Evologic Technologies：创新制剂技术稳控假单胞菌生物刺激素田间实效，赋能三大定制化商业准入路径

Paul Ruschitzka

Evologic Technologies细菌生产技术负责人

邮箱: paul.ruschitzka@evologic.at

在追求可持续农业、增产、投入品效益等背景下，生物刺激素市场发展迅猛。2025年生物刺激素市场估值为44.6亿美元，未来五年预计将增至78.4亿美元，复合年增长率达11.9%。¹强劲的增长会让一些人认为，生物刺激素已成为成熟产品，然而，田间实际数据反映的情况，却不是这么回事 – 期望落空。尽管科学在进步，市场在鼓励，行业在努力，但生物刺激素田间现场效果却做不到始终如一。这种不可靠的效果，常常被归咎于外部因素，如环境和土壤条件的变化、作物体系的差异、或施药技术误差等。这些因素确实对生物刺激素产生影响，却不是效果效果欠佳的根本原因。

就多数产品而言，生物刺激素的效果不仅取决于施用到田间的产品用量，更取决于产品能否以合格品质抵达施用部位。对于微生物类生物制剂而言，有活性、功能细胞必须进入田间，才能发挥预期功效。这一点对革兰氏阴性菌尤为关键，因为它天生敏感。尽管其生物应用潜力已得到充分验证，但在非受控环境下稳定性极差。因此，配方技术成为实现田间效果稳定输出的主要制约因素。

制剂挑战

革兰氏阴性菌因其细胞壁结构，给制剂开发带来了独特挑战。与革兰氏阳性菌厚实坚固的细胞壁相比，革兰氏阴性菌的肽聚糖层更薄，且存在其他功能差异，这使其较为敏感。

解锁革兰氏阴性菌的稳定性潜力，是生产制造过程中的一项关键要求，这一目标通常通过液体或固体制剂来达成。这一点很关键。但在研发阶段，就需提前考量施用方式，以确保制剂相容性。

在固体制剂中，颗粒的粒径和比重是需要考虑的关键特性。大颗粒会导致施药不均，种子包衣粘附差，施药设备堵塞，与载体混合时出现分层，这对微生物胶囊产品尤为关键，因为传统胶囊尺寸通常与现代种子处理系统不相容；较高的比重可导致颗粒在药罐中快速沉淀；不妥善处理颗粒大小和比重的话，会对大规模施药和兼容产生问题，进而影响田间效果。

对于液体制剂而言，对应的核心难题是沉降稳定性。即便在液体制剂中，菌体仍以分散固体形式悬浮存在；若稳定性控制不当，菌体就会发生沉降或团聚。微生物属于颗粒态物质，不会溶解于液体中，因此所有液体制剂本质上均为悬浮液，颗粒会随时间的流逝逐渐沉降。沉降问题还会影响实际使用便捷性。需要持续搅拌的产品会增加终端用户的操作难度，尤其在田间施用场景下，搅拌效果往往不稳定。

 

假单胞菌：前景与现实

在植物根际促生菌（PGPR）中，假单胞菌属是研究最广泛、商业化应用价值最高的类群之一。该菌属的生物刺激素功效已得到充分证实，可通过多种机制直接提升植物养分吸收能力与抗逆性，包括解磷²、诱导植物产生系统抗性（ISR）³以及促进根系发育等⁴。

荧光假单胞菌已被大量研究证实，可与多种作物建立有益的互作关系。该菌种在可控试验中表现出适用性广、效果稳定的特点，是生物刺激素产品中核心微生物活性成分的优选菌株。

含假单胞菌的植物根际促生菌（PGPR）农用投入品，其标签标注的微生物组成与实际检出的微生物含量往往存在偏差，包括污染、菌株缺失或丰度低等问题，以及产品整体质量欠佳等。

实验室或温室的功效不是问题，这一点早已得到广泛证明。问题的瓶颈在于如何将这种功效转化至实际田间环境 – 具体而言，就是要向田间输送足量活菌，使其浓度足以达到预期效果。^5,6

荧光假单胞菌：如何选择合适的制剂工艺以保障产品质量

只有能够直接解决产品质量和稳定性的制剂工艺，才会带来可量化、具有商业价值的产出。

这一结论得到了一项针对荧光假单胞菌开展的常温储存试验佐证。⁷研究对比了采用前沿技术生产的市售样品，与Evologic Technologies创新制剂平台制备样品的经时活力。试验同时涵盖液体制剂与固体制剂，以实现全面对比。

受试固体材料在残余水分含量低于30%、室温条件下储存，以此模拟供应链中常见的非冷藏环境。固体制剂初始活菌量为 5.13×10¹⁰ CFU/g，液体制剂初始活菌量为 1.21×10¹⁰ CFU/ml。经室温储存 240 天（约 8 个月）后，二者活菌量分别维持在 1.06×10¹⁰ CFU/g 和 5.16×10⁸ CFU/ml。

图1: 假单胞菌样本在室温下的经时存活率。

缩写：

ML – 市售样品（荧光假单胞菌液体制剂）

MS2 – 市售样品（荧光假单胞菌固体海藻酸盐制剂）

MS1 – 市售样品（荧光假单胞菌固体蛭石制剂）

ES – Evologic 样品（荧光假单胞菌固体制剂）

EL – Evologic 样品（荧光假单胞菌液体制剂）

 

结合已公布的囊化植物促生微生物基准数据⁸，上述结果表明，革兰氏阴性假单胞菌在常温储存条件下具备优异稳定性，尤其是在固体制剂中，在长期储存过程中，活菌数始终维持在具备商业化价值的浓度区间内。从产品角度而言，该活菌留存水平既可保障标签标注含量真实有效，也能确保产品使用时发挥预期功能效果。

总之，这些结果突出三项产出：较高的初始CFU计数、较低的经时衰减，粒径适配现代施药方式。上述各项特性均直接解决了目前微生物生物刺激素性能方面的已知技术瓶颈。

在液体制剂样品对比中，Evologic初始CFU/ml较高，储存 8 个月后其菌落数依旧更高。尽管市售样品在 0–2 个月内出现活菌数量增长，给存活率的直接对比带来一定难度，但可得出结论：更高的菌落数有助于提升产品在施用、登记及货架期标注方面的灵活度。

对生物刺激素产品开发者的启示

对革兰氏阴性菌产品开发者来说，三项制剂工艺参数决定了一株潜力菌株能否转化为稳定可靠的商业化产品：

• 初始CFU：较高的初始活菌量，可应对标签标注含量、流通环节波动及货架期内的活菌损耗，确保产品在使用时活菌数不低于功效阈值。

• 常温货架稳定性：若活菌在室温条件下可保持活性，冷链限制将得以放宽，物流环节更为简便，且产品效果受运输及储存方式的影响更小。

• 施用适配性（粒径、密度、悬浮性能）：粒径分布与沉降特性决定了产品能否在实际施用设备（如种子处理、颗粒混配、桶混施用）中正常使用，避免出现堵塞、分层或施用量不均的问题。

尽管这些限制条件初期可能会增加研发复杂度，但在产品开发阶段予以考量，远比后期补救更为简便。以合格品质供应有效成分，能够降低田间应用的效果波动，提升生物药效转化为稳定、可重复产品性能的概率。

准入路径：将稳定化假单胞菌应用于产品中

对于计划将假单胞菌类生物刺激素纳入产品组合的企业而言，可根据菌株所有权、开发成熟度及供应链完备程度，选择不同的入局路径。

第一种路径：基于自有专利菌株开展完全定制化开发。该方式主要适用于项目早期阶段，此时发酵性能、制剂特性及长期稳定性仍处于验证确立阶段。其在工艺与产品设计上具备最大灵活性，但同时也伴随最高的技术与生产运营不确定性。活菌存活率、货架期、生产效率、施用兼容性及生产规模化能力等关键指标，均需在商业化应用前完成验证。

 

第二种路径：针对已拥有专属菌种品种、且具备现有工艺或产品数据的企业，开展针对性的中试规模验证流程。此时，工作重点已从生物学概念验证，转向证明其具备满足既定质量目标（如活性保持率、稳定性及应用兼容性）的供应能力。与早期开发阶段相比，技术不确定性较低，但在规模化生产前，仍需要进行生产验证和法规合规确认。

第三种路径：通过白标模式获取已认定的假单胞菌活性成分。该方式可基于已具备预设质量属性（包括活菌率、储存稳定性及可直接施用的颗粒特性）的原料开展研发，从而降低研发复杂度。产品开发方无需从零攻克核心稳定性难题，可将重心放在产品定位、制剂整合、功效宣称策略及市场执行等方面。

以上三种路径中，核心目标是一致的：确保经生物学验证的假单胞菌菌株，能够以稳定、可用且具备商业可行性的形式应用于田间。Evologic Technologies 为产品开发人员提供全方位支持，涵盖从早期菌株鉴定、中试验证，到供应可直接使用的白标活性成分的各个环节。

 

参考文献

1. Biostimulats Market Report (2025). Markets & Markets.

2. Bakki M, Banane B, Marhane O, Esmaeel Q, Hatimi A, Barka EA, Azim K, Bouizgarne B. Phosphate solubilizing Pseudomonas and Bacillus combined with rock phosphates promoting tomato growth and reducing bacterial canker disease. Front Microbiol. 2024 May 3;15:1289466. doi: 10.3389/fmicb.2024.1289466. PMID: 38765677; PMCID: PMC11100333.

3. De Vleesschauwer D, Djavaheri M, Bakker PA, Höfte M. Pseudomonas fluorescens WCS374r-induced systemic resistance in rice against Magnaporthe oryzae is based on pseudobactin-mediated priming for a salicylic acid-repressible multifaceted defense response. Plant Physiol. 2008 Dec;148(4):1996-2012. doi: 10.1104/pp.108.127878. Epub 2008 Oct 22. PMID: 18945932; PMCID: PMC2593667.

4. Li Q, Li H, Yang Z, Cheng X, Zhao Y, Qin L, Bisseling T, Cao Q, Willemsen V. Plant growth-promoting rhizobacterium Pseudomonas sp. CM11 specifically induces lateral roots. New Phytol. 2022 Aug;235(4):1575-1588. doi: 10.1111/nph.18199. Epub 2022 May 27. PMID: 35510807; PMCID: PMC9546010.

5. Volkan Atav. Engineering robustness in microbial biofertilizers: Lab to field failure modes, formulation design rules, and technology readiness level validation, Rhizosphere, Volume 38,2026, 101366, ISSN 2452-2198.

6. Berninger T, González López Ó, Bejarano A, Preininger C, Sessitsch A. Maintenance and assessment of cell viability in formulation of non-sporulating bacterial inoculants. Microb Biotechnol. 2018 Mar;11(2):277-301. doi: 10.1111/1751-7915.12880. Epub 2017 Dec 4. PMID: 29205959; PMCID: PMC5812248.

7. Evologic internal data.

8. Dolatabad H. K. Multifactorial formulation for stable encapsulated plant growth promoting microorganisms. Sci Rep. 2026 Jan 7;16(1):4797. doi: 10.1038/s41598-026-35331-w. PMID: 41501130; PMCID: PMC12873143.

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