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生物技術加速農業現代化的步伐~

早在2022年5月10日，國家發展改革委發布《“十四五”生物經濟發展規劃》，這是我國首部生物經濟五年規劃。規劃聚焦人民群眾在“醫”、“食”、“美”、“安”領域的更高層次需求，提出發展生物醫藥、生物農業、生物質替代、生物安全四大重點領域。規劃將生物經濟作為今后一段時期我國科技經濟發展的重要內容，為應對生命健康、氣候變化、資源能源安全、糧食安全等重大挑戰提供新的解決方案。

農業是我國國民經濟中的基礎性產業，據統計，2021年我國農業及相關產業增加值為18.4萬億元，占GDP總值的16.05%。生物技術極大地提高了農業育種效率、種質資源保護和利用水平，傳統育種逐漸被生物技術育種取代，生物育種技術通過改善農作物產量、品質與抗逆等性狀，在保障糧食、飼料等重要農產品供給上扮演了重要角色。

生物農業是指將生物技術廣泛應用于農業領域，并生產新型作物品種和生物制品。根據生物技術所應用的不同領域，我國生物農業可劃分為生物育種、生物肥料、生物獸藥及疫苗、生物農藥、生物飼料等領域。生物農業雖沒有生物能源和生物醫藥等領域發展迅速，但在美國、歐盟的生物經濟中已占據重要地位，美國農業系統每年生產超十億噸的生物質，歐盟注重與包括《共同農業政策》在內的其他政策聯動，推動生物經濟在農業農村地區的發展。我國生物農業的發展仍處于起步階段，接下來需要順應我國從“解決溫飽”到“營養多元”的需求轉換新趨勢，滿足人民群眾對食品消費更高層次的新期待。

我國生物農業產業發展現狀

1.生物育種

生物育種是利用遺傳學、細胞生物學等方法培育生物新品種，是一種人工改良物種性狀，獲得目標新品種的生物技術。

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個品質優良并具備抗病蟲、抗除草劑等特征的轉基因新品種，自主研發了轉基因抗蟲棉、轉基因番茄、轉基因甜椒、抗病毒木瓜等。獲批的商業化種植品種包括抗蟲棉和番木瓜等，其中轉基因抗蟲棉已經在全國大面積推廣運用，累計推廣面積達3133萬hm2，為農業增產、增收發揮重要作用。

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。

2.生物肥料

生物肥料又稱為微生物肥料，是指通過微生物生命活動使農作物獲得特定肥料效應的肥料制品。與常規化肥相比，生物肥料通常不直接為作物提供營養元素，而是通過增進土壤肥力，改良土壤結構，促進營養元素吸收，減輕病原微生物的致病作用等機制間接發揮作用。

作為世界上較早開發利用生物肥料的國家之一，經過多年的發展，我國生物肥料產業已形成較大規模，開發出根瘤菌以及解磷、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，并實現了產業化;通過微生物功能基因組研發，建立了世界覆蓋率最高的植物病原細菌突變體庫。

3.生物獸藥及疫苗

動物疫苗是畜禽集約化養殖的生產必需品，也是生物農業產業重要的構成部分。

我國已開發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，并實現了不同程度的產業化發展。

4.生物農藥

生物農藥是指利用生物活體或其代謝產物針對農業有害生物進行殺滅或抑制的制劑。生物農藥具有安全環保、針對性強、研發投入較少、不易產生耐藥性等優點。

我國生物農藥產品的生產已經形成了一定規模，我國已有生物農藥研究機構30多家，生產企業260余家，登記的生物農藥產品4300多個，主要有Bt殺蟲劑，農用抗生素，植物源農藥以及其他病毒、真菌類的農藥。其中，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。

5.生物飼料

生物飼料是利用新一代生物工程技術及發酵工藝制成的飼料添加劑或新型功能性飼料原料。

我國擁有生物飼料生產企業有1000多家，年總產值近500億元，并在以年均20%的速度遞增。如今已擁有北京大北農集團、浙江新昌制藥、長春大成實業集團等一批國際化的氨基酸、維生素生產企業。生產的產品主要包括氨基酸、維生素、飼用酶制劑、發酵飼料等，其中植酸酶、木聚糖酶等產品質量處于國際領先水平。

我國生物農業產業發展現存問題

1.生物育種缺乏原始創新性技術、市場集中度低

我國生物技術育種領域研發活躍，但缺乏原始創新性技術。以CRISPR/Cas基因編輯育種技術為例，雖然國內學者針對原始的基因編輯技術在安全性和效率方面進行了諸多改進，也獲得了一些自主知識產權，但存在延伸性、尾隨性研發居多、原始創新不足的問題。目前，在植物基因編輯技術領域，全球共有17項關鍵核心技術，其中美國有15項，丹麥有2項。因此在規模化商業應用方面存在“卡脖子”風險。

拜耳、科迪華、先正達集團占全球農作物種業市場約46%。而中國尚未有種業公司的市場份額超過10%，整體上企業規模小、研發能力低、市場集中度低。

2.生物肥料推廣應用難度依然較大

由于生物肥料的反應時間和反應效率低于傳統化學肥料，疊加農民對生物肥料的接納度不高，因此在當前農業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占比不到20%，傳統肥料的使用占據主導地位。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分，以提升生物肥料的速效性、擴大肥效的可見度。

3.生物獸藥及疫苗仍處于產業化初期

從技術研發領域來看，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、抗原濃縮等一些關鍵技術領域尚未取得實質性突破。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。

4.生物農藥取代化學農藥任重道遠

我國生物農藥在技術研發和創新方面都有所欠缺，某些生物農藥在毒性和活性上仍然有缺陷，市場使用度不如傳統農藥的接納程度高。雖然我國生物農藥登記已取得明顯成效，但是在讓生物農藥真正落地、在農業生產經營中讓經營主體愿意使用生物農藥替代傳統農藥，仍然存在突出的問題和挑戰。

5.生物飼料生產與發達國家相比存在差距

生物飼料在歐美發達國家的使用比例已經超過一半，如德國、丹麥、荷蘭、法國、芬蘭都有較大比例的養豬場采用生物液體飼料等喂養豬。但是，我國生物飼料研發的關鍵共性技術比較缺乏，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，與發達國家相比還存在一定的差距。

我國生物農業產業發展建議

1.生物育種：注重保護培育優良品種

強化現有優良品種保護并繼續培育，通過搜集整理優質種質資源、建立種質資源數據庫、引進國內外優良品種、改良和更新核心種質資源、對名特優品種進行保種等手段，豐富優質種質資源品種和內容，促進種質資源高效開發利用。集中資源開發具備高產、優質、安全、多抗特征的動植物新品種，發展壯大糧食、果蔬、畜禽、水產、林木等生物育種產業群，大力推進動植物新品種選育、擴繁和產業化。

2.生物肥料：優化產品拓展市場需求

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。規范政府政策管理，完善生物肥料企業發展的相關政策，通過行業標準、市場準入規范等政策措施，優化現有生物肥料產品的生產工藝，提升生物肥料產品質量。

3.生物獸藥及疫苗:強化技術創新及產業化發展

針對特定動物、某種階段、某些疾病，大力開發生物獸藥及疫苗專用制劑， 使其向高效、專一的方向發展。大力開發亞單位疫苗、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力度，進一步強化動物疫病新型疫苗和診斷試劑的研制。

4.生物農藥：多元化發展，緊追市場需求

生物農藥的研發要以農業長期可持續發展為目標，鼓勵企業研發防治病蟲害效果更穩定的微生物源和植物源農藥;通過基因工程技術對天然菌株進行改造，使其效果更穩定。以國家生物農業整體戰略為前提，在企業的技術研發中納入新型的或經過優化的生物農藥產品，例如春雷霉素、赤霉素、白僵菌等，并與生物農藥各個領域的產品綜合形成完善的生物農藥產品體系。在積極開發產品的同時，也要加強對生物農藥的藥理等進行研究，防止植物產生抗藥性。

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，整合科研創新資源，大力開發飼料用寡聚糖、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，利用微生物工程發酵技術開發高活性生物發酵飼料和酵母源生物飼料。

內容來源：中國化肥信息，農業行業觀察全網推薦