作物保护已无法跟上自然变化的步伐。我们如何迎头赶上?

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  • 气候变化、害虫抗药性增强和监管日趋严格,给作物保护带来了更大挑战。

  • 该领域传统的研发体系往往需要十多年才能推出新产品,如今已不再适应实际需要。

  • 适应性研发体系可优先开展由人工智能助力的早期发现,从而在不牺牲监管监督的前提下提升速度和效率。

气候变化、害虫抗药性增强和监管日趋严格,给作物保护带来了更大挑战。传统研发体系往往需要十多年才能推出新产品,已无法跟上生物变化的步伐。适应性研发体系正成为一种切实可行的方式,通过在开发早期将资源集中于成功概率更高的分子,提高资本效率。

作物保护对全球粮食安全至关重要,但农业以外的领域对此仍重视不足。每年,害虫会毁掉全球作物产量的估计20%至40%,推高食品价格,造成供应不稳定并加重经济负担。随着气候变化加速害虫演化,并使种植条件更加多变,这些压力也在不断加大。

全球粮食需求不断增长、生物多样性丧失以及对可持续性的期望日益提高,使情况更加紧迫。仅生物多样性丧失一项,若计入对医疗保健和农业的影响,其造成的年度损失估计就达10万亿美元。与此同时,全球为人类消费而生产的食物中,约有三分之一损失或被浪费。

在此背景下,行业的创新能力正面临压力。淘汰较早期的化学制剂后,行业更加依赖数量更少、效果显著的产品,加速了抗药性的形成。田间评估仍受季节周期限制,而气候变异又增添了复杂性。与此同时,全球监管要求持续扩展,推高成本、延长周期并增加不确定性。

过去50年来,研发模式平均需要12.3年才能推出新的作物保护产品,每种活性成分的成本超过3亿美元。这一速度已无法应对农业面临的挑战。行业必须重新思考如何实现创新。

传统研发的局限

数十年来,创新遵循一条线性路径,从发现一直延伸到商业化。这种模式曾取得成效,但它是为另一个时代打造的。如今,它已跟不上生物和环境变化的速度。产品开发周期超过十年,而抗药性几年内就可能出现。两者之间的差距正在扩大。

定义这一体系的约束不太可能迅速改变。产品必须经过多个作物种植周期的验证。安全评估仍依赖动物试验。监管框架正在全球范围内不断扩展。这些要求必不可少,但也限制了提速的空间。

适应性研发能发挥作用的领域

适应性研发并非只是要加快整个研发流程,而是要把创新集中在当下最可行的环节:早期发现。

在这一阶段,田间季节、监管要求和大规模验证带来的限制大幅减少,因此可以快速开展迭代实验。借助整合式计算工具和高通量验证,周期可从数年缩短至一到两年。

人工智能增强的发现能力在这一转变中发挥着核心作用。通过识别规律、优先筛选新作用机制,并在合成前过滤候选分子库,它能帮助机构更早淘汰成功概率较低的选项。领先项目已在合成前将候选分子库缩减逾90%,同时提高早期成功率。

这从根本上重新界定了问题。适应性研发不再试图加快整个研发流程——其中许多环节受到结构性约束——而是改善最早期阶段的资本配置。资源投向成功概率更高的候选分子,从而减少后期淘汰,并提高成功产品最终问世的可能性。

在这一体系中,失败并非沉没成本,而是持续学习循环的输入。由此形成的模式资本效率更高,既拓展创新空间,也提升决策质量。

要产生影响,就应聚焦于在有意义的时间范围内能够改变的事项。监管标准仍将保持严格。田间验证仍将取决于季节周期。短期内,安全要求不会发生根本变化。

机遇在于从限制最少的环节着手:早期发现。将创新努力集中于此,行业如今就能提升速度和效率,无需依赖监管框架或测试范式的长期变化。适应性研发可在这一领域立即产生可衡量的影响。

韧性为何仍然重要

速度和效率必须与韧性并重。这需要多元化的研发管线、多种作用机制,以及在不同地区和作物上进行验证。可持续性考量也必须从发现过程的早期阶段纳入其中。

农业始终受到生物演化、气候波动和地缘政治压力的影响。严谨采用适应性研发的机构能够提高资本效率、加快发现进程,并增加新方案在适当时间内惠及农民的可能性。

世界经济论坛正在采取哪些行动,帮助确保全球粮食安全?

问题已不再是行业能否加快速度,而是能否重新设计创新方式——将资本、学习和决策集中在当下最能产生影响的领域。做不到这一点的机构将进一步落后。

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