“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�！敝袊r業(yè)科學(xué)院副院長(cháng)王韌接受《經(jīng)濟參考報》記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)說(shuō)，農業(yè)是生物經(jīng)濟的基礎，生物農業(yè)的發(fā)展將催生一系列新的產(chǎn)業(yè)并推動(dòng)生產(chǎn)和生活方式的轉變。
生物經(jīng)濟包含多重目標
日前發(fā)布的《“十二五”國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》提出，生物產(chǎn)業(yè)要面向人民健康、農業(yè)發(fā)展、資源環(huán)境保護等重大需求，強化生物資源利用等共性關(guān)鍵技術(shù)和工藝裝備開(kāi)發(fā)，加快構建現代生物產(chǎn)業(yè)體系。
王韌認為，農業(yè)不只是生產(chǎn)農產(chǎn)品和食品，而且是“生物經(jīng)濟”的基礎。不論是動(dòng)物、植物還是微生物，生物經(jīng)濟的原料生產(chǎn)在很大程度上都是屬于農業(yè)的范疇。
上述規劃中提出的“人民健康、農業(yè)發(fā)展、資源環(huán)境保護”，都對生物經(jīng)濟特別是生物農業(yè)提出了要求。王韌認為，生物經(jīng)濟應該包括幾個(gè)主要目標，一是保證糧食安全和食品安全，滿(mǎn)足中國人不斷提高的營(yíng)養和健康需求；二是生物產(chǎn)業(yè)和生物經(jīng)濟要推動(dòng)國家產(chǎn)業(yè)結構調整和經(jīng)濟發(fā)展方式轉變；三是要致力于可持續發(fā)展，著(zhù)力提高自然資源的利用率；四是為國家戰略資源尤其是能源和水資源的平衡做出貢獻。
“為了適應這些要求，農業(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(shuō)，同時(shí)伴隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)鏈的延長(cháng)，把地里種出來(lái)的東西帶到餐桌上的過(guò)程中，安全的食品添加劑、生物塑料、生物農藥、生物環(huán)境保護劑等新產(chǎn)品都會(huì )帶動(dòng)生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
王韌說(shuō)，農科院有一位老專(zhuān)家包建中教授10多年前曾提出“白色農業(yè)”的概念，白色不是指塑料地膜，而是農業(yè)微生物的工業(yè)化生產(chǎn)。因為農業(yè)微生物的生產(chǎn)在發(fā)酵車(chē)間，人們都穿著(zhù)白大褂，真菌的菌絲體也是白色的，所以叫“白色農業(yè)”�！鞍咨r業(yè)”包括微生物肥料、農藥、飼料、食品、環(huán)境調節劑、能源等系列產(chǎn)品。
其中，生物能源正在很大程度上改變著(zhù)全球的能源消費結構。王韌介紹說(shuō)，現在瑞典、德國、奧地利、丹麥等國家的產(chǎn)業(yè)化沼氣已經(jīng)初具規模，比如建在德國的全球最大規模沼氣反應罐群，由15個(gè)厭氧發(fā)酵罐組成，年產(chǎn)生物天然氣4600萬(wàn)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(chē)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(lái)三十年中國將完成農業(yè)的現代化�！蓖蹴g認為，這個(gè)過(guò)程中需要解決的問(wèn)題是，中國農業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)的基礎——農產(chǎn)品生產(chǎn)水平如何提升。目前中國13個(gè)糧食主產(chǎn)省區供應了全國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(cháng)已經(jīng)到了“天花板”，趕不上糧食需求增長(cháng)的速度。此外，包括主產(chǎn)區在內，全國近70%的農田是中低產(chǎn)田。
王韌認為，提高農作物的單產(chǎn)水平，一是遺傳學(xué)上的解決辦法，通過(guò)深入發(fā)掘動(dòng)植物種質(zhì)資源中的基因，實(shí)現品種的改良，這是提高未來(lái)農業(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(guò)精準農業(yè)實(shí)現精量施肥，而精準農業(yè)又基于GIS、GPS等信息技術(shù)。
王韌介紹說(shuō)，第一次綠色革命是在上世紀60年代，以矮桿作物和高肥水、高農化產(chǎn)品投入為代表；第二次綠色革命是在上世紀80年代，把自然資源的利用率和環(huán)境問(wèn)題考慮了進(jìn)來(lái)；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)為標志。
通過(guò)分子生物學(xué)、基因組學(xué)等生物技術(shù)，將大幅提高作物對光、水、肥等資源的利用率。比如，玉米是碳4型植物，水稻、小麥是碳3型植物，而水稻、小麥的光能利用率只有1.5%左右，遠遠低于玉米�？偛吭O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(guò)基因工程的辦法，將水稻由碳3轉為碳4植物�！斑@是非常有前瞻性和有野心的項目，一旦成功，將大大提高水稻的光合作用效率�！�
對于正在發(fā)生的第三次綠色革命，王韌認為，現在對遺傳基因和田間表現性狀的聯(lián)系進(jìn)行的新基因發(fā)掘研究?jì)H占國際農業(yè)研究組織已收集保藏的農作物遺傳資源的10%左右，對主要作物多品種、多產(chǎn)地的重測序和基因挖掘工作才剛剛開(kāi)始，對于那些區域性強、種植面積小的作物，基因測序和分子育種研究還沒(méi)有真正開(kāi)始。
王韌說(shuō)，通過(guò)全基因組測序、基因組學(xué)、分子標記輔助育種、轉基因技術(shù)等現代植物遺傳科技使“設計”作物品種成為可能，比如現在知道水稻12條染色體、5萬(wàn)條基因的具體位置，將來(lái)要明確每個(gè)基因的功能，就可以設計出想要的品種�，F在還談不上“設計”，只能把抗病、抗蟲(chóng)、矮桿的基因轉進(jìn)去，而要大幅度提高肥料的利用率、改變品種的營(yíng)養結構(比如富含鐵、鋅或維生素)，還是長(cháng)期的目標。
植物工廠(chǎng)：改變生產(chǎn)生活方式
家里有一臺電冰箱式的裝置，可以進(jìn)行蔬菜無(wú)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(zhù)宣傳畫(huà)冊上的圖片，王韌向記者描述什么是家庭里的“植物工廠(chǎng)”。
《第三次工業(yè)革命》的作者里夫金提出，在新時(shí)代，數以?xún)|計的人們將在自己家里、辦公室里、工廠(chǎng)里生產(chǎn)出自己的綠色能源，并進(jìn)行分享，這將影響人們如何做生意、如何管理社會(huì )和如何生活。
而在生物農業(yè)領(lǐng)域，建立在居民小區的植物工廠(chǎng)作為一種類(lèi)似于“分布式能源”的新形態(tài)，也有可能推動(dòng)生產(chǎn)和生活方式的轉變。
“植物工廠(chǎng)將使生活方式和城市組織形態(tài)都發(fā)生變化�！蓖蹴g說(shuō)，比如在大型商貿中心里建設植物工廠(chǎng)，下面幾層是商場(chǎng)和寫(xiě)字樓，上面是植物工廠(chǎng)，三口之家在商場(chǎng)買(mǎi)完?yáng)|西，就可以直接坐電梯上樓采摘蔬菜。在小區里的蔬菜花卉中心，居民也可以自種、自采、自供，解決城市擴張之后蔬菜產(chǎn)銷(xiāo)區分離的問(wèn)題。
王韌認為，在摩天大樓里不僅可以種植物，甚至可以養牛、養羊，這不是科學(xué)幻想，而是未來(lái)都市農業(yè)的發(fā)展藍圖，再過(guò)五年可能就會(huì )變成現實(shí)。屆時(shí)城市內農產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、包裝、配送的企業(yè)或連鎖店，加上為其提供設備和服務(wù)的專(zhuān)業(yè)公司，將形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
據了解，植物工廠(chǎng)已經(jīng)成為農業(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(lèi)型號的蔬菜工廠(chǎng)，2011年，由農林水產(chǎn)省出資1000億日元、經(jīng)濟貿易工業(yè)省出資500億日元補助科研單位、企業(yè)和農戶(hù)再發(fā)展100家，以解決日本當前農業(yè)面臨的諸多問(wèn)題；美國還提出了利用蔬菜工廠(chǎng)技術(shù)實(shí)現“摩天大樓農業(yè)”以及為宇宙空間站和星球探索提供食物保障的計劃；歐洲各國也在從節能和降低運行成本的角度進(jìn)行蔬菜工廠(chǎng)的研發(fā)，極大地推動(dòng)了蔬菜工廠(chǎng)的發(fā)展。