現代農業(yè)前瞻:廣闊的微生物農業(yè)——兼以科技經濟學辨析“資源稀缺”、“邊際效用”

□楊承訓 楊承諭

(1.河南財經政法大學，河南鄭州 450002;2.中國動物衛(wèi)生與流行病學中心，山東青島 266032)

現代農業(yè)前瞻:廣闊的微生物農業(yè)
——兼以科技經濟學辨析“資源稀缺”、“邊際效用”

□楊承訓1楊承諭2

(1.河南財經政法大學，河南鄭州 450002;2.中國動物衛(wèi)生與流行病學中心，山東青島 266032)

石化農業(yè)已走到盡頭，要靠科技創(chuàng)新實現農業(yè)產業(yè)革命，開拓高端生態(tài)農業(yè)。近一萬年的人類農業(yè)主要致力利用生物中的植物、動物(稱“二維農業(yè)”)，對于作為第三界的微生物認知和利用差距甚遠。而科技創(chuàng)新可使生態(tài)環(huán)境的可優(yōu)化性與資源利用的深廣性相統一，沖破資源稀缺和邊際效用的絕對化界限，可以拓展和構建新的產業(yè)，這就是錢學森提出的微生物農業(yè)。它可分為兩大部分:一是主要以循環(huán)形式優(yōu)化“二維農業(yè)”;二是發(fā)展為獨立的產業(yè)，成為未來農業(yè)產業(yè)革命的一大新興產業(yè)。其發(fā)展分近期、中期、長期、遠期四步，未來可以克服“二維農業(yè)”限制，真正實現農業(yè)“工廠化”?，F在起步應當集中優(yōu)勢兵力攻關，逐步推廣、提升，遠期實現根本性變革。

科技經濟學;農業(yè)產業(yè)革命;微生物;微生物農業(yè);循環(huán)經濟

胡錦濤同志指出:“糧食安全攸關各國國計民生，事關人類發(fā)展和安全?！保?］近年來世界糧食危機日趨嚴重，我國則取得“九連增”大增產，但同時受國際影響、自身也潛伏諸多新的矛盾。西方開創(chuàng)的石化農業(yè)“現代”模式已接近死胡同，高污染、高消耗、高用地、低安全、損生態(tài)等諸多致命弊端日趨突出。出路何在?還需回到鄧小平20多年前的洞察上來:“將來農業(yè)的出路，最終要由生物工程來解決，要靠尖端技術。”［2］P275可以理解為，未來的農業(yè)產業(yè)革命要靠“第一生產力”(科技)發(fā)展以生物工程為主要支持的高端化生態(tài)、多層次循環(huán)農業(yè)。其中重要的是大科學家錢學森提出的發(fā)展和發(fā)掘微生物農業(yè)這一新興產業(yè)，但要深化研究，必須先掃除理論上的障礙。

一、宏大的微生物界:生態(tài)生產力中的巨型處女地

農業(yè)發(fā)展最大的瓶頸是資源約束，尤其是中國人口眾多，資源短缺。在理論上又受西方經濟學中“資源稀缺”的束縛。實際上這一觀點恰好是科技眼光的“短缺”，科技創(chuàng)新的“稀缺”。西方經濟學以“資源稀缺假定”(resources scarcity assumed)作為一個理論基本起點。從科技經濟學視閾考量，它正是把特定的生產能力水平和經濟模式固定化、永恒化而得出的狹隘僵硬結論，進而又引申出許多偏頗的經濟學“理論”。這些理論雖有一定價值，實際上它只在某種狹小的時空有一定的相對性，遠非普遍定理。特別需要指出的是，科技的進步不斷顛覆著這些理論的預期，不僅對這些謬誤進行著實證批判，而且為人類展示著光明的發(fā)展前景。

現代經濟的一個特點是越來越依靠科技進步和創(chuàng)新，依靠科技高效利用存量資源，更要探知、“改造”和開發(fā)利用新的資源。僅就農業(yè)來說，依靠經濟與科技緊密結合的科技經濟學研究深化，能夠沖破西方經濟學的狹隘眼界，把生態(tài)環(huán)境的可優(yōu)化性與開發(fā)利用資源的深廣性統一起來，突破資源稀缺絕對化設定，以新的方式拓展新的領域。如果說新生物技術是新科技革命的一個主攻方向，那么微生物界就是其中一個重要的巨大領域，可以看作為人類尚在淺層開墾而潛力巨大的處女地。

農業(yè)是自然再生產與經濟再生產的統一。而迄今為止，人類在農業(yè)領域對于生物的三大界中的植物、動物知之和利用較多，也尚待不斷深化和發(fā)展，而對微生物界更需要進一步應用科技向其廣度和深度進軍。在整個生態(tài)系統和人類的生產生活中，微生物是一支巨大的力量和“幕后英雄”，是生態(tài)系統中的一大主角。

(一)微生物是大生態(tài)系統的重要支柱。其主要作用是:微生物是生態(tài)系統的“元老”，既是早期生物的主要形態(tài)，又是創(chuàng)建生物圈的主要“元勛”。它們兼作生態(tài)系統中生產者、分解者、消費者三大組成成員。傳統觀念認為微生物僅是分解者，其實它們又是重要生產者和高級加工者。離開微生物生態(tài)系統就將崩潰，物質循環(huán)將無法繼續(xù)。同時，微生物與很多生物形成“共生”關系，保證了這些生物的生存，例如根瘤菌固氮為其共生植物提供了氮基營養(yǎng)，菌根菌為植物根系提供了營養(yǎng)、蓄水層和保護層，反芻動物瘤胃和其它食草動物盲腸中的微生物承擔了分解纖維素的工序，為這些動物提供了營養(yǎng)物質和大量維生素。微生物還參加著生態(tài)系統中的生存競爭，對其它生物的生存發(fā)展起著制衡作用。

(二)微生物是生態(tài)生產力的重要組成部分。所謂“生態(tài)生產力”不僅包括生態(tài)系統中支持系統的“生產者”部分即“自然生態(tài)生產力”，還包括人類利用生態(tài)資源、機制、規(guī)律參與構成社會生產力的那一部分，這更是人們需要特別關切的部分，因為其中包含著人類的“能動”部分，是人類發(fā)揮“改造”和利用自然的巨大空間，是生態(tài)效益、經濟效益和社會效益的一個主要結合點，其運行主線是循環(huán)經濟。微生物特別是微生物農業(yè)將在生態(tài)生產力中扮演越來越重要的角色。我們不妨形象地把微生物比喻為可以繁殖和改造的“萬能”的“生物機器人”，或者神奇的“小人國”，它們?yōu)樯鷳B(tài)系統和人類做出了并能繼續(xù)做出更大貢獻。比如，可以利用多類微生物光合作用生產生物質能源，國外利用微藻生產柴油的小規(guī)模試驗已獲成功，將來有可能成為生產生物燃料的重要途徑?？梢岳枚囝愇⑸锏墓夂献饔蒙a人類和動物的食料，例如魚的餌料、單細胞蛋白質(SCP)及其它生物質供人及動物食用，生產海帶、紫菜、海菜、螺旋藻等物資以豐富人類生活。可以利用微生物的分解轉化作用把人和動物不能直接食用的纖維素、農林副產品廢棄物生產出食品或飼料，如菌菇、木耳、發(fā)菜等，把動物的排泄物和動植物死亡殘留物轉化為肥料?？梢岳梦⑸锏姆纸庾饔眠M行食品和飼料加工，如釀制酒精(酒)、醋、醬油、味精等，生產青儲飼料?？梢岳梦⑸飳⒑唵蔚图壔衔锖铣筛鞣N高級生物質，如蛋白質、核酸、大分子醣類聚合物或復合物以及其它重要生物質。最近報道，我國利用木醋桿菌原位合成加固生物技術竟讓古代綾羅綢緞“復生”(見2012年09月13日《科技日報》)?？芍圃於喾N藥品，特別是種類繁多的抗生素類、維生素類、疫苗等。可利用微生物處理廢物、垃圾、污水，消滅病蟲害乃至冶金，并化廢為寶。從微生物體內可提取多種酶類，用于酶工程、生物工程，如用于PCR的聚合酶就是從特殊耐熱細菌中提取的taq酶。微生物是研究遺傳學、生物學、基因組學、蛋白組學、合成生物學的最方便、最迅速的模版和工具，并可直接“創(chuàng)造”出“目標生物”。

以新生物技術作為一個主攻方向的新技術革命正席卷全球，微生物在這場革命中將成為一個重要領域、平臺和載體。目前對微生物的研究、發(fā)掘和利用可以說僅僅是“萬里長征的第一步”，其開拓空間極其巨大，人類在這一廣深領域里既任重道遠，又風光無限。這也表明，只要堅持科技創(chuàng)新就可以克服資源瓶頸，“資源稀缺”絕對化觀點是站不住腳的。

二、發(fā)展中的微生物農業(yè):突破傳統農業(yè)“邊際”，開拓新的疆域

(一)依靠科技創(chuàng)新發(fā)揮微生物產業(yè)的巨大潛力。在西方經濟學中，還有一個所謂“邊際效用理論”(marginal utility theory)，影響頗廣，有的人甚至奉為金科玉律，并衍生出大量數學公式和數學模型。大約100年前，列寧在論證農業(yè)發(fā)展批判“肥力遞減規(guī)律”絕對化觀念時就指出過，它是“極其相對的‘規(guī)律’，相對得說不上是一種規(guī)律，甚至說不上農業(yè)的一個重要特征?！币驗橐揽靠萍歼M步論的集約經營打破了這種“神話”。所以列寧特別強調:“經濟學家要永遠向前看，向技術進步的方向看，否則他馬上就會落后?！保?］P120這是對“邊際效用”的有力批評。現代科技的發(fā)展和突破更是在不斷瓦解著這一理論的“圍墻”。這里對微生物農業(yè)的發(fā)展作若干闡述，就自然地證明“邊際效用理論”狹隘性和片面性，突破了這種“邊際”。

現在回到農業(yè)現代化與微生物關系上來，這就要從農業(yè)的本性說起。大農業(yè)是典型的生態(tài)性大產業(yè)，它的效用也未到頂，一方面其本身是生態(tài)系統的重要組成部分、循生態(tài)規(guī)律生存、運作;另一方面它又有著重要的生態(tài)效應。它的首要屬性是以生物為基本生產單元、生物物質為基本產品或處理對象。全面地說，大農業(yè)應包括種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、培養(yǎng)業(yè)(微生物)、收集業(yè)(狩獵、采集、捕撈)、農產品初級加工及運儲業(yè)，即除傳統上定義的“農林牧副漁”之外，還有微生物的培養(yǎng)和利用，“副”業(yè)的內涵外延也動態(tài)地發(fā)生著改變。農業(yè)是生態(tài)生產力的典型代表，是人類運用生態(tài)規(guī)律、利用生態(tài)資源、沿循生態(tài)軌道、實現生態(tài)需求供應的基礎生產力。盡管傳統的農業(yè)生產主體是植物和動物，但是實際上它們一刻也沒有離開生態(tài)系統的另一主體——微生物。如上所述，整個自然生態(tài)系統中充斥著各式各樣的微生物，作為生態(tài)性產業(yè)的農業(yè)不僅時刻在與微生物“相生相克”相互作用，而且包含著諸多微生物產業(yè)，其潛在生產力還大得很。如微生物肥料、微生物農藥、微生物飼料、微生物食品及藥物、微生物防污治污、弱毒及滅活疫苗等，近年來又著力利用微生物發(fā)展生物質能源(如沼氣、生物柴油等)?？梢灶A期:微生物是生態(tài)生產力中潛力最大的部分!從現代生物學角度看，在農業(yè)的長遠高端發(fā)展中要大做微生物“文章”，發(fā)展高端“動植微”并行的“三維農業(yè)”。

(二)微生物農業(yè)系統的基本架構。我們所勾勒的微生物農業(yè)，應當包括兩大部分。第一部分，微生物在植物農業(yè)、動物農業(yè)及其相互結合中的運用，即服務于“二維農業(yè)”，在它們的各個環(huán)節(jié)中打通循環(huán)鏈，減少、消除西方模式中的“農業(yè)化學化”，減少到消除農業(yè)日益嚴重的面污染，將現有大農業(yè)中各種副產物、碎屑、廢棄物轉化為新的資源或產品，構成多層次大循環(huán)農業(yè)，抵御各種病蟲害，達到高產、優(yōu)質、高效、生態(tài)、安全，并能不斷提升生態(tài)系統的承載能力。第二部分，創(chuàng)立獨立的新興農業(yè)。目前正在發(fā)展應用的食用菌、藻類產業(yè)是其萌芽，將來的發(fā)展將是更大的產業(yè)，乃至成維系人類生存和生態(tài)系統所需要的基礎物質，如糖類、蛋白質、脂類、維生素等，構成符合生態(tài)要求的人類食品原料、動物飼料和許多特需物質(如藥物、酶類等)，還能生產多種多樣的生物質能源。它的優(yōu)點就在突破現有的“邊際效用”，不僅不多占用耕地而且擴展到浩瀚的海洋，可日益增強抵御自然災害的能力，成本低收益高又無污染，能提供新的營養(yǎng)成分，成為徹底工廠化的新農業(yè)，可與“二維農業(yè)”鼎足而立。

當然，發(fā)展微生物農業(yè)是一項巨大的系統工程，很多方面已大大超越了傳統觀念和理論，許多問題還有待于在科技上突破，人類還要在實踐中付出極大的努力，而且也不可能“孤軍打天下”，必然要與其他方面協同發(fā)展和協調運行。我們預期微生物農業(yè)的發(fā)展大體上可分三個階段:1.近期(大約10年內外):由點到面地大力推廣成熟的微生物技術，包括微生物肥料，微生物農藥，微生物飼料，單細胞蛋白(SCP)(原料為甲醇、糖渣、秸稈等)，沼氣產業(yè)，真菌食品及藥物，大力發(fā)展循環(huán)農業(yè)。眼下各地已作出不少成績，例如成立于2002年底的武漢合緣公司，至今累計生產的“合緣”牌酵素菌生物有機肥、酵素菌生物有機復合肥、酵素菌生物有機魚肥、有機物料腐熟劑等三大系列共20多個品種，已在全國20多個省市區(qū)推廣使用，相當于全國減少標準氮肥用量60萬噸以上，節(jié)省200萬噸以上標準煤;至少消化利用1250萬噸農作物秸稈等廢棄物，實現了近1000萬畝秸稈還田，減少二氧化碳排放量2000萬噸以上，10年創(chuàng)造的社會效益達到1500億元(見2012年09月03日《科技日報》)。應加大發(fā)展和推廣力度。2.中前期(大約20年內外):成熟的微生物技術全面推廣應用，微生物固氮技術獲得突破，微生物肥料和微生物固氮產品取代大部分化肥，微生物農藥取代大部分農藥，微生物單細胞蛋白生產規(guī)模進一步擴大，取代1/3以上飼料糧，微生物源食品更加豐富，微生物能源有更大發(fā)展，農業(yè)副產物和廢屑充分資源化，循環(huán)農業(yè)占半數以上;中后期(大約30年內外):微生物肥料和微生物固氮產品全面取代化肥、微生物農藥基本取代化學農藥(化學肥料和農藥起輔助作用)，SCP及其它微生物飼料基本取代飼料用糧，SCP也成為食品重要原料，著手試行“微生物農業(yè)工廠”，通過微生物光合作用直接合成基礎生物物質(醣類、蛋白質、脂類、維生素)和生物質能源，構成循環(huán)農業(yè)和社會規(guī)模的各型各類循環(huán)經濟，基本消除“廢物”和污染，與此相聯系形成相當規(guī)模的“微生物產業(yè)”，在近常溫常壓無毒條件下生產人類許多必需產品，同時成為消除污染轉害為用的重要手段。3.遠期(大約50年內外):微生物農業(yè)使傳統農業(yè)根本改觀。

三、未來微生物農業(yè)革命的論證與模式

恩格斯在《自然辯證法》中說過:“人離開動物越遠，他們對自然界的影響就越帶有經過事先思考的、有計劃的、以事先知道的一切目標為取向的行為的特征。”［4］P382而科學技術則是人類探知未來深廣、適應自然規(guī)律并使之為自身服務、日趨高端的基本手段，那怕以往的一些憧憬、幻想、假說乃至神話，也可能在進行時中變成現實。農業(yè)產業(yè)革命很可能成為人類社會最重大的產業(yè)革命之一。作為全新農業(yè)的基本形式，微生物農業(yè)又很可能成為新農業(yè)大鼎之“大足”。

農業(yè)作為自然再生產和經濟再生產的統一體，由于它分布面積廣大、季節(jié)性強，受到耕地、地理、水利、氣候、蟲病害等制約很大，在現有技術沒有重大突破的條件下，未來它的數量、質量、品種等能否趕上人類繁衍和愈來愈高的健康要求，是人們最擔心的大課題。用鄧小平的話說:“從長遠看，糧食問題很重要，要通過改革解決農業(yè)發(fā)展的后勁問題?！保?］P192看得再遠一點，應當考慮與現有“二維農業(yè)”共存共生的農業(yè)新形態(tài)，方可從根本上充分利用生態(tài)的巨大潛力、大大降低成本、增加它的后勁。這個農業(yè)新形態(tài)就是微生物產業(yè)。微生物產業(yè)在制備食物、生物質制品和生物質能源的基礎原料方面有可能以更大的分量補充、提升、取代傳統的種植業(yè)和飼養(yǎng)業(yè)，成為農業(yè)的一大主角，傳統的農作物栽培業(yè)和動物飼養(yǎng)業(yè)的分量相對縮減，它們更多地發(fā)揮生態(tài)作用和飲食品色調配作用。由于這種設想和預期與人們根深蒂固的觀念“反差”很大，所以這里適當引用一些科技資料，特別是以科技高端躍升為依據，為強化自然再生產與經濟再生產的融合做出論證。

(一)生態(tài)系統的構成不是不可改變的，相反是可以而且應該不斷優(yōu)化和改造的。現存的生態(tài)系統是生物界與各種自然因素相互作用經過長久的演進形成的，它無時無刻處不在動態(tài)平衡之中，沒有“最佳”狀態(tài)只有“更佳”狀態(tài);對每種生物來說當前狀態(tài)是其自身同生態(tài)因素相互作用演進的一種“暫時”狀態(tài)，它們面前都存在著不同的“改進”空間(盡管每個具體生物個體受著種種限制)。這就是說，在遵循生態(tài)規(guī)律的前提下，人類面前有著優(yōu)化生態(tài)或者說改造生態(tài)的無限空間。不少人認為生態(tài)系統應是完全自發(fā)運行的“自然生態(tài)系統”，人類不應該有任何作為。這種觀點是不符合實際的。人們合理地發(fā)展種植業(yè)、飼養(yǎng)業(yè)以及其它一些符合生態(tài)要求的活動，不僅不削弱或破壞生態(tài)，而且可以優(yōu)化生態(tài)豐富生態(tài)，例如自然界原先并沒有現在的農作物和畜禽，而當人類合理栽培作物和飼養(yǎng)畜禽之后，生態(tài)不僅沒有惡化反而更加優(yōu)化了。這說明人類可以運用生態(tài)規(guī)律在保護和優(yōu)化生態(tài)之中獲得自身的利益，這就是“生態(tài)生產力”理念的要核，就是科學發(fā)展觀的“生態(tài)文明”觀。在這一思想指導下，就可以探索運用最新科技從根本上改造現有農業(yè)模式，構建“微生物模式”農業(yè)。

(二)太陽能是生態(tài)系統的根本能源，植物光合作用存在一些限制，但微生物可以比其它生物更充分地利用太陽能?，F有的植物制造基礎生物物質的方式，雖然經過幾十億年的進化，但是從能源利用、生態(tài)優(yōu)化和經濟效能角度考察，并不是完備無缺的，至少存在下述缺陷:1.到達地面的太陽輻射有一半是可見光，植物的光合色素主要是葉綠素a、b和類胡蘿卜素等，只能利用紅黃和藍紫譜段，而能量較大的綠色譜段卻不被利用，這就限制了對太陽能轉化的范圍和效率;2.光合作用所需的二氧化碳的較佳濃度約為1000ppm(不同作物有些不同)，而大氣種含量二氧化碳含量約為330ppm，限制了光合作用的速率;3.植物必須首先利用物質和能量為自身制造“個體工廠”(或工作“設施”)，即根莖葉，其中大部分是高等動物難以消化吸收的纖維素、半纖維素和木質素構成，然后才能生產人和動物的基本食料，實際上降低了經濟效能;4.每種農作物植株都有一定生命周期，一般3～8個月(平均約為5個月)，一年中只有一部分時間進行光合作用，完成個體生命周期后該個體死亡，光合作用當然也完全停止;5.植物的生長嚴重受制于天氣和外界環(huán)境，特別是受著氣象災害和病害蟲的嚴重危害;6.植物本身無固氮能力，依靠外源性可用氮源(自然狀態(tài)下主要依靠固氮微生物)，因此生物合成能力不能互相協調，影響了整體生物合成能力，在相當長的時期內生態(tài)生物氮源難以完全取代工業(yè)氮肥;8.現有的農作方式帶來嚴重的面源污染和部分溫室效應;等等。而微生物可克服這些缺限，更充分地利用太陽能。

(三)動物產品生產的缺陷也要改進。從能源利用、生態(tài)優(yōu)化和經濟效能角度考察，動物產品的生產存在更大“缺陷”:1.動物是生態(tài)系統中的“消費者”，它們不能利用太陽能將無機物合成有機物，只能利用生態(tài)系統中已合成的基礎營養(yǎng)物質(碳水化合物、蛋白質、脂肪、部分維生素等)維持生存和進行生物物質轉換，完全依靠飼養(yǎng)畜禽生產動物性食品相對地擴大了這個生態(tài)轉化鏈;2.動物對食料的消化吸收率低，大體上約20%～30%，其余被排除體外成為廢物;3.動物自身生存消耗很大;4.動物的排泄物對環(huán)境是一種污染，呼出的二氧化碳和消化道排出的甲烷、一氧化氮等是溫室氣體;5.動物產品中，有一定量的有害健康或利用價值較低物質(如過量的動物脂肪、膽固醇以及嘌呤類代謝產物等);6.動物生產周期長;7.動物易患各種疾病，特別是傳染病、寄生蟲病，其自身也可成病原傳播者或攜帶者或自然疫源，人與動物共患病至少有200多種;8.飼養(yǎng)動物也要占用一定面積的土地;9.畜禽良種培育和改良需要較長的周期;10.動物產品的安全期和保質期都比較短。

(四)以微生物進行基礎生產的特點和優(yōu)點。與二維農業(yè)中以動植物進行基礎生產相比，微生物卻有無可比擬的優(yōu)點，運用先進科技可以充分發(fā)揮這些優(yōu)點造福人類:1.微生物(包括藍細菌、微藻類和其它光合細菌)中的光合色素除葉綠素a、b外，還有葉綠素c、d和藻膽素(如藻紅素和藻藍素)、細菌葉綠素、類視紫質(11－順－視黃醛，嗜鹽菌)，幾乎可利用陽光中可見光(陽光到達地面輻射能的50%)的全譜光能，有的還利用其他形式的能量合成生物物質，這就極大地開拓了生物合成的能源利用范圍、提高了能量利用效率;2.可以對微生物液體培養(yǎng)基中人工通入最適量的二氧化碳，使之成為便于利用的水溶狀態(tài)，可達到適于光合作用的最佳濃度和狀態(tài);3.由于微生物個體小可以在水中形成懸浮狀態(tài)，可以隨著水的流動而流動，因而可以構成“流水作業(yè)”，其光合作用的“設施”完全可由人工提供，不需要自身“費力”建構，減少生產高等動物難以利用的纖維素、半纖維素、木質素等;4.理論上說，只要條件適當單細胞生物可以“無限”增值和存活，整體上說沒有生命周期，如果人工補足必要的條件，可以消除季節(jié)性;5.微生物可以“封閉式”生產，從而可以避免或減少各種自然災害的影響;6.許多種微生物兼有光合作用和固氮能力，或具有單獨固氮能力，可以在菌液中溶入氮氣供其固氮;7.含有合成物的單細胞體(如菌體)，可以用工業(yè)化方法收集、加工，大量減低能源及勞力消耗;8.消除耕作、田間管理等作業(yè)，同樣大量減低能源及勞力消耗;9.整個生產模式可以工業(yè)化流程化;10.可以應用“合成生物學”、分子生物學、分子遺傳學、基因組學、蛋白質組學及各種先進技術，快速地培育各種“目標微生物”及其組合物或混合物，不僅生產食物及飼料基礎原料，而且通過基因改造和基因表達生產出不同的蛋白質和其它生物物質，用以加工成人類所需要的各種品色食品(包括“人造肉”)、飼料和其它有用物質(加工中要去除過量而不利于健康的物質，如過量的DNA、RNA或其它不利成分)。11.微生物是海洋生態(tài)系統的基礎，人類能夠利用微生物優(yōu)化海洋生態(tài)系統，反過來為人類提供更多的所需物資。12.微生物的各種生理過程和反應絕大多數都是在常溫常壓低毒條件下進行的，其自身可以繁殖，這是大規(guī)模生產、低碳生產的有利條件。

基于上述論證，我們可以設想未來與“二維農業(yè)”相輔相成的微生物農業(yè)，可以實現真正的農業(yè)工廠化模式，在室內進行流水線生產。因為它不受耕地、水利、氣候自然條件的限制，能夠利用系統裝備的工廠形式制造蛋白質和人類所需要的其他有機物質。錢學森甚至設想打破工農業(yè)的限制，形成一個全新的產業(yè)。這當然不是高端農業(yè)的全部，但可成為重要組成部分。同時，它還可以利用沙漠、荒山、廢地、屋頂、高速公路和鐵路“棚蓋”、廢棄礦井等空間建造微生物農業(yè)“工廠”;可以利用一部分海域建造微生物農業(yè)“工廠”，進而設想向海洋補充優(yōu)良的微生物，用以優(yōu)化海洋生態(tài)、治理污染、增加海產品產量。這樣就可以同“二維農業(yè)”協同從根本上滿足人類的生物質(特別是糧食)需要。當然，在發(fā)展中會有新的矛盾、新的挑戰(zhàn)和風險，但可以依靠社會主義制度優(yōu)勢深化改革和科技攻關不斷創(chuàng)新加以化解，趨利避害，不斷完善。

這里僅從微生物農業(yè)這個側面，就可破除“資源稀缺”、“邊際效用”的理論禁錮，使中國的農業(yè)革命為人類不斷做出新的貢獻。

四、從當前抓起的實施性建議

加速發(fā)展微生物農業(yè)，必須從實踐開始，就是把發(fā)展微生物農業(yè)作為新的農業(yè)技術革命核心內容之一，特別要當作當前推動農業(yè)生產繼續(xù)發(fā)展、發(fā)展循環(huán)農業(yè)、改善農業(yè)和農村生態(tài)環(huán)境的重要措施。從長遠發(fā)展與當前急需綜合考慮，這里提出以下從起步到提升再到深層變革的實施性建議。

(一)擺脫經濟學中非科學觀念的羈絆，提高全社會特別是農業(yè)戰(zhàn)線對微生物農業(yè)的認知水平。因為微生物是肉眼不能看到的“幕后角色”，對它們的認知主要是近代科技的功績，即使目前不借助于科技手段，人們仍然看不到它們或看不清它們的特點和重要作用，更少知道發(fā)掘它們巨大潛力的長遠前景;況且運用微生物作用是與其它各種技術一起進行的，微生物技術往往是滲透于其它技術之中。因此，社會上下乃至專業(yè)技術人員，都要學習微生物農業(yè)的科技知識，認識其重大作用和巨大潛力，積極推動微生物農業(yè)科技的進步和實際應用。

(二)組建一個專門機構或組織，發(fā)揮對發(fā)展微生物農業(yè)的協調、咨詢、通報和參謀作用。由于微生物農業(yè)的許多技術是滲透于各項具體技術之中而不獨立存在，這就容易產生注重實用技術的推廣而忽略其微生物核心技術的傾向，因而易于使微生物技術的研究工作陷于“單打獨斗”，這個機構應起“統領”和指導作用。

(三)大力推廣成熟的微生物農業(yè)技術。構建以微生物為主角的生態(tài)循環(huán)農業(yè)，特別是發(fā)展規(guī)?；稗r—沼”、“養(yǎng)—沼”、“廢—沼”模式，解決農業(yè)“另一半”(秸稈、“廢屑”、下腳料等)的利用問題、農業(yè)防污治污問題;大力發(fā)展SCP生產技術、各種飼料發(fā)酵技術，解決“人畜爭糧”，目前也可以拿出少量不可再生資源(煤、石油等)，利用微生物作用制造飼料用蛋白(SCP)以解燃眉之急，這就相當于增產了大量糧食;大力發(fā)展和推廣微生物肥料及農藥;發(fā)展食用菌，豐富人民食品構成;生產有效的微生物藥物，特別是各類疫苗，微生物在循環(huán)經濟中承擔生產者和分解者雙重身份，而循環(huán)經濟本身就是對“資源稀缺”和“邊際效用”的大突破。

(四)加強微生物農業(yè)的研究工作。微生物農業(yè)是潛力極大、代表著農業(yè)長遠發(fā)展前景的事業(yè)，靠零打碎敲的方式是難以在重大問題上取得突破的，國家應設置專題大項目，集中必要的人力物力財力深入研究，組織攻關突破;各級地方科研機構也應研究當前應用中的問題;鼓勵基層生產單位和企業(yè)研發(fā)推廣各種有實效的微生物農業(yè)技術，生產和銷售高效實用的微生物農業(yè)產品。

(五)提倡大企業(yè)參與微生物農業(yè)的建設。利用其人力、物力、財力的雄厚資源參與微生物農業(yè)的開發(fā)工作，并與示范推廣結合起來;發(fā)揮中小微企業(yè)短平快優(yōu)勢，重點解決引進消化吸收和現有技術的改進，加強與農業(yè)生產單位的直接聯系，開展一定的技術指導。

(六)加強政府的領導、鼓勵和支持。對微生物農業(yè)，大家的認知較少，甚至對正在使用的技術也未能從微生物角度去認識，因而難以把握其特點和關鍵;加之微生物農業(yè)技術的特點之一是推廣應用的成本相對較低(盡管有其特殊要求)，但是研發(fā)工作難度大，涉及海量篩選、生物工程改造、培養(yǎng)程序和條件的選定、實用中的特殊要求、加工制作程序等等，開始時未必得到社會認可，大有“賠錢賺吆喝”的風險，這就要充分發(fā)揮社會主義制度的優(yōu)越性，政府組織“拓荒”，解決“開頭難”、推廣難問題，以相當強度實施政策、技術、財力支持。

(七)建立一批科技實驗區(qū)、示范區(qū)，由點到面推廣、提升。這需要政府投資，類似楊凌實驗區(qū)那樣，盡快取得經驗和科技突破并漸成氣候。國家要建立大型實驗室，集中力量攻關，菌蛋白生產實現工廠化，在高端技術上搶占世界先機。

［1］胡錦濤.在亞太經濟合作組織第二十次領導人非正式會議上的講話［N］.人民日報，2012－09－09.

［2］鄧小平.鄧小平文選:第3卷［M］.北京:人民出版社，1993.

［3］列寧.列寧全集:第5卷［M］.北京:人民出版社，1990.

［4］馬克思，恩格斯.馬克思恩格斯選集:第4卷［M］.北京:人民出版社，1995.

Prospect of Modern Agriculture:the Promising Microbe Agriculture:from the Analysis of“Resource Scarcity”and“Marginal Utility”in Technical Economics

YANG Cheng－xun1YANG Cheng－yu2
(1.Henan University of Economics and Law，Zhengzhou，Henan 450002，China;2.China Animal Health and Epidemiology Center，QingDao ShanDong 266032，China)

The petrochemical agriculture is coming to an end，and high － end ecological agriculture must be developed through the industrial revolution of agriculture based on technological innovation.The agriculture of nearly ten thousand years mainly utilizes plants and animals(two－dimension agriculture)，but has little cognition and use of the third dimension，i.e.，microbe.Technological innovation can combine the optimization of ecological environment and the depth and wideness of resource utilization，break through the absolute limits of resource scarcity and marginal utility，and expand and develop new industries.This is why Qian Xuesen brought forward the concept of microbe agriculture.It can be divided into two parts:one is the two－ dimension agriculture optimized mainly through recycling，and the other is a newly emerging independent industry based on the industrial revolution of agriculture.To be developed in four stages:the near future，the mid term，the long term，and the far future，microbe agriculture can overcome the limits of two－ dimensional agriculture and actually realize“factory farming”.In the initial stage now，we should concentrate our forces to solve the major problems and make improvement step by step，so as to realize thorough change in the far future.

technical economics;industrial revolution of agriculture;microbe;microbe agriculture;cyclic economy

F303.3

A

1674－0599(2012)06－0115－07

2012－10－17

楊承訓(1935—)，山東嘉祥人，河南財經政法大學教授，博士生導師，國家級專家，河南經濟學會會長，研究方向為經濟學;楊承諭(1935—)，山東嘉祥人，中國動物衛(wèi)生與流行病學中心研究員，享受國務院津貼專家，研究方向為徽生物學。

(責任編輯:廖才茂)