生物農(nóng)業(yè)
——強種、沃田、增糧的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略重器

文/本刊編輯 李冬霞

當前，綠色、經(jīng)濟、安全、量產(chǎn)成為了全球農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵詞。在我國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍然普遍存在著生產(chǎn)效率不高、自動化程度不夠、環(huán)境污染嚴重等問題。生物農(nóng)業(yè)是利用系統(tǒng)生物學原理、方法，去管理農(nóng)作物；利用生物技術(shù)手段改造、提升農(nóng)業(yè)品種和農(nóng)產(chǎn)品性能，通過促進自然過程和生物循環(huán)保持土地生產(chǎn)力，利用生物學方法防治有害生物，以保證產(chǎn)品安全，利用生態(tài)學理論和方法，調(diào)節(jié)水肥與土壤之間的關(guān)系，在滿足農(nóng)作物生長的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)環(huán)境友好[1]。發(fā)展更具可持續(xù)性的生物農(nóng)業(yè)將會是一大趨勢。在未來，我國農(nóng)業(yè)將緊緊圍繞保障國家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品供給這一重大使命，緊緊抓住種子和耕地“兩個要害”，部署推進“強種”“沃田”“增糧”3項重大科技行動。生物農(nóng)業(yè)因其在促進循環(huán)經(jīng)濟、推動農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級、保障國家糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面的重要作用，已經(jīng)成為戰(zhàn)略重器。我國的生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷“十二五”“十三五”的快速發(fā)展之后也取得長足的進步，市場規(guī)模不斷擴大、產(chǎn)品技術(shù)和研發(fā)能力顯著提升，發(fā)展前景廣闊。

生物農(nóng)業(yè)市場火爆，前景廣闊

頂層設(shè)計及地方政策利好

早在2018年，中央一號文件就明確提出“要在生物種業(yè)、生物農(nóng)藥、生物獸藥、生物飼料和生物肥料等新產(chǎn)品開發(fā)與應用方面取得重大突破，促進生物農(nóng)業(yè)快速發(fā)展”。2022年5月10日，國家發(fā)改委發(fā)布《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，這是我國首個生物經(jīng)濟5年發(fā)展規(guī)劃，生物農(nóng)業(yè)方面，《規(guī)劃》提出“重點圍繞生物育種、生物肥料、生物飼料、生物農(nóng)藥等方向，推出一批新一代農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)品，建立生物農(nóng)業(yè)示范推廣體系，完善種質(zhì)資源保護、開發(fā)和利用產(chǎn)業(yè)體系，更好保障國家糧食安全、滿足居民消費升級和支撐農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”。

目前，多省已出臺了支持生物農(nóng)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策，《河南省促進生物經(jīng)濟發(fā)展實施方案》明確了要加快推進“中原農(nóng)谷”建設(shè)，未來河南生物經(jīng)濟發(fā)展應聚焦以下方向：培強培優(yōu)生物農(nóng)業(yè)，重點支持生物育種及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，打造千億級生物育種產(chǎn)業(yè)集群。《湖北省生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》提出了“到2025年，全省生物農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值達到2 000億元，把武漢市打造成為‘中國種都’，全球知名的動植物良種選育中心，農(nóng)用生物制品、生物源農(nóng)藥和有害生物防控技術(shù)研發(fā)中心”的生物農(nóng)業(yè)發(fā)展目標，并且在生物育種、生物農(nóng)藥、生物飼料和肥料等方面指定了具體的發(fā)展方向。除了相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，各地政府也相繼出臺了一系列的生物農(nóng)業(yè)補貼政策，比如，吉林省每年投入近9 000萬元補貼玉米、水稻等作物實施生物農(nóng)藥防控，上海市、區(qū)兩級財政對蔬菜、水稻病蟲生物農(nóng)藥防控每667 m2分別補貼150、80元。

各大企業(yè)已在生物農(nóng)業(yè)領(lǐng)域展開布局

頂層政策規(guī)劃之下，我國生物農(nóng)業(yè)向高質(zhì)量發(fā)展目標挺進，相關(guān)領(lǐng)域公司或有大展拳腳的機會，不少企業(yè)已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域展開布局。北大荒集團搶抓機遇，積極與華大集團對接，雙方相繼提出建設(shè)國家級實驗室、有序推進生物育種。圍繞農(nóng)用微生物菌劑、生物有機肥、生物復合肥、生物有機無機以及生物土壤改良劑五大系列新品，中化化肥在小麥、玉米、花生、水稻和薯類作物上進行了大量試驗示范，僅以2020—2021年10省份10種作物42余處試驗結(jié)果為例，農(nóng)產(chǎn)品普遍增產(chǎn)7%以上，抗病、提質(zhì)效果顯著。2022年5月，北京賽升藥業(yè)股份有限公司披露，公司以自有資金1億元出資設(shè)立全資子公司“吉林省安牛牧業(yè)生物科技有限公司”，該全資子公司經(jīng)營范圍為生物飼料研發(fā)、復合微生物肥料研發(fā)、發(fā)酵過程優(yōu)化技術(shù)研發(fā)、細胞技術(shù)研發(fā)和應用等。

生物農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為新的經(jīng)濟增長引擎

從世界范圍來看，生物農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為新的經(jīng)濟增長引擎，美國等發(fā)達國家為了搶占現(xiàn)代生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展先機，相繼出臺政策、法規(guī)鼓勵生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展[2]，通過加大政府預算和放寬民間資本融入，提高生物農(nóng)業(yè)的科研創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平。中國生物農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的資本注入也逐漸興起，據(jù)報道，2021年私募股權(quán)投資和風險投資（PE/VC）事件共522起，投資金額約682.55億元，其中生物農(nóng)業(yè)相關(guān)事件共31起，融資金額17.39億元，典型投資事件見表1[3]。

表1 2021年P(guān)E/VC生物農(nóng)業(yè)典型投資事件

生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展概況

按照生物農(nóng)業(yè)所處產(chǎn)業(yè)鏈和功能層次的不同，可以分為生物種業(yè)、生物型生產(chǎn)資料、生物型食品加工業(yè)、生物能源等。生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)成包括生物種業(yè)、生物農(nóng)藥、生物肥料、生物飼料、動物疫苗和污染治理微生物制劑等領(lǐng)域。本文主要對與種植業(yè)較為密切的領(lǐng)域——生物種業(yè)、生物農(nóng)藥和生物肥料進行相關(guān)介紹。

生物種業(yè)

種業(yè)——農(nóng)業(yè)“芯片”。根據(jù)育種技術(shù)劃分，種業(yè)發(fā)展可以分為4個階段：農(nóng)民自留種的1.0階段；以統(tǒng)計和遺傳性質(zhì)開展的試驗育種2.0階段；以分子標記和生物技術(shù)育種的3.0階段；以生物技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)為主的智能育種4.0階段，目前種業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)進入育種4.0階段，中國正處于由育種2.0向育種3.0階段過渡時期[4]。第3階段和第4階段的核心技術(shù)是生物育種技術(shù)，主要包括轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因編輯技術(shù)、合成生物技術(shù)等。

1994年，全球第1個轉(zhuǎn)基因延熟番茄FlavrSavr在美國商業(yè)化生產(chǎn)，標志著農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)新時代的到來。1996年，美國相繼批準了抗除草劑大豆、抗蟲棉花和抗蟲玉米等作物的商業(yè)化生產(chǎn)和應用，轉(zhuǎn)基因食品也隨之進入消費鏈。根據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應用服務(wù)組織（ISAAA）發(fā)布的報告，自1996年轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化種植以來，到目前為止，已經(jīng)有27種轉(zhuǎn)基因作物進行了商業(yè)化種植，包括：苜蓿、阿根廷菜籽、大豆、康乃馨、菊苣、棉花、匍匐翦股穎、茄子、亞麻、玉米、甜瓜、木瓜、矮牽牛、李子、波蘭菜籽、楊樹、馬鈴薯、水稻、玫瑰、大豆、南瓜、甜菜、甘蔗、甜椒、煙草、番茄和小麥；轉(zhuǎn)基因作物累計種植面積達27億hm2，為全球帶來了2 249億美元的經(jīng)濟效益[5]。

傳統(tǒng)常規(guī)育種大多依賴育種家經(jīng)驗，育種效率低、精準度差、育種周期長。生物育種基于遺傳學、分子生物學、基因組學、計算生物學和系統(tǒng)生物學理論，依賴先進生物技術(shù)，將成為支撐未來種業(yè)長足發(fā)展的決定力量。

◎ 技術(shù)研發(fā)

農(nóng)作物種質(zhì)資源是開展生物育種基礎(chǔ)研究、重要基因挖掘、優(yōu)良品種培育的重要材料。我國目前收集保存了超過52萬份作物地方品種、野生種和野生近緣種，數(shù)量居全世界第2[4]。利用豐富的種質(zhì)資源，我國科學家從基因組學、遺傳學、分子生物學等層面圍繞國際前沿科學問題開展大量開創(chuàng)性、系統(tǒng)性研究，取得突破性進展，如在國際上率先構(gòu)建水稻全基因組序列框架圖[6]，克隆了一批調(diào)控株型、氮高效利用、耐低溫、抗旱、耐鹽堿、抗病、新型抗除草劑等具有重大育種價值的新基因，并在育種中逐步加以利用；克隆了小麥抗赤霉病關(guān)鍵基因[7]，為攻克小麥癌癥赤霉病提供重要基因資源。

先進生物育種技術(shù)持續(xù)迭代升級，分子設(shè)計育種、基因編輯、單倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、生物工程等技術(shù)不斷創(chuàng)新并取得顛覆性突破，這些技術(shù)在農(nóng)作物育種中逐步應用，顯著提高育種效率。如中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所提出快速從頭馴化的策略，通過基因組設(shè)計和基因編輯將多倍體野生水稻快速馴化成農(nóng)藝性狀優(yōu)良的新型多倍體水稻，大幅提升產(chǎn)量和環(huán)境變化適應性，為從頭馴化其他野生和半野生植物創(chuàng)制新型作物提供重要參考，開辟了培育高產(chǎn)廣適新型作物的新途徑；中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所大豆育種技術(shù)創(chuàng)新與新品種選育創(chuàng)新團隊利用RNA干擾（RNAi）技術(shù)使大豆開花抑制因子E1及兩個同源基因E1La和E1Lb同時發(fā)生沉默，導致原產(chǎn)四川南部自貢地區(qū)的極晚熟大豆品種自貢冬豆（ZGDD）光周期敏感性明顯下降，在長日照條件下開花期大幅度提前，生育期顯著縮短，可在北方高緯地區(qū)種植[8]。

◎ 產(chǎn)業(yè)發(fā)展

中國生物育種產(chǎn)業(yè)化相對滯后，目前只批準了轉(zhuǎn)基因棉花和木瓜2種作物進行商業(yè)化生產(chǎn)。國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應用服務(wù)組織（ISAAA）數(shù)據(jù)顯示，2019年中國轉(zhuǎn)基因棉花和木瓜播種面積為320萬hm2，2種作物轉(zhuǎn)基因品種生產(chǎn)的面積基本達到飽和，占全國耕地面積的2.0%。美國、巴西、阿根廷等農(nóng)業(yè)發(fā)達國家在20世紀末就允許了玉米、大豆、油菜籽等大宗作物的轉(zhuǎn)基因品種商業(yè)化生產(chǎn)，其生產(chǎn)效率遠高于中國。

十幾年來，我國轉(zhuǎn)基因棉花產(chǎn)業(yè)化穩(wěn)步推進，已育成抗蟲棉新品種197個，累計推廣3 400萬hm2，國產(chǎn)抗蟲棉市場份額達到99%，減少農(nóng)藥使用65萬t，直接帶動新增產(chǎn)值累計650億元，國產(chǎn)抗蟲棉已在吉爾吉斯斯坦等國推廣種植[9]。我國每年需要從國外進口大量的轉(zhuǎn)基因大豆和玉米，根據(jù)中國海關(guān)數(shù)據(jù)，2021年中國玉米總進口量為2 835萬t，大豆進口量為9 652萬t，中國正在積極推動轉(zhuǎn)基因玉米和大豆的商業(yè)化生產(chǎn)，中國多個轉(zhuǎn)基因玉米和轉(zhuǎn)基因大豆轉(zhuǎn)化體獲得農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書，并且在全國多個地區(qū)開展轉(zhuǎn)基因品種大田生產(chǎn)的試點工作。在2021年2月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的2020年轉(zhuǎn)基因生物安全證書批準清單中，大北農(nóng)生物先拔頭籌，共有DBN9501、DBN9858、DBN9936 3個玉米品種和DBN9004 1個大豆品種，率先獲得了生物安全證書；在4月份，杭州瑞豐生物抗蟲耐除草劑玉米品種瑞豐125和耐除草劑的大豆品種中黃6106，也獲得了相應區(qū)域的生物安全證書，而在12月份公布的轉(zhuǎn)基因生物安全證書名單中，又有瑞豐8、DBN3601T、ND207 3個轉(zhuǎn)基因玉米品種上榜，預示著生物育種產(chǎn)業(yè)化應用正式進入市場布局階段[10]。2022年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《國家級轉(zhuǎn)基因大豆品種審定標準（試行）》和《國家級轉(zhuǎn)基因玉米品種審定標準（試行）》，預示著中國生物育種產(chǎn)業(yè)化應用又往前推進了一步。

據(jù)《2021年中國農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展報告》統(tǒng)計，2020年我國有種子企業(yè)6 118家，資產(chǎn)總額2 425.21億元，資產(chǎn)總額1億元以上的432家，其中10億元以上企業(yè)27家，實現(xiàn)種子銷售收入777.10億元，利潤69.57億元。過去幾年，以先正達、隆平高科等為代表的中國種子企業(yè)，在國際種業(yè)市場上嶄露頭角，影響力與日俱增，隆平高科于2017年躋身全球種業(yè)前10強，通過內(nèi)生增長和外延并購雙輪驅(qū)動，已初具中國種業(yè)航母雛形。但同時，我國種子行業(yè)整體發(fā)展目前仍處于相對初級階段，主要表現(xiàn)在育種企業(yè)數(shù)量眾多但規(guī)模普遍偏小、市場集中度低、種子企業(yè)普遍育種技術(shù)和核心競爭力不強、種子商品化率低等方面，且多數(shù)是以銷售種子為主業(yè)，缺乏研發(fā)投入，很難主動尋求與研發(fā)機構(gòu)對接，不能適應現(xiàn)代生物育種技術(shù)的應用及產(chǎn)品推廣。2000年以來，隨著國內(nèi)種子市場向外資開放，外資種業(yè)通過合資、獨資、合作等方式大舉進入國內(nèi)種子市場，目前已經(jīng)占有了國內(nèi)蔬菜種子市場80%的份額，未來國內(nèi)種業(yè)公司發(fā)展將面臨來自國內(nèi)外種子公司的激烈競爭。

生物農(nóng)藥

生物農(nóng)藥具有相對較高的安全性和較低的風險，其研究開發(fā)和應用推廣可減輕甚至避免化學農(nóng)藥給社會和環(huán)境所帶來的眾多不利影響，促進農(nóng)藥行業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。生物農(nóng)藥目前在國際上沒有統(tǒng)一的定義。聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織和世界衛(wèi)生組織將生物農(nóng)藥定義為源于自然界的、可以以類似于常規(guī)化學農(nóng)藥的方式配制和應用的、通常用于短期有害生物控制的物質(zhì)，如微生物、植物源物質(zhì)、化學信息素[11]。美國國家環(huán)境保護局將生物農(nóng)藥定義為從天然材料（如動物、植物、細菌和某些礦物質(zhì)等）中提取的農(nóng)藥，包括生物化學農(nóng)藥、微生物農(nóng)藥和轉(zhuǎn)基因植物農(nóng)藥。我國沒有對生物農(nóng)藥范疇進行明確的界定。但從不同產(chǎn)品的特性出發(fā)，單獨制定了微生物農(nóng)藥、生物化學農(nóng)藥和植物源農(nóng)藥的登記資料要求，天敵生物目前不需要登記。轉(zhuǎn)基因植物農(nóng)藥依據(jù)《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》，由國家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全委員會進行評審。我國學術(shù)界對生物農(nóng)藥的廣義理解，還包括微生物的次生代謝產(chǎn)物抗生素類農(nóng)藥，在登記管理上基本與化學農(nóng)藥相同。

在綠色發(fā)展新時期，生物農(nóng)藥的發(fā)展有著重要意義。2014年起，我國在部分地區(qū)示范對使用生物農(nóng)藥的農(nóng)民進行補貼，鼓勵農(nóng)民使用生物農(nóng)藥。2015年農(nóng)業(yè)部頒布了《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》，提出大力推進綠色防控、統(tǒng)防統(tǒng)治，大力推廣應用生物農(nóng)藥、高效低毒低殘留農(nóng)藥。隨后，《農(nóng)藥工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》《國家質(zhì)量興農(nóng)戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2022年）》《2020年種植業(yè)工作要點》《關(guān)于推進實施農(nóng)藥登記審批綠色通道管理措施的通知》等政策相繼出臺，鼓勵發(fā)展生物農(nóng)藥，助推綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展。

◎ 技術(shù)研發(fā)

近年來，生物農(nóng)藥的研究方向更加多元化。蛋白類生物農(nóng)藥得到了突破性的發(fā)展，RNA干擾技術(shù)（RNAi）成為了生物農(nóng)藥研究的新熱點，植物免疫和激發(fā)子的研究、土壤修復技術(shù)的研究也受到越來越多的關(guān)注[12]。

蛋白類生物農(nóng)藥以極細鏈格孢激活蛋白為代表，極細鏈格孢激活蛋白是經(jīng)極細鏈格孢菌發(fā)酵提取的一種具有生物活性的、單一、穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，自然條件下可分解成植物生長的必需營養(yǎng)成分。中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所邱德文牽頭的項目將植物免疫誘抗蛋白“極細鏈格孢激活蛋白”與氨基寡糖素科學配伍，利用2種成分的相互增效作用，激發(fā)藥劑潛能，提高作物抗性及防治效果，研制出了我國第一個抗植物病毒病的蛋白質(zhì)植物免疫誘導劑——6%寡糖·鏈蛋白可濕性粉劑[13]。利用RNAi技術(shù)沉默有害生物生長發(fā)育過程中重要基因的表達，導致其生長發(fā)育障礙或者死亡，從而降低有害生物對農(nóng)作物的侵害，可以實現(xiàn)病蟲害防治，達到農(nóng)作物安全生產(chǎn)的目的。中國科學院微生物研究所利用跨界RNAi技術(shù)，構(gòu)建了棉花抗黃萎病體系；中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所王桂榮團隊針對棉花害蟲綠盲蝽構(gòu)建了植物介導的RNAi轉(zhuǎn)基因玉米與大豆系統(tǒng)；中國農(nóng)業(yè)大學沈杰團隊通過納米包被技術(shù)顯著提高了dsRNA的穩(wěn)定性，進而提高昆蟲RNAi效率；中山大學張文慶團隊以及山西大學張建珍團隊針對褐飛虱和飛蝗的靶標基因篩選均取得了較好的研究進展[14]。

◎ 產(chǎn)業(yè)發(fā)展

據(jù)標普全球預計，2020—2025年，全球生物農(nóng)藥行業(yè)市場規(guī)模將以約10%的年復合增長率增長，預計到2025年實現(xiàn)95億美元市值。而《中國生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2018》數(shù)據(jù)顯示，我國生物農(nóng)藥市場預計2017—2022年的年度復合增長率約為16%。

截至2021年11月，我國全部農(nóng)藥產(chǎn)品總數(shù)43 281個，在登記有效狀態(tài)的生物農(nóng)藥品種共727種，其中生物化學農(nóng)藥38種、微生物農(nóng)藥54種、植物源農(nóng)藥30種，分別占農(nóng)藥登記品種總數(shù)的5%、7%、4%[15]。總體上，我國生物農(nóng)藥生產(chǎn)品種比較集中，生產(chǎn)規(guī)模不大。據(jù)統(tǒng)計，我國生物農(nóng)藥年產(chǎn)量（商品量）約13萬t，產(chǎn)值約30億元，占農(nóng)藥總產(chǎn)品和總產(chǎn)值近10%，其中抗生素類農(nóng)藥約占2/3。微生物農(nóng)藥產(chǎn)量居前的5個品種分別是蘇云金桿菌、枯草芽孢桿菌、棉鈴蟲核型多角體病毒、金龜子綠僵菌CQMa421和多粘類芽孢桿菌KN-03，約占微生物農(nóng)藥產(chǎn)量的75%。生物化學農(nóng)藥產(chǎn)量居前5個品種分別為赤霉酸、氨基寡糖素、蕓苔素內(nèi)酯、三十烷醇、14-羥基蕓苔素甾醇，產(chǎn)量約占生物化學類農(nóng)藥的70%。植物源農(nóng)藥產(chǎn)量居前的5個品種分別為苦參堿、樟腦、魚藤酮、螺威、雷公藤甲素，約占植物源農(nóng)藥產(chǎn)量的80%。在相關(guān)政策的支持下，我國化學農(nóng)藥使用量連續(xù)6年下降，生物農(nóng)藥整體發(fā)展呈穩(wěn)步上升趨勢。

多年來，國家及各地政府針對生物農(nóng)藥在戰(zhàn)略指導、研發(fā)支持、縮短登記、補貼、示范先行等多項措施方面也持續(xù)發(fā)力，鼓勵發(fā)展?？梢哉f，這些宏觀因素都為生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)提供了良好的契機和巨大的成長空間。浙江錢江生物化學股份有限公司、成都新朝陽作物科學股份有限公司、武漢科諾生物科技股份有限公司、陜西麥可羅生物科技有限公司、武漢楚強生物科技有限公司、四川省蘭月科技有限公司、四川龍蟒福生科技有限責任公司、江西新瑞豐生化股份有限公司、山東惠民中聯(lián)生物科技有限公司、德強生物股份有限公司等都是近幾年生物農(nóng)藥領(lǐng)域涌現(xiàn)出來的佼佼者。從現(xiàn)實情況來看，由于生物農(nóng)資產(chǎn)品價格相對較高，且使用過程中技術(shù)操作性較強，農(nóng)戶在購買農(nóng)資產(chǎn)品的過程中，往往偏向于選擇購買傳統(tǒng)農(nóng)資產(chǎn)品，使得生物農(nóng)業(yè)企業(yè)在與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)企業(yè)市場競爭中處于相對劣勢。

生物肥料

生物肥料是指具有特定生理功能，能增加土壤有效態(tài)氮、有效態(tài)磷或有效態(tài)鉀等養(yǎng)分含量的有益微生物，經(jīng)大量培養(yǎng)后再與適量吸附劑（如泥炭）混合而成的微生物制劑。生產(chǎn)并施用生物肥料，不僅能夠減少農(nóng)作物秸稈焚燒、畜禽糞污等污染物排放，降低化肥施用量，還可以提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，促進綠色有機食品生產(chǎn)，增加農(nóng)民收入。因此，發(fā)展生物肥料產(chǎn)業(yè)符合國家農(nóng)業(yè)發(fā)展導向，對于環(huán)境保護以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。隨著《2020年化肥使用量繼續(xù)負增長行動方案》《2020年農(nóng)藥使用量負增長行動方案》《2020年擴大有機肥替代化肥應用面積由果菜茶向糧油作物擴展》等政策的實施，預計我國生物肥料研發(fā)進程、登記量、推廣率將進一步提升?？梢哉f，生物有機肥的發(fā)展是未來農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展不可或缺的重要支撐，對改善耕地質(zhì)量、提高化肥利用率和提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的貢獻份額將越來越大。

◎ 技術(shù)研發(fā)

我國生物肥料技術(shù)研發(fā)主要集中在微生物肥料優(yōu)良生產(chǎn)菌株篩選及發(fā)酵工藝技術(shù)、微生物農(nóng)田土壤凈化修復技術(shù)、共生固氮微生物應用新技術(shù)、有機資源綜合利用微生物轉(zhuǎn)化新技術(shù)、作物秸稈快速腐解還田微生物及其配套技術(shù)、新型復合配套技術(shù)等方面。

微生物在固氮、解磷、解鉀和根際促生方面都起著重要的作用，雖然其在自然界中廣泛分布，但是要分離獲得具有上述特異功能的菌株用于商業(yè)化生產(chǎn)并非易事。目前菌種篩選研究的熱點一是繼續(xù)挖掘芽孢桿菌的潛力，例如中國科學院成都生物所關(guān)于解淀粉芽孢桿菌作為生物肥料和生防劑作用機制獲得了新的進展[16]；二是開展以假單胞桿菌為代表的非芽孢桿菌的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，但由于其無論是在液體還是固體載體中都難以存活較長時間，因此不宜進一步開發(fā)成為產(chǎn)品，目前非芽孢桿菌中的根瘤菌經(jīng)過不斷研究，已經(jīng)可以成功大規(guī)模生產(chǎn)出各種穩(wěn)定制劑，因此，通過借鑒根瘤菌的生產(chǎn)工藝，將其他非芽孢桿菌制成可用的菌劑前景光明。在菌劑生產(chǎn)方面，大規(guī)模液體發(fā)酵是提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本的最佳手段。通過新菌株的選育及現(xiàn)代液體發(fā)酵工藝，輔以穩(wěn)定劑型研制，可以全面提升微生物肥料的產(chǎn)品質(zhì)量及降低應用成本。

在土壤修復方面，上海交通大學農(nóng)業(yè)農(nóng)村部都市農(nóng)業(yè)重點實驗室的研發(fā)團隊從高度次生鹽漬化土壤中篩選到巨大芽孢桿菌NCT-2，并證實該菌株中存在硝酸鹽同化通路，硝酸鹽轉(zhuǎn)化效果十分顯著，開發(fā)了專用于次生鹽漬化土壤修復的微生物修復劑產(chǎn)品，在設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤次生鹽漬化修復中效果顯著[17]。在共生固氮微生物研究方面，中國農(nóng)業(yè)大學根瘤菌研究中心對根瘤菌的應用基礎(chǔ)和實踐研究有了很大進展，目前建立世界上最大的根瘤菌種質(zhì)資源庫，明確了大豆根瘤菌的屬、種地理分布規(guī)律，可針對不同生態(tài)區(qū)、不同大豆品種，選擇高效結(jié)瘤固氮的根瘤菌，目前，利用豐富的根瘤菌種質(zhì)資源、成熟的根瘤菌篩選理論和技術(shù)，在各地進行了多年田間試驗與示范推廣。

◎ 產(chǎn)業(yè)發(fā)展

在政策多重利好下，我國生物肥料產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速穩(wěn)定發(fā)展。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心原首席專家辛景樹在“2021年生物有機肥產(chǎn)業(yè)培訓大會暨安徽省第二屆生物有機肥生產(chǎn)技術(shù)研討會”上提出：“‘十四五’期間，生物肥料產(chǎn)能將達到4 000萬t以上，產(chǎn)品種類更加多樣、功能更加聚焦，占肥料總量25%左右，應用面積3 333萬hm2（5億畝）以上”。

2012—2020年，我國生物肥料年產(chǎn)量持續(xù)增加。2012年全國生物肥料企業(yè)年產(chǎn)量超過900萬t（農(nóng)村農(nóng)業(yè)部微生物肥料與食用菌菌種質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心披露的數(shù)據(jù)），2017年產(chǎn)量為1 200萬t（根力多生物科技股份有限公司于年度報告披露），2020年產(chǎn)量為2 000萬t（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù)）。2001—2018年，我國生物肥料登記數(shù)量呈上升趨勢，之后數(shù)量有所下降，2018年登記數(shù)據(jù)量井噴式增長，達到3 486個；2020年，中國生物肥料新增登記數(shù)量達到1 591個；截至2021年8月，我國生物肥料新增登記數(shù)量達1 108個（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部微生物肥料和食用菌菌種質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心披露數(shù)據(jù)）[18]。2017—2020年，我國生物肥料銷量呈上升趨勢，2017年銷量為1 173萬t，2020年達到了2 369萬t。

同時，我國的生物肥料具有產(chǎn)品種類多、應用范圍廣的特點，目前在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部登記的產(chǎn)品種類有農(nóng)用微生物菌劑、生物有機肥和復合微生物肥料3大類11個品種。在登記產(chǎn)品中，各種功能菌劑產(chǎn)品約占登記總數(shù)的40%，復合微生物肥料和生物有機肥類產(chǎn)品各占大約30%；使用的菌種超過170個，涵蓋了細菌、放線菌和真菌各大類別。其快速發(fā)展的主要原因是國家綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，以及微生物肥料在可持續(xù)農(nóng)業(yè)中表現(xiàn)出其獨特和不可替代的作用。

汲取國外發(fā)展經(jīng)驗，我國生物農(nóng)業(yè)向好發(fā)展建議

提升企業(yè)核心競爭力

企業(yè)在貼近市場、促進創(chuàng)新、推廣產(chǎn)品等方面有著得天獨厚的優(yōu)勢和不可代替的作用，但與國外以大型農(nóng)業(yè)企業(yè)為主（例如拜爾、杜邦）的格局相比，我國生物農(nóng)業(yè)企業(yè)競爭力較為薄弱，因此，提升生物農(nóng)業(yè)企業(yè)的核心競爭力是提高中國生物農(nóng)業(yè)競爭力的重要一環(huán)。借鑒國外企業(yè)不斷兼并收購的成長途徑，不難發(fā)現(xiàn)，企業(yè)并購、重組是其競爭力提升的重要方式；此外，人才引進也是提升企業(yè)研發(fā)能力重要途徑，找出某一領(lǐng)域內(nèi)的核心發(fā)明人，可以成功提高引進企業(yè)的研發(fā)水平。

發(fā)揮高校、科研院所科研優(yōu)勢

我國高校、科研院所在生物農(nóng)業(yè)領(lǐng)域無論是科研水平還是專利技術(shù)持有量方面都具有明顯的優(yōu)勢，同時，學術(shù)人才、研究設(shè)備方面資源豐富，具有各技術(shù)領(lǐng)域的聯(lián)合協(xié)作便利等。針對科研創(chuàng)新及其成果產(chǎn)出缺乏持續(xù)性、發(fā)展動力不足以及生物農(nóng)業(yè)項目周期長、涉及面廣的問題，要加強對高校和科研院所項目的持續(xù)支持，保證生物農(nóng)業(yè)研究的持續(xù)和深入。

政府的政策促進作用不可或缺

基于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、公益性、綜合性的特點，加上我國生物農(nóng)業(yè)創(chuàng)新主體弱小，力量分散，不足以承擔引領(lǐng)創(chuàng)新重任的情況，政府的創(chuàng)新促進作用不可或缺。主要措施有：制定鼓勵創(chuàng)新的科技政策，建立完善的創(chuàng)新服務(wù)機構(gòu)，保證科研活動高效順利進行；積極引導創(chuàng)新活動，通過科技攻關(guān)、重大專項、產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金等方式，引導研究向基礎(chǔ)研究、新興產(chǎn)業(yè)、事關(guān)國計民生的領(lǐng)域發(fā)展；對生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的登記、銷售、推廣給予便利，鼓勵企業(yè)和農(nóng)戶使用生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)品。

各產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域需重點突破、協(xié)調(diào)發(fā)展

在生物育種領(lǐng)域，須重視種質(zhì)資源的研究、開發(fā)和利用。針對中國對植物品種不授予專利權(quán)的現(xiàn)狀，不要僅局限于采用植物品種保護的手段，而且還要根據(jù)育種產(chǎn)業(yè)的上下游產(chǎn)業(yè)鏈涉及的各個環(huán)節(jié)，對其技術(shù)成果進行合理化保護。比如，對于優(yōu)勢基因和連鎖標記，首選利用專利權(quán)進行保護，而對于優(yōu)良品種應當在進行植物品種權(quán)保護的同時，加強對植物新品種保護與專利技術(shù)保護兩者的結(jié)合與利用，從而實現(xiàn)從材料、品種到育種方法和技術(shù)乃至產(chǎn)品的多重、全面的自主產(chǎn)權(quán)保護。根據(jù)杜邦、孟山都等跨國龍頭企業(yè)對玉米和大豆的嚴密專利布局，我國可充分發(fā)揮資源和市場優(yōu)勢，在水稻、棉花、茶葉、甜玉米等我國特色植物品種及國外關(guān)注較少的作物上加強研發(fā)力度。

在生物農(nóng)藥方面，加大劑型的研究開發(fā)。由于生物農(nóng)藥貯藏要求高、使用方法限制大的特點，使得生物農(nóng)藥對劑型制劑技術(shù)更為依賴；同時，生物農(nóng)藥綠色環(huán)保的特點，也需要相應的環(huán)保制劑的配合，才能達到綠色環(huán)保的目的。比如種衣劑具有“一藥多效、省工省時、事半功倍、隱蔽施藥、環(huán)境安全”的優(yōu)點，特別適合機械播種、生物農(nóng)藥、藥肥聯(lián)用，具有廣泛的市場前景。此外，我國植物資源豐富，發(fā)展印楝素、魚藤酮等植物源生物農(nóng)藥具有優(yōu)勢，可繼續(xù)推進相關(guān)研究。

在生物肥料方面，一要提高秸稈農(nóng)用技術(shù)到位率，提升秸稈綜合利用技術(shù)；二要促進種養(yǎng)有效銜接，助推畜禽糞污全量化利用；三要發(fā)力功能性微生物研發(fā)，搶占有機肥產(chǎn)業(yè)高值領(lǐng)地；四要優(yōu)選有機肥產(chǎn)業(yè)機械裝備，提升產(chǎn)業(yè)智能化水平。

綠色環(huán)保的農(nóng)產(chǎn)品是生物農(nóng)業(yè)的主要目的之一，而單獨的生物育種、生物農(nóng)藥、生物肥料并不能保證結(jié)果的達成，各個環(huán)節(jié)必須配合使用。國外生物農(nóng)業(yè)跨領(lǐng)域多元化發(fā)展的趨勢，“種肥”“藥肥”“種藥”協(xié)同的技術(shù)越來越多，也說明了綜合解決方案是生物農(nóng)藥研究與發(fā)展的主要手段。這些聯(lián)合應用技術(shù)克服了生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的使用缺限、擴大了其使用范圍、提高了使用效率，是生物農(nóng)業(yè)產(chǎn)品推廣的重要方式。