2020.04.15
对发展生物农业的一些思考

对发展生物农业的一些思考

 今天

  ■楊星科 馬齊

  在農業科技和生產的現代化發展中,人們將各種不同學科領域的理論、技術、方法、工具和設備應用在農業生產中,形成瞭眾多關於農業產業形態的概念,如工業化農業、石油農業、化學農業、機械化農業、基因農業、智慧農業、精準農業,生態農業、生物農業、有機農業、綠色農業等等。這些概念在內涵和外延上存在或交叉、重疊、包含,或相對、相反、並列的關系,並且隨著時代發展逐步改變著人們對於現代農業發展階段和趨向的理解和認識。

  關於生物農業的概念問題

  20世紀末以來,隨著各學科理論技術交叉、滲透、融合的發展,生物學作為研究生物各個層次的種類、結構、功能、發育和起源進化以及生物與周圍環境關系的科學,其理論、技術和應用研究也表現出強烈的融合發展、整合發展的趨勢,生物農業的概念也隨之出現。但至今眾多學者對其概念的內涵和外延有不同的界定和爭議。

  我國生物農業概念的提出和發展經歷瞭一個國外引進和自我發展的過程。

  現代農業發展的基礎是生物農業。之所以講是現代農業,就要從理念上改變傳統農業的思維,即農業絕不僅僅是為瞭產糧,為瞭果腹;農業生產是為瞭人類的健康、為瞭生命的質量、為瞭社會的發展、為瞭環境的友好。所以,生物農業是利用系統生物學的原理、方法,去管理農作物;利用生物技術手段改造和提升農業品種和農產品性能,通過促進自然過程和生物循環保持土地生產力,利用生物學方法防治有害生物,以保障綠色或有機農產品;在認識農作物生長規律基礎上,利用傳感器等現代技術手段,改進農業生產方式,降低農業生產成本;利用生態學理論和方法,調節水肥與土壤之間的關系,在滿足農作物生長的基礎上,實現環境友好;利用生物學基本原理及發酵技術,提升農產品及農業物質的有效價值,服務於畜牧業及工業化發展。可以說,生物農業是現代生物學理論技術與農業生產相結合而形成的新概念。它既是一個學科理論概念,又是一個產業經濟概念。基因農業、有機農業、生態農業,都是主要利用農業生物技術而形成的現代農業生產形態,可視為生物農業的下位概念。化學農業是與生物農業區別最大的一個概念,現代生物農業的發展要求盡量少用、不用人工合成的化學制品如肥料、農藥、動植物生長調節劑和飼料添加劑等,以避免化學品對農產品安全和人體健康的危害。

  在30多年的發展過程中,我國生物農業概念從最初主要針對生態農業、有機農業,逐步擴展到包括分子育種等現代生物技術在農業中的廣泛應用。這是我國生物農業概念不同於國外生物農業、生態農業、有機農業或農業生物技術概念的獨特之處。歐美等國傢生物農業概念依然主要指生態農業、有機農業,而我國生物農業概念覆蓋所有生物學理論技術在農業中的應用,包括生物工程、有機、生態和分子生物技術等。當前,國內關於生物農業概念同時具有沿襲歐美的狹義界定和我國擴展的廣義界定兩種方法,在一定程度上造成概念理解和研究路線的分歧。

  另外,生物農業是一個具有生物農業科學、生物農業技術、生物農業產業等多個層次含義的大類概念,而相關領域的研究人員和產業人士大多隻瞭解和關註其中的某一層次某一方面內容,沒有形成系統的、綜合的生物農業概念體系。

  我國生物農業理論發展現狀

  在生態農業、農業生物技術研發利用及生物農業產業發展等領域,已經形成瞭初步的理論、技術和產業政策體系,生物農業產業發展也具有瞭一定的規模。

  在生態農業(綠色農業、持續農業、有機農業)發展方面,我國在引進吸收國外生物農業、生態農業、有機農業、持續農業等相關理論研究成果的同時,開展瞭對中國生態農業理論基礎、發展歷史、建設模式、技術及產業政策的研究和應用。

  在生物學和現代農業生物技術研發方面,我國近年來的學科建設和科技能力日益提高,在部分研究領域達到世界先進水平。根據武漢大學中2對2交換國科學評價研究中心研發的《2014年世界一流大學與科研機構學科競爭力排行榜》,我國在生物學與生物化學、植物學與動物學、微生物學、分子生物學與遺傳學以及農業科學等學科領域,都有一批具有突出國際地位的科研機構。特別是中國科學院作為中國最重要的基礎科學國立研究機構,在以上多個學科領域都進入世界前10名。

  在生物農業發展戰略與政策研究方面,我國高度重視農業生物技術研發應用和戰略研究,采取瞭一系列政策措施促進生物農業科技和產業創新發展。《國傢中長期科學和技術發展規劃綱要 (2006—2020年)》確定瞭農業領域的優先主題,包括種質資源發掘、保存和創新與新品種毛桃影院定向培育、畜禽水產健康養殖與疫病防控、農林生態安全與現代林業、環保型肥料、農藥創制和生態農業等,除將轉基因生物新品種培育作為16個重大專項之一,還部署瞭動植物品種與藥物分子設計、生物芯片、幹細胞和組織工程等前沿技術研究與應用。

  但是,我國生物農業理論研究在得到一定發展的同時,還存在著一些發展中的不足與問題,主要表現在:概念認識尚不統一,理論和技術體系尚不完善,缺乏有價值的研究成果以及成果應用轉化程度不高等。

  對我國生物農業發展的對策建議

  歐美農業發展歷程表明,生物農業的迅速發展促進瞭新的生物農業的產業類型,也促使生物農業的產業鏈不斷升級和有新的發展。生物農業的產業鏈應以傳統道地農產品生產為核心,生物肥料、生物獸藥、生物農藥等為上遊或資源供給,生物農業服務業為輔助,生物功能食品為下遊產品的鏈條式產業。

  目前我國農業持續發展面臨國內主要農產品價格高於進口價格和農業補貼受到世貿組織規則限制的兩個“天花板”外,還有生態環境和資源條件這兩道“緊箍咒”也嚴重束縛農業長遠發展。與此同時,隨著工業化、城鎮化推進,耕地不僅數量在減少、質量也在下降,農業勞動力大幅度減少,農業成本直線上升,土壤污染加劇,農業生產用水缺口呈擴大之勢,農業資源約束也在日益增強。

  發展生物農業,可促進我國農業產業體系的根本轉變、促進農業生產方式的根本轉變和實現我國農業組織方式的根本轉變,從而改變農業產業結構、農業形態結構,促進人類健康水平和生物工業水平的提升,走產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的中國農業現代化道路。

  為此,提出我國生物農業的發展的三點建議,以供參考討論。

  一是加強生物農業理論和技術體系的建設。從促進現代農業持續發展的戰略高度,構建我國生物農業學科理論和技術體系。基於系統生物學、整合生物學等最新生物學理論的學科交叉融合思想,綜合應用生物學領域所有有益理論,並吸收信息科學、計算科學等現代科技手段,建立系統化跨學科的生物農業學科理論體系和針對我國農業生物資源特點的現代化生物技術體系。如面對人口增加、糧食單產徘徊以及集約化農業環境代價日益加劇的嚴峻局面,可對充分利用區域光溫條件的作物代謝研究成果指導培育新品種、各個區域作物高產水平和高效目標要求與水肥供應閾值耦合成果,把光能轉變為生物能的最新成果運用到植物光合作用中,降低對土壤、水分的過度利用水平,利用現代信息和計算機技術,通過大數據的挖掘和應用,對進行追肥、施藥和灌水等苗情分類管理技術進行技術集成與創新,在將高產和高效結合的同時,合理利用有限的資源,以實現大面積高產高效。

  二是優化生物農業產業戰略和政策研究。生物農業產業戰略和政策研究要堅持科技與經濟緊密結合,提出適合我國生態資源和經濟社會發展水平的生物農業發展戰略和政策體系,促進生物農業全產業鏈現代化持續發展。要將生物農業作為現代農業的主要發展形態和模式,在各項農業發展規劃中予以重點扶持。根據區域生態環境差異,恰當佈局有機農業、綠色農業和現代農業生物技術產業的合理發展區間。針對農業生物技術、生物型農業生產資料、種養殖產業的不同環節,研究設計差異化的產業促進策略和政策激勵措施。

  三是大力培養生物農業科技人才,促進科技成果轉化。面向生物農業學科和技術發展需要,培養生物學、農學高層次復合型研究人才。與此同時,立足產業發展需求,著力培養生物農業創新創業人才。優化強化面向生物農業從業人員的職業教育和繼續教育,通過多種渠道和途徑培養造就有文化、懂技術、會經營的新型職業農民和農業企業傢,推進生物農業技術轉化、企業發展、經濟繁榮。

  近年來,由中科院西安分院、中科院西北生物農業中心和寧夏回族自治區科技廳共同組織專傢,對寧夏枸杞資源利用問題從生物農業發展的視角出發,在組織全國相關學科專傢、院士進行到寧夏中衛縣等調研,及重點圍繞我國中藥現代化,枸杞有效成分、生物活性與藥用價值,枸杞資源利用深度挖掘的基礎、需求和策略等內容展開深入探討的基礎上,提出“再造寧夏枸杞新優勢規劃(2016-2020年)”咨詢報告,經寧夏自治區政府研究確立與中科院開展院地合作,實施“十三五”專項,圍繞再造枸杞產業新優勢,開展枸杞功效為主的重大前沿基礎研究和枸杞加工新技術、新工藝、新產品研發,延長枸杞產業鏈,擴大寧夏枸杞67194成在線觀看免費品牌影響力。同時,圍繞賀蘭山東麓葡萄酒產業品牌提升,開展葡萄抗寒及特色品種選育,新的免埋土葡萄品種的應用,首先大幅度降低瞭人工成本,特色品種照的產生在促進釀造工藝改變的同時,大大提高瞭葡萄酒的品質,為做大做強寧夏釀酒葡萄產業提供支撐。這些已是對生物農業理論和方法的積極實踐與應用,取得瞭理想的效果。

  (楊星科,中科院西安分院、陜西省科學院黨組書記、副院長、博導、中科院西北生物農業中心主任;馬齊,中科院西北生物農業中心副主任、研究員)