发布时间: 2016-07-01
文章来源：中国科学报
陕西西咸新区智慧农业产业园一角
生物农业的产业链
在农业科技和生产的现代化发展中，人们将各种不同学科领域的理论、技术、方法、工具和设备应用在农业生产中，形成了众多关于农业产业形态的概念，如工业化农业、石油农业、化学农业、机械化农业、基因农业、智慧农业、精准农业，生态农业、生物农业、有机农业、绿色农业等等。这些概念在内涵和外延上存在或交叉、重叠、包含，或相对、相反、并列的关系，并且随着时代发展逐步改变着人们对于现代农业发展阶段和趋向的理解和认识。
关于生物农业的概念问题
20世纪末以来，随着各学科理论技术交叉、渗透、融合的发展，生物学作为研究生物各个层次的种类、结构、功能、发育和起源进化以及生物与周围环境关系的科学，其理论、技术和应用研究也表现出强烈的融合发展、整合发展的趋势，生物农业的概念也随之出现。但至今众多学者对其概念的内涵和外延有不同的界定和争议。
我国生物农业概念的提出和发展经历了一个国外引进和自我发展的过程。
现代农业发展的基础是生物农业。之所以讲是现代农业，就要从理念上改变传统农业的思维，即农业绝不仅仅是为了产粮，为了果腹；农业生产是为了人类的健康、为了生命的质量、为了社会的发展、为了环境的友好。所以，生物农业是利用系统生物学的原理、方法，去管理农作物；利用生物技术手段改造和提升农业品种和农产品性能，通过促进自然过程和生物循环保持土地生产力，利用生物学方法防治有害生物，以保障绿色或有机农产品；在认识农作物生长规律基础上，利用传感器等现代技术手段，改进农业生产方式，降低农业生产成本；利用生态学理论和方法，调节水肥与土壤之间的关系，在满足农作物生长的基础上，实现环境友好；利用生物学基本原理及发酵技术，提升农产品及农业物质的有效价值，服务于畜牧业及工业化发展。可以说，生物农业是现代生物学理论技术与农业生产相结合而形成的新概念。它既是一个学科理论概念，又是一个产业经济概念。基因农业、有机农业、生态农业，都是主要利用农业生物技术而形成的现代农业生产形态，可视为生物农业的下位概念。化学农业是与生物农业区别最大的一个概念，现代生物农业的发展要求尽量少用、不用人工合成的化学制品如肥料、农药、动植物生长调节剂和饲料添加剂等，以避免化学品对农产品安全和人体健康的危害。
在30多年的发展过程中，我国生物农业概念从最初主要针对生态农业、有机农业，逐步扩展到包括分子育种等现代生物技术在农业中的广泛应用。这是我国生物农业概念不同于国外生物农业、生态农业、有机农业或农业生物技术概念的独特之处。欧美等国家生物农业概念依然主要指生态农业、有机农业，而我国生物农业概念覆盖所有生物学理论技术在农业中的应用，包括生物工程、有机、生态和分子生物技术等。当前，国内关于生物农业概念同时具有沿袭欧美的狭义界定和我国扩展的广义界定两种方法，在一定程度上造成概念理解和研究路线的分歧。
另外，生物农业是一个具有生物农业科学、生物农业技术、生物农业产业等多个层次含义的大类概念，而相关领域的研究人员和产业人士大多只了解和关注其中的某一层次某一方面内容，没有形成系统的、综合的生物农业概念体系。
我国生物农业理论发展现状
在生态农业、农业生物技术研发利用及生物农业产业发展等领域，已经形成了初步的理论、技术和产业政策体系，生物农业产业发展也具有了一定的规模。
在生态农业（绿色农业、持续农业、有机农业）发展方面，我国在引进吸收国外生物农业、生态农业、有机农业、持续农业等相关理论研究成果的同时，开展了对中国生态农业理论基础、发展历史、建设模式、技术及产业政策的研究和应用。
在生物学和现代农业生物技术研发方面，我国近年来的学科建设和科技能力日益提高，在部分研究领域达到世界先进水平。根据武汉大学中国科学评价研究中心研发的《2014年世界一流大学与科研机构学科竞争力排行榜》，我国在生物学与生物化学、植物学与动物学、微生物学、分子生物学与遗传学以及农业科学等学科领域，都有一批具有突出国际地位的科研机构。特别是中国科学院作为中国最重要的基础科学国立研究机构，在以上多个学科领域都进入世界前10名。
在生物农业发展战略与政策研究方面，我国高度重视农业生物技术研发应用和战略研究，采取了一系列政策措施促进生物农业科技和产业创新发展。《国家中长期科学和技术发展规划纲要 （2006—2020年）》确定了农业领域的优先主题，包括种质资源发掘、保存和创新与新品种定向培育、畜禽水产健康养殖与疫病防控、农林生态安全与现代林业、环保型肥料、农药创制和生态农业等，除将转基因生物新品种培育作为16个重大专项之一，还部署了动植物品种与药物分子设计、生物芯片、干细胞和组织工程等前沿技术研究与应用。
但是，我国生物农业理论研究在得到一定发展的同时，还存在着一些发展中的不足与问题，主要表现在：概念认识尚不统一，理论和技术体系尚不完善，缺乏有价值的研究成果以及成果应用转化程度不高等。
对我国生物农业发展的对策建议
欧美农业发展历程表明，生物农业的迅速发展促进了新的生物农业的产业类型，也促使生物农业的产业链不断升级和有新的发展。生物农业的产业链应以传统道地农产品生产为核心，生物肥料、生物兽药、生物农药等为上游或资源供给，生物农业服务业为辅助，生物功能食品为下游产品的链条式产业。
目前我国农业持续发展面临国内主要农产品价格高于进口价格和农业补贴受到世贸组织规则限制的两个“天花板”外，还有生态环境和资源条件这两道“紧箍咒”也严重束缚农业长远发展。与此同时，随着工业化、城镇化推进，耕地不仅数量在减少、质量也在下降，农业劳动力大幅度减少，农业成本直线上升，土壤污染加剧，农业生产用水缺口呈扩大之势，农业资源约束也在日益增强。
发展生物农业，可促进我国农业产业体系的根本转变、促进农业生产方式的根本转变和实现我国农业组织方式的根本转变，从而改变农业产业结构、农业形态结构，促进人类健康水平和生物工业水平的提升，走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的中国农业现代化道路。
为此，提出我国生物农业的发展的三点建议，以供参考讨论。
一是加强生物农业理论和技术体系的建设。从促进现代农业持续发展的战略高度，构建我国生物农业学科理论和技术体系。基于系统生物学、整合生物学等最新生物学理论的学科交叉融合思想，综合应用生物学领域所有有益理论，并吸收信息科学、计算科学等现代科技手段，建立系统化跨学科的生物农业学科理论体系和针对我国农业生物资源特点的现代化生物技术体系。如面对人口增加、粮食单产徘徊以及集约化农业环境代价日益加剧的严峻局面,可对充分利用区域光温条件的作物代谢研究成果指导培育新品种、各个区域作物高产水平和高效目标要求与水肥供应阈值耦合成果，把光能转变为生物能的最新成果运用到植物光合作用中，降低对土壤、水分的过度利用水平，利用现代信息和计算机技术，通过大数据的挖掘和应用，对进行追肥、施药和灌水等苗情分类管理技术进行技术集成与创新，在将高产和高效结合的同时，合理利用有限的资源,以实现大面积高产高效。
二是优化生物农业产业战略和政策研究。生物农业产业战略和政策研究要坚持科技与经济紧密结合，提出适合我国生态资源和经济社会发展水平的生物农业发展战略和政策体系，促进生物农业全产业链现代化持续发展。要将生物农业作为现代农业的主要发展形态和模式，在各项农业发展规划中予以重点扶持。根据区域生态环境差异，恰当布局有机农业、绿色农业和现代农业生物技术产业的合理发展区间。针对农业生物技术、生物型农业生产资料、种养殖产业的不同环节，研究设计差异化的产业促进策略和政策激励措施。
三是大力培养生物农业科技人才，促进科技成果转化。面向生物农业学科和技术发展需要，培养生物学、农学高层次复合型研究人才。与此同时，立足产业发展需求，着力培养生物农业创新创业人才。优化强化面向生物农业从业人员的职业教育和继续教育，通过多种渠道和途径培养造就有文化、懂技术、会经营的新型职业农民和农业企业家，推进生物农业技术转化、企业发展、经济繁荣。
近年来，由中科院西安分院、中科院西北生物农业中心和宁夏回族自治区科技厅共同组织专家，对宁夏枸杞资源利用问题从生物农业发展的视角出发，在组织全国相关学科专家、院士进行到宁夏中卫县等调研，及重点围绕我国中药现代化，枸杞有效成分、生物活性与药用价值，枸杞资源利用深度挖掘的基础、需求和策略等内容展开深入探讨的基础上，提出“再造宁夏枸杞新优势规划（2016-2020年）”咨询报告，经宁夏自治区政府研究确立与中科院开展院地合作，实施“十三五”专项，围绕再造枸杞产业新优势，开展枸杞功效为主的重大前沿基础研究和枸杞加工新技术、新工艺、新产品研发，延长枸杞产业链，扩大宁夏枸杞品牌影响力。同时，围绕贺兰山东麓葡萄酒产业品牌提升，开展葡萄抗寒及特色品种选育，新的免埋土葡萄品种的应用，首先大幅度降低了人工成本，特色品种照的产生在促进酿造工艺改变的同时，大大提高了葡萄酒的品质，为做大做强宁夏酿酒葡萄产业提供支撑。这些已是对生物农业理论和方法的积极实践与应用，取得了理想的效果。
（作者：杨星科，中科院西安分院、陕西省科学院党组书记、副院长、博导、中科院西北生物农业中心主任；马齐，中科院西北生物农业中心副主任、研究员）
