“新一輪工業(yè)革命是生物技術(shù)和信息技術(shù),、納米技術(shù)的整合,。”中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長王韌接受《經(jīng)濟(jì)參考報(bào)》記者專訪時(shí)說,，農(nóng)業(yè)是生物經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),，生物農(nóng)業(yè)的發(fā)展將催生一系列新的產(chǎn)業(yè)并推動(dòng)生產(chǎn)和生活方式的轉(zhuǎn)變,。
生物經(jīng)濟(jì)包含多重目標(biāo)
日前發(fā)布的《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出,，生物產(chǎn)業(yè)要面向人民健康、農(nóng)業(yè)發(fā)展,、資源環(huán)境保護(hù)等重大需求,，強(qiáng)化生物資源利用等共性關(guān)鍵技術(shù)和工藝裝備開發(fā)，加快構(gòu)建現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)體系,。
王韌認(rèn)為,，農(nóng)業(yè)不只是生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品和食品，而且是“生物經(jīng)濟(jì)”的基礎(chǔ),。不論是動(dòng)物,、植物還是微生物，生物經(jīng)濟(jì)的原料生產(chǎn)在很大程度上都是屬于農(nóng)業(yè)的范疇,。
上述規(guī)劃中提出的“人民健康,、農(nóng)業(yè)發(fā)展、資源環(huán)境保護(hù)”,，都對(duì)生物經(jīng)濟(jì)特別是生物農(nóng)業(yè)提出了要求,。王韌認(rèn)為，生物經(jīng)濟(jì)應(yīng)該包括幾個(gè)主要目標(biāo),，一是保證糧食安全和食品安全,，滿足中國人不斷提高的營養(yǎng)和健康需求；二是生物產(chǎn)業(yè)和生物經(jīng)濟(jì)要推動(dòng)國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變,；三是要致力于可持續(xù)發(fā)展,，著力提高自然資源的利用率；四是為國家戰(zhàn)略資源尤其是能源和水資源的平衡做出貢獻(xiàn),。
“為了適應(yīng)這些要求,，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式、作物品種,、田間管理,、產(chǎn)品加工等都要進(jìn)行改變�,！蓖蹴g說,，同時(shí)伴隨著產(chǎn)業(yè)鏈的延長，把地里種出來的東西帶到餐桌上的過程中,，安全的食品添加劑,、生物塑料、生物農(nóng)藥,、生物環(huán)境保護(hù)劑等新產(chǎn)品都會(huì)帶動(dòng)生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。
王韌說，農(nóng)科院有一位老專家包建中教授10多年前曾提出“白色農(nóng)業(yè)”的概念,，白色不是指塑料地膜,，而是農(nóng)業(yè)微生物的工業(yè)化生產(chǎn),。因?yàn)檗r(nóng)業(yè)微生物的生產(chǎn)在發(fā)酵車間，人們都穿著白大褂,，真菌的菌絲體也是白色的,，所以叫“白色農(nóng)業(yè)”�,！鞍咨r(nóng)業(yè)”包括微生物肥料,、農(nóng)藥、飼料,、食品、環(huán)境調(diào)節(jié)劑,、能源等系列產(chǎn)品,。
其中，生物能源正在很大程度上改變著全球的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),。王韌介紹說,，現(xiàn)在瑞典、德國,、奧地利,、丹麥等國家的產(chǎn)業(yè)化沼氣已經(jīng)初具規(guī)模，比如建在德國的全球最大規(guī)模沼氣反應(yīng)罐群,，由15個(gè)厭氧發(fā)酵罐組成,，年產(chǎn)生物天然氣4600萬立方米，可并入天然氣管網(wǎng),，年發(fā)電1.6億千瓦時(shí),，沼氣提純濃縮以后制成甲烷氣，還可直接提供給汽車作為能源,。這將是生物產(chǎn)業(yè)一個(gè)重大的發(fā)展方向,。
光水肥的“變奏”
“未來三十年中國將完成農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化�,！蓖蹴g認(rèn)為,，這個(gè)過程中需要解決的問題是，中國農(nóng)業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)——農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)水平如何提升,。目前中國13個(gè)糧食主產(chǎn)省區(qū)供應(yīng)了全國80%以上的商品糧,，但產(chǎn)糧大縣主要糧食作物的產(chǎn)量水平增長已經(jīng)到了“天花板”，趕不上糧食需求增長的速度,。此外,，包括主產(chǎn)區(qū)在內(nèi)，全國近70%的農(nóng)田是中低產(chǎn)田,。
王韌認(rèn)為,，提高農(nóng)作物的單產(chǎn)水平,，一是遺傳學(xué)上的解決辦法，通過深入發(fā)掘動(dòng)植物種質(zhì)資源中的基因,，實(shí)現(xiàn)品種的改良,，這是提高未來農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)水平的最根本途徑；二是管理上的解決方案,，比如通過精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)精量施肥,，而精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)又基于GIS、GPS等信息技術(shù),。
王韌介紹說,，第一次綠色革命是在上世紀(jì)60年代，以矮桿作物和高肥水,、高農(nóng)化產(chǎn)品投入為代表,；第二次綠色革命是在上世紀(jì)80年代，把自然資源的利用率和環(huán)境問題考慮了進(jìn)來,；第三次綠色革命則是以分子生物學(xué)技術(shù)和基因組學(xué)技術(shù)為標(biāo)志,。
通過分子生物學(xué)、基因組學(xué)等生物技術(shù),，將大幅提高作物對(duì)光,、水、肥等資源的利用率,。比如,，玉米是碳4型植物，水稻,、小麥?zhǔn)翘?型植物,，而水稻、小麥的光能利用率只有1.5%左右,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于玉米,。總部設(shè)在菲律賓的國際水稻所組織牽頭成立了一個(gè)聯(lián)盟,，希望通過基因工程的辦法,，將水稻由碳3轉(zhuǎn)為碳4植物�,！斑@是非常有前瞻性和有野心的項(xiàng)目,，一旦成功，將大大提高水稻的光合作用效率,�,！�
對(duì)于正在發(fā)生的第三次綠色革命，王韌認(rèn)為，現(xiàn)在對(duì)遺傳基因和田間表現(xiàn)性狀的聯(lián)系進(jìn)行的新基因發(fā)掘研究僅占國際農(nóng)業(yè)研究組織已收集保藏的農(nóng)作物遺傳資源的10%左右,，對(duì)主要作物多品種,、多產(chǎn)地的重測序和基因挖掘工作才剛剛開始，對(duì)于那些區(qū)域性強(qiáng),、種植面積小的作物,，基因測序和分子育種研究還沒有真正開始。
王韌說,，通過全基因組測序,、基因組學(xué)、分子標(biāo)記輔助育種,、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等現(xiàn)代植物遺傳科技使“設(shè)計(jì)”作物品種成為可能,，比如現(xiàn)在知道水稻12條染色體、5萬條基因的具體位置,，將來要明確每個(gè)基因的功能,，就可以設(shè)計(jì)出想要的品種。現(xiàn)在還談不上“設(shè)計(jì)”,，只能把抗病、抗蟲,、矮桿的基因轉(zhuǎn)進(jìn)去,，而要大幅度提高肥料的利用率、改變品種的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)(比如富含鐵,、鋅或維生素),，還是長期的目標(biāo)。
植物工廠：改變生產(chǎn)生活方式
家里有一臺(tái)電冰箱式的裝置,，可以進(jìn)行蔬菜無土栽培,，24到30天收一茬，基本能解決一個(gè)家庭的蔬菜需求——指著宣傳畫冊上的圖片,，王韌向記者描述什么是家庭里的“植物工廠”,。
《第三次工業(yè)革命》的作者里夫金提出，在新時(shí)代,，數(shù)以億計(jì)的人們將在自己家里,、辦公室里、工廠里生產(chǎn)出自己的綠色能源,，并進(jìn)行分享,，這將影響人們?nèi)绾巫錾狻⑷绾喂芾砩鐣?huì)和如何生活,。
而在生物農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,，建立在居民小區(qū)的植物工廠作為一種類似于“分布式能源”的新形態(tài)，也有可能推動(dòng)生產(chǎn)和生活方式的轉(zhuǎn)變,。
“植物工廠將使生活方式和城市組織形態(tài)都發(fā)生變化,�,！蓖蹴g說，比如在大型商貿(mào)中心里建設(shè)植物工廠,，下面幾層是商場和寫字樓,，上面是植物工廠，三口之家在商場買完東西,，就可以直接坐電梯上樓采摘蔬菜,。在小區(qū)里的蔬菜花卉中心，居民也可以自種,、自采,、自供，解決城市擴(kuò)張之后蔬菜產(chǎn)銷區(qū)分離的問題,。
王韌認(rèn)為,，在摩天大樓里不僅可以種植物，甚至可以養(yǎng)牛,、養(yǎng)羊,，這不是科學(xué)幻想，而是未來都市農(nóng)業(yè)的發(fā)展藍(lán)圖,，再過五年可能就會(huì)變成現(xiàn)實(shí),。屆時(shí)城市內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工,、包裝,、配送的企業(yè)或連鎖店，加上為其提供設(shè)備和服務(wù)的專業(yè)公司,，將形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,。
據(jù)了解，植物工廠已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,。目前,，僅日本就建成了50家各類型號(hào)的蔬菜工廠，2011年,，由農(nóng)林水產(chǎn)省出資1000億日元,、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易工業(yè)省出資500億日元補(bǔ)助科研單位、企業(yè)和農(nóng)戶再發(fā)展100家,，以解決日本當(dāng)前農(nóng)業(yè)面臨的諸多問題,；美國還提出了利用蔬菜工廠技術(shù)實(shí)現(xiàn)“摩天大樓農(nóng)業(yè)”以及為宇宙空間站和星球探索提供食物保障的計(jì)劃；歐洲各國也在從節(jié)能和降低運(yùn)行成本的角度進(jìn)行蔬菜工廠的研發(fā),，極大地推動(dòng)了蔬菜工廠的發(fā)展,。