周年纪念日庆祝里程碑，并预示着对未来的乐观。今年，我的家庭在纽约市郊庆祝他们务农70周年。
在这段时间里，我们看到了一系列的进步:被不确定性困扰的业务获得了稳定;简化操作;并极大地提高了生产力。你可以叫我们进步，也可以叫我们思想开放，我们巧妙地抵制被塑造成顽固的、拒绝与时俱进的老顽固。
适者生存。我们的进化轨迹确保了我们作为早期采用者的地位，早在XYZ流行之前。然而，有些创新比其他创新更有影响力——还有更多的创新在达到临界质量后才得以实现，直到病毒式传播。我们对生物制剂的使用是一匹可认证的黑马，但从第一天起就一直是固定的，当时它并不一定是主流。事实上，生物制剂被视为边缘的极端分子。但是我们的收养并不是基于大众的观点;农场试验说服了我们。最重要的是，它们与标准替代品一样好，甚至更好，而且价格具有竞争力。眼见为实。
那么什么是生物制剂呢?简单地说，这些都是微生物衍生的产品——要么是微生物本身，要么是微生物的代谢产物——为特定目的而配制、包装和销售。在许多方面，它们可以像传统农药一样使用，也可以像肥料一样扩散。生物制品代表了人类的聪明才智和大自然的优雅设计。这是一个直观的契约，利用大自然的慷慨来做实际的跑腿工作。
为什么不呢?一旦应用，这些本质上是自我延续的、季节性的免费赠品。但这些与传统的农业投入显著不同。它们(通常)是有生命的有机体，与作物建立了密切的关系。有些内化并与宿主紧密同步(类似益生菌的内生菌，类似于人类肠道菌群);另一些是外化的，喜欢独立于根际(与根紧密接触的薄薄的土壤带);同时与它们的植物邻居协调共同活动-共生的教科书定义。
活生物体的衍生产品(基本上是在一个装有营养物质的大桶中培养生物体，并收集它们的分泌物)属于一个笼统的术语:生物理性。这些农药在本质上通常是杀虫的，而且应用的方式是一样的。它们相对无毒，不持久，对特定的目标高度特异性，使它们成为具有生态意识的替代品。其中最值得注意的一种生物理性物质Spinosad是由古巴的一个生物勘探队科学家发现的。他们在一个废弃的朗姆酒酒厂分离出一种土壤微生物，发现这种微生物能产生一种有价值的农药化合物!
无论是何种形式，很明显，生物制剂提供了广泛的好处。这些包括刺激/增强生长(生物刺激剂)，增加营养获取，增强对热等压力源的抵御能力，诱导先天防御(如疫苗接种的免疫反应)，以及作为环保农药，包括杂草抑制。为了提供服务，微生物通常会从光合作用中获得一些糖，而植物则愿意提供这些糖。
在我们寻求设计完美植物的过程中，我们必须评估作物的基准遗传的充分性，并考虑如何用微生物配对来修补功能缺陷。例如，每一种植物都有一种超能力(其中主要是光合作用)，但它们也有自己的克星。也许它们对根腐病病原体非常脆弱，所以给它们涂上一种拮抗微生物，让它们的邪恶双胞胎悲伤。
但在评估这些默默无闻的参与者的价值时，还有其他因素需要考虑。自给自足的植物减少了对外施用化肥和农药的需求。此外，更少的拖拉机通过转化为减少碳足迹，以及压实。从本质上讲，这些都体现了可持续农业的精神。
生物特性符合我家族的理想。我们将自己定位为生物密集型企业，这意味着我们使用对生态破坏最小的方法，同时认识到我们有责任在最小的土地足迹上实现生产力最大化(以解放野生动物栖息地并培育生物多样性)。你听说过超级英里者吗?他们努力把每一英里都从发动机里挤出来。我们是高度屈服者，在我们的家园做着同样的事情。
那么所有这些生物创新的神经中枢在哪里呢?我们经常听说硅谷和三角研究园这样的科技创业目的地，那里有很多连续创业者和知名蓝筹股。每个中心都有自己的重点和强项。然而，在我们位于弗吉尼亚州西南部的简陋后院，却发生了数量惊人的研究。罗阿诺克-丹维尔走廊作为生物解决方案创意孵化器处于最前沿。在这个新兴市场中，诺维信是一家成熟的全球性企业，它在塞勒姆设有办事处，敦促潜在客户“从微观角度思考”，为解决全球范围内的巨大问题奠定基础。微观解决方案激发宏观行动!
在非营利方面，丹维尔是高级学习与研究所(IALR)的所在地。IALR由国家利用烟草结算基金(部分由地方和国家资助)组建，自称是区域经济转型和振兴的催化剂。认识到STEM领域作为经济驱动力的潜力，该研究所的想法是使当地的研发管道多样化，并利用乘数效应，所有提供原材料、服务等的衍生行业来维持核心企业。还有一种明确的愿望是让我们摆脱对传统企业(如烟草)的过度依赖。
这类政府资助的“创业公司”本质上是创业型的，但可能进行的研究过于前沿(且定义不清)，以至于被认为对私营企业来说风险太大。非营利创业公司奠定可行性基础，梳理相关产品/流程，考虑经济影响，并可能将知识产权(IP)转让给增值研发链中的私营企业。
IALR的研究组合包括对促进植物生长的根状细菌(PGPRs)的显著关注，这些微生物执行了前面提到的全部生态工作描述。在这里，研究人员对潜在的候选药物进行批量筛选，缩小前景领域，并有可能推进它们的商业化。还有各种相关研究，重点是环境控制农业(温室);用于高通量候选筛选的机器人技术;以及无人机成像和绘图，以进行合理的决策(根据颜色编码的热点地图，何时何地施用化肥等输入)。它本质上是可变利率农业。根据实际需要指数化施肥量，而不是盲目的一刀切。
也许这听起来像cliché，但我们早就应该进行系统检修了。生物智能解决方案将重新定义景观，并成为我们地区的名片。我们有责任在这一领域优先考虑并准备一支灵活和强大的区域劳动力。
技术和人力资本的发展支撑了一种紧迫感。到2050年，全球将有超过100亿人口需要养活，我们不能固守一种逃避大自然恩赐的心态。此外，我们家庭使用生物制品并不是默认现状存在不可挽回的缺陷，只是认识到某些需求可以为可持续的未来提供资源。
事实上，在资源稀缺、人口迅速增长和要求减少农业足迹的时代，生物制剂是及时的。它们是一种潜在的取之不尽的不可缺少的、生态友好的生物资产，与当前的做法相兼容。它们代表了一个名副其实的自助生态系统。
生物制剂具有广泛的吸引力。农民和业余园丁都能从中获益。这些材料通常被认为是安全的，并且可以向公众提供(在柜台，不需要许可证)。它们也非常宽容——与传统的农药和化肥不同，很难“过度使用”。此外，它们很好地结合了历史悠久的做法，如堆肥和粪肥施用、作物轮作、覆盖种植、传粉者保护和病虫害综合管理(IPM——病虫害管理的一种宏观、多维方法)。
这并不是说生物制剂是灵丹妙药。与任何生命体或衍生物一样，它们可能是喜怒无常的。它们在温室里可能工作得无懈可击，但在野外条件下就会噼里啪啦。长期储存在多变的，有时是恶劣的环境中也是一个问题。你的里程可能会有所不同。总之，不平衡的性能通常在进入市场之前就得到了解决。
尽管存在一些缺陷，生物制剂可以说代表了20世纪70年代著名的绿色革命的第三波浪潮。当饥荒逼近我们的家门口时，诺曼·博洛格(Norman Borlaug)和他的同事开发了作物品种和做法，极大地提高了产量和粮食安全。尽管该体系使10亿人免于饥饿，并赢得了诺贝尔和平奖，但它严重依赖外部投入，并污染了环境。
自那以后，我们经历了基因革命——以经常(且不公平)受到恶意中伤的转基因生物(GMO)为代表。具有讽刺意味的是，转基因生物和生物制品有许多相似之处。每一种都是生物技术的一种味道——利用生物产品和过程为人类造福。转基因生物是生物学的缩影，简单地利用在其他物种中发现的填补缺陷的特征，在作物的分子水平上修补缺陷(以一种有针对性的方式)。
进入生物革命。颠覆性、开拓性、激进性。都是恰当的描述。在许多方面，下一个前沿领域是令人耳目一新的低技术，也许更适合普通公众。那么，基于生物技术的研发是会颠覆整个行业，还是会被压制到微不足道的程度呢?显然，这些身材娇小的新人已经通过了海选，并将留在这里。
蒂姆·达勒姆(Tim Durham)是菲鲁姆学院作物科学副教授。tdurham@ferrum.edu
