姍姍來(lái)遲，中國(guó)開(kāi)始轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)
撰文｜崔凱（上海交通大學(xué)安泰經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院課程教授）
責(zé)編｜邸利會(huì)
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最近，國(guó)家從戰(zhàn)略上更加關(guān)注糧食安全和綠色環(huán)保問(wèn)題，停滯不前的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)化開(kāi)始悄然啟動(dòng)。
轉(zhuǎn)基因的科學(xué)原理，已經(jīng)有了不少專業(yè)解讀。然而部分民眾或不相信，或看不懂，進(jìn)而心存疑慮。然而，不管如何爭(zhēng)論，一個(gè)事實(shí)是，地球上的人口仍以每小時(shí)1萬(wàn)人的速度增長(zhǎng)。我們無(wú)法跳脫的現(xiàn)實(shí)是——
什么都可以放棄，唯有食物不可或缺。
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2021年，中國(guó)糧食總產(chǎn)量達(dá)到6.8億噸，加上進(jìn)口的1.6億噸糧食，合計(jì)8.4億噸。按照重量折算，中國(guó)糧食的對(duì)外依存度不到20%，還算歲月靜好。
不過(guò)，將進(jìn)口糧食換算成耕地面積，數(shù)據(jù)就不那么令人淡定了。
進(jìn)口的1.6億噸糧食中，1億噸大豆的生產(chǎn)需要8億畝耕地，0.6億噸其他谷物又會(huì)消耗掉1億畝耕地。此外，中國(guó)每年還進(jìn)口約0.1億噸的肉類和奶粉，消耗的飼用谷物進(jìn)行折算，又需要1億畝耕地。
三項(xiàng)合計(jì)，相當(dāng)于進(jìn)口了約10億畝耕地。中國(guó)自有耕地20億畝，如果按照面積折算，我們的糧食對(duì)外依存度超過(guò)了30%。
“愛(ài)上一匹野馬，可是家里沒(méi)有草原”，中國(guó)人均只有900平方米耕地，只有美國(guó)的1/6和俄羅斯的1/9。要在30米見(jiàn)方這樣一小塊土地上生產(chǎn)出喂飽一個(gè)人的食物，談何容易？如果再遇到水旱災(zāi)年（不管十年一遇還是百年一遇），更加是個(gè)挑戰(zhàn)。
今天，我們的餐桌似乎空前豐盛，糧食安全被很多人所忽視。但過(guò)去20年，中國(guó)糧食進(jìn)口量占全球的份額已經(jīng)從5%提高至30%。今天的中國(guó)，85%的大豆和10%的玉米需要依賴進(jìn)口。
大豆 “淪陷”，有人或許會(huì)問(wèn)：擴(kuò)大國(guó)產(chǎn)大豆的種植面積，不行么？簡(jiǎn)單說(shuō)，不現(xiàn)實(shí)。
水稻、小麥、玉米和大豆是中國(guó)糧食大家庭的 “四個(gè)孩子”。如果要實(shí)現(xiàn)大豆自給自足，意味著一半的耕地要用來(lái)種植大豆，那么水稻、小麥和玉米該怎么辦？手心手背都是肉，權(quán)衡利弊，我們必須優(yōu)先保證主糧的自給率，用 “犧牲” 大豆節(jié)約出來(lái)的耕地種植稻麥。
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曾有朋友問(wèn)我：如果完全自給自足，中國(guó)究竟可以養(yǎng)活多少人？我們可以來(lái)做個(gè)測(cè)算。
單純依靠國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的6.8億噸糧食，中國(guó)可以養(yǎng)活10億人。預(yù)計(jì)2025年，中國(guó)會(huì)達(dá)到14.2億的人口峰值，2050年人口緩慢減少到12億，2070年再減少到10億。也就是說(shuō)，50年后的中國(guó)才可能實(shí)現(xiàn)糧食自給自足。
今天乃至今后很長(zhǎng)時(shí)間里，中國(guó)的糧食還得進(jìn)口。
不過(guò)，以大豆為例，全球大豆貿(mào)易量為1.7億噸，巴西、美國(guó)和阿根廷三個(gè)國(guó)家占比超過(guò)90%，且?guī)缀醵际寝D(zhuǎn)基因品種。
面對(duì)現(xiàn)實(shí)，公眾對(duì)轉(zhuǎn)基因的態(tài)度也許已經(jīng)并不重要，因?yàn)槲覀儎e無(wú)選擇。
很多人都說(shuō)：“我堅(jiān)決不吃轉(zhuǎn)基因?！?nbsp;其實(shí)，今天要在中國(guó)找一個(gè)沒(méi)有吃過(guò)轉(zhuǎn)基因食品的人真的很難，轉(zhuǎn)基因食品已經(jīng)在我們的餐桌上。
你可以不購(gòu)買轉(zhuǎn)基因豆油，但轉(zhuǎn)基因豆粕是畜禽飼料重要的蛋白源，有多少人可以不吃肉蛋奶？中國(guó)每年進(jìn)口1億噸轉(zhuǎn)基因大豆，折算下來(lái)人均消費(fèi)140斤。
過(guò)去的世界糧食市場(chǎng)，曾經(jīng)被ABCD四大糧商（ADM、邦吉（Bunge）、嘉吉（Cargill）和路易達(dá)孚（Louis Dreyfus））獨(dú)霸天下。這四家公司都誕生于1818年到1902年之間，有著百年榮光，是全球糧食市場(chǎng)的 “老人”。今天，依托 “世界第一糧食進(jìn)口國(guó)” 的超級(jí)地位，央企中糧集團(tuán)已經(jīng)發(fā)展成為僅次于嘉吉的世界第二糧商。
然而，值得注意的是，北美、南美、歐洲黑海地區(qū)和太平洋地區(qū)等糧源主產(chǎn)區(qū)已經(jīng)被國(guó)際糧商瓜分完畢。它們?cè)诋?dāng)?shù)亟⑵饛?qiáng)大的采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)和物流體系，特別是掌控著碼頭資源。
在中國(guó)的進(jìn)口糧食中，很大一部分仍是要通過(guò)國(guó)際糧商完成采購(gòu)。也就是說(shuō)，在糧源控制環(huán)節(jié)，我們?nèi)源嬖?“軟肋”。
中國(guó)的大豆進(jìn)口量相當(dāng)于全球貿(mào)易總量的60%，然而大豆定價(jià)權(quán)并不掌握在中國(guó)人手里，這才是我們真正的痛。究其原因，這牽涉到二戰(zhàn)以后的國(guó)際秩序、以美元為中心的國(guó)際貨幣體系、WTO規(guī)則和全球農(nóng)產(chǎn)品期貨市場(chǎng)等復(fù)雜問(wèn)題。
更嚴(yán)重的是，美洲大豆從地球另一端漂洋過(guò)海運(yùn)到中國(guó)，加上關(guān)稅，到岸價(jià)還比國(guó)產(chǎn)大豆要便宜10-15%。原因是什么？
歸根結(jié)底，是我們的農(nóng)業(yè) “生產(chǎn)力” 落后于別人。
中國(guó)大豆的平均畝產(chǎn)只相當(dāng)于美國(guó)的60%，巨大的產(chǎn)量差距一方面是土壤質(zhì)量和田間管理，另一方面則是對(duì)方轉(zhuǎn)基因品種的優(yōu)勢(shì)——?jiǎng)e人可以種植，我們不能。
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糧食生產(chǎn)會(huì)大量消耗耕地、淡水、農(nóng)藥、化肥，農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)也會(huì)排放出大量二氧化碳。進(jìn)口糧食不僅是在進(jìn)口資源，也是在進(jìn)口青山綠水和藍(lán)天白云。如何在實(shí)現(xiàn)糧食安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展？這是擺在我們面前的一項(xiàng)戰(zhàn)略議題。
為了喂飽14億人，中國(guó)連續(xù)多年對(duì)土地進(jìn)行超負(fù)荷的開(kāi)發(fā)種植，這在其它國(guó)家是極為罕見(jiàn)的。
過(guò)去40年，中國(guó)糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)了1倍，化肥用量卻增長(zhǎng)了3.5倍。平均每生產(chǎn)100斤糧食，在中國(guó)要施用6斤化肥，是發(fā)達(dá)國(guó)家的2倍。
此外，中國(guó)農(nóng)藥使用量是世界平均水平的2-3倍。
在我的少年時(shí)代，晚霞下蜻蜓飛舞，夏夜中蛙聲一片。今天，這種畫面已經(jīng)不復(fù)存在，成為了回憶。過(guò)量用藥不僅會(huì)危及食品鏈安全，還污染了耕地和環(huán)境。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)用機(jī)械進(jìn)行強(qiáng)力翻耕，農(nóng)田像拉鏈一樣一會(huì)兒被挖開(kāi)，一會(huì)兒又被合上，相當(dāng)于給土壤 “開(kāi)膛破肚”。深層土壤裸露在陽(yáng)光下，寶貴的水分會(huì)蒸發(fā)流失。日曬雨淋下，有機(jī)質(zhì)快速分解，優(yōu)質(zhì)土壤大量流失，土壤生態(tài)圈遭到破壞。狂風(fēng)掠過(guò)，還會(huì)形成沙塵天氣。
當(dāng)然，很多地方推行免耕法，對(duì)土壤的擾動(dòng)變少。然而，免耕方式下，雜草也會(huì)野蠻生長(zhǎng)，需要用除草劑進(jìn)行強(qiáng)力控制。然而有些除草劑 “見(jiàn)綠就殺”，良莠不分。
為了控制蟲(chóng)害，農(nóng)民們也不得不大量使用農(nóng)藥，不僅污染了環(huán)境，也使害蟲(chóng)產(chǎn)生了抗藥性，人畜中毒事件也時(shí)有發(fā)生。
轉(zhuǎn)基因作物為解決這些難題開(kāi)辟了新的途徑。
今天，全世界大約50%的轉(zhuǎn)基因作物轉(zhuǎn)入的是抗草基因，10%轉(zhuǎn)入的是抗蟲(chóng)基因，另外40%則是同時(shí)轉(zhuǎn)入了這兩種基因。
歐洲研究人員對(duì)全球轉(zhuǎn)基因種植的綜合調(diào)查分析顯示：轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)可減少37%的農(nóng)藥用量，增加22%的作物產(chǎn)量，使農(nóng)民增收68%。
利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，育種家培育出能夠抗草甘膦的作物品種，這相當(dāng)于給作物穿上 “防護(hù)服”，可以放心地施用除草劑，為 “免耕法” 提供保障。而通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出 “抗蟲(chóng)” 品種，轉(zhuǎn)入對(duì)害蟲(chóng)有專一毒殺作用的Bt（蘇云金芽孢桿菌）蛋白（當(dāng)然，這種蛋白對(duì)人體無(wú)害），不僅可以減少農(nóng)藥用量，而且比農(nóng)藥有更好的殺蟲(chóng)效果。
今天，全世界轉(zhuǎn)基因種植面積約為2億公頃，占耕地總面積的1/7；80%的大豆、棉花和30%的玉米、油菜都是轉(zhuǎn)基因作物。
美國(guó)是轉(zhuǎn)基因作物全球第一種植和消費(fèi)大國(guó)，玉米、大豆和油菜的轉(zhuǎn)基因種植比例均超過(guò)90%。而中國(guó)轉(zhuǎn)基因作物種植面積約為300萬(wàn)公頃，排在世界第7位，占比僅為1.5%，主要品種是轉(zhuǎn)基因棉花。
1990年代，棉鈴蟲(chóng)在中國(guó)大面積爆發(fā)，減產(chǎn)幅度甚至超過(guò)30%。蟲(chóng)害愈演愈烈，棉農(nóng)不得不大量使用農(nóng)藥，不僅污染了環(huán)境，也使害蟲(chóng)產(chǎn)生了抗藥性，人畜中毒事件也時(shí)有發(fā)生。1997年，育種家通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出 “抗蟲(chóng)棉”，拯救了棉花產(chǎn)業(yè)，今天在中國(guó)的種植比例已經(jīng)超過(guò)95%。
當(dāng)然，按照 “三步走” 的政策，中國(guó)應(yīng)該會(huì)先推進(jìn)轉(zhuǎn)基因玉米和大豆的種植。玉米和大豆雖然不是主食，但卻是飼料的主要成分。
中國(guó)每年產(chǎn)出8000萬(wàn)噸肉、3500萬(wàn)噸禽蛋和3500萬(wàn)噸牛奶。肉蛋奶消費(fèi)增加，主糧消費(fèi)就會(huì)相應(yīng)會(huì)減少。或者說(shuō)，玉米和大豆構(gòu)成的飼料將間接替代了水稻和小麥，為糧食安全提供支撐。
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只模擬，不實(shí)戰(zhàn)？
中國(guó)人多地少，化肥和農(nóng)藥的用量已經(jīng)幾近極致，未來(lái)糧食增產(chǎn)只能越來(lái)越多的依靠育種家。
為了喂飽地球上的77億人口，育種家們利用雜交、誘變育種、基因工程等現(xiàn)代科技手段，想方設(shè)法轉(zhuǎn)入提升谷物性狀的基因，優(yōu)化種植密度和葉片角度，提高光合效率；或者讓更多的干物質(zhì)匯集到種子而不是秸稈中；或者讓谷物耐旱、抗病蟲(chóng)、抗倒伏，進(jìn)而減少災(zāi)害損失。
遠(yuǎn)古時(shí)期，人類選育成一個(gè)品種要?dú)v時(shí)千百年。100年前，雜交育種技術(shù)開(kāi)始得到應(yīng)用，將自然界中親緣相近的兩個(gè)品種進(jìn)行自然雜交，篩選出一個(gè)新品種大約需要十年。30年前，轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以將蘊(yùn)含某個(gè)優(yōu)良性狀的基因直接轉(zhuǎn)入到農(nóng)作物中，效率大大提高，五年左右就能培育出一個(gè)新品種。當(dāng)今全球種業(yè)市場(chǎng)中，轉(zhuǎn)基因種子的市場(chǎng)份額已經(jīng)超過(guò)一半。
雜交育種曾對(duì)中國(guó)糧食增產(chǎn)做出過(guò)重大貢獻(xiàn)，以轉(zhuǎn)基因?yàn)榇淼幕蚬こ逃N則是未來(lái)的發(fā)展方向。育種家需要借助跨物種的基因轉(zhuǎn)入，進(jìn)而獲得更大的變異和更優(yōu)良的性狀。
比如，玉米的光合效率比水稻要高出30%-50%，產(chǎn)量也比水稻高出近一倍。如果把玉米的高光合效率基因轉(zhuǎn)到水稻中，就能夠打破水稻的產(chǎn)量天花板。然而玉米和水稻之間存在生殖隔離，不能實(shí)現(xiàn)雜交。這時(shí)候，就需要借助通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，才可能打通它們之間的 “任督二脈”，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)緣育種。袁隆平先生晚年就在從事這方面的研究。
國(guó)際一流的種子機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)啟基因編輯和智能設(shè)計(jì)育種，在基因編輯工具、全基因選擇算法、合成生物元器件等領(lǐng)域掌握了核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)育種的精準(zhǔn)化、智能化和工程化。
中國(guó)育種家也取得了很多轉(zhuǎn)基因育種成果，然而新品種不僅要在實(shí)驗(yàn)室里接受分子生物學(xué)研究，更要在田野中經(jīng)受風(fēng)霜洗禮，方知優(yōu)劣。
如果在轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)化環(huán)節(jié)徘徊不前，就像一支軍隊(duì)只在電腦上模擬演習(xí)，不進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練。長(zhǎng)此以往，損失的是中國(guó)種業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
由此可見(jiàn)，轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)涉及到糧食安全、環(huán)境保護(hù)、種業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和全球農(nóng)業(yè)資源配置等一系列錯(cuò)綜復(fù)雜的利益關(guān)系。
2050年世界人口將接近100億，化學(xué)農(nóng)業(yè)正在給地球環(huán)境造成沉重的壓力。我們需要分析世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，用全新的戰(zhàn)略眼光對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)加以審視，“不謀一域者，不足謀一事”。
制版編輯 | 盧卡斯
