生物技术加速农业现代化的步伐~

早在2022年5月10日，国家发展改革委发布《“十四五”生物经济发展规划》，这是我国首部生物经济五年规划。规划聚焦人民群众在“医”、“食”、“美”、“安”领域的更高层次需求，提出发展生物医药、生物农业、生物质替代、生物安全四大重点领域。规划将生物经济作为今后一段时期我国科技经济发展的重要内容，为应对生命健康、气候变化、资源能源安全、粮食安全等重大挑战提供新的解决方案。

农业是我国国民经济中的基础性产业，据统计，2021年我国农业及相关产业增加值为18.4万亿元，占GDP总值的16.05%。生物技术极大地提高了农业育种效率、种质资源保护和利用水平，传统育种逐渐被生物技术育种取代，生物育种技术通过改善农作物产量、品质与抗逆等性状，在保障粮食、饲料等重要农产品供给上扮演了重要角色。

生物农业是指将生物技术广泛应用于农业领域，并生产新型作物品种和生物制品。根据生物技术所应用的不同领域，我国生物农业可划分为生物育种、生物肥料、生物兽药及疫苗、生物农药、生物饲料等领域。生物农业虽没有生物能源和生物医药等领域发展迅速，但在美国、欧盟的生物经济中已占据重要地位，美国农业系统每年生产超十亿吨的生物质，欧盟注重与包括《共同农业政策》在内的其他政策联动，推动生物经济在农业农村地区的发展。我国生物农业的发展仍处于起步阶段，接下来需要顺应我国从“解决温饱”到“营养多元”的需求转换新趋势，满足人民群众对食品消费更高层次的新期待。

我国生物农业产业发展现状

1.生物育种

生物育种是利用遗传学、细胞生物学等方法培育生物新品种，是一种人工改良物种性状，获得目标新品种的生物技术。

在植物育种方面，在水稻、玉米、大豆、小麦、油菜、棉花等领域，我国已经培育出400个品质优良并具备抗病虫、抗除草剂等特征的转基因新品种，自主研发了转基因抗虫棉、转基因番茄、转基因甜椒、抗病毒木瓜等。获批的商业化种植品种包括抗虫棉和番木瓜等，其中转基因抗虫棉已经在全国大面积推广运用，累计推广面积达3133万hm2，为农业增产、增收发挥重要作用。

在动物育种方面，全球首例转基因鱼在我国诞生，家畜育种中大量分子标记得到验证，以转基因奶牛为代表的全基因组选择技术研发取得重要进展，中国对虾黄海一号、中国美利奴羊、中国荷斯坦牛等一大批动物育种重大成果相继诞生。

2.生物肥料

生物肥料又称为微生物肥料，是指通过微生物生命活动使农作物获得特定肥料效应的肥料制品。与常规化肥相比，生物肥料通常不直接为作物提供营养元素，而是通过增进土壤肥力，改良土壤结构，促进营养元素吸收，减轻病原微生物的致病作用等机制间接发挥作用。

作为世界上较早开发利用生物肥料的国家之一，经过多年的发展，我国生物肥料产业已形成较大规模，开发出根瘤菌以及解磷、溶磷、解钾、促生磷细菌等一批生物肥料产品。例如，我国率先研制了高效固氮耐氮工程菌，并实现了产业化;通过微生物功能基因组研发，建立了世界覆盖率最高的植物病原细菌突变体库。

3.生物兽药及疫苗

动物疫苗是畜禽集约化养殖的生产必需品，也是生物农业产业重要的构成部分。

我国已开发出猪伪狂犬病活疫苗、猪口蹄疫基因工程疫苗、幼畜腹泻疫苗、禽流感系列疫苗、双价大肠杆菌疫苗等一批兽用生物制品，并实现了不同程度的产业化发展。

4.生物农药

生物农药是指利用生物活体或其代谢产物针对农业有害生物进行杀灭或抑制的制剂。生物农药具有安全环保、针对性强、研发投入较少、不易产生耐药性等优点。

我国生物农药产品的生产已经形成了一定规模，我国已有生物农药研究机构30多家，生产企业260余家，登记的生物农药产品4300多个，主要有Bt杀虫剂，农用抗生素，植物源农药以及其他病毒、真菌类的农药。其中，年产值超过亿元的品种已经有4个，分别为井冈霉素、赤霉素、阿维菌素和Bt杀虫剂。

5.生物饲料

生物饲料是利用新一代生物工程技术及发酵工艺制成的饲料添加剂或新型功能性饲料原料。

我国拥有生物饲料生产企业有1000多家，年总产值近500亿元，并在以年均20%的速度递增。如今已拥有北京大北农集团、浙江新昌制药、长春大成实业集团等一批国际化的氨基酸、维生素生产企业。生产的产品主要包括氨基酸、维生素、饲用酶制剂、发酵饲料等，其中植酸酶、木聚糖酶等产品质量处于国际领先水平。

我国生物农业产业发展现存问题

1.生物育种缺乏原始创新性技术、市场集中度低

我国生物技术育种领域研发活跃，但缺乏原始创新性技术。以CRISPR/Cas基因编辑育种技术为例，虽然国内学者针对原始的基因编辑技术在安全性和效率方面进行了诸多改进，也获得了一些自主知识产权，但存在延伸性、尾随性研发居多、原始创新不足的问题。目前，在植物基因编辑技术领域，全球共有17项关键核心技术，其中美国有15项，丹麦有2项。因此在规模化商业应用方面存在“卡脖子”风险。

拜耳、科迪华、先正达集团占全球农作物种业市场约46%。而中国尚未有种业公司的市场份额超过10%，整体上企业规模小、研发能力低、市场集中度低。

2.生物肥料推广应用难度依然较大

由于生物肥料的反应时间和反应效率低于传统化学肥料，叠加农民对生物肥料的接纳度不高，因此在当前农业追求单位面积产量的目标导向下，生物肥料在全国肥料市场中占比不到20%，传统肥料的使用占据主导地位。在实际使用过程中，农民往往还会选择在生物肥料中添加一些养分，以提升生物肥料的速效性、扩大肥效的可见度。

3.生物兽药及疫苗仍处于产业化初期

从技术研发领域来看，我国兽用生物制品多为仿制产品或工艺改进型产品，而基因重组技术、基因工程技术、中药提取分离技术等新技术应用较少，在悬浮培养、抗原浓缩等一些关键技术领域尚未取得实质性突破。从产品剂型来看，在我国兽用生物制品中，产量最高为分散剂、预混剂等传统剂型，而靶向制剂、透皮吸收剂等一些高科技剂型则十分缺乏。

4.生物农药取代化学农药任重道远

我国生物农药在技术研发和创新方面都有所欠缺，某些生物农药在毒性和活性上仍然有缺陷，市场使用度不如传统农药的接纳程度高。虽然我国生物农药登记已取得明显成效，但是在让生物农药真正落地、在农业生产经营中让经营主体愿意使用生物农药替代传统农药，仍然存在突出的问题和挑战。

5.生物饲料生产与发达国家相比存在差距

生物饲料在欧美发达国家的使用比例已经超过一半，如德国、丹麦、荷兰、法国、芬兰都有较大比例的养猪场采用生物液体饲料等喂养猪。但是，我国生物饲料研发的关键共性技术比较缺乏，许多关键生物饲料的生产严重依赖国外先进技术，缺乏自主知识产权，与发达国家相比还存在一定的差距。

我国生物农业产业发展建议

1.生物育种：注重保护培育优良品种

强化现有优良品种保护并继续培育，通过搜集整理优质种质资源、建立种质资源数据库、引进国内外优良品种、改良和更新核心种质资源、对名特优品种进行保种等手段，丰富优质种质资源品种和内容，促进种质资源高效开发利用。集中资源开发具备高产、优质、安全、多抗特征的动植物新品种，发展壮大粮食、果蔬、畜禽、水产、林木等生物育种产业群，大力推进动植物新品种选育、扩繁和产业化。

2.生物肥料：优化产品拓展市场需求

围绕提升生物肥料高品质、低成本、无污染特性，进一步强化生物技术制造， 提升动、植物组织和细胞等生物体和活体肥料有效利用率，大力开发生物有机肥、微生物接种剂、乳酸菌有机肥、复合微生物肥料、光合细菌肥料等生物肥料。规范政府政策管理，完善生物肥料企业发展的相关政策，通过行业标准、市场准入规范等政策措施，优化现有生物肥料产品的生产工艺，提升生物肥料产品质量。

3.生物兽药及疫苗:强化技术创新及产业化发展

针对特定动物、某种阶段、某些疾病，大力开发生物兽药及疫苗专用制剂， 使其向高效、专一的方向发展。大力开发亚单位疫苗、基因缺失疫苗、DNA疫苗和重组活载体疫苗等第二代动物疫苗，加大细胞疫苗、蛋白质/多肽疫苗、核酸疫苗等第三代动物疫苗的研发力度，进一步强化动物疫病新型疫苗和诊断试剂的研制。

4.生物农药：多元化发展，紧追市场需求

生物农药的研发要以农业长期可持续发展为目标，鼓励企业研发防治病虫害效果更稳定的微生物源和植物源农药;通过基因工程技术对天然菌株进行改造，使其效果更稳定。以国家生物农业整体战略为前提，在企业的技术研发中纳入新型的或经过优化的生物农药产品，例如春雷霉素、赤霉素、白僵菌等，并与生物农药各个领域的产品综合形成完善的生物农药产品体系。在积极开发产品的同时，也要加强对生物农药的药理等进行研究，防止植物产生抗药性。

5.生物饲料:以资源整合突破关键核心技术

围绕保障畜禽水产品安全和改善畜禽水产品品质，整合科研创新资源，大力开发饲料用寡聚糖、植物提取添加剂、饲用氨基酸添加剂等新型饲料添加剂，开发植酸酶、木聚糖酶、纤维素酶、复合酶等新型饲料酶制剂，利用微生物工程发酵技术开发高活性生物发酵饲料和酵母源生物饲料。

内容来源：中国化肥信息，农业行业观察全网推荐