目前現代農業發展存在糧食安全、能源安全、環境安全、經濟安全等問題，生物技術有望成為解決這些問題的重要途徑。國內外提出了各種農業發展模式，如石油農業、有機農業、生態農業、綠色農業、都市農業、設施農業、精準農業和現代農業等等，但都沒有將生物技術和現代農業進行統籌考慮，也沒有形成真正的現代農業模式。

 

根據國內外現代農業的發展過程，我們認為現代農業應該包括兩個重要內容：一方面是以生物技術為基礎和核心；另一方面是以動力裝備現代農業為兩翼。如何將生物技術與現代農業緊密結合，是我國未來現代農業發展的關鍵問題。

 

21世紀農業危機應對

 

中國現代農業21世紀面臨七大危機：糧食（食品）安全危機、水土資源危機、能源危機、環境污染危機、人口快速增長和健康危機及氣候變化災害危機。21世紀是生物技術的世紀，解決21世紀農業危機的對策與關鍵，應該是發展生物技術。

 

在解決糧食（食品）安全危機方面，要通過發展生物產業，包括種植業、養殖業、微生物工程和食品加工業來實現。

 

在解決水土資源危機方面，要發展生物資源高效利用技術與產業。例如，發揮生物節水在大面積提高水資源利用效率和抗旱增產方面的重要作用。

 

在解決能源危機方面，要發展生物能源農業、生物化工等產業，特別是發展非糧作物制造生物燃料，新辟生物能源農業新路。

 

在解決環境污染危機方面，要發展有機農業、生態農業、綠色農業、低碳農業、可持續農業和生物型農業；要大力支持和發展生物農藥、生物肥料、生物塑料、生物治理和生物工程產業。這樣才能減少污染源，并利用生物技術消除以前的環境污染，恢復保護生態環境。

 

在應對氣候變化災害危機方面，要趨利避害，發展生物抗逆和資源高效利用良種工程產業，包括生物克隆、轉基因和分子標記輔助選擇育種等生物技術。同時要加快發展大面積、大規模的都市（觀光）農業，設施（抗災高效）農業，工廠化農業和現代（精準）農業。這樣才能高效利用氣候變化帶來的有利條件和減少及抵御氣候變化帶來的不利因素，使農業擺脫靠天吃飯的被動局面，真正使現代農業成為自主農業。

 

在解決人口健康危機方面，首先要加大綠色農業和高值生態農業的發展，同時也要加快生物醫學、植物保護技術及產品在農村的普及和應用，減少各種藥物對人體及生物、環境的污染危害，生產出更多更好的動植物和微生物健康食品、營養食品和功能食品。

 

以生物技術為基礎和核心

 

現代農業的構成和發展過程應該是生物技術和動力裝備技術發展緊密結合的過程。生物和生物技術應該是現代農業發展的基礎和核心，動力裝備技術應該是現代農業發展的兩翼。隨著生產力的歷史發展，他們經過下面兩個交互并進的發展過程。

 

生物技術發展過程，應該是從（原始）自然農業→無機（化學）農業→有機農業→生態農業→綠色農業→資源高效利用型農業→循環農業→低碳農業→生物技術型→可持續農業；

 

動力裝備技術發展過程，應該是人（畜）力農業→機械化農業→電氣（信息）化農業→都市（觀光）農業→設施（抗災高效）農業→工廠化農業→現代（精準）農業。

 

正是由于以上二者技術發展過程的有機結合，才形成了現代農業。將來只有將現代農業進一步發展成為可持續發展農業，才能實現人與自然的和諧發展、人類與地球的共存。

 

從國內外現代農業發展歷史來看，現代農業經歷了從“農業機械化、電氣化、化學化和水利化”的“農業現代化”，到以“農業的信息化、生物化、設施化和管理現代化”為主要特征的“現代農業”的發展過程。

 

世界各國自然經濟社會條件不盡相同，有多種現代農業模式。美國經濟學家弗農拉坦用實證資料證明了這條規律：世界上勞均土地在30hm2以上的國家，基本上走的是機械技術型道路；勞均土地在3 hm2～30hm2之間的國家，走的是生物技術—機械技術交錯型道路；而勞均土地不足3hm2的國家，多數走的是生物技術型道路。中國人均耕地保有量為1.4畝(不到0.1 hm2), 必須走生物技術型現代農業道路，提高資源利用率。中國是人口和農業大國，因此，中國必須發展成為“生物技術型現代農業國家”。

 

世界發達國家現代農業模式可以以美國現代農業模式為例，它是以生物技術型農業為基礎高速發展的。例如，以轉基因作物包括抗除草劑、抗病蟲、優質、營養功能遺傳改良大規模發展為典型代表，同時采用簡化栽培如除草劑、保護性耕作、大面積節水（噴、滴）灌溉技術等和大馬力機械化大規模管理，再加上信息（精準）農業，使美國農業成為高經濟效率、高科技的現代農業模式的代表。因此，美國等國家發達的現代農業模式并不是大家普遍簡單認為的“機械化現代農業模式”，而是建立在先進生物技術型農業的基礎上，并整合現代化機械技術和信息技術的現代農業模式。

 

美國已經成為世界上生物技術作物（包括轉基因作物）應用面積最大的國家。孟山都公司是世界上最大的種子公司，在蔬菜水果領域排名第一，在大田作物領域排名第二，在農用化學領域排名第三，同時也是世界上最大的轉基因種子公司，全球種植的轉基因作物90%為孟山都公司擁有。從有關資料來看，美國政府包括美國農業部等重要部門都與孟山都公司、杜邦公司的商業和經濟活動有重要的聯系。這并不是單純的公司商業經濟行為，而是國家乃至世界范圍內的資源戰爭、經濟戰爭和糧食戰爭。

 

美國前國務卿基辛格在1970年曾發表言論稱“如果你控制了石油，你就控制了所有的國家；如果你控制了糧食，你就控制了所有的人類”。這句話道出了美國領導人和美國政府想要控制全球的意圖和策略，說明了控制糧食的極端重要性。靠什么控制糧食，靠的就是農業生物技術，靠的就是其先進的優良品種。中國的大豆產業被美國的轉基因大豆擊垮；美國先鋒公司的“先玉335”玉米更是僅用3年時間就迅速成為中國第三大玉米品種，成為我國東北第一大主栽品種。美國憑借在轉基因食品領域的絕對技術優勢，已經開始日益在世界糧種市場贏得支配地位。而一旦美國的轉基因糧種在世界范圍內大面積推廣，其他國家本土培育的糧種很可能會被迅速排擠出市場，這就為美國從源頭上控制世界糧食供應打下了堅實的基礎。

 

一粒種子可以改變世界，反過來講，一粒種子也可以擊垮一個產業，甚至危及一個國家的糧食安全。一個農業（種子）公司也可以與世界農業經濟和糧食安全進行博弈。因此，農業生物技術發展力量不可輕視，生物技術型現代農業發展勢不可擋，將發展生物技術型現代農業國家作為中國國家發展目標成為當務之急。在目前世界經濟危機和糧食安全面臨嚴峻挑戰的情況下，我們建議中國政府盡早將發展生物技術型現代農業國家作為國家發展目標，這對中國糧食安全及國家經濟安全都有重要的現實意義和深遠的歷史意義。

 

強國之策和發展目標

 

美國1987年就曾組織有關生物技術方面的研究人員和國家戰略研究人員出版了《農業生物技術是國家競爭策略》。美國科學家Ray V. Herren 也在2003年出版《生物技術-農業革命介紹》一書。為了確保其在生物技術產業的領先地位，美國建立了高層協調機制和產業組織體系，每年投入在生物技術研發上的經費達380多億美元，已先后形成了5個生物谷，培育了1400多家生物技術企業，轉基因作物種植面積居世界第一。為發展生物質能源農業，美國規劃到2020年，生物質燃料將取代10％的燃料油消費，預計2050年可達到50％。此外，美國還專門成立國家農業生物技術委員會（National Agricultureal Biotechnology Council，NABC）。美國國會研究咨詢組織也長期關注生物技術及在農業方面應用的進展，僅2010年就有兩個報告出臺，一個是農業生物技術的背景和進展，一個是美國和歐盟生物技術的爭議。

 

歐盟雖然對轉基因作物持謹慎態度，但自20世紀90年代初開始，歐盟就要求成員國要大力發展生物質能源，積極發展能源農業，以緩解能源供需矛盾，改善環境。按照歐盟的要求，到2020年生物質燃料在傳統燃料市場中應占有20%的比例。發達國家開始從農業（糧食安全）向生物能源農業（能源安全）轉變，這是發達國家現代農業轉型的一個重要方向。

 

英國政府提出“發展生物技術”戰略報告的目標是保持生物技術位于世界第二的水平；日本提出和確立了“生物產業立國”戰略作為新的國家目標，并成立了以首相為首的“生物技術戰略會議”；印度也謀求成為生物技術大國，并專門成立了“生物技術部”；新加坡制定了“五年躋身生物技術頂尖行列”的目標，要把新加坡建成“生物島” 。

 

提升中國農業發展目標

 

國際農業生物技術應用服務組織(ISAAA)指出：繼醫藥作為生物技術發展的第一次浪潮之后，全球生物技術發展的第二次浪潮—農業生物技術隨著本世紀的到來已經揭開了蓬勃發展的序幕。中國在農業生物技術方面如何發展，值得我們深入思考。

 

科學技術是第一生產力，生物技術應該是農業的第一生產力。鄧小平同志曾指出，將來農業問題的出路，最終要由生物工程技術來解決，要靠尖端技術。溫家寶總理在政府工作會議中提出，要解決糧食問題，必須依靠科學手段、生物技術和轉基因技術。2006年桑國衛等四位全國人大代表在十屆全國人大四次會議上提出了“關于制訂我國生物技術發展國家戰略，加速搶占21世紀的重要經濟增長點”的第4944號建議。中國《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》將生物技術列為重點發展的前沿技術。我國2009年啟動240億元的動植物轉基因品種培育重大專項就是農業領域最大的生物技術項目。

 

解放后初期，毛澤東主席曾經提出“農業現代化的根本出路是農業機械化”，現在又有人提出“農業的根本出路在現代化”。我們認為這是在當時社會經濟條件下提出來的先進思想，但從當前國內外現代農業和生物技術的未來發展狀況來看，我們認為中國農業的根本出路在于發展生物技術和現代（裝備）農業緊密結合的生物技術型現代農業，而不是單純的機械化農業，也不是單純的生物技術型農業。這應該是中國特色的現代農業模式。

 

雖然中國政府對生物技術和現代農業非常重視，但并沒有將生物技術型現代農業作為一個整體發展思路考慮。面對許多農業新概念的提出，如有機農業、生態農業、綠色農業、生物農業、機械化農業、設施農業、現代農業等等，如何理出一個中國農業發展的整體思路，形成一個現代農業體系是亟待解決的問題。經過我們多年的深入思考，我們認為，要將建立生物技術型現代農業國家作為中國生物技術與生命科學發展的出路之一，作為中國現代農業發展的目標，這樣才能為國家現代農業發展做出貢獻。

 

從生物技術到生物技術型現代農業

 

近30年來，生物技術、農業生物技術、生物型農業、生物技術型農業、現代農業、轉基因作物、生物技術作物等概念不斷發展變化，也帶來了現代農業發展體系的變化。根據國內外農業和生物技術的發展過程，我們提出生物型現代農業國家發展過程應該是“農業（Agriculture）→生物技術（Biotechnology）→生物技術作物（Biotech Crops）→農業生物技術（Agricultural Biotechnology）→現代農業（Modern Agriculture）→生物技術型農業（Biotech Agriculture）→生物技術型現代農業（Biotech Modern Agriculture）→生物技術型現代農業國家（Biotech Modern Agriculture Nation）。

 

在這個發展過程中，生物技術先由一兩項技術在農業生產中簡單應用，發展到在農作物上大面積應用（如脫毒組織培養和快繁、轉基因作物、未來的分子設計育種），再到生物技術在農業中的普遍應用即發展成為農業生物技術（包括動植物和微生物、農業和食品加工業、生物能源農業），再到以生物技術為主代替常規農業的生物技術型農業。生物技術應該是現代農業的一個方面，但生物技術在現代農業所占的比例多少，隨著現代農業的不同發展階段是不同的。因此，要將生物技術和現代（裝備）農業緊密結合，二者共同發展，才能形成生物技術型的現代農業。但要發展成為一個生物技術型現代農業國家還需要長期努力，才能最終實現。

 

生物技術型現代農業國家研究方向

 

中國科學院是國家級科技隊伍，在農業現代化和生物技術領域研究基礎深厚，部分生物技術方面處于領先地位。為了結合我國現代農業的發展，我們需要加強生物技術型現代農業的政策和發展戰略方面研究，才能為國民經濟發展提供服務。

 

中國科學院非常重視中國糧食安全問題，在區域生態建設和治理的基礎上，有計劃地進行創新集成中國糧食安全支撐體系建設。雖然農業機械化不是中國科學院的強項，但其在農業信息化方面卻可以加強發展。通過和我國糧食主產區的有關省份和團體機構，如黃淮海糧倉的河南省、沈陽軍區、新疆建設兵團建立農業科技和糧食新增項目合作，與這些糧食主產區的先進農業機械設備緊密結合，整合集成生物技術和信息技術及現代農業機械化技術，發展不同區域生物技術型現代農業模式，從而建立發展中國特色的生物技術型現代農業國家體系。這應該是中國科學院在中國現代農業發展過程中的一個創新實踐，也有希望成為一個創舉。

 

同時，我們要比較研究國內外現代農業發展模式、國內外生物技術發展戰略及國內外生物技術和現代農業結合的模式，在此基礎上建立中國生物技術型現代農業國家理論體系、技術體系和政策體系，最后提出中國生物技術型現代農業國家發展戰略。

 

現代農業目標應該有以下八個方面。糧食（數量）和食品（質量）安全；生物（克隆、轉基因、醫學）安全；環境安全；生態（生物多樣性）安全；能源安全；經濟安全和社會安全。以上八大安全都必須建立在生物技術型現代農業的基礎上。這樣才能使現代農業和現代工業、現代科技和國家現代化發展相緊密結合，共同前進。我們認為，創建生物技術型現代農業國家優先發展領域應該有如下方面：

 

1.優質高效抗逆種植業（糧食和經濟作物）

 

2.優質高效抗逆養殖業（畜牧業和水產業）

 

3.高效高值微生物工程（釀造和制藥）

 

4.高值功能食品工程（精制加工和人工合成制造）

 

5.生物學前沿（基因組、蛋白組、代謝組、基因網絡、生物信息學、生物醫學）

 

6.生物技術（生物克隆、轉基因、分子育種、酶工程、發酵工程、細胞工程）

 

7.生物產業（生物肥料、生物農藥、生物防治、生物塑料、生物能源、生物制藥、生物化工、生物煉礦）

 

8.土地（流轉）安全和高效利用政策和規模經營

 

9.水資源安全和高效利用

 

10.環境安全和高效利用

 

11.生態安全和保育

 

12.氣候變化與農業（生物）抗災安全

 

13.農業（生物）經濟與補貼政策

 

總之，要將生物技術型現代農業作為國家發展目標，才能實現建設環境友好型和資源高效利用型的兩型社會，從而得以保障糧食（食品）安全和發展農業經濟兩個基本目標。■

 

（本文作者系中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心研究員）

 

《科學新聞》 (科學新聞2011年第12期 政策)