淺析我國糧食安全與種子工程發(fā)展

郭慶辰 歐陽竹 王春晶 何 歡 郝敬爽 王士通 張鳳路

（1.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所 北京 100101；2.東營市思田匯農(nóng)業(yè)科技有限公司 山東東營 257000；3.石家莊世堃農(nóng)業(yè)有限公司 河北高邑 051330；4.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/河北省作物生長調(diào)控實驗室 保定 071001）

民以食為天，保障糧食充足是發(fā)展的基礎(chǔ)。中國是人口大國，隨著人民生活水平的不斷提高，對賴以生存的糧食的需求日漸增加，因此就產(chǎn)生了“誰來養(yǎng)活中國”的布朗之問[1]和未來“誰控制了糧食，就控制了人類”的基辛格之論。盡管近年來我國糧食產(chǎn)量不斷增加，但進口量也大幅提升，糧食安全問題日趨嚴(yán)峻。種子工程事關(guān)我國農(nóng)業(yè)發(fā)展和糧食安全。2021年7月中央全面深化改革委員會高瞻遠(yuǎn)矚審議通過了“種業(yè)振興行動方案”等提案，認(rèn)識到實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，種子是基礎(chǔ)，必須把民族種業(yè)搞上去，把種源安全提升到關(guān)系國家安全的戰(zhàn)略高度，集中力量破難題、補短板、強優(yōu)勢、控風(fēng)險，實現(xiàn)種業(yè)科技自立自強、種源自主可控。本文作者系統(tǒng)分析了世界糧食生產(chǎn)現(xiàn)狀、中外在種子工程方面存在的差距及我國的優(yōu)勢，以期進一步促進我國種子工程的發(fā)展。

1 中國糧食“十七連豐”與“緊平衡”

2004-2020年，中國糧食實現(xiàn)了“十七連豐”，增長幅度約3.1%。但潛在的問題仍不少：糧價年度間波動大，生產(chǎn)成本上升；種糧比較效益下降，農(nóng)民種田積極性不高；有些地方出現(xiàn)撂荒地；農(nóng)村勞動力老齡化；旱、澇、蟲、病、風(fēng)等自然災(zāi)害頻繁。糧食生產(chǎn)加工消費處于緊平衡狀態(tài)。我國糧食生產(chǎn)各省份間極不均衡，50%的省份糧食不能實現(xiàn)自給。

中國糧食需求的增長實際上源于對飲食結(jié)構(gòu)升級的需求。改革開放初期的飲食結(jié)構(gòu)為糧、菜、肉的比例為8∶1∶1，現(xiàn)在則為4∶3∶3。1985-2015年豬肉產(chǎn)量增加了3倍，占肉類的57%，家禽產(chǎn)量增加了18倍，牛肉產(chǎn)量增加了15倍，羊肉產(chǎn)量增加了7倍。

據(jù)原農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計，2014年中國人均肉類消費量33.6 kg；人均植物油消耗從1996年的小于8 kg，上升到2014年的大于24 kg。中國食用油總消費從1 000萬t上升到3 300萬t。中國人民大學(xué)仇煥廣教授提醒人們關(guān)注產(chǎn)品供需結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)水土資源和國內(nèi)農(nóng)業(yè)技術(shù)補貼政策等問題[1]。

2008年國家發(fā)改委“國家糧食安全中長期規(guī)劃綱要（2008-2020年）”出臺，指出我國糧食的供需將長期處于緊平衡狀態(tài)，保障糧食安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。2019年“中共中央國務(wù)院關(guān)于堅持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展做好‘三農(nóng)’工作的若干意見”要求[2]：立足國內(nèi)，保障糧食等安全農(nóng)產(chǎn)品供給，統(tǒng)籌用好國際國內(nèi)2個市場、2種資源，健全保障體系。2020年“中央經(jīng)濟工作會議”明確提出：解決好種子和耕地問題。

2 保護糧食安全面臨的挑戰(zhàn)與對策

中國14億人，18億畝耕地，人均1.3畝，低于世界平均水平。中國土壤有機質(zhì)含量僅是發(fā)達國家的1/4。中國淡水資源僅占世界的6%。中國淡水資源77 962.6億m2，人均2 039.2 m2。風(fēng)、澇、旱、病、蟲等災(zāi)害年度差異大，對農(nóng)業(yè)影響甚大。據(jù)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國平均每年受旱災(zāi)農(nóng)田面積有2 000萬hm2，是最嚴(yán)重的自然災(zāi)害。

中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本上還是一家一戶的小農(nóng)經(jīng)濟。聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制極大地調(diào)動了農(nóng)民積極性，改變了農(nóng)村面貌，徹底解決了溫飽問題。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化深入推進，農(nóng)村勞動力快速流轉(zhuǎn)，我國農(nóng)業(yè)經(jīng)營格局正在發(fā)生重大變化。但“誰來種地，怎么種地，種什么地”仍沒有從實質(zhì)上得到解決。受糧價補貼“天花板”、資源環(huán)境“緊箍咒”等擠壓，糧食產(chǎn)業(yè)鏈不具備向上延伸的基礎(chǔ)，當(dāng)前我國糧食生產(chǎn)規(guī)模、經(jīng)營主體仍沒有突破。

同時，農(nóng)業(yè)進入高成本、微利時代。每年61%的淡水用于農(nóng)業(yè)，化肥用量是世界平均的3.7倍，農(nóng)藥用量占世界的50%，但生產(chǎn)效率低下。一些地區(qū)出現(xiàn)了“糧財?shù)箳臁爆F(xiàn)象，糧食產(chǎn)量越高，地方財政收入越少。土地高速運轉(zhuǎn)，不堪重負(fù)。年輕農(nóng)民不愿種地，農(nóng)村優(yōu)質(zhì)勞動力缺乏。

專家指出，解決國家糧食安全問題需在以下方面努力。①藏糧于技，推動第二次綠色革命。②藏糧于地，開展土地整治。③藏糧于海，進一步發(fā)揮300萬km2藍(lán)色糧食的作用。④藏糧于山，充分發(fā)揮40億畝草山草坡的作用。⑤藏糧于“改”，深化糧食生產(chǎn)對流通體制改革，推進糧食生產(chǎn)、加工、銷售、進出口“四位一體”。⑥藏糧于友，建立海外10億畝耕地或1.5億t糧食的多元化長期海外供應(yīng)鏈。⑦藏糧于用，在儲存加工、消費等方面節(jié)約糧食。⑧穩(wěn)糧于共同體，聯(lián)合有關(guān)國際組織、國家、地區(qū)，共同建立人類糧食安全的命運共同體。

3 種子工程與關(guān)鍵技術(shù)

種子是農(nóng)業(yè)科技的載體，生物技術(shù)、基因工程、分子技術(shù)、大數(shù)據(jù)都在種子中得到體現(xiàn)。種子是系統(tǒng)工程，與種子相關(guān)的學(xué)科包括土壤學(xué)、氣象學(xué)、栽培學(xué)、植保學(xué)等。Iee Hickey認(rèn)為[3]，通過基因分型、標(biāo)記輔助篩選、高通量表型分析、基因編輯、基因組選擇等，加快育種步伐，選育出產(chǎn)量更高，更有營養(yǎng)，更抗蟲抗病的農(nóng)作物品種，滿足不斷增長的人口對糧食產(chǎn)量及農(nóng)作物多樣化的需求。朱啟臻教授認(rèn)為[4]，農(nóng)業(yè)安全很大程度上表現(xiàn)為種子安全，一些重要的種子如果過分依賴進口，一旦發(fā)生“斷種”，就會威脅國家糧食安全。

玉米是全球種植最廣、種植面積最大、最高單產(chǎn)和總產(chǎn)都排名第一的作物。美國率先繪出了玉米全基因組圖譜。2015年孟山都科研投入為14億美元，中國最大的玉米種子公司——登海種業(yè)年研發(fā)投入3 337萬人民幣。孟山都壟斷了全球90%以上的玉米及大豆轉(zhuǎn)基因?qū)＠Ｎ覈衩灼贩N經(jīng)歷過6次大的更新?lián)Q代：中單2號—丹玉13號—掖單2號—掖單13號—農(nóng)大108—鄭單958—先玉335。每次玉米品種的更新都是對美國種質(zhì)資源引進、消化、利用成功的結(jié)果。有研究表明，美國種質(zhì)利用率每增加1個百分點，我國玉米平均增益約10 kg/hm2。

種子是農(nóng)業(yè)中的最上游企業(yè)，種子貢獻率在糧食增長中占50%，一旦控制了一國種子，就控制了該國農(nóng)業(yè)。目前，受WTO條款限制，美國不能在中國獨資注冊種業(yè)公司，股份不能超過50%，一旦全面放開，中國小而全的種業(yè)公司將面臨沖擊。

4 中國種子工程如何發(fā)力

糧食需求的剛性增長與耕地資源的矛盾是對糧食生產(chǎn)的重大挑戰(zhàn)，也是良種需求最根本的推動力。隨著社會的發(fā)展，從需求端看，人口總量增長，消費升級（肉類、蛋白質(zhì)替代傳統(tǒng)主糧），深加工、能源多樣化需求造成了糧食需求的快速增長。而在供給端，耕地面積不可逆地減少，耕地質(zhì)量下降，農(nóng)村勞動力的減少，都限制了糧食總供給的增長。依靠生物技術(shù)，發(fā)展種子工程，配套技術(shù)跟進，是保證糧食生產(chǎn)的關(guān)鍵。

提高糧食產(chǎn)量，降低費用，只能依靠科技進步，依靠優(yōu)良品種?！爸袊说娘埻氡仨毨卫味嗽谧约菏种小薄Ｖ袊姆N業(yè)必須掌握在自己手中，一旦種業(yè)陷落，外國將掌握中國農(nóng)業(yè)命脈。我國的優(yōu)勢在于不可替代的種質(zhì)資源、先進的育種思路、生物技術(shù)。

在西北玉米種植區(qū)有5 000萬畝玉米，包括甘肅、新疆、寧夏、內(nèi)蒙西部、陜西榆林，前期紅蜘蛛危害和后期倒伏是生產(chǎn)中常遇到的主要問題。只要導(dǎo)入抗紅蜘蛛基因，再提高種植密度，可以與孟山都公司角逐西北市場。黃淮海玉米區(qū)有2.3億畝夏玉米，生育期短，雨熱同季，氣候環(huán)境復(fù)雜，自然災(zāi)害重。在黃淮海，誰擁有了機收籽粒品種，誰就掌握了玉米種子的未來，在機收籽粒方面該區(qū)域占有絕對優(yōu)勢。

在華北春玉米區(qū)有2.5億畝玉米，采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)及機收籽粒是玉米的發(fā)展方向。在東北前旱后澇，會發(fā)生倒伏、青枯病、灰斑病和蟲害災(zāi)害。轉(zhuǎn)入抗旱基因，促進前期生長，以最快的速度完成營養(yǎng)生長，為灌漿爭取時間，提高產(chǎn)量。后期雨水大，有時早霜來得早，不利于玉米脫水。導(dǎo)入耐寒或抗凍基因，推遲收獲，直收干籽粒玉米。

中國要建設(shè)創(chuàng)新型國家，知識產(chǎn)權(quán)保護力度會越來越大。堅持二群論，常規(guī)技術(shù)與分子技術(shù)相結(jié)合，機收籽粒，全程機械化，不斷提高綜合抗性，增加廣適性，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高抗性、改良品質(zhì)，是未來玉米育種的發(fā)展方向。

5 大農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)工程

有經(jīng)濟學(xué)家預(yù)言，下一個經(jīng)濟增長點在農(nóng)業(yè)。厲以寧教授的“木桶理論”是補短板，農(nóng)業(yè)就是短板。中國農(nóng)業(yè)對GDP的貢獻率在8%～9%。如果農(nóng)業(yè)全面實現(xiàn)現(xiàn)代化，GDP會提升5萬億美元。農(nóng)業(yè)是個大的系統(tǒng)工程，包括種子、農(nóng)化、農(nóng)機、飼料、燃料、配套技術(shù)、信息服務(wù)、交通運輸、加工、儲存、包裝、銷售、紡織等，囊括了一、二、三產(chǎn)業(yè)，涉及到高新技術(shù)的多個方面。GPS定位、云計算已在農(nóng)業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。國家提出“內(nèi)循環(huán)”或“雙循環(huán)”，農(nóng)業(yè)這個大的系統(tǒng)工程一旦全面啟動，不僅可以提升農(nóng)業(yè)地位，而且可以帶動許多行業(yè)興起。

大農(nóng)業(yè)應(yīng)在十大板塊上發(fā)力：①生物技術(shù)；②種子工程；③糧食安全；④土壤改良；⑤環(huán)境保護；⑥綠色農(nóng)業(yè)；⑦產(chǎn)品加工；⑧設(shè)施園藝；⑨智慧農(nóng)業(yè)；⑩鄉(xiāng)村振興。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出“有機、環(huán)保、綠色”發(fā)展理念，“藏糧于地，藏糧于技”這是極具戰(zhàn)略眼光的觀念。

目前有機肥使用率日本為76%、美國為70%、中國為5%。減肥減藥，增施有機肥，種養(yǎng)加一體，搞有機循環(huán)農(nóng)業(yè)，讓土地休閑，不斷提高土壤有機質(zhì)及有益生物含量，藏糧于地。通過生物技術(shù)、智慧農(nóng)業(yè)、種子工程、配套技術(shù)，大大提高單位面積產(chǎn)量，藏糧于技。改善土壤環(huán)境，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，減肥減藥，以蔬菜為主的農(nóng)作物才能做到“有機環(huán)保綠色”。