文思敏

按照農業技術史的劃分,我們正處于農業的第四次革命時代。
農業從最早的以勞動密集型,逐漸演變到資本密集型、農藥化肥為主導的化學密集型。如今,生物技術和數字技術成為創新的主導力量。除去數據監控、采用無人機和機器人來解放勞動力外,分子育種和基因編輯技術開始成為改變農作物性狀的重要手段。
1994年起,美國放開對轉基因作物的審查,轉基因作物開始大量商業化種植。以孟山都為首的種業公司開啟了一場種業革命。無論是商業還是生產方式,轉基因都為美國農業帶來了顛覆性的變化。先行者之后,全球各個國家正在考慮改變游戲規則,重新思考對基因編輯技術的監管和定位。2021年,中國農業農村部公布了一系列關于轉基因農作物監管與審定的文件,外界將其視為中國轉基因農作物商業化提速的信號。
不過,要解決生產力和環境問題,龐大的農業鏈條中,種子只是其中一小部分。即使有好的種質,也需要有配套的耕作方式才能發揮最佳效用。“發展種業并不只意味著種業自身,它需要農牧業、化學、機械、生產方式等等整個系統的支持和配合。”北京大學現代農學院教授盛譽說。
農業應用的現代生物技術經歷了兩個發展階段。第一個階段開始于1960年左右,也被稱為“綠色革命”。“綠色革命”通過推廣矮化的水稻、小麥等現代品種,迅速提高了農作物的單產。第二個階段是以轉基因和基因編輯技術為代表的新現代生物技術階段,從1990年代中期第一次商業化種植轉基因煙草開始,經過了近30年的發展。
公眾對轉基因的認知誤會在于,他們認為的轉基因更多是指不同物種之間的雜交,然后會出現一些倫理學或者道德風險問題。人類幾千年來馴化植物都是通過雜交來獲得更好品種,而基因編輯技術其實并沒有引入其他物質,安全性有保障。如果看整個生物技術發展歷程,技術本身也在圍繞育種和現代科技的應用而變 化。
回到大豆和玉米的問題,部分發達國家在1996年左右就開始逐步把轉基因技術用于糧食生產。而中國在糧食作物的轉基因技術應用上,還只是在試驗階段。我們在2021年逐步放開糧食作物中的轉基因技術應用,反映出兩個條件:第一,從1990年代中期到現在,新現代生物技術已經經歷了兩到三代,現在以分子育種、轉基因和基因編輯技術為基礎的生物育種技術已經越來越成熟。第二是發展中國家的大量實踐經驗也證明了技術本身的穩定性和有效性。另外一個重要方面是,面對我們現在不斷增長的人口和糧食需求,要依靠國內有限的水土資源去滿足需求是不太可能的。現在糧食差異也在不斷擴大,那么尋求更有效的技術來提升生產力以解決供需之間的缺口是必然選擇。
之前,拉美國家采用一些優良的轉基因品種來提升像玉米、大豆這樣的飼料糧的單產,生產效率得到了快速提升。目前,中國的飼料糧產品很大程度是從這些國家進口的。那現在給玉米和大豆松綁,其實也是說,既然能進口這些產品,為什么我們的農民不能自己種?這也是通過現代基因技術和種業革命來推動國家農業生產力提升的一種方式。
從1990年代中后期到現在,這些技術產生了巨大的經濟效應—特別是在處理農業供應的問題上—但從學術角度來講,目前為止,轉基因產業未來的發展到底什么方向,還存在很多爭議。
也有很多研究指出你提到的問題,就是新一輪技術的發展與高資本相結合,就會出現公平性問題。在發達國家,新的生物技術與我們說的傳統的機械技術有互促的作用,但是在發展中國家,生物育種技術抑制了整個農戶規模的提升,抑制了機械化的使用。
發達國家的農業基本按照工業化的方式生產,所以規模化的農戶對于技術有強需求,農戶、育種產業以及前端的科研機構可以形成有效的產業鏈。但是在發展中國家,小農戶直接種植轉基因作物,雖然單產的邊際效益會提高,但對他們來說,總收益影響不大。技術本身是中性的,但它在采納過程中受到需求供給方的影響,導致技術在實際應用時可能產生了一些負向的經濟影響,讓農戶沒有從新的技術中獲得有效的好 處。
其實不光是種子行業,整個農業,甚至包括農業的科技研發都存在類似的問題。因為我們以小農生產為主,所以相對來講集約化程度不高,能夠從技術進步中直接獲得的總收益就有限,它沒辦法有效地支撐前端的研發,也就是經濟學里說的“無票乘車”。那么在商業化這一塊就會遇到需求端和供給端之間產業脫節的問題—農民需要什么,跟企業生產什么、上游研發什么不對稱。
一個直接的例子是陽光葡萄。日本總共花了25年的時間來研發,投入了大量資金。那么國內為什么做不出來這種產品?很重要的原因在于,初期研發沒有人愿意投錢。從國內下游種植戶的角度來講,直接從日本買,顯然要比投錢去研發快得多。然而結果就是,一個好的種質,我們沒有自己的品牌,絕大多數利潤實際上就被上游專利收走了。
據我了解,其中一個顧慮在一些核心生物技術在研發過程中的專利保護問題。比如基因編輯技術CRISPR/Cas9,如果在育種過程中使用這項技術開發新品種,就需要向國外的專利方支付大量專利費用。第二個顧慮是最惠國待遇原則,也就是在放開市場的時候,要允許國際上的好品牌進來。而一旦允許了,國際大企業在很多品種上都有很大優勢。第三個問題在于,我們產業之間的配合很有限,國外在長期種植過程中,已經形成了種業跟化肥、農藥、機械之間的配合,種業公司可以從各個方面獲取收益。而相較來說,我們的配套做得還不夠。
土地資源跟產出之間的關系是面積越大,單產效果相對越差,因為邊際收益遞減。而從土地單個要素的角度講,越精耕細作肯定越好。如果用勞動力來精耕細作,每個農民下地除草拔蟲,用手除一定是效果最好的。但當經營的面積不斷擴大,自家勞動力不夠的時候,自然效率就降下來了。你需要雇人,生產效益會減少。
如果說維持產量和維持現有可耕地面積下的總產出不變,我們現在的生產方式是最優的。這里有個統計數字,比如我們現在一畝地平均生產主糧490公斤左右,將近1000斤,這個數據大約比發達國家的單產量高出1/3左右。
隨著勞動力成本不斷上升,原來的勞動密集型生產方式就不適合了。更重要的是技術進步破除了小農生產的優勢。比如經營1000畝地,如果雇人來,肯定效率越來越差,但如果是機械替代人,那么產出就迅速提升了。
發達國家的重點不在于單產高,而是農民的收益高。如果從人均收益,以及一個農民能生產多少價值的角度來講,仍然是面積越大,收益越高。這也是為什么我們單產不低,比世界高很多,但是仍然要進口玉米、大豆,因為折合下來成本要高于美國。所以歸根結底,最主要的還是要提高勞動力的效率。
1960年代的育種技術革新是“一勞永逸”的,只要公共投資下去,一個品種出來,就可以推廣到全球長期使用。但是現在,“一顆種子闖世界”的現象不存在了,想通過一次性革新來占領市場是不可能的,需要連續穩定的投資,獲取一系列品種。舉個簡單的例子,如果我種10畝地,只要一個小麥品種就夠了。但如果種1000畝地,為了旱澇保收以及防治疾病,就需要準備很多品種,不能一塊地里都種一個品種。種業的特征就是這樣,很難依靠一個品種擁有穩定的利潤。現代種業技術要求種業公司的綜合實力要很強。
另一方面是要有結合性,不是說光做種子就行了。企業必須要有針對特定品種和特定地區適應性的機械開發和農藥開發能力。美國一些大的種業公司就具有全域的生產能力,它們的業務就能夠維持得比較好。
第三是如何應對生產模式和生產方式的抑制。比如我們學院鄧興旺院士開發的“潔田模式”,在做試點的時候,一畝地可以產出1.7倍的糧食,相當于一畝玉米地,在玉米維持原有產量的情況下,能同時增加70%的大豆產量。但是農民不種。因為兼種三行玉米兩行大豆需要特種機械,農民如果只有兩三畝地,他不會特意買機械去種。雖然有這么好的技術,因為生產關系和生產方式配合的問題,品種可能在實驗室和試驗田里做得非常優秀,但下地和應用的作用有限。這也是我之前說的,需要企業有效地把它做成一個行業,不是光賣種子就能賣出一個行業 來。
現代技術的不斷進步要求越大規模才越有效,單一生產,技術是很昂貴的。所以小農在采納技術和新資本方面,存在一些劣勢。
另一方面,小農也很難有效對接市場。因為農戶都是零散角色,當市場出現價格波動的時候,沒辦法根據波動作出理性反應。比如去年某種產品價格高,就沖進來生產,結果就會是生產過量,導致價格走低。對小農來說,市場會有很大的周期性、波動性和風險性。
農業全產業鏈效率的提升需要建立在穩定的供應鏈上。小農也缺乏與上下游產業鏈的穩定對接能力。舉個例子,一家牛奶加工廠需要一年四季穩定的鮮奶供應,才能使自己的機器設備得到充分的利用,并維持穩定的市場份額。但考慮到飼料在不同季節的成本,小農戶會增加夏季的鮮奶供應而降低冬季的牛奶生產,從而提高利潤。但一年四季不穩定的鮮奶供應將會傷害牛奶加工廠的利益,降低農業全產業鏈效率。
我們國家在早期也采取了很多方式,比如建立出口加工區,把小農戶聚集起來,形成對國際市場的穩定供應。但也會出現一些相關的問題,比如質量監督、如何制定評價標準等等,這些都是小農戶跟大市場對接時在工業化生產條件下所面臨的問題。
從宏觀的角度來講,發達國家在這一輪發展中,數字技術、智慧智能技術和機械化技術結合得比較好,在產業鏈中的應用程度比較高。而發展中國家的數字技術更多是應用在銷售以及平臺端,在實際生產方面還相對薄弱。這一差距是前期發展導致的。
目前,數字技術在中國農業生產中有兩個場景的應用值得關注。第一個是應用無人機噴灑農藥開展統防統治。但全面使用無人機來替代農民噴灑農藥和化肥的實踐還存在很多制約。原因一方面是技術的成熟程度(例如,風速不一樣,裝藥量不一樣,噴灑就不穩定);另一方面在于成本,例如在部分地區出現的小麥開花季節的白粉病,利用無人機深度噴灑的成本就高于人工,效果也不顯著。無人機的優勢是快速、大面積的噴灑,比如一個地區在做整個地區病蟲害統防的時候,它就非常有用,數字技術的應用也有特定的場景。
第二個是數字技術在高值農業中的應用。現在江浙一帶的水產養殖(例如魚蝦和螃蟹)中,很多農戶都使用了智能化的水養監測器,這些技術的應用可以節約人工成本。現階段我們看到數字技術的成功應用,大多發生在高值農業生產中,比如花卉、養殖,其中一個重要原因在于高值農業的高產品附加價值使得數字技術的應用可以獲得比較好的收益。
與之相反,效果差一點的是機器人采摘之類的技術。比如大棚里的黃瓜到了68天必須得摘,否則會斷截,但機器人摘得慢的話還不如雇兩個人快。
需要說明的是,數字技術落地的過程中,我們獲得的一個很重要的經驗是,技術的應用必須以滿足需求為目標,要根據特定的場景、特定的發展階段去采納適應性的技術。因地制宜才有市場。
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