作者:张正斌 来源: 发布时间:2011-12-8 14:46:35
创建生物技术型现代农业

 
目前现代农业发展存在粮食安全、能源安全、环境安全、经济安全等问题,生物技术有望成为解决这些问题的重要途径。国内外提出了各种农业发展模式,如石油农业、有机农业、生态农业、绿色农业、都市农业、设施农业、精准农业和现代农业等等,但都没有将生物技术和现代农业进行统筹考虑,也没有形成真正的现代农业模式。
 
根据国内外现代农业的发展过程,我们认为现代农业应该包括两个重要内容:一方面是以生物技术为基础和核心;另一方面是以动力装备现代农业为两翼。如何将生物技术与现代农业紧密结合,是我国未来现代农业发展的关键问题。
 
21世纪农业危机应对
 
中国现代农业21世纪面临七大危机:粮食(食品)安全危机、水土资源危机、能源危机、环境污染危机、人口快速增长和健康危机及气候变化灾害危机。21世纪是生物技术的世纪,解决21世纪农业危机的对策与关键,应该是发展生物技术。
 
在解决粮食(食品)安全危机方面,要通过发展生物产业,包括种植业、养殖业、微生物工程和食品加工业来实现。
 
在解决水土资源危机方面,要发展生物资源高效利用技术与产业。例如,发挥生物节水在大面积提高水资源利用效率和抗旱增产方面的重要作用。
 
在解决能源危机方面,要发展生物能源农业、生物化工等产业,特别是发展非粮作物制造生物燃料,新辟生物能源农业新路。
 
在解决环境污染危机方面,要发展有机农业、生态农业、绿色农业、低碳农业、可持续农业和生物型农业;要大力支持和发展生物农药、生物肥料、生物塑料、生物治理和生物工程产业。这样才能减少污染源,并利用生物技术消除以前的环境污染,恢复保护生态环境。
 
在应对气候变化灾害危机方面,要趋利避害,发展生物抗逆和资源高效利用良种工程产业,包括生物克隆、转基因和分子标记辅助选择育种等生物技术。同时要加快发展大面积、大规模的都市(观光)农业,设施(抗灾高效)农业,工厂化农业和现代(精准)农业。这样才能高效利用气候变化带来的有利条件和减少及抵御气候变化带来的不利因素,使农业摆脱靠天吃饭的被动局面,真正使现代农业成为自主农业。
 
在解决人口健康危机方面,首先要加大绿色农业和高值生态农业的发展,同时也要加快生物医学、植物保护技术及产品在农村的普及和应用,减少各种药物对人体及生物、环境的污染危害,生产出更多更好的动植物和微生物健康食品、营养食品和功能食品。
 
以生物技术为基础和核心
 
现代农业的构成和发展过程应该是生物技术和动力装备技术发展紧密结合的过程。生物和生物技术应该是现代农业发展的基础和核心,动力装备技术应该是现代农业发展的两翼。随着生产力的历史发展,他们经过下面两个交互并进的发展过程。
 
生物技术发展过程,应该是从(原始)自然农业→无机(化学)农业→有机农业→生态农业→绿色农业→资源高效利用型农业→循环农业→低碳农业→生物技术型→可持续农业;
 
动力装备技术发展过程,应该是人(畜)力农业→机械化农业→电气(信息)化农业→都市(观光)农业→设施(抗灾高效)农业→工厂化农业→现代(精准)农业。
 
正是由于以上二者技术发展过程的有机结合,才形成了现代农业。将来只有将现代农业进一步发展成为可持续发展农业,才能实现人与自然的和谐发展、人类与地球的共存。
 
从国内外现代农业发展历史来看,现代农业经历了从“农业机械化、电气化、化学化和水利化”的“农业现代化”,到以“农业的信息化、生物化、设施化和管理现代化”为主要特征的“现代农业”的发展过程。
 
世界各国自然经济社会条件不尽相同,有多种现代农业模式。美国经济学家弗农拉坦用实证资料证明了这条规律:世界上劳均土地在30hm2以上的国家,基本上走的是机械技术型道路;劳均土地在3 hm2~30hm2之间的国家,走的是生物技术—机械技术交错型道路;而劳均土地不足3hm2的国家,多数走的是生物技术型道路。中国人均耕地保有量为1.4亩(不到0.1 hm2), 必须走生物技术型现代农业道路,提高资源利用率。中国是人口和农业大国,因此,中国必须发展成为“生物技术型现代农业国家”。
 
世界发达国家现代农业模式可以以美国现代农业模式为例,它是以生物技术型农业为基础高速发展的。例如,以转基因作物包括抗除草剂、抗病虫、优质、营养功能遗传改良大规模发展为典型代表,同时采用简化栽培如除草剂、保护性耕作、大面积节水(喷、滴)灌溉技术等和大马力机械化大规模管理,再加上信息(精准)农业,使美国农业成为高经济效率、高科技的现代农业模式的代表。因此,美国等国家发达的现代农业模式并不是大家普遍简单认为的“机械化现代农业模式”,而是建立在先进生物技术型农业的基础上,并整合现代化机械技术和信息技术的现代农业模式。
 
美国已经成为世界上生物技术作物(包括转基因作物)应用面积最大的国家。孟山都公司是世界上最大的种子公司,在蔬菜水果领域排名第一,在大田作物领域排名第二,在农用化学领域排名第三,同时也是世界上最大的转基因种子公司,全球种植的转基因作物90%为孟山都公司拥有。从有关资料来看,美国政府包括美国农业部等重要部门都与孟山都公司、杜邦公司的商业和经济活动有重要的联系。这并不是单纯的公司商业经济行为,而是国家乃至世界范围内的资源战争、经济战争和粮食战争。
 
美国前国务卿基辛格在1970年曾发表言论称“如果你控制了石油,你就控制了所有的国家;如果你控制了粮食,你就控制了所有的人类”。这句话道出了美国领导人和美国政府想要控制全球的意图和策略,说明了控制粮食的极端重要性。靠什么控制粮食,靠的就是农业生物技术,靠的就是其先进的优良品种。中国的大豆产业被美国的转基因大豆击垮;美国先锋公司的“先玉335”玉米更是仅用3年时间就迅速成为中国第三大玉米品种,成为我国东北第一大主栽品种。美国凭借在转基因食品领域的绝对技术优势,已经开始日益在世界粮种市场赢得支配地位。而一旦美国的转基因粮种在世界范围内大面积推广,其他国家本土培育的粮种很可能会被迅速排挤出市场,这就为美国从源头上控制世界粮食供应打下了坚实的基础。
 
一粒种子可以改变世界,反过来讲,一粒种子也可以击垮一个产业,甚至危及一个国家的粮食安全。一个农业(种子)公司也可以与世界农业经济和粮食安全进行博弈。因此,农业生物技术发展力量不可轻视,生物技术型现代农业发展势不可挡,将发展生物技术型现代农业国家作为中国国家发展目标成为当务之急。在目前世界经济危机和粮食安全面临严峻挑战的情况下,我们建议中国政府尽早将发展生物技术型现代农业国家作为国家发展目标,这对中国粮食安全及国家经济安全都有重要的现实意义和深远的历史意义。
 
强国之策和发展目标
 
美国1987年就曾组织有关生物技术方面的研究人员和国家战略研究人员出版了《农业生物技术是国家竞争策略》。美国科学家Ray V. Herren 也在2003年出版《生物技术-农业革命介绍》一书。为了确保其在生物技术产业的领先地位,美国建立了高层协调机制和产业组织体系,每年投入在生物技术研发上的经费达380多亿美元,已先后形成了5个生物谷,培育了1400多家生物技术企业,转基因作物种植面积居世界第一。为发展生物质能源农业,美国规划到2020年,生物质燃料将取代10%的燃料油消费,预计2050年可达到50%。此外,美国还专门成立国家农业生物技术委员会(National Agricultureal Biotechnology Council,NABC)。美国国会研究咨询组织也长期关注生物技术及在农业方面应用的进展,仅2010年就有两个报告出台,一个是农业生物技术的背景和进展,一个是美国和欧盟生物技术的争议。
 
欧盟虽然对转基因作物持谨慎态度,但自20世纪90年代初开始,欧盟就要求成员国要大力发展生物质能源,积极发展能源农业,以缓解能源供需矛盾,改善环境。按照欧盟的要求,到2020年生物质燃料在传统燃料市场中应占有20%的比例。发达国家开始从农业(粮食安全)向生物能源农业(能源安全)转变,这是发达国家现代农业转型的一个重要方向。
 
英国政府提出“发展生物技术”战略报告的目标是保持生物技术位于世界第二的水平;日本提出和确立了“生物产业立国”战略作为新的国家目标,并成立了以首相为首的“生物技术战略会议”;印度也谋求成为生物技术大国,并专门成立了“生物技术部”;新加坡制定了“五年跻身生物技术顶尖行列”的目标,要把新加坡建成“生物岛” 。
 
提升中国农业发展目标
 
国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)指出:继医药作为生物技术发展的第一次浪潮之后,全球生物技术发展的第二次浪潮—农业生物技术随着本世纪的到来已经揭开了蓬勃发展的序幕。中国在农业生物技术方面如何发展,值得我们深入思考。
 
科学技术是第一生产力,生物技术应该是农业的第一生产力。邓小平同志曾指出,将来农业问题的出路,最终要由生物工程技术来解决,要靠尖端技术。温家宝总理在政府工作会议中提出,要解决粮食问题,必须依靠科学手段、生物技术和转基因技术。2006年桑国卫等四位全国人大代表在十届全国人大四次会议上提出了“关于制订我国生物技术发展国家战略,加速抢占21世纪的重要经济增长点”的第4944号建议。中国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》将生物技术列为重点发展的前沿技术。我国2009年启动240亿元的动植物转基因品种培育重大专项就是农业领域最大的生物技术项目。
 
解放后初期,毛泽东主席曾经提出“农业现代化的根本出路是农业机械化”,现在又有人提出“农业的根本出路在现代化”。我们认为这是在当时社会经济条件下提出来的先进思想,但从当前国内外现代农业和生物技术的未来发展状况来看,我们认为中国农业的根本出路在于发展生物技术和现代(装备)农业紧密结合的生物技术型现代农业,而不是单纯的机械化农业,也不是单纯的生物技术型农业。这应该是中国特色的现代农业模式。
 
虽然中国政府对生物技术和现代农业非常重视,但并没有将生物技术型现代农业作为一个整体发展思路考虑。面对许多农业新概念的提出,如有机农业、生态农业、绿色农业、生物农业、机械化农业、设施农业、现代农业等等,如何理出一个中国农业发展的整体思路,形成一个现代农业体系是亟待解决的问题。经过我们多年的深入思考,我们认为,要将建立生物技术型现代农业国家作为中国生物技术与钱宝怎么赚钱发展的出路之一,作为中国现代农业发展的目标,这样才能为国家现代农业发展做出贡献。
 
从生物技术到生物技术型现代农业
 
近30年来,生物技术、农业生物技术、生物型农业、生物技术型农业、现代农业、转基因作物、生物技术作物等概念不断发展变化,也带来了现代农业发展体系的变化。根据国内外农业和生物技术的发展过程,我们提出生物型现代农业国家发展过程应该是“农业(Agriculture)→生物技术(Biotechnology)→生物技术作物(Biotech Crops)→农业生物技术(Agricultural Biotechnology)→现代农业(Modern Agriculture)→生物技术型农业(Biotech Agriculture)→生物技术型现代农业(Biotech Modern Agriculture)→生物技术型现代农业国家(Biotech Modern Agriculture Nation)。
 
在这个发展过程中,生物技术先由一两项技术在农业生产中简单应用,发展到在农作物上大面积应用(如脱毒组织培养和快繁、转基因作物、未来的分子设计育种),再到生物技术在农业中的普遍应用即发展成为农业生物技术(包括动植物和微生物、农业和食品加工业、生物能源农业),再到以生物技术为主代替常规农业的生物技术型农业。生物技术应该是现代农业的一个方面,但生物技术在现代农业所占的比例多少,随着现代农业的不同发展阶段是不同的。因此,要将生物技术和现代(装备)农业紧密结合,二者共同发展,才能形成生物技术型的现代农业。但要发展成为一个生物技术型现代农业国家还需要长期努力,才能最终实现。
 
生物技术型现代农业国家研究方向
 
中国科学院是国家级科技队伍,在农业现代化和生物技术领域研究基础深厚,部分生物技术方面处于领先地位。为了结合我国现代农业的发展,我们需要加强生物技术型现代农业的政策和发展战略方面研究,才能为国民经济发展提供服务。
 
中国科学院非常重视中国粮食安全问题,在区域生态建设和治理的基础上,有计划地进行创新集成中国粮食安全支撑体系建设。虽然农业机械化不是中国科学院的强项,但其在农业信息化方面却可以加强发展。通过和我国粮食主产区的有关省份和团体机构,如黄淮海粮仓的河南省、沈阳军区、新疆建设兵团建立农业科技和粮食新增项目合作,与这些粮食主产区的先进农业机械设备紧密结合,整合集成生物技术和信息技术及现代农业机械化技术,发展不同区域生物技术型现代农业模式,从而建立发展中国特色的生物技术型现代农业国家体系。这应该是中国科学院在中国现代农业发展过程中的一个创新实践,也有希望成为一个创举。
 
同时,我们要比较研究国内外现代农业发展模式、国内外生物技术发展战略及国内外生物技术和现代农业结合的模式,在此基础上建立中国生物技术型现代农业国家理论体系、技术体系和政策体系,最后提出中国生物技术型现代农业国家发展战略。
 
现代农业目标应该有以下八个方面。粮食(数量)和食品(质量)安全;生物(克隆、转基因、医学)安全;环境安全;生态(生物多样性)安全;能源安全;经济安全和社会安全。以上八大安全都必须建立在生物技术型现代农业的基础上。这样才能使现代农业和现代工业、现代科技和国家现代化发展相紧密结合,共同前进。我们认为,创建生物技术型现代农业国家优先发展领域应该有如下方面:
 
1.优质高效抗逆种植业(粮食和经济作物)
 
2.优质高效抗逆养殖业(畜牧业和水产业)
 
3.高效高值微生物工程(酿造和制药)
 
4.高值功能食品工程(精制加工和人工合成制造)
 
5.生物学前沿(基因组、蛋白组、代谢组、基因网络、生物信息学、生物医学)
 
6.生物技术(生物克隆、转基因、分子育种、酶工程、发酵工程、细胞工程)
 
7.生物产业(生物肥料、生物农药、生物防治、生物塑料、生物能源、生物制药、生物化工、生物炼矿)
 
8.土地(流转)安全和高效利用政策和规模经营
 
9.水资源安全和高效利用
 
10.环境安全和高效利用
 
11.生态安全和保育
 
12.气候变化与农业(生物)抗灾安全
 
13.农业(生物)经济与补贴政策
 
总之,要将生物技术型现代农业作为国家发展目标,才能实现建设环境友好型和资源高效利用型的两型社会,从而得以保障粮食(食品)安全和发展农业经济两个基本目标。■
 
(本文作者系中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心研究员)
 
《科学新闻》 (科学新闻2011年第12期 政策)
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