bioecon 会员专区
技术 · 农业食品系统 / 作物生物技术

化感作物

培育和部署自然分泌生化物质以抑制周围杂草的作物，为合成除草剂提供了一种生物学替代方案。

风险: 中 植物保护种子与遗传育种 US · EU · IN · CN 核实于 2026-06-24 · 8 来源 (0 独立来源)

1 · 带来什么

化感作物利用了一种自然的生物现象，即植物向环境中释放次生代谢物（化感物质），以抑制相邻竞争物种（主要是杂草）的生长和发育。随着杂草对草甘膦等传统合成除草剂的抗性不断升级，培育具有增强化感活性的作物已成为再生农业中的一项关键战略。黑麦、高粱、向日葵和某些水稻品种已知会从其根部分泌强效化感物质（例如，高粱酮、稻壳酮）。通过将这些性状整合到主要经济作物中，或将高化感品种用作覆盖作物，农民可以将合成除草剂的施用量减少 30% 到 50%。这种生物杂草抑制可减轻环境污染、降低投入成本并保持作物产量。

化感作物的主要发展方向包括：

  1. 化感覆盖作物： 在休耕期利用强化感物种（如黑麦或高粱-苏丹草）建立杂草抑制覆盖层。
  2. 经济作物性状渗入： 通过传统和标记辅助育种，将来自野生近缘种的高分泌性状转移到商业水稻、小麦和玉米品种中。
  3. 代谢组学分析： 识别和量化特定的根系分泌物，以了解负责抑制杂草的精确生化途径。
  4. 化感优化的作物轮作： 设计农艺系统，利用前茬作物残留的化感物质自然抑制后续种植周期中杂草的发芽。

行业价值链#

[种质筛选] ──> [性状育种] ──> [种子生产] ──> [农艺部署]
                                  │
                          (杂草抑制)
                                  │
                                  ▼
[除草剂减量] <─── [产量维持] <─────┘

价值链层级#

层级描述关键输入/输出
种质筛选评估庞大的野生近缘种种质库，以寻找针对目标杂草物种的天然化感活性。输入: 种子库，杂草生物测定。
输出: 候选化感品系。
基因作图使用基因组学识别负责化感物质产生的特定数量性状位点 (QTL)。输入: 候选品系，基因组工具。
输出: 育种的遗传标记。
性状渗入将化感性状育种到高产商业品种中，且不会导致产量下降。输入: 遗传标记，优良品种。
输出: 商业化感种子。
种子扩繁扩大新的化感作物或高抑制性覆盖作物种子的生产。输入: 原种。
输出: 商业种子数量。
田间部署农民将化感作物作为主要经济作物或中间覆盖作物种植。输入: 商业种子。
输出: 建立的作物冠层。
杂草管理生长中的作物分泌化感物质，减少了对合成苗后除草剂的需求。输入: 活跃的根系分泌物。
输出: 干净的田地，降低除草剂成本。

该行业的跨领域技术：

  • 标记辅助选择 (MAS)： 通过筛选与化感作用相关的遗传标记幼苗来加速育种过程。
  • 液相色谱-质谱联用 (LC-MS)： 精确测量分泌到根际的化感物质浓度。
  • 精准农业： 绘制杂草压力区域图，以便在除草剂抗性最高的特定区域部署化感覆盖作物。

2 · 替代什么 4 · 按行业匹配

D2E–以抗病作物品种（分子标记辅助育种、抗性基因聚合、同源转基因）替代常规杀菌剂喷施方案
替代: 在感病品种上全季施用保护性杀菌剂——如马铃薯晚疫病喷施代森锰锌/百菌清/甲霜灵10–20次，葡萄霜霉病和白粉病喷施铜制剂和合成药剂8–15次，谷物锈病采用三唑类方案
SEED
D3E2以抗虫（Bt）作物品种——棉花、玉米、大豆、茄子——替代针对棉铃虫、钻蛀螟和果实蛀虫的广谱杀虫剂喷施
替代: 针对鳞翅目害虫（棉铃虫、红铃虫、玉米螟/蛀茎夜蛾、草地贪夜蛾、茄果螟）反复喷施有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯
GM
D1E2以抗病家畜遗传——基因组选择、适应性品种、基因编辑抗 PRRS 猪——替代常规抗生素、杀螨剂和反复群体治疗
替代: PRRS 等病毒病后针对继发感染的群体预防性抗生素；对易感蜱牛频繁药浴杀螨；易感畜群一刀切驱虫和乳房炎治疗
BREED
D2E–以抗病鱼虾品系（QTL 和基因组选择、SPF/SPR 亲本）替代抗生素、福尔马林和池塘化学品
替代: 育苗和养成阶段预防性和群体预防性使用抗生素；福尔马林等化学药浴；疫病暴发后使用的池塘消毒剂
BREED

3 · 如何实施 6 步

  1. 1
    生物测定筛选检测与分析
    在受控的温室生物测定中测试数百个作物种质（地方品种、野生型），以测量它们抑制稗草或长芒苋等目标杂草的能力。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Esco Aster 新加坡
    ✓ ISO 9001 5,000 L 工业规模
    “Esco Aster (Singapore) is a cGMP contract research, development and manufacturing organization (CRDMO/CDMO) and bioinnovation venture accelerator that helps clients and …”
    Mahyco 印度
    ✓ ISO 9001
    “Mahyco’s Seed Testing Laboratory at Dawalwadi has had the status of an ISTA-accredited Laboratory since April 2005 and is authorized to issue Orange, Green and Blue ISTA …”
  2. 2
    代谢组学分析
    使用质谱法提取和分析最具抑制性品系的根系分泌物，以识别负责除草作用的特定化感物质。
  3. 3
    QTL 作图
    将高化感品系与优良（高产）品系杂交，并绘制后代的基因组图谱，以确定控制该性状的精确遗传区域 (QTL)。
  4. 4
    标记辅助选择
    通过测试幼苗的 DNA 来加速育种计划。只有携带化感性状遗传标记的植物才能进入下一代。
  5. 5
    田间评估现场应用与服务
    在多地点田间试验中种植高级育种品系，以确保它们在现实条件下保持强大的杂草抑制能力，而不会受到“产量拖累”。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Restrain 英国
    “Industry gathered to see Restrain’s AccumulatR™ potato seed treatment ahead of major Scottish trial events Restrain welcomed growers, seed producers, agronomists and other key …”
  6. 6
    商业种子生产

    扩大成功的化感品种的生产。种子被分发给农民，作为综合杂草管理系统中减少合成除草剂施用的生物工具。

4 · 谁来交付

匹配的供应商 (自动匹配)

Qianjiang Biochemical 钱江生化 (SSE 600796)中国生产商运营中
Zasso瑞士未分类运营中

服务与供货目录 1 · 付费服务

分析与检测服务

领先企业与机构（摘自简报）

企业 / 机构国家关键产品 / 平台技术特点2026 状态
Green Cover🇺🇸 美国覆盖作物种子混播多物种化感混合物commercial
KWS Group🇩🇪 德国截获与覆盖作物抑制杂草的传统育种commercial
Barenbrug🇳🇱 荷兰饲草与覆盖种子高分泌量品种commercial
Corteva Agriscience🇺🇸 美国先进育种杂草性状的种质筛选commercial
USDA-ARS🇺🇸 美国高粱化感作用高粱酮通路图谱research
IRRI🇵🇭 菲律宾化感水稻性状渐渗至亚洲水稻research

5 · 法规与市场准入

进入俄罗斯/欧亚经济联盟: SEED · 俄罗斯农业部（国家登记册）/ 国家品种委员会（Gossortkomissia，品种试验）
国家品种试验2–3个季节
仅供参考，非法律意见——请针对您的产品确认流程。 (2026-10-06)
美国

美国通过由公共机构和种子创新者推动的广泛覆盖作物网络和先进性状研究，专注于化感作用的实际农艺应用。

覆盖作物、USDA研究、农艺整合#

  • USDA-ARS： 在识别和分离高粱中高粱酮的遗传途径以了解其强大的杂草抑制能力方面处于公共研究的领先地位。
  • Green Cover 与商业种子： Green Cover 等公司配制特定的多物种覆盖作物混合物。
  • 农业科技巨头： Corteva Agriscience 等公司正在探索将化感性状直接育种到优良大田作物种质中的长期潜力。
欧盟

欧盟对合成除草剂（例如，逐步淘汰草甘膦）的严格监管环境，主要通过先进的饲料和覆盖作物育种，加速了生物杂草控制策略的采用。

从农场到餐桌、草甘膦替代品、填闲作物#

  • 种子公司： Barenbrug 和 KWS Group 等欧洲领先企业正在培育针对其侵略性化感根系分泌物而优化的特定“填闲作物”和覆盖作物。
  • 监管压力： 欧盟“从农场到餐桌”战略设定了到 2030 年将农药使用量减少 50% 的目标。
  • 非转基因育种： 由于严格的转基因法规，欧洲在化感作用方面的创新完全依赖于传统育种、MAS 以及对自然遗传多样性的开发。
中国

中国优先考虑主要作物（尤其是水稻）的化感研究，以减少集约化农业系统中的化学品依赖，并确保长期的生态粮食安全。

化感水稻、国家研究、除草剂减量#

  • 中国农业科学院 (CAAS)： 在识别自然抑制稗草的水稻地方品种（通过分泌稻壳酮）方面处于全球领先地位。
  • 性状渗入计划： 大规模的国家资助育种计划旨在将这些化感性状转移到高产杂交水稻品种中。
  • 生态农业指令： 化感作物的整合直接符合中国限制和减少每公顷化学农药施用量的国家指令。

6 · 资金：招标与资助

资助以多样化作物和价值链创新提高农民收益和韧性
European Commission · 欧盟
2027年9月23日
342 天
资助提高有机作物育种竞争力：重点培育适合间作的品种
European Commission · 欧盟
2027年9月22日
341 天
资助预防和减轻合成生物学被滥用于生物恐怖主义
European Commission · 欧盟
2026年11月5日
20 天

7 · 技术栈与创新

针对化感作用的作物育种需要将高级分析化学与现代基因组学相结合，以确保抑制杂草的性状不会损害作物的产量。

  1. 代谢组学与分泌物分析：
    • 使用 LC-MS 鉴定根部分泌的特定次生代谢物（如小麦中的苯并噁嗪类，水稻中的稻壳酮）。
    • 确定抑制杂草种子发芽所需的土壤中确切阈值浓度。
  2. 基因组作图与 MAS：
    • 对野生近缘种的基因组进行测序，以绘制控制化感物质生物合成的数量性状位点 (QTL)。
    • 采用标记辅助选择 (MAS) 快速筛选育种群体。
  3. 农艺建模：
    • 利用人工智能驱动的作物模型来预测环境压力（干旱、营养不良）如何增强或减弱田间作物的化感分泌。

来源 8 · 0 独立来源 · 8 生产商网站

生产商自有网站 8

  1. Usda ars 生产商 核实于 2026-06-16 · 未保存链接
  2. Green cover 生产商 核实于 2026-05-18 · 未保存链接
  3. Kws group 生产商 核实于 2026-06-12 · 未保存链接
  4. Barenbrug 生产商 核实于 2026-04-26 · 未保存链接
  5. Corteva 生产商 核实于 2026-06-17 · 未保存链接
  6. Caas 生产商 核实于 2026-06-24 · 未保存链接
  7. Icar 生产商 核实于 2026-06-16 · 未保存链接
  8. Irri 生产商 核实于 2026-06-19 · 未保存链接