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专家指导委员会主任万建民院士:解析国内种业现状

 时间:2022-11-17
水稻、小麦单产不断突破,但玉米和大豆单产,与美国的差距越来越大;保存的种质资源数量已经达到世界第二,但国内资源占到八成,多样性、丰富性远远不够;科研论文的引用频次比美国高出15.6%,但有重大育种利用价值的新基因突破并不多;专利技术数量也是世界第二,但核心专利只有美国的1/30;50家种子企业合计的研发投入,只有一家跨国种业巨头投入的不到10%……小小的一粒种子,是农业中科技含量最高的部分。在粮食安全战略中,种业亟需推进一场科技变革。
 
在第五届进博会举行期间,展馆新辟了一块农作物种业专区,并召开五年来首次“种业发展合作高端论坛”。

种业市场“刚刚起步”
 
数据显示,1999年,我国农作物种业市场大约330亿元,2020年增长至1200亿元,年复合增长率为7%。目前,中国成为世界第二大种子市场。
 
虽然过去20多年,我国农作物种业市场有了比较大的发展,不过我国种业市场其实还只能算是“刚刚起步”。
 
2013年,联合国在《世界粮食安全状况》中首次提出“粮食安全”实现的三个阶段,第一个阶段是数量保障,第二个阶段是质量保障,第三个阶段是保障食物的营养与满足消费者的多元化需求。
 
中国工程院院士、中国农业科学院原副院长万建民提到,我国处于第一个数量保障的阶段。
 
从粮食产量角度来看,我国粮食生产已经实现“十八连丰”,而且连续7年粮食产量超过1.3万亿吨,但2021年我国进口粮食也超过1.6亿吨,对外依存度超过19%。万建民判断,“到2030年,我国粮食产量必须再提高20%才能满足需求”。由此来看,数量保障仍是粮食安全的首要问题。
 
从粮食质量来看,全国乃至全球都存在“隐形饥饿”,营养摄入不足,催生了培育优质营养农作物的种业需求。
 
从生产效益来看,我国目前农业的生产和作业质量都有待提高,在将农业向机械化、工厂化、智能化方向推进的过程中,也需要育种效率提升,需要农业生物前沿技术的不断突破。
 
从农业安全生产方面来看,万建民提到,“为了用18亿亩耕地养活14亿人口,我们使用了大量的化肥和农用来防治病虫害,我国农药化肥使用量占全球总量的30%。这导致耕地年受害面积达到3亿亩,农田重金属污染状况堪忧。”再加上还有5亿亩盐碱地有待开发、7亿多亩农田常年受旱等现实情况,对种子抗病虫、抗逆、养分高效利用等特性,就提出了更高的要求。
 
由此,当我们在粮食安全的话题下强调种业发展,是希望能够加速种业的升级迭代,培育出具有高产、优质、高效、生态、安全等特征的品种。
 
单产低于市场需求
 
近几年遗传育种技术不断更新,目前,我国良种对作物单产的贡献率达到45%以上,支撑了粮食产量和质量的稳步增长。
 
20世纪五六十年代,我国水稻采用的是矮化育种,稻谷产量增加20~30%;上世纪80年代,以袁隆平为代表的杂交稻育种,使我国稻谷单产水平增加20%。眼下,就水稻而言,2021年,我国单产、总产均达到世界首位。
 
小麦这个品种,则全部实现国产化,而且单产高于美国、加拿大等小麦出口大国的70%左右。
 
不过,有些农作物的育种技术进展,则不尽理想。
 
虽然我国玉米单产已经有了不少突破,但进口品种还是占到9%,而且整体单产水平只有美国的60%左右。同样单产较低的,还有大豆。自主品种占100%,单产水平却也只有美国的60%左右。
 
作为两款饲料作物,玉米和大豆的单产远远低于市场需求。而且这种差距还在不断加大。
 
万建民也给出一组对比数据:论玉米单产,1995年,美国高出中国147公斤/亩,到2020年,高出298公斤/亩。论大豆单产,1995年,美国、巴西分别高出中国47、36公斤/亩,到了2020年,进一步高出93、85公斤/亩。
 
水稻、小麦,与大豆、玉米,之所以在我国出现两极分化的表现,可以从论文数据管窥一二。
 
我国科学家发表的高质量论文,不管是发表数量还是被引用频次,最多是与水稻、小麦、棉花有关的研究。自2000年以来,CNS上发表的与水稻基因相关的论文有24篇,其中16篇出自我国的科学家,占2/3以上。而我国单产水平不高的玉米和大豆,高质量论文数量也少于美国。
 
种业科技的“五重挑战”
 
粮食安全战略和市场多元化需求,都在呼唤种业科技进步。对于种业科技的未来,万建民提出“五重挑战”。
 
目前,我国已经建立一套种质资源保护体系,它包括1个长期库、1个复份库、10个中期库、43个种质圃、205个原生境保护点。这套体系保存了52万份农作物种质资源,数量位居世界第二。
 
不过,排名第一的美国,保存的种质资源已经达到72万份,其中国内与国外资源比例是2:8,我国却恰恰相反。如此看来,从保存的数量到样本的丰富度,都有差距。
 
万建民提到,我国深度鉴定评价的种质资源不足10%。遗传多样性研究与资源有效利用率都比较低。“基因资源深度挖掘不足,制约着我国粮食生产能力及国际市场的占有率”。
 
再说到农业生物的基础研究,则存在“原创不足”问题。
 
万建民提到,我国论文总量超过美国,被引用频次也比美国高15.6%。但我国“基础研究与育种应用结合,不紧密;育种理论方法的创新能力,偏弱”。
 
第三是前沿育种方面,“我国生物技术研发能力与水平,与美国差距还比较明显。”万建民提到,这表现在核心专利方面。我国的专利数量虽然居全球第二,但美国的高价值专利是我国的30.7倍,而且他们占据了生物技术核心专利的70%。“所以,我国是生物技术研发大国,但不是核心技术策源地。”
 
第四是重大新品种的研制能力,我国也亟待提升。目前我国培育出一批品种,基本满足了市场对农产品“量”的需求,但在品质、对环境友好方面,仍然难以满足市场需求和生产要求。
 
还有种业企业的育种创新能力。2020年,我国农作物种业企业达到7300多家,但有育繁推一体化能力的,不足百家。在研发投入上,我国前50强种业企业,2021年的科研投入是13.8亿元,只占销售收入的6.25%。对比国际种业巨头,俨然“投入不足”,数据显示,拜耳集团仅2020年的研发投入就达到20亿美元。
 
 


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