采用中国知识产权网(CNIPR)专利数据库作为数据源。根据生物农药领域各环节所涉及的核心技术及重要组成部分, 以技术为主题选择检索词^[11]。

1)(生物农药or天然农药or微生物农药or* 农药)and(* 杀虫剂or* 杀菌剂or* 除草剂)and(A01N or A01P);

2)(农药or杀虫剂 or杀菌剂or除草剂or杀螨剂 or生长剂)and (A01N65/00 or A01N63/00);

3)(农药or杀虫剂 or杀菌剂or除草剂)and(* 毒素or* 病毒* or激素or* 信息素or天敌昆虫or* 胆汁)and(A01Nor A01P);

4)(微生物or细菌or真菌or病毒)and(杀虫剂or杀菌剂or除草剂or杀螨剂or生长剂)and(A01Nor A01P);

5)(杀虫剂or杀菌剂or农用抗生素)and(阿维菌素or苏云金* 菌or* 芽孢杆菌or * 僵菌or * 霉菌or* 霉素or* 病毒)and(A01Nor A01P)。

检索时间跨度为1997-2016年, 共检索专利文献18 562条。经过人工筛选去掉不符合分析主题的专利, 并用确定的关键词列表进行二次检索, 共得到相关专利14 022条, 形成本次专利分析所使用的生物农药专利数据库。最后通过IncoPat等工具, 对专利进行全面的分析。由于专利申请的过程中有18个月的公开期, 所以2015和2016年的专利数据不完整。

本研究采取定量分析方法, 对中国生物农药领域专利数据进行检索、统计和整理, 从不同角度通过图表等方式对专利文献所记载的专利分类、申请人、申请人所在国家和法律状态等信息进行解释和分析^{[12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]}。

从1997年至2015年, 全球生物农药领域专利公开数量排名前十的国家或机构如图所示(图1)。日本是较早专注生物农药领域发展的国家, 主要原因是因为当时没有相应的环境保护和公害治理措施, 致使工业污染和各种公害病譬如“ 水俣病” 、四日市哮喘病、富山“ 痛痛病” 等泛滥成灾^[21]。随后, 由于世界环境与发展大会多次呼吁要严格控制化学农药的使用和销售, 全球各个国家开始重视生物农药技术的发展^[22]。

图1

Fig. 1

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	图1 生物农药领域专利公开趋势Fig. 1 Biopesticide trends

中国作为全球农业大国, 随着社会经济的发展也逐渐开始意识到化学农药对生态环境及人类食品安全的危害。1997年至2009年期间, 中国在生物农药领域的专利公开数量逐步增加, 2010年起急剧增长(图1)。说明随着政府鼓励生物农药的使用和生物农药技术瓶颈的不断攻克, 生物农药进入了快速发展时期。生物农药产业技术受到重视, 投资力度不断加大, 发展前景良好^[23]。

中国发明申请专利占专利总量的71.82%, 发明授权专利占专利总量的24.21%, 实用新型专利占专利总量的2.79%, 外观设计专利占专利总量的1.18%(图2)。从专利的类别可以看出生物农药领域的创新程度和水平。发明专利能够衡量一个国家或地区相关技术领域的发展水平和创新能力, 也是区域、产业、企业发展的评价指标。从图2显示的数据说明, 中国在生物农药技术领域有较强的创新能力。

图2

Fig. 2

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	图2 中国生物农药领域专利类别Fig. 2 Biopesticidepatent category in China

职务发明专利在生物农药领域占的比重越高, 说明该技术受到的关注程度越高^[24]。所有申请人类型中, 职务发明专利申请占82.5%, 非职务发明专利申请占17.5%(图3)。分布比例表示中国生物农药研发机构对知识产权的保护意识越来越强, 对该技术领域的科研投入和重视程度都在逐渐增加。这与中国大力鼓励农业生产、尤其是直接食用的农产品生产过程中使用生物农药, 实施低毒生物农药示范补贴政策等有很大的关系。同时, 个人的非职务发明专利数量高于科研单位和机关团体, 中国的科研单位和机关团体在该领域的知识产权保护意识和研发能力还有待提高。

图3

Fig. 3

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	图3 中国生物农药领域专利申请人类型Fig. 3 Types of biopesticide patent applicants in China

发明专利申请授权量的地域分布直接反映该地区的技术实力。山东省专利申请授权量处于绝对的领先地位, 这与山东是中国的农业大省, 耕地率和农业增加值排在全国前列相一致(图4)。排名二到六位的是江苏、北京、陕西、浙江、广东, 上述省份2015年的GDP均居于全国前列。

图4

Fig. 4

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	图4 中国生物农药领域专利申请授权量的地域分布Fig. 4 Geographical distribution of biopesticide patent applications in China

从专利数据的地域分布可以看出, 对于生态环境的保护和有机农业的发展局限于经济发达省份, 其他地区受经济和客观因素以及化学农药高效快速等特点的影响, 仍依靠化学农药来防治病虫害, 在生物农药的研制和应用方面比较滞后^{[25, 26]}。

2.5.1 中国生物农药领域专利技术构成 IPC作为目前唯一的国际通用专利文献分类和检索工具, 对IPC的分析可以了解到生物农药专利申请有关的所有技术领域。

通过全球生物农药专利的IPC分布, 并以其小类分类号为标准(图5), 得到全球生物农药专利的主要技术领域^{[27, 28]}。排名前5的小类占全球生物农药行业专利数量的81.03%。A01N是传统的生物农药专利, 占有很大的比例。这些分类号代表的技术领域也应该是全球生物农药领域主要从事的技术开发领域。结合公开趋势及数量可以看出, 中国生物农药领域专利数量虽然较多, 但都集中在技术发展较为成熟的领域, 对于新技术领域的开拓还落后于世界其他国家。

图5

全球和中国生物农药领域专利技术构成Fig. 5 Biological pesticide field of patented technology structure in global and China

注:A01N-人体、动植物体或其局部的保存; C07D-杂环化合物; A01P-化学化合物或制剂的杀生、害虫驱避、害虫引诱或植物生长调节活性; A61K-医用、牙科用或梳妆用的配制品; C07C-无环或碳环化合物; C12N-微生物或酶, 其组合物; C07F- 含除碳、氢、卤素、氧、氮、硫、硒或碲以外的其他元素的无环, 碳环或杂环化合物; C07C-无环或碳环化合物; A01G-园艺, 蔬菜、花卉、稻、果树、葡萄、啤酒花或海菜的栽培, 林业, 浇水; C12R-与涉及微生物之C12C至C12Q或C12S小类相关的引得表; C05G-分属于C05大类下各小类中肥料的混合物, 由一种或多种肥料与无特殊肥效的物质, 例如农药、土壤调理剂、润湿剂所组成的混合物; A61P-化合物或药物制剂的特定治疗活性; G01N-借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料; C05F-不包含在C05B、C05C小类中的有机肥料, 如用废物或垃圾制成的肥料。下同。

Note: A01N-preservation of bodies of humans or animals or plants or parts thereof; C07D-heterocyclic compounds; A01P-biocidal, pest repellant, pest attractant or plant growth regulatory activity of chemical compounds or preparations; C07C-acyclic or carbocyclic compounds; A61K-preparations for medical, dental, or toilet purposes; C12N-microorganisms or enzymes, compositions there of; C07F-acyclic, carbocyclic, or heterocyclic compounds containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen, sulfur, selenium or tellurium; A01G-horticulture; cultivation of vegetables, flowers, rice, fruit, vines, hops, or seaweed, forestry, watering; C12R-indexing scheme associated with subclasses C12C-C12Q, relating to microorganisms; C05G-mixtures of fertilisers covered individually by different subclasses of class C05, mixtures of one or more fertilisers with materials not having a specific fertilising activity, e.g. Pesticides, soil conditioners, wetting agents; A61P-specific therapeutic activity of chemical compounds or medicinal preparations; G01N-investigating or analysing materials by determining their chemical or physical properties; C05F- organic fertilisers not covered by subclasses c05b, c05c, e.g. fertilisers from waste or refuse. similary for the following figures.

2.5.2 全球生物农药领域行业竞争态势 中国、美国、日本、德国是目前世界上生物农药发展最快的4个国家(图6)。杰出代表有德国拜尔股份公司、美国陶氏益农公司、日本农业株式会社、陕西上格之路生物科学有限公司、南京农业大学、华南农业大学等国际巨头和知名高校。A01N、C07D、A01P、C07C、A61K等技术是关注的重点。

图6

Fig. 6

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	图6 生物农药领域技术全球分布Fig. 6 Global distribution of biopesticide technology

在中国境内申请该领域专利的申请人中, 日本农药株式会社和巴斯夫欧洲公司名列其中, 说明两家公司相比其他国外公司更加重视中国市场(图7)。该领域专利的拥有量, 陕西上格之路生物科学有限公司、日本农药株式会社、华南农业大学3个申请人就占到了在中国申请总量的37.5%。

图7

Fig. 7

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图7 中国生物农药领域专利申请人排名 注:Shaanxi S, 陕西上格之路生物科学有限公司; NIHON, 日本农药株式会社; South C, 华南农业大学; Shaanxi T, 陕西汤普森生物科技有限公司; Nanjing A, 南京农业大学; Beijing Y, 北京燕化永乐生物科技股份有限公司; Nankai U, 南开大学; Qingdao H, 青岛好利特生物农药有限公司; Zhejiang U, 浙江大学; Yunnan U, 云南大学; Basf, 巴斯夫欧洲公司。下同。Fig. 7 Biopesticide patent-applicant ranking in China Note:Shaanxi S, Shaanxi Sunger Road Bio-science Co., LTD; NIHON, NIHON NOHYAKU Co.LTD; South C, South China Agricultural University; Shaanxi T, Shaanxi TPS Bio-science Co. LTD; Nanjing A, Nanjing University; Beijing Y, Beijing Yanhuayongle Bio-science Co.LTD; Nankai U, Nankai University; Qingdao H, Qingdao Haolite Biological Pesticide Co., LTD; Zhejiang U, Zhejiang University; Yunnan U, Yunnan University; Basf, Basf the Chemical Company。similary for Fig. 8。

陕西上格之路生物科学有限公司从2008年开始共申请专利302件(图8), 说明该企业科技水平和综合实力已经处在同行业的领先位置。排名第二的日本农药株式会社从1997年开始在中国共申请专利179件, 占中国整个生物农药专利的10.54%, 遥遥领先于其他国外申请人。排名第三的是华南农业大学, 说明该校在该领域的研究处于所有高校的前列。

图8

Fig. 8

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	图8 中国生物农药领域专利申请人申请趋势Fig. 8 Biopesticide patent-applicant trend in China