紀高潔 李樹君
(農業農村部規劃設計研究院,北京100125)
種業是農業的芯片[1],是落實“藏糧于地,藏糧于技”戰略的核心。我國糧食增產科技進步貢獻率為56%[2],在各科技要素中,良種對糧食增產的貢獻率超過46%[3]。種業更是推動農民增收的致富產業。據調研,從事玉米、水稻兩大主糧種子生產制種的農戶,比大田種植增加700元/667m2的經濟收入;番茄、辣椒、西甜瓜等高產值蔬菜的制種農戶,比普通種植戶增收2000元以上。
2018年中央1號文件強調,實施鄉村振興戰略,產業興旺是重點。發展現代農業是實現產業興旺的主要內容[4],強大的種業是現代農業的基礎保障[5]。開展現代種業相關研究,對新時代我國現代農業持續健康發展具有重要的理論意義和實踐價值。本文擬梳理我國種業發展歷史進程,分析現代種業發展現狀、存在問題及國際種業發展趨勢,提出新時代中國種業發展的新思路,為有關部門提供參考。
1.1 古代中國種子科技發展之路 中國種業發展歷史源遠流長,早在遠古時期,我國就有神農氏“嘗百草”“教民種五谷”的傳說,成為我們祖先尋找谷種、進行繁種的發端,開啟了燦爛五千年的農耕文明。春秋時期,齊國名相管仲在《管子》中率先闡述了優種、品種的概念,奠定了齊國農業強國地位。北魏時期,農學家賈思勰在《齊民要術》中提出“種雜者,禾則早晚不均”,強調種子保純對農業生產的重要性;主張“歲歲別收”“治取別種”,選定種子田,實行單種單收,防止混雜。宋代,陳旉《農書》中記載了“去兩頭”“留中間”的選種保種方法。明代中后期,徐光啟《農政全書》和宋應星《天工開物》中系統闡述了引種、繁種技術。清代康熙皇帝發現并推廣了早熟稻“京西稻”,達爾文《物種起源》中也對此加以論評[6]。
1.2 新中國現代種業發展歷程 新中國成立以來,黨和國家領導人高度重視種子工作和種業發展。毛澤東同志把種子工作列入農業“八字憲法”[7],中央明確提出“種子第一,不可侵犯”[8],并制定了自繁、自選、自留、自用,輔之以調劑的“四自一輔”方針,保障了農業用種,并開啟了我國種子商品化進程。在改革開放伊始,鄧小平同志強調“農業靠科學種田,要抓種子、抓優良品種”[8],農業主管部門制定了品種布局區域化、種子生產專業化、種子加工機械化和種子質量標準化,實行以縣為單位統一供種的“四化一供”方針,推動我國由種子到種業的轉變,種子商品化程度和良種覆蓋率顯著提高。“九五”種子工程以來,尤其是2000年《種子法》頒布施行以來,我國通過政企分開、事企脫鉤、優化基地布局、逐步對外開放等一系列重大舉措,打破了種子管理機構獨家經營種子的體制藩籬,推動我國現代種業快速發展,走過了歐美種業強國近百年的種業產業化、市場化之路[9]。
2.1 政策法規構架基本構建 黨中央、國務院高度重視種業工作,不斷加強頂層設計和科學謀劃,相繼印發《國務院關于加快推進現代農作物種業發展的意見》(國發〔2011〕8號)、《全國現代農作物種業發展規劃(2012-2020年)》(國辦發〔2012〕59號)、《關于深化種業體制改革 提高創新能力的意見》(國辦發〔2013〕109號)等文件,明確種業國家戰略性、基礎性核心產業定位,確立企業主體地位,指明現代種業發展方向。2016年新《種子法》頒布實施以來,農業部出臺11個配套規章和規范性文件,地方性法規修訂工作相繼啟動,種業法規制度體系進一步完善,市場假劣種子案件比2011年減少48%,種子侵權案件減少36%,種業法治環境顯著改善[9]。通過一系列政策文件、法律法規的制定,我國種業頂層設計基本完成,中央財政投入不斷加強,現代種業發展基礎不斷夯實。據調研,自“十二五”以來,中央資金投入對現代種業提升工程、制種大縣獎勵、南繁基地、農業綜合開發、千億斤糧食豐產工程等種業專項或涉種項目的資金累計達60多億元。
2.2 種業創新水平不斷提高 通過種業人才發展、成果權益改革、四大作物良種聯合攻關、品種審定綠色通道等重大舉措,我國種業科研成果交易轉讓機制不斷完善,創新活力不斷釋放,創新成果不斷涌現。從總體上看(表1),2013-2016年我國種業累積專利申請量達21076件,授權量達16825件;累積通過國家審定品種量達580件,省級審定品種量5695件;累積申請植物新品種權數量為7697件,授權4315件。分年度看,我國種業科技創新水平穩步提升,其中,2016年通過國家審定的品種數量比2013年增加24.06%,新品種權申請量比2013年高1.89倍,新品種授權數量比2013年高14倍(表1)。同時,我國科學家在水稻稻瘟病基因發掘、重要蔬菜基因組學等基礎研究領域取得重大突破,累積發表影響因子4.0以上的SCI論文達1692篇[10]。2013年在農業部倡導下,中玉金標記和華智水稻兩大國家級分子育種平臺注冊成立,初步建立了我國設備最先進、通量最高、技術配套最完善的分子標記輔助育種試驗室,為育種研發轉型升級打下了堅實基礎。

表1 2013-2016年我國種業科技創新情況
2.3 品種測試體系初步建成 利用種子工程和現代種業提升工程項目建設,我國農作物品種測試體系建設不斷完善,試驗條件和試驗裝備不斷改善,試驗鑒別篩選能力和效率不斷提升,農作物品種區域試驗(VCU)、植物新品種測試(DUS)、種子質量檢測工作順利開展,有力保障了良種保障和種子執法需求。據調研,截至2016年,我國建設VCU測試站、抗性鑒定站和標準樣品庫共計365個,試驗點從1995年的200多個增加到650多個,基本覆蓋了全國各個農業生態區和主要農作物種植區。建設國家級DUS測試中心1個,測試分中心27個,年測試能力達7000份,測試植物種類從2010年的80個屬(種)增加到200多個,基本滿足我國主要農作物新品種測試需求。建成通過資質審核的各級種子質量檢測機構351家,其中國家級1家,省級39家,年檢測樣品量達20萬份,有力保障了我國商品種子質量提升。此外,通過現代種業提升工程投資,我國國家級和省級種子質量檢測中心實現了由常規檢測向分子檢測的跨越,具備了SSR品種真實性檢測和轉基因分子檢測的能力,在品種監管和轉基因執法中發揮了重要作用。
2.4 制種基地布局成效顯著 2011年以來,按照中央統一部署,通過組織實施現代種業提升工程、新增千億斤糧食工程、制種大縣獎勵等重大項目,各地不斷推進優勢種子基地建設,已形成海南、甘肅、四川三大國家級育制種基地為龍頭,52個雜交水稻、玉米制種大縣為骨干,49個區域性良繁基地為基礎的制種基地“國家隊”[9]。國家種子基地已成為全國種子生產的優勢主體,雜交玉米、雜交水稻基地制種總量分別占全國總量的80%和70%,蔬菜區域性良種繁育基地制種總量占全國總量的90%,有力保障了我國糧食安全和良種供應;海南南繁科研育種基地聚集了全國700多家南繁單位、6000多名農業科技人才和100多萬份育種材料,已成為我國農業科技交流和國際合作的重要平臺;基地發展吸引了隆平高科、登海種業、金色農華等種業龍頭種子企業入駐,以品種帶基地、以基地促發展,形成了一批制種產業集群,不斷提高基地規模化、集約化、標準化、機械化、信息化程度。同時,制種產業是帶動基地貧困戶增收的重要來源,陜西寧強縣雜交油菜制種可為貧困農民增加純收入700元/667m2。據調研,52個國家“兩雜”制種大縣,有1/3為貧困縣,通過開展雜交制種,帶動了1418個制種村、19.9萬家農戶、99.5萬名農民參與產業發展。
2.5 種子企業實力不斷增強 “十二五”以來,我國種業市場整合力度不斷加大,市場集中度不斷提高,截至2016年底,我國持有效經營許可證的種業企業數量為4316家,比2011年初減少4384家[11];前50強市場集中度由30%提高到35%。截至目前,國家級育繁推一體化企業數量共計90家,涵蓋了玉米、水稻、小麥、大豆、馬鈴薯、棉花、蔬菜、雜糧、葵花等主要農作物和重要經濟作物。2016年袁隆平農業高科技股份有限公司營業收入達22.99億元,躋身全球十強;全國種業企業銷售總收入達752.07億元,比2011年增加225.47億元;掛牌上市企業達52家,其中主板上市10家,企業實力顯著增強。2016年全國種業企業科研總投入39.57億元,其中前10名企業科研總投入8.03億元,占其銷售收入的7.57%;主要農作物通過國審和省審的品種數達620個,數量超過科研單位,成為品種研發主體。伴隨實力顯著提升,我國種業企業“走出去”步伐加快,隆平高科在印尼、菲律賓等國家設立海外公司,大北農集團在阿根廷設立生物育種研發中心,種業龍頭全球布局之路正式開啟[9]。
3.1 種質資源保護多、利用少 通過現代種業提升工程等項目的大力投資,我國資源保存的硬件設施不斷完善,已經建成以國家種質庫為核心的農作物種質資源保護設施體系,涉及異位保護設施55個,原位保護點設施169個和國家作物種質信息中心1個。截至2016年,我國種質資源長期保存總量為481617份,位居世界第二,但僅完成了20227份農藝鑒定和6145份精細鑒定,分別占保存總數的4.2%和1.3%,保護水平與開發利用程度嚴重不匹配[12]。種質資源開放嚴重滯后,導致差異化育種材料匱乏,是我國品種同質化嚴重的主要因素之一,嚴重制約了我國育種創新水平提升。
3.2 育種手段常規多、分子少 通過以分子標記輔助選擇、全基因組選育核心的分子育種技術,可以準確在苗期鑒定出包含目標基因的單株,明確其基因型,周期短、效率高,并可在較小群體選擇包含多個優良性狀的單株或株系,促進優良性狀聚集。相反,常規育種以雜交、回交、測交為主,通過田間性狀鑒定選擇目標單株/株系,不能有效鑒別雜合單株,周期長、效率低、優良性狀整合難,不易選育出具有突破性性狀的品種。我國企業選育新品種的手段多以常規育種為主,分子育種技術運用不普遍,制約著品種創新效率,導致我國新品種多,但突破性品種少。
3.3 特色種業潛力大、開發少 據調研,廣西傳統特色經濟作物甘蔗的種植面積100萬hm2,每3~4年換一次種,即每年有26.67萬~33.33萬hm2甘蔗需要換種,目前,甘蔗種苗的播種量為1t/667m2,價格為1000元/t,由此可知,甘蔗種業每年有40億~50億元的產值。但長期以來,我國種業“重兩雜,輕特色”,國家級育繁推一體化企業共90家,其中,以“兩雜”作物為主營業務的有77家,占比高達77.78%。2014-2016年我國累積發表影響因子4.0以上的SCI種業論文中,排除模式作物擬南芥,以水稻為研究對象的有413篇,玉米的有94篇,“兩雜”作物SCI論文占比達59%[10],在農作物基礎科研方面占絕對優勢。這雖然使我國糧食安全得到了充分保障,但也使地方特色作物品種研發長期滯后,出現品種性狀退化、傳統風味丟失的現象,已經不能滿足農民對良種、消費者對“鄉味”的需求。
4.1 第四次種業科技革命方興未艾 20世紀以來,世界種業先后經歷了矮稈化、雜交化、生物技術等3次科技革命[13],推動我國糧食生產邁過3000億kg、4000億kg兩大臺階,連續5年穩定在6000億kg的水平,有力保障了我國的糧食安全。孟山都、杜邦先鋒等跨國種業巨頭抓住種業科技革命契機,投入巨額資金用于生物技術育種,壟斷地位日益明顯。當前,以“生物技術+信息化”為特征的第四次種業技術革命正在孕育,不斷向縱深、向全球擴張,推動種業研發、生產、經營和管理發生著深刻變革[13]。在基礎研究領域,以生物組學、合成生物學為代表的前沿學科快速發展,種業理論突破正在形成。在技術研究領域,基因編輯、全基因選擇等技術加快運用,育種效率呈幾何級增長。在產業應用領域,生物技術、信息技術、智能技術不斷向種業聚集,育種由隨機向定向、可設計轉變,新品種“按需定制”正在逐步實現。
4.2 新一輪國際并購浪潮洶涌澎湃 縱觀世界種業全球化歷程,共經歷過2輪企業并購浪潮,分別是1997-2000年和2004-2008年[14]。在第1次種業并購浪潮中,孟山都、杜邦先鋒、先正達等跨國種業巨頭全球布局基本完成;第2次浪潮中,以農化集團為基礎的六大集團為主導的全球種業市場格局基本確定。當前,世界種業市場正處在第3輪并購浪潮當中[14],拜耳收購孟山都,杜邦和陶氏合并,世界種業巨頭紛紛兼并重組;中國化工收購先正達,中信收購陶氏益農巴西種子業務,中國資本走向世界種業舞臺。并購浪潮的背后,主要體現出3大特征:一是金融導向愈發明顯,推動種業公司全球布局和野蠻生長;二是種子、農化巨頭強強聯合,種業市場寡頭壟斷進一步加劇;三是智慧農業深度滲入,為傳統農業注入創新活力。
5.1 以種質資源深度挖掘為重點,強化種業原始創新能力 充分發揮我國物種資源豐富優勢,進一步深入開展種質資源普查行動,發掘出、保護好性狀優良的種質資源,重點搜集近緣野生種、稀有農家品種、地方特色作物品種等珍貴種質。對主要農作物和重要特色作物種質資源進行基因組測序、重測序工作,構建種質資源基因庫;對核心種質資源產量、品質、抗性、育性等重要性狀指標,進行全面、深入的表型鑒定,構建種質資源表型庫;綜合基因庫和表型庫信息,構建種子資源信息庫,供廣大科研育種人員查詢,提升資源共享水平。大力支持公益性科研單位牽頭進行種質資源創新,鼓勵科研單位、企業利用種質資源庫進行育種材料創制,賦予創新個人或團隊收益權,分享創新成果轉化收益,激發公益性單位科研人員積極性,促進種質資源高效流動。
5.2 以育種模式提檔升級為重點,提升種業企業研發實力 創新科研攻關模式,繼續開展農作物良種聯合攻關行動,大力支持相關主體融入第四次種業革命浪潮,促進尖端技術向種業聚集,推動我國育種向“按需定制”發展;引導牽頭主體由科研院所逐漸向企業轉變,把作物范圍從水稻、小麥、玉米、大豆拓展到重要經濟作物,力爭實現重要農作物全覆蓋。創新科企合作模式,鼓勵企業與高校、科研院所、第三方平臺展開深度合作,利用分子標記輔助選擇、基因組育種、倍性育種、基因編輯等先進技術,進行突破性品種研發。創新企業研發模式,引導企業改變“小作坊”“課題組”式育種,采用種質資源保護、材料組配、小區試驗、性狀檢測、種子生產、品種推廣等部門分工明確、有機銜接的育種模式創新,推動種業企業研發產業化步伐。創新科企人員(團隊)流動機制,既支持科研人員通過停薪留職、掛職鍛煉、兼職服務等方式向企業流動,也支持企業管理人才到高校、科研院所掛職服務,推動企業、科研單位人才雙向流動,提升科研人員產業認知和企業管理人員科學素養,實現科企雙贏。
5.3 以發展特色作物種業為重點,提升我國種業競爭力 強化特色作物種業創新,聚焦地方品種退化難題和特色品種缺乏問題,開展原始品種挖掘和農家品種升級行動,支持各類主體通過資源搜集、品種提純復壯、基因組搜索等方式,找到包含農家品種風味的材料或基因,進行品種升級,選育出既保留風味又摒棄缺陷的特色品種。統籌規劃特色作物種業發展布局,結合地方資源稟賦和產業基礎,建設好區域性良種繁育基地,推動特色作物制種產業向優勢區聚集。以農業供給側結構性改革為契機,調整種植業結構,擴大特色作物種植規模,確保特色作物種子需求,促進特色作物種企做專做優,把小作物做成大產業。加快制定完善特色作物種子種苗管理辦法和品種登記制度,完善種子種苗質量標準,規范種子種苗市場管理,保障企業和農民的利益。加強特色作物品種推介,鼓勵特色作物種企“走出去”,搶占海外市場,提高我國特色種業國際競爭力。
5.4 以推動企業“走出去”為重點,加快中國種業國際化步伐 建立健全國家種業安全審查機制,加強種業安全預警和風險防控,研究建立種業安全評價指標體系,規范種業科研對外交流合作行為,構建更加開放的、更高水平的種業安全保障體系。建立種業海外戰略咨詢智庫,完善政策引導和保障措施,為種業企業和國內資本參與海外投資并購提供政策支持。大力支持種業龍頭企業積極融入國際并購浪潮,通過跨國并購、借船出海、獨資建廠、海外合資等方式,進行全球布局。支持有實力的企業在境外建立研發中心,鼓勵企業在境外申請知識產權保護,支持有品種權和專利技術的企業開拓國外種子市場。引導種業企業重點投資“一帶一路”沿線國家,鼓勵水稻種業企業在東南亞國家建設制種基地,玉米、小麥種業企業在中亞建設制種基地。鼓勵種業企業在國外建設銷售網絡,為當地農民提供全程社會化服務,把中國的優良品種、優質服務、先進種植方案與世界農民共享。