨立知識產權的、我國民族自己的新興高新技術產業和新型的生物高科技產品在世界的崛起。
目前,國內還沒有同類產品面世,本項目已經完成了HarpinNEcc類蛋白從基因克隆到產品生產的全部關鍵技術及配套的系統集成技術,HarpinNEcc類蛋白產品無論從目的蛋白得率到蛋白構像改造,還是從生產到成本,從生物學活性到生物學效應等方面,已完成對美國Eden公司和英國PHC公司的Messenger(HarpinEa)產品的全面超越,極具市場競爭力。
(4)成果驗收及田間效果試驗和示范
2006年12月26日 ,該項目的產品研制和中試成果已經通過成都市科學技術局組織的驗收。現在已經完成了四川、云南、湖南、廣東、山東、江蘇、重慶、青海、甘肅、山西、陜西、東北、新疆等多氣候帶、多地、多點和多樣性作物數萬畝田間效果試驗和示范,受到使用者普遍歡迎和信賴,前景廣闊。
由于我們擁有自主知識產權的hrpNEcc 類基因是一類非常獨特、優秀而有重要價值的基因,加之一整套先進可行完善的產品生產工藝技術和后續研發成果,因而所產生的HarpinNEcc類蛋白產品是一類具有獨到價值的“新概念”產品,它必然會形成一個巨大的市場。
(5)產品應用范圍
使用地點:適合于大田和溫室種植的食物類植物和非食物類植物,包括糧食作物、蔬菜作物、經濟作物和花卉作物以及草坪和林木。
目標病害和制劑功能范圍:感染植物體的廣譜范圍的病毒、細菌和真菌,特別是感染植物體的病毒,包括煙草花葉病毒病、黃瓜花葉病毒病、辣椒花葉病毒病、土豆Y病毒病、多種花卉的病毒病、煙草赤星病、細菌性葉斑病、細菌性枯萎病、鐮刀霉枯萎病、莖腐病、黑腐病、黑葉斑病、早疫病、晚疫病和青枯病等。有效地從內在激發和提高作物廣譜抵御病毒、細菌、真菌等病原菌致病的能力和抗蟲害能力,其中包括至今還沒有有效防治手段的許多病害,增強作物廣泛的抗逆境能力,具有強大的修復能力,促進作物的生長發育,增強作物整體的活力,促進開花和座果,提早成熟,并提高和改善植物最終的經濟產量和質量。
使用對象:
糧食作物:水稻、玉米等等;
果樹作物:樹莓、果桑、油桃、枇杷、葡萄、柑橘、無花果、草莓等等;
蔬菜作物:土豆、黃瓜、辣椒、茄子、西紅柿、花椰菜、姜蔥蒜等等;
經濟作物:煙草、茶樹、油菜等等;
花卉作物:仙客來、海棠、菊花、矢車菊、非洲鳳仙花、蘭花、茶花等等;
草業作物:各種牧草和草皮;
林業園林作物:各種樹木和園林綠化作物等等。
(6)《金豐樂》產品使用說明
產品內含有的鋅、錳、鎂是被天然發酵Hrp蛋白絡合的活性鋅、活性錳、活性鎂,是一類新型、安全、高效的“新概念”產品,適宜我國南北方多類土壤、多樣氣候帶的多種作物施用,無毒無害、無殘留、安全并對環境友好,能有效提高作物的光合效率,促使根系發達、植株健壯,促進生長發育,可以大大增強作物對病毒、細菌、真菌和不良環境危害的防御能力,能顯著增強作物對蚜蟲、紅蜘蛛、螨蟲、線蟲、介殼蟲等的趨避作用和抗性,能大幅度減輕或消除因病毒、細菌、真菌和不良環境對作物造成的危害,并具有強大的修復能力,產品作用機制獨特,功效廣泛,能顯著提高作物的產量和質量。
劑型:液劑 主要技術指標:Zn+ Mn≥10.0% 天然發酵蛋白≥4.0%
商標注冊:968003 執行技術標準:NY1428-2007
證書號:第500677號
使用對象:經濟作物、蔬菜作物、糧食作物、園藝園林花卉及草場草坪。
使用方式:地面噴灑;葉片噴灑;植株噴灑;浸種;蘸根、根施;灌溉。
使用裝置:傳統的手動和機動噴霧裝置,設施農業的噴灌、滴灌裝置等。
使用時期
從種子浸種到收獲時期均可以用藥;在浸種、萌芽、分蘗(枝)、現蕾、開花、坐果、果實成長、收獲等重要生長時期,按照收獲目的噴施藥物,效果最佳。
使用說明:
1. 50毫升液體產品,請用不含氯的清水10公斤充分攪拌均勻,對作物的葉面作噴施或作根部灌施;木本的經濟作物和園藝園林花卉作物建議用2倍濃度使用;浸種、蘸根建議用4倍濃度使用。
2. 建議在陰天或晴天下午4時后使用本品為好。
3. 一季作物一般噴施3-5次,兩次噴施中間間隔15-20天。
4. 使用前請充分搖勻,開瓶后應在24小時內使用完畢。
注意事項
1. 請將本品存放在小孩不能隨便拿取到的陰涼、通風、干燥處。
2. 不要與強酸、強堿、強離子型制劑或溶劑一起使用。
3. 不要隨意加大本品的使用量。
4. 用后請水洗手,如沾染皮膚或不慎濺入眼中,請及時用清水沖洗。
5. 本品無毒無害,無須作其它特殊防護。
生產日期:見包裝瓶
保 質 期:2年
研發單位:中國科學院成都生物研究所
生產單位:成都稷安生物工程有限公司 四川農業科研生物工程中心
2、HarpinEcc產品的作用機制
研究表明,HarpinEcc產品突破了傳統農藥研制中通過殺滅或阻止病原菌生長達到防治效果的開發模式,從轉變傳統農藥作用機制著手,利用一類細胞信號物質—Hrp類蛋白質,通過植物葉片和根系上細胞的受體及傳導,激發宿主植物細胞內的信號物質,同時激發植物自身抗病、防蟲、抗不良環境的防衛系統和生長發育系統的高效表達和活力,促進生長發育,從而極大增強作物對病毒、細菌、真菌和蟲害的防御能力;大幅度減輕、消除或修復因病毒、細菌、真菌和蟲害以及不良環境引起的危害,并具有強大的修復能力,促進作物生長發育;顯著改善植物的產量和質量。很明顯,Harpin類蛋白質的作用機制是基于對植物普遍存在的防御和生長共性機制而發揮作用的。Harpin類蛋白作為植物的上游信號物質,它們不能也無需進入植物細胞,利用Hrp類蛋白質為先導信號,經傳導從植物內部激發植物固有的內在機制,廣譜地啟動和調控植物的共同防御機制和生長機制,并不引起病原菌的耐藥性或抗藥性。成為一類真正意義上的“植物疫苗”新概念生物農藥,是生物農藥領域觀念上的一次重大突破。
3、HarpinEcc產品的杰出功效
(1)從內在激發和促進作物生長發育,顯著提高產量和改善質量
主要表現在以下方面:出芽早,出芽整齊,芽苗茁壯、生長勢好,根系發達;枝葉繁茂,能有效提高作物的光合效率,植株健壯;分枝分蘗多,果枝果穗多,植株造型好;提前掛果結實,防止落花落果,提高結實率和成熟度;促進根系發展,大大提高作物對養分的利用率;普遍提升農產品品質,顯著提高作物產量,特別是提高農產品干物質產量。
(2)從內在誘導作物抗病、抗蟲和抗不良環境
主要表現在以下方面:可以大大增強作物對病毒、細菌、真菌以及部分蟲害和多類型不良環境危害的防御能力;特別能顯著增強作物對蚜蟲、紅蜘蛛、螨蟲、線蟲、介殼蟲等的趨避作用和抗性;能大幅度減輕或消除因病毒、細菌、真菌以及蟲害和多類型不良環境對作物造成的危害。
(3)從內在激發作物強大的修復能力
主要表現在以下方面:從內在激發作物對病害、蟲害和多類型不良環境造成的危害產生強大的修復能力,特別是用于作物的災后恢復,能較快的促使作物再生、恢復生長發育能力,大大減少災害造成的損失。
(4)集植物生長調節劑、生物農藥和生物肥料為一體的多功效產品
產品作用機制獨特,功效廣泛,是一類集植物生長調節劑、生物農藥和生物肥料為一體的多功效產品。
(5)能減少80%以上農藥使用量和減少30%以上肥料施用量
使用本產品后,可以減少80%以上農藥使用量和減少30%以上肥料施用量,同時不影響作物產量和質量的提高。
三、HarpinEcc產品的優勢
1、安全性
HarpinEccs生長調節劑是天然蛋白質,無毒,不會對人畜的身體健康造成任何威脅,是一種直接暴露環境下極易分解的蛋白質,所以在環境中無殘留。HarpinEccs蛋白質不進入植物體內,其作用機制不直接殺滅或抑制病原生物生長,不改變病原生物結構,長期或多次誘導不會使植物病原菌產生抗藥性,也不會殺傷害蟲的天敵和有益生物,安全無害,保護生物多樣性,對環境友好,保持生態平衡。此外,產品本身安全、使用后農產品安全、保證質量提升和產量提高的安全、保護環境、改善土壤以及保護生物多樣性的可持續發展的安全。
2、高效性
適用于中國南方北方的多樣氣候帶、不同的土壤、種類繁多的作物。與同功效的其它各類產品比較更具有突出的高效性效果。
3、多效性
集植物生長調節劑、生物農藥和生物肥料多功效為一體的多效性產品,能減少80%以上農藥使用量和減少30%以上肥料施用量,仍然可以顯著提高作物的產量和質量。
4、穩定性
HarpinEccs作用機制是不進入植物體,不直接殺滅或抑制病原生物,而是通過誘導植物自身固有的防御系統和生長發育系統的超水平表達實現功效,不改變病原生物結構,長期或多次使用也不產生抗藥性,因而使用的量和效果穩定。
5、高技術含量
HarpinEccs蛋白質從研究開發、作用機制到產品生產、作用效果都具有很高的技術含量,是現今生物高新技術產品的出色典范。
6、性價比
據我們了解和計算,美國Eden公司Messenger的最小包裝的原料成本就達到0.8美元,在美國市場產品批發價4.95美元/最小包裝,英國PHC公司同類產品在歐洲市場批發價3.85美元/最小包裝,而在中國的市場批發價6元/最小包裝。很明顯,英國PHC公司要不計成本地占領中國以及亞太市場。我們公司的HrpNEccs液體產品上市初期,為盡快獲取較大的市場份額,擬定以2.5~3.5元/最小包裝的批發價格分別有差別的進入市場,并在高效專一性產品(主要針對高附加值經濟作物,比如煙草、茶葉、花卉、林木、名優蔬菜等)價格上放開價格,以確保我們的產品既能較快占領市場,又對美國Eden和英國PHC公司的同類產品形成質量和價格優勢,畢竟國外產品虧本經營是不會長久的。再從投入和產出收益上比較,經多個地方驗證,一畝地一季的蔬菜種植,在其它投入不變的情況下,新投入購買HrpNEccs產品的費用大約20元,收獲后,可以新增加收入100元以上。這里不包括農產品質量提高、產品變得綠色安全提高的產品價格,以及減少80%以上農藥的使用量和減少30%以上肥料的施用量節省的費用。對于高附加值的經濟作物,可以新增加的收入就更可觀了。