樹立大食物觀 大力開發微生物食物資源

于德水 張云志

土壤、土地、水資源這三項基本要素，是農業糧食體系的基石，為人類提供超過95%的食物，但是由于過度利用、濫用、退化、污染，資源狀況持續惡化。世界糧農組織2021 年度報告，向全世界發出“系統瀕臨極限”的警告，在近10 年人為土壤退化波及34%的農地（16.6億公頃），水資源短缺危及農業地區32 億人的生計，壓力與日俱增，到2050 年將難以滿足近100億全球人口的糧食需求。

傳統的農業生產技術盡管日趨成熟，但也面臨著瓶頸，現有的勞動生產效率增長緩慢。尤其在糧食生產方面，受氣候條件影響較大，需要不斷改進糧食生產方式，不斷拓展糧食獲得渠道。

習近平總書記指出，“發展生物科技、生物產業，向植物動物微生物要熱量、要蛋白”。這對指導生物經濟發展具有重要意義，是我國大力開發微生物食物資源的根本遵循和行動指南。

一、微生物食物資源的種類

微生物創造的蛋白食物資源大致可以分為三大類：第一類是以微生物菌種自身生長而產生的微生物菌體蛋白，例如大型的食用真菌，包括蘑菇、木耳等；第二類是通過微生物發酵繁殖自身或產生代謝產物，如單細胞蛋白、氨基酸、多糖、多肽等；第三類是以農用微生物制品的形式，通過與動植物互作促進動植物產品增長和質量提升，如微生物肥料、微生物農藥、微生物飼料、微生物獸藥等，在保障糧食安全、生命健康等方面發揮重要作用。

（一）微生物菌類食物

食用菌作為一類大型可食用的真菌，具有不與人爭糧、不與糧爭地、不與地爭肥、不與農爭時、不與其他行業爭資源的特點。食用菌通過菌物栽培生產菌物蛋白，以豐富的營養和口味改變著人們的生活。如今食用菌產品已成為僅次于糧、油、果、菜的第五大類農產品。黑龍江省食用菌種植規模為每年75 億袋。其中黑木耳種植規模68 億袋，占全省食用菌種植規模的90.67%，占全國黑木耳產量的50%。

（二）微生物發酵生產食物

微生物發酵產品主要包括兩類：一類是以微生物菌體自身繁殖為目的生產的菌體蛋白，該類微生物種類很多，包括細菌、放線菌、酵母菌、霉菌以及某些原生生物等；另一類是以微生物為媒介通過發酵產生的代謝產物蛋白，主要是各種氨基酸、小肽等。黑龍江省年產玉米4000 萬噸，原料資源豐富，發展微生物發酵產業具有得天獨厚的優勢。目前已形成了以阜豐、金象生化、伊品等公司為代表的大型發酵企業，年產各種氨基酸超過100萬噸。

（三）微生物與動植物互作創制食物

微生物是動植物有效吸收營養的重要能量轉換者、營養調節師。微生物肥料和農藥、微生物飼料及益生菌添加劑、發酵中藥生物飼料、微生物獸藥等農用微生物制品，如根瘤菌、菌根菌、微生物肥料等微生物與作物互作，具有抗病、促生、提高產量和品質的作用；益生菌、酵母菌等微生物促進動物體內腸道菌群平衡，提高免疫力，提升動物品質和產量。以微生物肥料為例，黑龍江省微生物肥料正式登記產品63 項，年設計生產能力20 萬～50 萬噸，可實現平均增產5%以上，減施農藥化肥15%以上，在促進作物增產、黑土保護、防治病蟲害、實現“雙減”等方面作用明顯。

二、微生物食物資源發展存在的瓶頸問題

黑龍江省地處寒溫帶，微生物資源特征顯著，是世界三大黑土帶之一，土壤生物多樣性豐富；擁有省級農業微生物種質資源保藏中心，保藏種類和數量名列東北區域前茅；擁有哈工大、中科院東北地理所、哈獸研、省科學院微生物所等知名高校和院所，科研力量雄厚；食用菌產能居全國第四，農業可施用微生物肥料土地面積廣闊，產業基礎良好，發展微生物資源具有廣闊的市場前景。但是，在發展過程中，微生物相關食物資源發展存在一定瓶頸問題。

（一）微生物菌種競爭力不強

目前黑龍江省存在微生物核心菌種競爭力不強、自主創新能力弱的問題。大宗食用菌類品種除黑木耳、玉木耳、銀耳、蛹蟲草外，缺少擁有自主知識產權的品種，高效、集約、規模化生產所需要的種源供應，幾乎全部需要進口。比如，我國大面積種植的香菇品種，基本來自上世紀八九十年代引進的日本品種；雙孢蘑菇品種主要是荷蘭、美國品種，其中美國占87%；白色金針菇菌種均來自日本公司。玉米深加工氨基酸生產菌種90%以上需要進口，知識產權費用高。

（二）存在關鍵核心技術“卡脖子”問題

食用菌生產仍以傳統農戶生產模式為主，工廠化生產食用菌占比仍不高。目前僅有金針菇、杏鮑菇、雙孢蘑菇等食用菌產品以工廠化生產為主，其它食用菌品種工廠化生產程度較低。氨基酸生產能源和資源消耗大，產品附加值不高。氨基酸生產主要原料為玉米淀粉，非糧原料和高附加值氨基酸產品與國外先進水平相比仍有不小的差距，產品同質化嚴重，大宗氨基酸產能過剩，小品種氨基酸生產技術有待突破。農用微生物制品存在菌種轉化效率不高、抗逆、耐低溫性能差、與土著微生物競爭能力弱問題。

（三）產業規模小散弱

生產企業普遍存在生產規模小、發展后勁不足、生產技術落后及工藝陳舊、生產效率低問題；產業聚集度低，與原料提供企業產業融合度低；企業研發投入水平較低，專業技術人員短缺，技術水平良莠不齊，創新力度相對較弱，高附加值產品數量少，產品質量不高。

（四）微生物資源保護力度不足

缺少有目的、有計劃、系統持續的微生物資源普查，對微生物資源的認識、收集、保存和利用不足，種類不豐、家底不清。黑龍江省從事微生物研究的單位眾多，獲得的種質資源都是各自保存，一旦研制者工作調轉或是退休，會出現因保管不善的資源流失問題。同時，種質資源保護需要根據菌種的不同，采取不同的保藏方式，除了需要特定的設備外，還需要定期的轉接及維護。

（五）監管體系不健全

對微生物產品如微生物肥料、微生物農藥、食用菌等的市場監管不足，食用菌市場銷售菌種70%以上存在同種異名、同名異種現象，微生物肥料、生物有機肥等產品大范圍存在假冒偽劣問題，實測微生物菌數不達標造成對農業生產缺乏效果，致使農戶不認同。

三、總體建議

（一）加強微生物種質資源保護

種業之爭本質是科技之爭，焦點是資源之爭。誰擁有了更多種質資源，誰就掌握了選育品種的優勢，誰就具備了種業競爭的主動權。沒有自主的種質資源，就沒有自主的種業品種。加強微生物資源保護與利用。實施生物多樣性保護工程，選取省內典型區域開展生物多樣性調查、觀察和評估，加大珍稀、特有和地方特色品種的收集保護。建設微生物種質資源保護平臺。集中資金支持微生物種質資源保藏庫建設，力爭建成高度智能化、自動化的核心菌種和蛋白元件保藏庫，以及菌種組學數據、蛋白結構與功能數據、過程數據的生物數據庫，持續穩定增強經費保障。

（二）開展核心技術攻關和協同創新

堅持系統化發展和創新驅動理念，建立和完善創新技術平臺體系，加強學科統籌和資源配置，突出育種技術、數字技術的交叉融合，構建一套系統化、流程化、規模化、信息化的分子技術育種體系，開展基因組編輯、高通量篩選、生物信息學分析、智能制造工藝攻關，促進共性技術研發，突破一批高效、安全生物制劑關鍵技術，創制一批具有自主知識產權和重要應用前景的新產品。加強協同創新體系建設和知識產權保護。圍繞優良菌種選育、完善產業鏈條、促進產業發展等方面，加強大學、科研機構、企業科研力量的融合，構建協同創新體系。建立完整的核心菌種知識產權分析、申報、布局、保護、運營體系，推動研發機構和企業主體有效強化知識產權管理，全面布局菌種領域各類專利組合、專利池、標準體系，對國產關鍵菌種形成高效保護。

（三）建立產業集群，開展產業示范引領

強化食用菌、氨基酸、生物肥料、農藥、獸藥、飼料等領域產業集群建設，完善產業鏈條，依據不同的資源優勢，建設綠色農業產業集群、功能食品產業集群、生物制造產業集群等，提升產業層級；在微生物蛋白的不同方向，建立適于各自類型的產業示范基地，加強示范引領和知識產權保護，促進大食物觀理念形成和產業良性發展。提高重要農產品質量和品牌。重點圍繞黑土地保護，加強黑龍江綠色產品建設，加強生物肥料、生物農藥等綠色投入品的施用，圍繞產品打造農業特色文化，凝練地理標志品牌，延長農產品產業鏈。提升農業生產效率。聚焦糧食安全，提高農業畝產效益，依托區域特色實施“一城一品”，發揮好微生物在秸稈處理、土壤、水、污泥等方面凈化作用。

（四）加強對外合作

引進國內外先進人才、技術、產品，探索與國際優勢企業開展聯合研發和合作。加強與“一帶一路”沿線國家和地區科技合作，建立科技聯盟、產業聯盟、成果轉移轉化專業機構，推進互惠合作。依托省屬科研院所，聯系中科院與中國工程院，組建專家智庫，為微生物蛋白產業發展提供指導和智力支持。

（五）加強行業監管

強化體制機制建設和市場監督評價體系建設，完善產品評價標準體系，打擊假冒偽劣產品，綜合運用稅收、金融等手段，提高綠色微生物制品、產品應用。

總之，借助《黑龍江省“十四五”生物經濟發展規劃》發布契機，組織全省生物經濟領域高校、科研院所和企業，圍繞大食物觀，切實加強動植物、微生物蛋白生產與利用工作，為全省生物經濟發展、微生物食品資源拓展做出應有的貢獻。