劉定富
(武漢金玉良種科技有限公司,武漢430000)
全球種業發展的大趨勢
劉定富
(武漢金玉良種科技有限公司,武漢430000)
近10~20年來,全球種業呈現發展高速化、擴張資本化、投資私有化、成果專利化、經營全球化、市場壟斷化、產業多元化、服務綜合化、技術精準化、分工精細化、作業自動化、管理信息化等12大趨勢,種業已經由傳統的種植業演變成了技術密集型、資本密集型、人才密集型、市場壟斷型、經營全球化的高新技術產業。
全球種業;12大趨勢;發展;經營
種業是關系國計民生的基礎性、戰略性高新技術產業,美歐日等發達國家或地區均極為重視,十分支持種業的發展。當今世界的前10大種業公司均產生于這些國家或地區,不過以美國為主。中國也高度重視種業的發展,但由于體制、技術等方面的原因,中國種業還比較落后,在國際上還沒有占得一席之地。由于種業的特殊地位,全球種業的發展日新月異,并表現出顯著的新特征。筆者分析認為,近10~20年來,全球種業的發展呈現以下明顯的12大趨勢。
就全球而言,種業作為一個產業的興起,可以說是以雜交玉米的誕生為起點的,迄今已有將近100年的發展歷史。隨著科學研究進展和工業化進程,特別是植物雜種優勢、轉基因技術等的發現、發明和運用,培育出了許多高產優質的良種在全世界逐步發展形成了規模龐大的種子產業,目前全球的種子市場規模約500億美元。
近十幾年來,種業在發展上呈現兩個明顯的特點,一是全球種子規模急速擴大。2004年全球種子市場規模僅190億美元,2014年達538億美元,年均增速11%。二是種業巨頭的發展速度更快。全球十大種業公司的發展速度大多數高于全球種子規模增長速度,第1位的孟山都和第2位的先鋒2004-2015年的年均增速分別為12.5%和8.5%,規模較小、位居第5的陶氏益農的發展速度更快,高達25%。
由此可見,高速化是近十幾來年種業發展的重要特點。出現這一特點的原因可能有:農民自留種減少,種子的商品化程度提高;作物種植面積擴大,用種量增加;種子技術含量增加和通貨膨脹,種子價格上漲等。
國際種業巨頭的形成基本上是走一條借助資本收購兼并的跳躍式擴張之路,而不是僅僅依靠自身的滾雪球式發展。據報道,1981-1985年農業生物科技公司(主要為種業公司)兼并或合并的數量為167起。1991-1996年數目迅速增長至801起,其中90%的戰略聯盟為行業龍頭企業對新成立科技公司的收購。
現在全球最大的種業公司孟山都的前身是化學工業公司,在1980年代以前與種子、生物技術沒有關聯。1981年成立分子生物學團隊,將生物技術確定為孟山都的戰略研究核心。1982年孟山都的科學家首次從基因上改變了植物細胞,才收購了以大豆種子業務聞名的Jacob Hartz種子公司。1984年在美國密蘇里州切斯特菲爾德(Chesterfield)成立生命科學研究中心,1987年在美國進行了生物技術作物的首次農田試驗,1995年以后在生命科學領域進行大量并購及公司間合作。比如,收購大豆和玉米種子龍頭企業Asgrow Agronmics公司、全美第二大種子公司DeKalb等,收購Seminis公司進入蔬果種子領域。孟山都自2002年拆分獨立出來之后,進行了20多次收購,包括2005年用14億美元買下全球最大的蔬菜種子公司圣尼斯,2007年花17億美元收購棉花種子龍頭企業Delta & Pine Land公司。通過收購兼并,在2004年種子營業收入超過當時的種業老大杜邦先鋒,坐上世界種業的第一把交椅。直到2015年底,孟山都還在試圖第3次洽談收購世界第三的種業巨頭先正達,雖然已經2次沒能如愿。
先鋒也是如此。為了搶占市場和增強市場競爭力,先鋒良種國際在1970年代收購了若干中小種子公司,包括 Agri-Corn of Idaho,Arnold Thomas Seed,Garst & Thomas Hybrid,Green Meadows,Lankhart,Lockett,Peterson等,市場份額不斷擴大,使先鋒在美國玉米種子的市場份額由1973年的23.8%增長至1994年的45%,并穩居行業第一。先鋒1999年被被杜邦完全收購后,2008年以來,杜邦先鋒進行了大規模的收購兼并和聯合合作,在美國收購了7家公司,包括Curry Seed,NuTech Seed,Seed Consultants Inc. Superme EX 品牌,Hoegemeyer Hybrids,Terral Seed Rev 品牌,AgVenture,Doebler’s RPM 品牌,Doebler’s;成立 2 家合資公司 Becks Hybrids(XL品牌)和 Bunus Hybrids(Power Plus品牌),在中國也成立了2家合資公司——登海先鋒和敦煌先鋒,利用合作方的銷售渠道,打破地域壁壘,迅速進入新市場。2009年和2013年又分別收購了印度的Nandi和南非的Pannar。2017年隨著陶氏與杜邦的合并,杜邦先鋒的種子業務又將會與陶氏益農整合,種業營業額將接近100億美元,直逼孟山都。
孟山都和杜邦先鋒的實踐證明,資本融合、兼并重組是種業做大做強最有效的路徑。可以說,種業發展不止,收購兼并不停。
植物新品種作為知識產權得到法律保護,使得私人投資種業有利可圖,大大促進了私營種業公司的興起與發展。目前,發達國家的新品種選育、生產、經營以及生物技術的研究與開發主要由私人種子公司或私人組織承擔,甚至種子質量檢驗、種子糾紛處理等中介業務也由私人組織承擔。
農作物的種子主要有三大來源:農民自留種、公共機構售種、私營企業售種。美國農業部2011年的一份報告指出,2006年全球種子市場規模為290億美元,其中農民自留種價值61億美元,占比為21%;公共機構售種為33億美元,占比為11%;私營企業售種為196億美元,占比為68%。而在1995年,這3類種子的占比分別為25%、22%和53%。2006年以來的10多年里,種子市場結構發生了重大變化,私營企業售種越來越多,公共機構售種份額越來越少,農民自留種也受到越來越大的沖擊。
在種業研發投入方面,私有機構的占比也越來越大。根據美國農業部的報告,在2006年全球農作物種子和生物科技的研發投入中,孟山都、杜邦先鋒、先正達、拜耳、陶氏益農、巴斯夫等六大公司占75.6%,而在1995年它們在種子和生物科技方面的研發投入僅占全球總投入的23%。
從研發取得的成果來看,私營企業更遠多于公共部門。從1985年到2017年4月25日,美國批準的19070項轉基因植物田間試驗申請,有7485項和1565項來自于孟山都和杜邦先鋒,分別占39.25%和8.2%,來自公共部門和非盈利機構的只占約1/4。1992年至2014年2月,美國農業部批準商業化種植、食藥局批準其產品進入市場、通過環保署評價的轉基因事件分別為100件、128件和43件,分別涉及24家、9家和6家機構,僅1家公共機構(USDA-ARS)各1個事件。真正商業化應用的轉基因事件全部由私營機構研發。
隨著市場的不斷推進,原有計劃色彩較濃的發展中國家(如中國、東歐、獨聯體)的私人種子公司或組織正在快速興起和發展。由此可見,研發、投資、供種私有化是種業的一個重要特征。
隨著美國植物專利法(1930年)、聯邦種子法(1939年)、植物品種保護法(1970年)等法律的頒布,很多種子公司開始增加育種投資,隨之引發了多次企業兼并擴張的熱潮。
此外,1930年美國頒布植物專利法案(PPA),對無性繁殖植物品種提供了專利保護,保護期為17年。1952年普通專利法案將專利權擴展到農業領域,將其定義為實用新型專利。1970年頒布植物品種保護法案(PVPA),對植物新品種實行品種權保護,授予育種者以品種權并給予18年保護期。上述3部法為美國種業構建了完備的知識產權保護制度,保護了育種者和企業合法權益,調動了投資育種研發的積極性。1946年農業市場法案(AMA)對種子標準制定和質量認證作出要求,規定了農業部門在種子管理中的執法職責、程序以及執法部門間合作等,規范了種子管理行為。
國際種業巨頭隨著實力的不斷增強和本國市場的有限性,不斷在全球拓展市場,可以說它們已經完成了全球化布局。比如,全球第一大種業公司孟山都在67個國家或地區設有分支機構,共404個辦公場所。第二大種業公司杜邦先鋒在全球25個國家建立了126個育種站、200多個研究試驗中心、1000多個育種基地、80多個種子加工廠、9個質量控制中心,其客戶遍及全球100多個國家和地區。第三大種業公司先正達的業務也遍及全球90個國家和地區。其他國際種業巨頭幾乎都是如此。
再如,2012年美國的孟山都、杜邦先鋒、陶氏益農的種子銷售額中分別有38%、36%和48%來自北美以外的市場;歐洲的先正達、利馬格蘭、KWS分別有68%、45%和37%來自歐洲以外的市場。這6大公司除陶氏益農在亞洲沒有種子銷售外,其他公司種子銷售遍及北美、南美、歐洲、亞洲、中東和非洲。
還如,作為全球第二大種業市場的中國,正吸引著跨國種業巨頭搶灘登陸。目前,全球前10大種業公司已有8個在中國設立分支機構,全國已有49家持有效證照的外資種子企業。由此可見,國際種業巨頭已經完成了全球化包括在中國的布局,并正在把經營推向深入。
經營全球化的另外一個表現是,種子進出口貿易逐年快速增長。以中國為例,2004年進口種子價值9463萬美元,2008年進口種子1.49億美元,2014年進口種子3.26億美元。中國2008年出口種子1.4億美元,2014年出口種子2.63美元。無論是種子進口還是出口,其增長速度都較快。
近20年來,少數大型種子企業對全球種業的壟斷呈加劇態勢。世界前10大種業公司的種子銷售收入在1996年僅占全球種子市場份額的16%,而2012年則提高至62%,表現出明顯的市場壟斷化。前3大公司孟山都、先鋒、先正達2012年種子營業額達205億美元,占全球種子市場份額450億的45.6%以上。保守估計,這3家公司控制著全世界65%的玉米種子市場和50%的大豆種子市場;孟山都一家公司就控制了全球91%的轉基因種子市場。
據統計,種子市場上規模最大的10家企業所占的市場份額在1996年為20.1%,2004年上升到32%,2014年達到56.98%。
孟山都公司1996年開始進入阿根廷,2002年孟山都轉基因大豆占據了阿根廷大豆種植面積的99%。在歐洲,玉米種子市場的80%由6大種子公司占有。外資企業蔬菜種子經營量已控制了我國50%的蔬菜種子市場,占去了80%以上的利潤。
可以說,少數大型種子企業壟斷國際種子市場的格局已經形成。
種業既是高利潤的產業,也是高風險的產業。為了有效抵御種業研發和銷售中的高風險,孟山都、先正達等多數大型跨國種業巨頭均在產業內部拓展其他種子業務,實現多元化經營。比如孟山都,2012年的種子營業收入為100.1億美元,其中玉米種子60.6億美元、大豆種子17.6億美元、棉花種子7.7億美元、蔬果種子8.5億美元、其他種子5.7億美元;玉米、大豆、棉花、蔬果均是全球第一,其他種子全球第五。再如先正達,2012年的種子營業收入為32.4億美元,其中玉米種子13.8億美元、大豆種子4.5億美元、蔬果種子6.8億美元、其他種子7.2億美元;玉米、大豆、蔬果均是全球第三,其他種子全球第二。
世界種業巨頭還有一個顯著的特征是除了開展種子業務以外,還同時開展農化業務,孟山都、杜邦先鋒、先正達、陶氏益農、拜耳等既是種業巨頭,又是農化巨頭。而且農化產品與種子對應,不可分割,如孟山都研發的抗除草劑種子,必須使用它研發的草甘膦除草劑。
美國農業部將孟山都、杜邦、先正達以及拜耳(總部在德國)、陶氏(總部在美國)、巴斯夫(總部在德國)合稱為“六巨頭”,它們的共同特點是在農作物種子和農業化工兩個領域都有強大的技術實力和重要的市場地位。這就是說,在跨國巨頭眼中,培育種子和制造化工品具有相似性,他們用化工的思維培育種子。這是與人們將種子培育看作自然過程完全不同的思維。
現代農民從事作物生產,除了需求種子以外,還需要其他許多技術,如植保技術、施肥技術、氣象服務、機械化技術、農產品市場信息、甚至金融服務等綜合服務。伴隨著現代農業發展的需求,各大國際種業巨頭的活動范圍愈發向農業產業鏈的上下游延伸,紛紛致力于“為農民提供綜合解決方案”。
綜合解決方案方向之一是將信息技術應用于農業領域,包括氣象信息預測、病蟲害信息識別、精準噴施/ 施肥/ 灌溉、土壤檢測等方面的技術,通過精準農業信息系統的建立,為種植者提供更加科學高效的管理決策,從而使種植收益達到最大化。被孟山都收購的天氣大數據公司The Climate Corporation 推出的 Climate Basic 和 Climate Pro 等天氣大數據應用軟件;杜邦先鋒推出了EncircaSM Yield 服務平臺,該服務中的關鍵部分是氮的管理服務;而巴斯夫在加拿大推出的全球首款網絡農場管理工具Compass Grower Advanced 都是這一領域的代表。
以杜邦先鋒為例,其服務可謂是貫穿種子的一生,涵蓋種子銷售—播種指導—田間管理指導—收獲指導—作物銷售等。總體上來講,杜邦先鋒在種子的配套服務領域真正做到了一體化、精細化和精準化,更貼近農民。其各個環節的具體指導系統包括:(1)先鋒優質種子購銷系統(Pioneer Premium Seed Treatment);(2)農戶種植計劃支持系 統(Pioneer FITServices);(3)ENCLASSR SYSTEM,營銷人員根據每個地區的土壤和氣候狀況幫助農戶選擇合適的種植品種以及田間管理計劃;(4)除草劑、殺蟲劑配套服務支持;(5)技術跟蹤服務,通過先鋒大數據為農戶提供施肥、除草劑、農藥、灌溉等跟蹤建議;(6)農戶網上交易服務平臺(MarketPointresource),為農戶提供作物銷售渠道;(7)PSI金融服務公司,杜邦先鋒旗下全資子公司,為客戶制定靈活、方便的支付計劃和其他財務服務。
再如孟山都,除了向農民提供種子、農化產品及技術之外,已開始向農民提供數據(包括氣象、土壤等)服務。孟山都2012年收購的精準種植(precision planting)公司,關注單粒播種機的準確率、播種的均一性、播種的深度及根部系統保護等。2013年又斥資約9.3億美元收購提供數據服務的Climate 公司,這家公司的宗旨是通過氣候數據來提供更加精確的小范圍氣象預測。Climate公司能夠告訴農戶何時、在多深的土里種植什么作物、用什么肥料、是否需要灌溉、是否需要補充肥料。
可以預見,不久的將來,將有種業企業為農民提供農產品市場信息、金融服務。未來的農業生產可能是,農民在生產經營上的一切需求將由種業公司牽頭解決,農民成為真正意義上的“老板”。
9.1精準化設計育種計劃 在育種理念上,跨國公司商業化育種的目標并不單純追求豐產性狀指標,而是更注重強化抗病蟲、抗旱等抗逆性狀,以提高品種穩產性,注重農藝措施的改進,如抗除草劑、耐密植、養分高效利用等,改進品質、增加營養等,使育種目標更符合農業生產和市場需求。為此,從種子生產、推廣到市場營銷等人員都能參與育種研發過程,對育種決策發揮重要作用。如先鋒公司的生產和市場人員可自始至終參與品種選育,優先選擇具有更好商業化開發前景的品種組合,育成品種有明確的推廣區域和市場定位,針對性和指向性很強。
9.2精準化創造遺傳變異或改良生物性狀 育種家改良生物性狀,其本質是改變決定該性狀的基因。如果作物本身沒有所需的性狀,就需要運用各種手段創造所需的遺傳變異,而遺傳變異的本質是DNA重組。長期以來,對DNA的編輯只能通過物理和化學誘變、同源重組等方式來對DNA進行編輯。然而這些方法要么編輯位置隨機,要么需要花費大量人力物力進行操作,因此,能夠方便而精確的對DNA和核苷酸序列進行編輯,是科研工作者們長期以來的夢想,于是基因編輯技術應運而生。所謂基因編輯技術,是指對DNA核苷酸序列進行刪除和插入等操作。CRISPR-Cas9系統的誕生和成熟標志著這一夢想逐漸變為現實。此外,基因編輯技術在諸如醫療、農業、畜牧業等研究中,也顯現出了巨大的應用前景。
9.3精準化獲得育種材料的基因型、表現型和環境型數據 作物育種已經步入分子技術育種的新時代。跨國種業公司基于新一代的高通量測序、分析技術,開發出與作物重要農藝性狀、產量和抗病抗逆等數量性狀緊密連鎖的標記,構建了龐大的分子信息數據庫;依靠精密設施設備和長期的基礎積累,記錄了包括光學、近紅外、X射線在內的作物表觀特征數據,形成了龐大表型數據庫;在發展生物信息學基礎上,構建了表型數據和分子數據的有效銜接,架起了種質基因資源信息和龐大的表型數據的橋梁,建立起常規育種與生物育種相結合的技術手段,大幅度提高了育種效率,使育種工作實現了由“經驗”向“科學”的根本性轉變。
高通量植物表型(HTPP)是一種未來化“精準農業”技術,它是遺傳學、傳感器以及機器人的結合體。它可被用于研發新的作物品種,或提高作物營養含量、耐抗旱以及抗病蟲害的能力。HTPP技術采用多個傳感器測量植物的重要物理數據,比如高度、葉片數量、大小、形狀、角度、顏色、枯萎程度、莖厚、結果數量等。這些都屬于表型特征,也是植物遺傳代碼的物理表達。科學家可以將這些數據與特定植物的已知遺傳數據對比。再加上傳感器,科學家可以非常迅速地獲得成千上萬種植物的表型特征,育種學家和遺傳學家可據此決定哪些品種將被排除,哪些可進一步測試,這將大大加速農作物改良的進程。
9.4精準化鑒別和選擇有益的遺傳變異 如孟山都的種子切片技術、先鋒的激光輔助選擇、油菜半粒法脂肪酸測定技術以及廣泛應用的分子技術輔助選擇等等。無論是實驗室操作還是田間作業,跨國公司都設計和采用各種現代自動化控制的分析儀器和機械設備,極大地提高了育種試驗規模和研發效率。孟山都(安克尼)SNP分子標記實驗室,從籽粒激光切削取樣到DNA提取、引物加注、PCR擴增、生物信息讀取、目標樣品選擇等實現了全程自動化,實驗室內全部由機器人操控,每天可完成數百萬個樣品分子標記測試和海量信息采集分析任務,實現了大規模、高通量、全自動基因型分析鑒定和篩選。先正達(斯萊特)育種研發基地,自行設計改裝的玉米田間小區收獲測產設備,每臺每小時收獲500個試驗小區,并準確獲取產量等數據,可保證該基地23萬個小區在10多天內及時收獲。
9.5精準化確定新品種及其適應區域 跨國公司在全球近百個國家建立育種研發中心或試驗站,如孟山都全球育種試驗站有180多個,先鋒公司有126個,并以這些研發中心為依托,在不同氣候、土壤等生態類型條件下廣泛布局試驗點,對商業化育種中試產品進行田間小區種植,開展大規模育種材料篩選和品種適應性試驗,測試選育品種的綜合表現,評估其商業化推廣的價值,所有試驗數據與公司總部實現聯網共享,所有試驗站均可利用。還針對特定推廣區域生產和市場需求,對育種目標、技術路線、研發產品特性等進行改進優化,使其更好適合目標區域生產和市場,以及商業化推廣的要求。據了解,先鋒公司在全球設立育種試驗點1000多個,每年測試育種組合上百萬個,試驗小區200多萬個。每個雜交組合在商業化推廣前至少經過150多個試驗點和200多個不同地區農民的種植測試評價,確保適合當地種植。
9.6精準化檢測種子質量 種子質量檢測的重點和難點是種子純度檢測,基于分子特征原理建立起來的同工酶、PCR、SNP等技術,已能準確、快速、低成本、高通量地檢測種子純度。
生物技術成為世界各國搶占科技制高點和增強農業國際競爭力的戰略重點。近30多年來,生物技術迅猛發展,引領種業創新日新月異,作物育種已經由培育新品種向創造新性狀或新性狀組合、由選擇育種向設計育種、由傳統育種技術向傳統技術與分子技術、信息技術結合等方向發展。
轉基因技術是精準化創造遺傳變異或改良生物性狀的成功范例,其應用也如火似荼。據國際農業生物技術應用服務組織(ISAAA)統計,轉基因作物商業化種植在全球范圍內快速發展,種植面積從1996年的170萬hm2,增長到2016年的1.851億hm2,增長了110倍。2016年全世界生產78%的大豆、64%的棉花、26%的玉米、24%的油菜都是轉基因品種。2016年全球26個國家種植轉基因作物,39個國家及歐盟(28國)批準進口轉基因產品用于食品和飼料加工。轉基因作物種子市場價值由1996年的1.15億美元迅速增加到2016年的158億美元,20年間增長了136.4倍,占全球作物種子市場價值450億美元的1/3以上。
跨國種業公司建立和推行矩陣式、標準化、自動化、信息化大規模商業育種程序,擁有高素質育種研究團隊,實行程序化、流水線(pipeline)管理機制。研發崗位和人員分工精細,銜接緊密,不論是實驗室研究還是田間操作,從試驗設計、實施到數據采集、分析及目標篩選等環節都高度專業化,每個崗位配有專業研發人員,軟件工程師研制了先進的試驗數據分析和管理軟件系統,實行計算機管理,確保育種研發程序化和標準化,既能保證極高的育種效率,又能穩定研發體系和團隊,即使人員變動也不會影響研發工作進展。這一體制把育種過程的“馬拉松”變成了“接力賽”,把“個人全能”變成了“團體賽”。
種業研發過去主要依靠人工勞作,而現在無論是實驗室操作還是田間作業,跨國種業公司都設計和采用各種現代自動化控制的分析儀器和機械設備,極大地提高了育種試驗規模和研發效率。孟山都(安克尼)SNP分子標記實驗室,從籽粒激光切削取樣到DNA提取、引物加注、PCR擴增、生物信息讀取、目標樣品選擇等實現了全程自動化,實驗室內全部由機器人操控,每天可完成數百萬個樣品分子標記測試和海量信息采集分析任務,實現了大規模、高通量、全自動基因型分析鑒定和篩選。先正達(斯萊特)育種研發基地,自行設計改裝的玉米田間小區收獲測產設備,每臺每小時收獲500個試驗小區,并準確獲取產量等數據,可保證該基地23萬個小區在10多天內及時收獲。
種子生產過程中的整地、播種、施肥、噴藥、去雄、收獲、脫粒、干燥、精選、加工、包裝、儲運等各環節更是全程機械化、自動化。
在農業信息化領域,杜邦的發展亦走在前列,其主要的服務模式為:(1)利用公司的農田決策方案系統(EncircaSMView)和先鋒農場360度服務平臺向農戶推廣和提供相關產業信息服務,提高農戶保有率及客戶對于公司產品的粘性,同時利用客戶的反饋數據提升公司種業管理能力和服務能力;(2)構建以“先鋒—信息系統網絡—經銷商及零售商—普通農戶”工作網絡為核心的“農戶管理信息化服務平臺”,及時了解農戶需求并進行大數據分析,從而更有針對性的進行渠道擴張,提高物流效率。將種業銷售以產品為導向的模式轉變為以農戶需求為導向的模式。
縱覽全球種業的發展趨勢,不難看出,種子產業已經由傳統的種植業演變成了技術密集型、資本密集型、人才密集型、市場壟斷型、經營全球化的高新技術產業,使后來者感覺在資本上高不可攀,在技術上深不可測,在市場上遙不可及,追趕十分不易。
中國種業正在政府的支持下奮起直追,要在國際上占有一席之地,比如一兩家種業企業在經營規模上進入全球種業10強,這或許不是難事,因為中國種子市場之大足以支撐。比如中國種業隆平高科,2016年種子營業收入22.99億元,超過3億美元;排位第二的墾豐種業達16.95億元,第三位的登海也達16.03億元。這些中國種業公司在營業額上進入國際10強已經只有一步之遙,但是要全面向國際種業巨頭看齊,經營走向世界,還有很長的路要走,人才、技術、管理、品牌、多元化等等都是一個個瓶頸,需要花真功夫解決。沒有后面的這些作支撐,僅憑經營規模只能算“大”,不能算“強”。所以,中國種業任重道遠!
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2017-09-11)