我國生物農業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實基礎與路徑選擇

季凱文　鐘靜婧

摘要：經過多年發(fā)展，我國生物農業(yè)發(fā)展總體呈現(xiàn)出積極推進、多元發(fā)展的良好態(tài)勢，但與世界先進水平相比，農業(yè)生物技術研發(fā)及產業(yè)化水平還比較低，不同類型的生物農業(yè)發(fā)展層次、競爭實力和推廣應用效果不一。因此，在當前全社會高度關注生物農業(yè)發(fā)展的背景下，應立足現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展需求，發(fā)揮農業(yè)特色和比較優(yōu)勢，針對處于不同類型和發(fā)展水平的生物農業(yè)，在培育優(yōu)良品種、強化產學研結合、推進產品多樣化、拓展市場需求、深化資源整合等方面探索符合實際、各具特色的發(fā)展路徑。

關鍵詞：生物農業(yè)；農業(yè)生物技術；現(xiàn)實基礎；路徑選擇

中圖分類號： F323.3文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）14-0001-03

近年來，農業(yè)生物技術的科技成果轉化和產業(yè)化進程不斷加快，生物農業(yè)日益成為現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的必然選擇和國際農業(yè)競爭的戰(zhàn)略重點。我國政府也高度重視發(fā)展農業(yè)生物技術和生物農業(yè)。2010年10月，國務院印發(fā)《關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》，生物產業(yè)被確定為國家七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一，并把生物農業(yè)列為生物產業(yè)發(fā)展的重點領域。2011年11月，國家科技部制定的《“十二五”生物技術發(fā)展規(guī)劃》明確提出，要大力開展生物安全、有害生物控制以及農產品安全等農業(yè)優(yōu)質、高產、高效、抗病研究。2012年12月，國務院印發(fā)的《生物產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》進一步指出，要大力實施生物育種和農用生物制品創(chuàng)新發(fā)展行動計劃，不斷增強生物農業(yè)競爭力。由此可見，當前生物農業(yè)發(fā)展迎來了千載難逢的歷史機遇和政策機遇。大力發(fā)展生物農業(yè)，不僅可以大幅減少傳統(tǒng)農藥、化肥對耕地資源和生態(tài)環(huán)境的污染，維護和保障糧食安全，加快推動傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)的轉變，而且可以在經濟發(fā)展“新常態(tài)”下為推動我國經濟持續(xù)健康發(fā)展提供強勁的動力支撐。

1生物農業(yè)的概念界定及其與傳統(tǒng)農業(yè)的區(qū)別

1.1生物農業(yè)的界定

生物農業(yè)作為農業(yè)生物技術產業(yè)化的結果，是現(xiàn)代生物技術與傳統(tǒng)農業(yè)的深度融合，國內外學者對生物農業(yè)的概念還未形成一個統(tǒng)一的認識。生物農業(yè)這一名詞最早由瑞典學者Mueller于1940年提出，他認為生物農業(yè)是一個采用生物學的方法維持土壤肥力、抑制病蟲害，進而促進農業(yè)生產和生態(tài)環(huán)境平衡的系統(tǒng)。中國環(huán)境科學出版社1991年出版的《環(huán)境科學大辭典》中指出，生物農業(yè)即通過采取生物學的手段和方式對傳統(tǒng)農業(yè)進行改造，提升和拓展農業(yè)系統(tǒng)功能，并維持系統(tǒng)最佳生產力和保持良好環(huán)境。隨后，國內一些學者從農業(yè)生物技術產業(yè)化的角度對生物農業(yè)的概念進行了界定，認為生物農業(yè)是隨著農業(yè)生物技術的加快突破并不斷應用到農業(yè)領域中，由農業(yè)生物技術與傳統(tǒng)農業(yè)相融合而形成的一種新興產業(yè)[1-4]。目前，關于生物農業(yè)較為權威的定義由中國農業(yè)科學院萬建民院士于2010年提出，他認為生物農業(yè)是按照生物學規(guī)律，綜合運用現(xiàn)代生物技術手段，培育品質更優(yōu)、產量更高的農業(yè)新品種，以生產高效、生態(tài)、安全的農產品，并維持系統(tǒng)最佳生產力的現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展模式[5]。結合上述觀點，本文將生物農業(yè)定義為以生命科學和遺傳學理論為基礎，以農業(yè)應用為目的，運用基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程等現(xiàn)代生物工程技術，圍繞改良動植物及微生物品種生產性狀、培育動植物及微生物新品種形成的同類生產經營活動的集合。

1.2生物農業(yè)與傳統(tǒng)農業(yè)的區(qū)別

從生物農業(yè)的本質特征看，與傳統(tǒng)農業(yè)主要存在以下區(qū)別：（1）生物農業(yè)符合現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的重要方向。作為農業(yè)新一輪科技革命的核心內容，農業(yè)生物技術在農業(yè)現(xiàn)代化進程中發(fā)揮著越來越重要的作用，生物農業(yè)已成為現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的重要方向。（2）生物農業(yè)是傳統(tǒng)農業(yè)和現(xiàn)代生物技術的融合體。從生物農業(yè)發(fā)展進程來看，以基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程和酶工程等為主體的現(xiàn)代生物技術的飛速發(fā)展和深度應用，推動了生物技術產業(yè)化進程的加快。（3）生物農業(yè)集生產、生活和生態(tài)功能于一體。生物農業(yè)既可為社會提供所需要的產品和服務，又有助于減少農業(yè)面源污染，還具備提高人類健康水平、使人們回歸大自然、關注生物多樣性等功能。（4）生物[JP2]農業(yè)的內涵和外延呈現(xiàn)不斷拓展的趨勢。按照功能層次的不同，生物農業(yè)可劃分為生物育種、生物獸藥及疫苗、生物農藥、生物肥料和生物飼料五大類別。隨著現(xiàn)代生物技術的加速突破，生物農業(yè)的延伸范圍將得到進一步拓展[6]。[JP]

2我國生物農業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

2.1生物育種產業(yè)化成效顯著，但跨國種業(yè)的滲透威脅增大

在植物育種方面，在水稻、玉米、大豆、小麥、油菜、棉花等領域，我國已經培育出400多個品質優(yōu)良并具備抗病蟲、抗除草劑等特征的轉基因新品種，自主研發(fā)的Bt棉及Bt+CpTI棉、轉基因番茄、轉基因甜椒、抗病毒木瓜、超級雜交水稻已在國內大面積應用推廣[7]。國際農業(yè)生物技術應用服務組織發(fā)布的報告顯示，2013年我國轉基因作物種植面積約為420萬hm2，以轉基因抗蟲棉為主，種植面積位居世界第6位，排在美國、巴西、阿根廷、印度、加拿大之后。在動物育種方面，全球首例轉基因魚在我國誕生，家畜育種中大量分子標記得到驗證，以轉基因奶牛為代表的全基因組選擇技術研發(fā)取得重要進展，中國對蝦黃海一號、中國美利奴羊、中國荷斯坦牛等一大批動物育種重大成果相繼誕生。但是，我國正式批準商業(yè)化生產的作物只有轉基因棉花、番茄、甜椒和木瓜，且大多數轉基因育種技術掌握在高校和科研院所手中，真正實現(xiàn)商業(yè)化應用的只有轉基因抗蟲棉，此外生物育種企業(yè)的規(guī)模和競爭力偏弱[8-9]。根據國際侵蝕、技術和集聚行動小組（Action Hroup on Erosion，Technology and Concentration，簡稱ETC Group）的數據，1996年世界前十大種子公司的銷售額占商品種子銷售總額的37%，到2011年提高到52.9%，其中孟山都、杜邦-先鋒、先正達3家種子公司的市場份額達402%，而中國尚未有種業(yè)公司的市場份額超過10%，整體上企業(yè)規(guī)模小、研發(fā)能力低、市場集中度低。以2011年為例，我國前10家種子公司的銷售額為90.6億元，僅相當于全球前十大種子公司的5.9%，相當于美國孟山都公司的16.3%。endprint

2.2生物肥料形成較大生產規(guī)模，但推廣應用難度依然較大

作為世界上較早開發(fā)利用生物肥料的國家之一，經過多年的發(fā)展，我國生物肥料產業(yè)已形成較大規(guī)模，并開發(fā)出根瘤菌以及解磷、溶磷、解鉀、促生磷細菌等一批生物肥料產品。例如，我國率先研制了高效固氮耐氮工程菌，并實現(xiàn)了產業(yè)化；通過微生物功能基因組研發(fā)，建立了世界覆蓋率最高的植物病原細菌突變體庫。從1995年到2010年，我國微生物肥料生產企業(yè)數量年均增長率達13.2%，微生物肥料產量年均增長率則達31.5%。截至2013年年底，我國從事新型肥料生產的企業(yè)數達2 000家以上，占全國各類肥料生產企業(yè)總數的比重達25%，企業(yè)總產值約為164億元，資產規(guī)模約為500億元。但是，由于生物肥料的反應時間和反應效率低于傳統(tǒng)化學肥料，加上生物肥料的宣傳推廣不到位以及農民對生物肥料的接納度也不高，因此在當前農業(yè)追求單位面積產量的目標導向下，生物肥料在全國肥料市場中所占的比例仍然偏低，傳統(tǒng)肥料的使用占據主導地位[10]。目前，在我國農業(yè)生產中，傳統(tǒng)化肥使用量占比達90%以上，而生物肥料的使用量占比不到10%，在實際使用過程中，農民往往還會選擇在生物肥料中添加一些養(yǎng)分，以提升生物肥料的速效性、擴大肥效的可見度。

2.3獸用生物制品市場潛力較大，但總體處于產業(yè)化初期

目前，我國已開發(fā)出豬偽狂犬病活疫苗、豬口蹄疫基因工程疫苗、幼畜腹瀉疫苗、禽流感系列疫苗、雙價大腸桿菌疫苗等一批獸用生物制品，并實現(xiàn)了不同程度的產業(yè)化發(fā)展。據中國動物保健品協(xié)會統(tǒng)計，2013年通過獸藥生產質量管理規(guī)范（good manufacture practice，簡稱GMP）認證的獸用生物制品生產企業(yè)已達到72家，獸用生物制品產業(yè)年產值達到104.6億元，市場銷售額達到99.3億元，其中豬用生物制品的銷售額為48.2億元，占獸用生物制品銷售總額的48.5%，禽用生物制品的銷售額為35.7億元，占獸用生物制品銷售總額的36.0%。另外，根據中國獸藥協(xié)會的統(tǒng)計數據，2013年我國抗菌肽生物獸藥產量已達到3 120 t，較2009年增長200%，年均增長達18.9%。但是，從技術研發(fā)領域來看，我國獸用生物制品多為仿制產品或工藝改進型產品，而基因重組技術、基因工程技術、中藥提取分離技術等新技術應用較少，在懸浮培養(yǎng)、抗原濃縮等一些關鍵技術領域尚未取得實質性突破[11]。從產品劑型來看，在我國獸用生物制品中，產量最高為分散劑、預混劑等傳統(tǒng)劑型，而靶向制劑、透皮吸收劑等一些高科技劑型則十分缺乏，主要是由于我國獸用生物制品企業(yè)的生產規(guī)模普遍偏小，生產分散劑、預混劑所需的技術標準較低，對于技術標準較高、設備投入較大的劑型，尚有待進一步的開發(fā)。2013年，在72家生物制品企業(yè)中，中小型企業(yè)為54家，所占比重為75%，且單個獸藥產品批準文號超過800個的就有16個品種，說明很多企業(yè)都在生產同質的低端產品。

2.4生物農藥創(chuàng)制實現(xiàn)重要突破，但取代化學農藥任重道遠

經過60多年的發(fā)展，我國生物農藥產品的生產已經形成了一定規(guī)模，如年產值超過億元的品種已經有4個（分別為井岡霉素、赤霉素、阿維菌素和Bt殺蟲劑），特別是在井岡霉素、阿維菌素和赤霉素方面，我國已成為世界上最大的生產國。近些年來，我國在菌種引進、資源篩選、新品種開發(fā)等方面也取得了較大進展，每年生產的生物農藥制劑約為 1.2億～1.3億kg，占市場上各類農藥產量的比重約為12%。截至2012年年底，我國使用的生物農藥按照登記類別共有90種，登記產品3 095個，其中常見的共有86種，每年新研制和登記注冊的生物農藥品種仍在不斷增加。從品種分類來看，2012年我國微生物農藥有27種，生物化學農藥有21種，植物源性農藥有19種，抗生素農藥有21種。但是，由于國家重視程度和各項扶持力度不夠，加上生物農藥產品在活性或毒性方面也有一定的缺陷，生物農藥的市場接納度明顯不如傳統(tǒng)農藥，存在“叫好不叫座”的困境。截至2012年年底，我國生物農藥企業(yè)年產值僅為10億～20億元，平均每個等級品種的年產值僅為200多萬元，大部分生產企業(yè)生產生物農藥的同時，也生產化學農藥，生物農藥取代化學農藥依然任重而道遠。在Bt殺蟲劑、植物生長調節(jié)劑、植物源農藥、農用抗生素、真菌類農藥、病毒類農藥等品種中，井岡霉素和Bt殺蟲劑2大品種占據主導，但是無論是在品種、數量還是劑型、質量方面，與發(fā)達國家相比仍存在較大差距，且無法滿足國內市場的需求。

2.5生物飼料呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢，但與國外相比差距較大

20世紀90年代末，我國開展了飼用氨基酸和維生素的研發(fā)并在產業(yè)化方面取得了重大進展，如今已擁有北京大北農集團、浙江新昌制藥、長春大成實業(yè)集團等一批國際化的氨基酸、維生素生產企業(yè)。目前，我國飼料添加劑特別是酶添加劑的研發(fā)水平已經躋身國際前列，飼料用植酸酶生產技術也處于國際領先水平，并得到了大規(guī)模產業(yè)化應用；開發(fā)出木聚糖酶、β-甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶等一批飼用酶制劑，為飼料用生物制品的推廣應用和產業(yè)化發(fā)展提供了重要支撐。截至2012年年底，我國生物飼料添加劑總產量達76.8億kg，總產值突破500億元并以年均20%的速度遞增，生產生物酶制劑、益生素、植物提取物類飼料添加劑企業(yè)已經超過1 000家。但是，由于生物飼料產業(yè)投入有限、源頭創(chuàng)新能力不足，導致生物飼料研發(fā)的關鍵共性技術缺乏，許多關鍵生物飼料的生產嚴重依賴國外先進技術，缺乏自主知識產權。有些生物飼料的生產技術雖然達到國際領先水平，但其產業(yè)化水平與發(fā)達國家相比還存在一定的差距，這在一定程度上直接導致生物飼料產品品種少，產品結構不合理。2012年，我國酶制劑、微生物制劑產量分別僅為0.80億、1.02億kg，而同期氨基酸、維生素的產量分別達到13.34億、7.93億kg。

3我國生物農業(yè)發(fā)展的路徑選擇與推進策略

3.1生物育種：以保護培育優(yōu)良品種為核心endprint

強化現(xiàn)有優(yōu)良品種保護并繼續(xù)培育，通過搜集整理優(yōu)質種質資源、建立種質資源數據庫、引進國內外優(yōu)良品種、改良和更新核心種質資源、對名特優(yōu)品種進行保種等手段，豐富優(yōu)質種質資源品種和內容，促進種質資源高效開發(fā)利用。集中資源開發(fā)具備高產、優(yōu)質、安全、多抗特征的動植物新品種，發(fā)展壯大糧食、果蔬、畜禽、水產、林木等生物育種產業(yè)群，大力推進動植物新品種選育、擴繁和產業(yè)化。加快建立農作物種質資源管理和技術系統(tǒng)，積極開展優(yōu)質種質資源的引進、分類、鑒定、保存、更新等環(huán)節(jié)的技術、標準的制定，進一步強化種質資源培育和開發(fā)利用研究。著眼于保護和培育優(yōu)良品種，根據畜禽良種選育需求，從國外引入優(yōu)質的肉豬、奶牛、肉鴨、蛋雞等活體動物以及凍精、胚胎等育種過程中使用的材料，著力提升畜禽良種選育水平。

3.2生物獸藥及疫苗：強化技術創(chuàng)新及產業(yè)化發(fā)展

針對特定動物、某種階段、某些疾病，大力開發(fā)生物獸藥及疫苗專用制劑，使其向高效、專一的方向發(fā)展。強化益生菌和益生元在生物獸藥領域的聯(lián)合應用，使生物獸藥在畜禽腸道內產生針對流行性疫病的免疫保護蛋白[12]。注重利用擬桿菌、優(yōu)桿菌、雙歧桿菌、消化球菌等優(yōu)勢菌群，大力開發(fā)能夠促進動物成長的新型生物獸藥，避免畜禽受到某種傳染病病原的侵襲。運用基因工程技術對一些優(yōu)良菌種進行遺傳改造，植入抗體、抗原等有用基因，開發(fā)容易培養(yǎng)、保存時間長、繁殖速度快的工程菌制劑，使其作用更加突出、效能更加顯著。大力開發(fā)亞單位疫苗、基因缺失疫苗、DNA疫苗和重組活載體疫苗等第二代動物疫苗，加大細胞疫苗、蛋白質/多肽疫苗、核酸疫苗等第三代動物疫苗的研發(fā)力度，進一步強化動物疫病新型疫苗和診斷試劑的研制。

3.3生物農藥：推進產品多元化和規(guī)模化發(fā)展

立足國家生物產業(yè)的整體布局及長期發(fā)展的戰(zhàn)略需求，優(yōu)化生物農藥制劑加工產品，將多抗霉素、春雷霉素、白僵菌、多殺霉素、赤霉素等適應當前市場需求和發(fā)展方向的生物農藥產品逐步納入到企業(yè)技術研發(fā)以及生產計劃中，推動形成殺蟲劑、殺菌劑和植物生長調節(jié)劑組合的“產品網”。以促進農業(yè)高效、生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展為目標，加強企業(yè)創(chuàng)新能力和產業(yè)競爭力的培育，借助基因工程技術對天然菌株進行改造或者對高效工程菌株進行重組，開發(fā)防治效果更加穩(wěn)定的植物源和微生物農藥，促進產品由短效向緩釋高效、由不穩(wěn)定向穩(wěn)定、由單一劑型向多種劑型發(fā)展。積極開展生物農藥的藥理、病理、代謝研究，積極挖掘新的生物農藥資源，拓展和豐富針對同一靶標的生物農藥品種，有效遏制使用過程中植物易形成的抗藥性。例如，可以從植物、海洋微生物或極端環(huán)境微生物中篩選并獲得新型高效生物農藥。

3.4生物肥料：以產品提升拓展市場需求

圍繞提升生物肥料高品質、低成本、無污染特性，進一步強化生物技術制造，提升動、植物組織和細胞等生物體和活體肥料有效利用率，大力開發(fā)生物有機肥、微生物接種劑、乳酸菌有機肥、復合微生物肥料、光合細菌肥料等生物肥料。規(guī)范政府政策管理，完善生物肥料企業(yè)發(fā)展的相關政策，通過行業(yè)標準、市場準入規(guī)范等政策措施，優(yōu)化現(xiàn)有生物肥料產品的生產工藝，提升生物肥料產品質量。采取兼并重組等方式，淘汰規(guī)模較小、工藝落后的生物肥料企業(yè)，形成一批龍頭示范企業(yè)，促進生物肥料產業(yè)做大做強。加強生物肥料在水稻、玉米、大豆等作物上的示范應用，生物有機肥在番茄、瓜果等作物上的示范應用以及復合微生物肥料在蔬菜等作物上的示范推廣。在鞏固國內市場地位的基礎上，積極拓展國際市場，擴大生物肥料產品出口地區(qū)和規(guī)模，進一步發(fā)展為生物肥料重要供應地。

3.5生物飼料：以資源整合突破關鍵核心技術

圍繞保障畜禽水產品安全和改善畜禽水產品品質，整合科研創(chuàng)新資源，大力開發(fā)飼料用寡聚糖、植物提取添加劑、飼用氨基酸添加劑等新型飼料添加劑，開發(fā)植酸酶、木聚糖酶、纖維素酶、復合酶等新型飼料酶制劑，利用微生物工程發(fā)酵技術開發(fā)高活性生物發(fā)酵飼料和酵母源生物飼料。根據國家的重大需求，積極開展國際合作，充分利用我國豐富的微生物資源、微生物學領域的研究力量和我國在生物技術領域多年積淀的技術成果，加快發(fā)展基因工程、蛋白質重組技術、微生物發(fā)酵與后處理工藝、生物提取技術、生物飼料評價等，對飼用酶基因資源的高通量篩選技術、酶蛋白的分子改良技術、飼用酶的高效表達技術、新型發(fā)酵技術和產品加工技術、飼用酶的應用效果快速評估技術和配套應用技術、DNA重組技術等重大關鍵技術率先實現(xiàn)研發(fā)技術突破[13-14]。

參考文獻：

[1]劉超. 論農業(yè)生物技術產業(yè)發(fā)展的特征和重要意義[J]. 四川農業(yè)科技，2004（2）：6-7.

[2]李振唐，雷海章. 農業(yè)生物技術產業(yè)化及其實現(xiàn)途徑[J]. 廣西社會科學，2005（4）：54-56.

[3]吳楠，李曉莉，馮中朝. 顯示性評價法對農業(yè)生物產業(yè)競爭力的分析[J]. 河北農業(yè)大學學報（農林教育版），2006，8（2）：45-48.

[4]陳巖，謝晶. 發(fā)展農業(yè)生物產業(yè)的戰(zhàn)略選擇探討——以黑龍江省為例[J]. 學術交流，2011（6）：103-106.

[5]萬建民. 促進生物農業(yè)快速健康發(fā)展[N]. 經濟日報，2010-08-05（10）.

[6]季凱文. 中國生物農業(yè)三階段效率測度及其提升路徑研究[D]. 南昌：江西財經大學，2015.

[7]趙陽華，尹晶. 我國生物農業(yè)發(fā)展情況回顧和發(fā)展思路探討[J]. 中國科技投資，2011（5）：42-44.

[8]薛愛紅，孫國慶，王友華. 農業(yè)生物技術促進我國生物農業(yè)發(fā)展[J]. 中國科技投資，2012（7）：23-25.

[9]王宇，沈文星. 我國作物轉基因技術創(chuàng)新與產業(yè)化推廣[J]. 南京林業(yè)大學學報（人文社會科學版），2014（2）：107-112.

[10]季凱文. 國外生物農業(yè)發(fā)展動態(tài)及其對我國的啟示[J]. 江西科學，2016，34（2）：257-261.

[11]季凱文，孔凡斌. 中國生物農業(yè)上市公司技術效率測度及提升路徑——基于三階段DEA模型的分析[J]. 中國農村經濟，2014（8）：42-57.

[12]桑乃泉. 現(xiàn)代農業(yè)生物技術創(chuàng)新管理與中國農業(yè)競爭力[J]. 農業(yè)經濟問題，2001（9）：9-14.

[13]馬春艷，馮中朝. 我國農業(yè)生物產業(yè)技術創(chuàng)新政策機制研究[J]. 經濟縱橫，2007（2）：28-30.

[14]張彩萍，黃季焜. 現(xiàn)代農業(yè)生物技術研發(fā)的政策取向[J]. 農業(yè)技術經濟，2002（3）：23-28.endprint