樹立大食物觀 大力開發(fā)微生物食物資源

于德水 張?jiān)浦?/p>

土壤、土地、水資源這三項(xiàng)基本要素，是農(nóng)業(yè)糧食體系的基石，為人類提供超過95%的食物，但是由于過度利用、濫用、退化、污染，資源狀況持續(xù)惡化。世界糧農(nóng)組織2021 年度報(bào)告，向全世界發(fā)出“系統(tǒng)瀕臨極限”的警告，在近10 年人為土壤退化波及34%的農(nóng)地（16.6億公頃），水資源短缺危及農(nóng)業(yè)地區(qū)32 億人的生計(jì)，壓力與日俱增，到2050 年將難以滿足近100億全球人口的糧食需求。

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)盡管日趨成熟，但也面臨著瓶頸，現(xiàn)有的勞動(dòng)生產(chǎn)效率增長(zhǎng)緩慢。尤其在糧食生產(chǎn)方面，受氣候條件影響較大，需要不斷改進(jìn)糧食生產(chǎn)方式，不斷拓展糧食獲得渠道。

習(xí)近平總書記指出，“發(fā)展生物科技、生物產(chǎn)業(yè)，向植物動(dòng)物微生物要熱量、要蛋白”。這對(duì)指導(dǎo)生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義，是我國(guó)大力開發(fā)微生物食物資源的根本遵循和行動(dòng)指南。

一、微生物食物資源的種類

微生物創(chuàng)造的蛋白食物資源大致可以分為三大類：第一類是以微生物菌種自身生長(zhǎng)而產(chǎn)生的微生物菌體蛋白，例如大型的食用真菌，包括蘑菇、木耳等；第二類是通過微生物發(fā)酵繁殖自身或產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，如單細(xì)胞蛋白、氨基酸、多糖、多肽等；第三類是以農(nóng)用微生物制品的形式，通過與動(dòng)植物互作促進(jìn)動(dòng)植物產(chǎn)品增長(zhǎng)和質(zhì)量提升，如微生物肥料、微生物農(nóng)藥、微生物飼料、微生物獸藥等，在保障糧食安全、生命健康等方面發(fā)揮重要作用。

（一）微生物菌類食物

食用菌作為一類大型可食用的真菌，具有不與人爭(zhēng)糧、不與糧爭(zhēng)地、不與地爭(zhēng)肥、不與農(nóng)爭(zhēng)時(shí)、不與其他行業(yè)爭(zhēng)資源的特點(diǎn)。食用菌通過菌物栽培生產(chǎn)菌物蛋白，以豐富的營(yíng)養(yǎng)和口味改變著人們的生活。如今食用菌產(chǎn)品已成為僅次于糧、油、果、菜的第五大類農(nóng)產(chǎn)品。黑龍江省食用菌種植規(guī)模為每年75 億袋。其中黑木耳種植規(guī)模68 億袋，占全省食用菌種植規(guī)模的90.67%，占全國(guó)黑木耳產(chǎn)量的50%。

（二）微生物發(fā)酵生產(chǎn)食物

微生物發(fā)酵產(chǎn)品主要包括兩類：一類是以微生物菌體自身繁殖為目的生產(chǎn)的菌體蛋白，該類微生物種類很多，包括細(xì)菌、放線菌、酵母菌、霉菌以及某些原生生物等；另一類是以微生物為媒介通過發(fā)酵產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物蛋白，主要是各種氨基酸、小肽等。黑龍江省年產(chǎn)玉米4000 萬噸，原料資源豐富，發(fā)展微生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。目前已形成了以阜豐、金象生化、伊品等公司為代表的大型發(fā)酵企業(yè)，年產(chǎn)各種氨基酸超過100萬噸。

（三）微生物與動(dòng)植物互作創(chuàng)制食物

微生物是動(dòng)植物有效吸收營(yíng)養(yǎng)的重要能量轉(zhuǎn)換者、營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)師。微生物肥料和農(nóng)藥、微生物飼料及益生菌添加劑、發(fā)酵中藥生物飼料、微生物獸藥等農(nóng)用微生物制品，如根瘤菌、菌根菌、微生物肥料等微生物與作物互作，具有抗病、促生、提高產(chǎn)量和品質(zhì)的作用；益生菌、酵母菌等微生物促進(jìn)動(dòng)物體內(nèi)腸道菌群平衡，提高免疫力，提升動(dòng)物品質(zhì)和產(chǎn)量。以微生物肥料為例，黑龍江省微生物肥料正式登記產(chǎn)品63 項(xiàng)，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力20 萬～50 萬噸，可實(shí)現(xiàn)平均增產(chǎn)5%以上，減施農(nóng)藥化肥15%以上，在促進(jìn)作物增產(chǎn)、黑土保護(hù)、防治病蟲害、實(shí)現(xiàn)“雙減”等方面作用明顯。

二、微生物食物資源發(fā)展存在的瓶頸問題

黑龍江省地處寒溫帶，微生物資源特征顯著，是世界三大黑土帶之一，土壤生物多樣性豐富；擁有省級(jí)農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源保藏中心，保藏種類和數(shù)量名列東北區(qū)域前茅；擁有哈工大、中科院東北地理所、哈獸研、省科學(xué)院微生物所等知名高校和院所，科研力量雄厚；食用菌產(chǎn)能居全國(guó)第四，農(nóng)業(yè)可施用微生物肥料土地面積廣闊，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好，發(fā)展微生物資源具有廣闊的市場(chǎng)前景。但是，在發(fā)展過程中，微生物相關(guān)食物資源發(fā)展存在一定瓶頸問題。

（一）微生物菌種競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)

目前黑龍江省存在微生物核心菌種競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)、自主創(chuàng)新能力弱的問題。大宗食用菌類品種除黑木耳、玉木耳、銀耳、蛹蟲草外，缺少擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的品種，高效、集約、規(guī)模化生產(chǎn)所需要的種源供應(yīng)，幾乎全部需要進(jìn)口。比如，我國(guó)大面積種植的香菇品種，基本來自上世紀(jì)八九十年代引進(jìn)的日本品種；雙孢蘑菇品種主要是荷蘭、美國(guó)品種，其中美國(guó)占87%；白色金針菇菌種均來自日本公司。玉米深加工氨基酸生產(chǎn)菌種90%以上需要進(jìn)口，知識(shí)產(chǎn)權(quán)費(fèi)用高。

（二）存在關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”問題

食用菌生產(chǎn)仍以傳統(tǒng)農(nóng)戶生產(chǎn)模式為主，工廠化生產(chǎn)食用菌占比仍不高。目前僅有金針菇、杏鮑菇、雙孢蘑菇等食用菌產(chǎn)品以工廠化生產(chǎn)為主，其它食用菌品種工廠化生產(chǎn)程度較低。氨基酸生產(chǎn)能源和資源消耗大，產(chǎn)品附加值不高。氨基酸生產(chǎn)主要原料為玉米淀粉，非糧原料和高附加值氨基酸產(chǎn)品與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有不小的差距，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，大宗氨基酸產(chǎn)能過剩，小品種氨基酸生產(chǎn)技術(shù)有待突破。農(nóng)用微生物制品存在菌種轉(zhuǎn)化效率不高、抗逆、耐低溫性能差、與土著微生物競(jìng)爭(zhēng)能力弱問題。

（三）產(chǎn)業(yè)規(guī)模小散弱

生產(chǎn)企業(yè)普遍存在生產(chǎn)規(guī)模小、發(fā)展后勁不足、生產(chǎn)技術(shù)落后及工藝陳舊、生產(chǎn)效率低問題；產(chǎn)業(yè)聚集度低，與原料提供企業(yè)產(chǎn)業(yè)融合度低；企業(yè)研發(fā)投入水平較低，專業(yè)技術(shù)人員短缺，技術(shù)水平良莠不齊，創(chuàng)新力度相對(duì)較弱，高附加值產(chǎn)品數(shù)量少，產(chǎn)品質(zhì)量不高。

（四）微生物資源保護(hù)力度不足

缺少有目的、有計(jì)劃、系統(tǒng)持續(xù)的微生物資源普查，對(duì)微生物資源的認(rèn)識(shí)、收集、保存和利用不足，種類不豐、家底不清。黑龍江省從事微生物研究的單位眾多，獲得的種質(zhì)資源都是各自保存，一旦研制者工作調(diào)轉(zhuǎn)或是退休，會(huì)出現(xiàn)因保管不善的資源流失問題。同時(shí)，種質(zhì)資源保護(hù)需要根據(jù)菌種的不同，采取不同的保藏方式，除了需要特定的設(shè)備外，還需要定期的轉(zhuǎn)接及維護(hù)。

（五）監(jiān)管體系不健全

對(duì)微生物產(chǎn)品如微生物肥料、微生物農(nóng)藥、食用菌等的市場(chǎng)監(jiān)管不足，食用菌市場(chǎng)銷售菌種70%以上存在同種異名、同名異種現(xiàn)象，微生物肥料、生物有機(jī)肥等產(chǎn)品大范圍存在假冒偽劣問題，實(shí)測(cè)微生物菌數(shù)不達(dá)標(biāo)造成對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺乏效果，致使農(nóng)戶不認(rèn)同。

三、總體建議

（一）加強(qiáng)微生物種質(zhì)資源保護(hù)

種業(yè)之爭(zhēng)本質(zhì)是科技之爭(zhēng)，焦點(diǎn)是資源之爭(zhēng)。誰擁有了更多種質(zhì)資源，誰就掌握了選育品種的優(yōu)勢(shì)，誰就具備了種業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。沒有自主的種質(zhì)資源，就沒有自主的種業(yè)品種。加強(qiáng)微生物資源保護(hù)與利用。實(shí)施生物多樣性保護(hù)工程，選取省內(nèi)典型區(qū)域開展生物多樣性調(diào)查、觀察和評(píng)估，加大珍稀、特有和地方特色品種的收集保護(hù)。建設(shè)微生物種質(zhì)資源保護(hù)平臺(tái)。集中資金支持微生物種質(zhì)資源保藏庫建設(shè)，力爭(zhēng)建成高度智能化、自動(dòng)化的核心菌種和蛋白元件保藏庫，以及菌種組學(xué)數(shù)據(jù)、蛋白結(jié)構(gòu)與功能數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)的生物數(shù)據(jù)庫，持續(xù)穩(wěn)定增強(qiáng)經(jīng)費(fèi)保障。

（二）開展核心技術(shù)攻關(guān)和協(xié)同創(chuàng)新

堅(jiān)持系統(tǒng)化發(fā)展和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)理念，建立和完善創(chuàng)新技術(shù)平臺(tái)體系，加強(qiáng)學(xué)科統(tǒng)籌和資源配置，突出育種技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的交叉融合，構(gòu)建一套系統(tǒng)化、流程化、規(guī)?；?、信息化的分子技術(shù)育種體系，開展基因組編輯、高通量篩選、生物信息學(xué)分析、智能制造工藝攻關(guān)，促進(jìn)共性技術(shù)研發(fā)，突破一批高效、安全生物制劑關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)制一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和重要應(yīng)用前景的新產(chǎn)品。加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新體系建設(shè)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。圍繞優(yōu)良菌種選育、完善產(chǎn)業(yè)鏈條、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面，加強(qiáng)大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)科研力量的融合，構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新體系。建立完整的核心菌種知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析、申報(bào)、布局、保護(hù)、運(yùn)營(yíng)體系，推動(dòng)研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)主體有效強(qiáng)化知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理，全面布局菌種領(lǐng)域各類專利組合、專利池、標(biāo)準(zhǔn)體系，對(duì)國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵菌種形成高效保護(hù)。

（三）建立產(chǎn)業(yè)集群，開展產(chǎn)業(yè)示范引領(lǐng)

強(qiáng)化食用菌、氨基酸、生物肥料、農(nóng)藥、獸藥、飼料等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)，完善產(chǎn)業(yè)鏈條，依據(jù)不同的資源優(yōu)勢(shì)，建設(shè)綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群、功能食品產(chǎn)業(yè)集群、生物制造產(chǎn)業(yè)集群等，提升產(chǎn)業(yè)層級(jí)；在微生物蛋白的不同方向，建立適于各自類型的產(chǎn)業(yè)示范基地，加強(qiáng)示范引領(lǐng)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，促進(jìn)大食物觀理念形成和產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。提高重要農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和品牌。重點(diǎn)圍繞黑土地保護(hù)，加強(qiáng)黑龍江綠色產(chǎn)品建設(shè)，加強(qiáng)生物肥料、生物農(nóng)藥等綠色投入品的施用，圍繞產(chǎn)品打造農(nóng)業(yè)特色文化，凝練地理標(biāo)志品牌，延長(zhǎng)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈。提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。聚焦糧食安全，提高農(nóng)業(yè)畝產(chǎn)效益，依托區(qū)域特色實(shí)施“一城一品”，發(fā)揮好微生物在秸稈處理、土壤、水、污泥等方面凈化作用。

（四）加強(qiáng)對(duì)外合作

引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)人才、技術(shù)、產(chǎn)品，探索與國(guó)際優(yōu)勢(shì)企業(yè)開展聯(lián)合研發(fā)和合作。加強(qiáng)與“一帶一路”沿線國(guó)家和地區(qū)科技合作，建立科技聯(lián)盟、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化專業(yè)機(jī)構(gòu)，推進(jìn)互惠合作。依托省屬科研院所，聯(lián)系中科院與中國(guó)工程院，組建專家智庫，為微生物蛋白產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供指導(dǎo)和智力支持。

（五）加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管

強(qiáng)化體制機(jī)制建設(shè)和市場(chǎng)監(jiān)督評(píng)價(jià)體系建設(shè)，完善產(chǎn)品評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，打擊假冒偽劣產(chǎn)品，綜合運(yùn)用稅收、金融等手段，提高綠色微生物制品、產(chǎn)品應(yīng)用。

總之，借助《黑龍江省“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布契機(jī)，組織全省生物經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域高校、科研院所和企業(yè)，圍繞大食物觀，切實(shí)加強(qiáng)動(dòng)植物、微生物蛋白生產(chǎn)與利用工作，為全省生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展、微生物食品資源拓展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。