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植物、動(dòng)物、微生物三物循環(huán)利用，是農(nóng)業(yè)的本質(zhì)特征，現(xiàn)代科技的介入，使農(nóng)業(yè)對(duì)微生物的開(kāi)發(fā)利用出現(xiàn)奇跡。僅以我國(guó)食用菌為例，改革開(kāi)放以來(lái)產(chǎn)量增長(zhǎng)了700多倍，產(chǎn)值一躍成為繼蔬菜、谷物、水果、中藥材之后的第五大農(nóng)產(chǎn)品，如把中藥材中的靈芝、天麻、茯苓、蟲(chóng)草、桑黃等分離出來(lái)加到食用菌中，它已穩(wěn)居第四位。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織已將菌菇作為廣義的糧食，參評(píng)世界糧食英雄，被稱(chēng)為“菌菇院士”的李玉也因此獲得“糧食英雄”稱(chēng)號(hào)。他概括食用菌具有五不爭(zhēng)的特性：不與人爭(zhēng)糧，不與糧爭(zhēng)地，不與地爭(zhēng)肥，不與農(nóng)爭(zhēng)時(shí)，不與其他爭(zhēng)資源?？v觀農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，這個(gè)看不見(jiàn)、摸不著的微生物更具有“無(wú)中生有，實(shí)現(xiàn)九增”的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)潛力巨大，前景十分廣闊，是未來(lái)農(nóng)業(yè)的新藍(lán)海、新風(fēng)口。

一是增鏈，拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈

隨著科技的發(fā)展，人類(lèi)農(nóng)業(yè)已經(jīng)從傳統(tǒng)的中觀世界分別向宏觀世界和微觀世界延伸，在宏觀世界里探索太空種子、太空種養(yǎng)、火星地球化；在微觀世界里，開(kāi)發(fā)利用微生物技術(shù)已經(jīng)形成“三料二品一劑”六大領(lǐng)域，即：微生物飼料、微生物肥料、微生物能源燃料、微生物食品、微生物藥品、微生物清潔劑，六大領(lǐng)域都能各自開(kāi)發(fā)諸多產(chǎn)品，生成諸多新產(chǎn)業(yè)，使農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條不斷拉長(zhǎng)、加寬、增厚。當(dāng)前這六大領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)已較為成熟，但是，由于公眾對(duì)微生物開(kāi)發(fā)利用的認(rèn)知度不高，其不可估量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值遠(yuǎn)未形成社會(huì)共識(shí)，總體上社會(huì)應(yīng)用面偏窄、開(kāi)發(fā)深度偏低、效益偏小，微生物農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)潛力尚待下大功夫挖掘。面向產(chǎn)業(yè)變革，微生物農(nóng)業(yè)一馬當(dāng)先。

二是增能，開(kāi)發(fā)能源鏈

基辛格曾預(yù)言：誰(shuí)控制了石油，誰(shuí)就控制了所有國(guó)家；誰(shuí)控制了貨幣，誰(shuí)就控制了世界；誰(shuí)控制了糧食，誰(shuí)就控制了世界上所有的人。但是，以石油為代表的化石燃料污染環(huán)境且目前正在枯竭，解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展急劇增加的能源問(wèn)題，需要風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、海洋能、微生物能等多種清潔能源并舉，尤其微生物能源來(lái)源廣、成本低，幾乎不受地理因素影響，更具優(yōu)勢(shì)。目前利用生物技術(shù)分解開(kāi)發(fā)能源鏈，已形成生物柴油、燃料乙醇、沼氣、制氫等四大領(lǐng)域，其中沼氣利用在我國(guó)已普及千村萬(wàn)戶(hù)，生物質(zhì)能源風(fēng)頭正勁。利用微生物發(fā)酵技術(shù)將農(nóng)作物秸稈分解轉(zhuǎn)化為能源燃料的新技術(shù)已經(jīng)基本成熟，改變了以往化工工藝分解轉(zhuǎn)化、污染環(huán)境的弊端。據(jù)測(cè)算，此項(xiàng)技術(shù)推廣后，僅農(nóng)作物秸稈就能為農(nóng)民每畝增收500元，并且構(gòu)建起一條鄉(xiāng)鎮(zhèn)初加工、企業(yè)出中間產(chǎn)品再到轉(zhuǎn)化為燃料乙醇、紡織品、制藥等各類(lèi)終端產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)體系，不斷拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，提升價(jià)值鏈，拓展功能鏈。面向能源革命，微生物農(nóng)業(yè)獨(dú)辟蹊徑。

三是增綠，打通循環(huán)鏈

在三物農(nóng)業(yè)中，微生物將植物秸稈、動(dòng)物糞便分解還原入土，有不少好處：一可清潔環(huán)境衛(wèi)生，把動(dòng)植物的殘?jiān)鼜U料包括人畜糞便收集利用，無(wú)疑是對(duì)生產(chǎn)生活環(huán)境的凈化。二可改良土壤，針對(duì)長(zhǎng)期過(guò)量施用化肥、農(nóng)藥等造成的土壤八大病“板、饞、貧、淺、酸、咸、臟、雜”，具有良好的修復(fù)作用，從根本上改變土壤性狀，改善農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境。有研究表明，將微生物中的固氮菌使用到非豆科作物上（如水稻、蔬菜、果樹(shù)等），不僅減少了化肥使用量，提高化肥利用率，減少了對(duì)環(huán)境的污染，維護(hù)了生態(tài)平衡，更使作物產(chǎn)量增長(zhǎng)5%-30%，并大大提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。三可構(gòu)建被石油農(nóng)業(yè)中斷的植物動(dòng)物微生物三物循環(huán)鏈，沒(méi)有微生物的參與，綠色農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)、循環(huán)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)都將是一句空話?？梢?jiàn)，微生物是守護(hù)綠水青山的衛(wèi)士，是生態(tài)安全、糧食安全、食物安全的大功臣。美國(guó)的生物肥施用已占總用肥量的50%以上，我國(guó)僅10%左右。中央提出推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，就是要全面貫徹綠色發(fā)展的新理念，利用生物技術(shù)改良土壤，凈化水質(zhì)，從源頭上保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。面向生態(tài)文明，微生物農(nóng)業(yè)不辱使命。

四是增值，提升價(jià)值鏈

新材料、新能源和生物技術(shù)是現(xiàn)代三大前沿科技，生物技術(shù)已與生命科學(xué)融合，成為最受社會(huì)關(guān)注的“顯學(xué)”。日本從香菇中提取的名為“天地欣”的治癌藥物，每毫克已賣(mài)到1600多元。據(jù)李玉院士測(cè)算，1000萬(wàn)噸農(nóng)作物秸稈加上1000萬(wàn)噸牛糞，理論上可生產(chǎn)700萬(wàn)噸雙孢菇，即使打一下折，也可生產(chǎn)400萬(wàn)噸雙孢菇，即40萬(wàn)噸干菇，干菇蛋白質(zhì)含量按30%計(jì)算，也相當(dāng)于生產(chǎn)出400萬(wàn)噸牛奶，或92萬(wàn)噸雞蛋，或60萬(wàn)噸肉類(lèi)。我國(guó)年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈約9億噸，畜禽糞便38億噸，即使利用10%的農(nóng)作物秸稈加畜禽糞便生產(chǎn)食用菌，也是一個(gè)驚人的增值空間。這僅為微生物“三料二品一劑”六大開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中的食品藥品，其他領(lǐng)域也可由此窺斑見(jiàn)豹。尤其值得關(guān)注的是，這一增值是無(wú)中生有的增值，是點(diǎn)草成金、點(diǎn)糞成金、點(diǎn)廢成金的增值，是在傳統(tǒng)三物循環(huán)利用基礎(chǔ)上的額外增值，增值后的廢料再還田作為肥料參與三物循環(huán)，肥效不減，且能減少病蟲(chóng)危害。隨著微生物研發(fā)技術(shù)的深入，小蘑菇不僅正成為高檔保健品、高檔飲品、食品、藥品，還能成奢侈的化妝品及紡織材料、裝飾材料、建筑材料。我國(guó)已成為世界上食用菌第一生產(chǎn)大國(guó)、消費(fèi)大國(guó)，僅日產(chǎn)200噸以上的企業(yè)就有數(shù)十家。但種源短板嚴(yán)重制約發(fā)展，影響價(jià)值鏈的提升。

五是增食物，拓展食物鏈

人類(lèi)食用菌的歷史悠久，食用菌是人類(lèi)食物家族中的“老成員”，但今天它卻成了“新顯貴”，高檔盛宴，有“無(wú)菇不成席”的講究。在大食物觀指導(dǎo)下，“一葷一素一菇”健康膳食結(jié)構(gòu)日益為人們所接受，越來(lái)越多的食用菌成為餐桌上的新顯貴，我國(guó)已公布115種食藥同源食物，珍稀食用菌如玉木耳、金耳、羊肚菌、蛹蟲(chóng)草、紅托竹蓀等越來(lái)越受到歡迎和追捧。隨著老百姓食物需求更加多樣化，我們不光要向耕地草原森林海洋等平面空間要食物，還要向立體空間要食物；不光向看得見(jiàn)、摸得著的植物動(dòng)物要食物，還要向看不見(jiàn)、摸不著的微生物要食物，不斷拓展食物鏈，以更多更優(yōu)質(zhì)的“菜糧”來(lái)滿足人民群眾舌尖上的幸福。

六是增空間，構(gòu)建多維鏈

食用菌喜潮濕陰暗環(huán)境，不需要陽(yáng)光，林下、草叢、荒灘荒地、防空洞都可生產(chǎn)，不與糧爭(zhēng)地，不與其他農(nóng)作物爭(zhēng)空間。電視劇《山海情》利用沙漠、荒山種植菌草發(fā)展食用菌，構(gòu)建了種草、養(yǎng)菌等多維產(chǎn)業(yè)鏈。歷史悠久的林下栽培、稻田種菇等，是食用菌立體種植、巧用空間的初始階段，隨著現(xiàn)代科技進(jìn)步，食用菌進(jìn)入立體化、工廠化、周年化階段。李玉院士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造的智慧菇房，集成40余項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，既適用于大型工廠化菌菇生產(chǎn)，又可以移動(dòng)方艙形式擺放于農(nóng)戶(hù)房前屋后和庭院、曬場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)智能化立體生產(chǎn)。這種節(jié)地型智能設(shè)備，無(wú)異于增加了耕地空間資源。相較于糧食、油料、養(yǎng)殖和經(jīng)濟(jì)作物，食用菌立體化工廠化技術(shù)最為成熟，效益也最為可觀，是守護(hù)耕地紅線、藏糧于地的有效措施。面向藏糧于地，微生物農(nóng)業(yè)憑空造“地”。

七是增健康，延長(zhǎng)生命鏈

在飲食領(lǐng)域，微生物食品是健康食品。食用菌生產(chǎn)不需要施用化肥農(nóng)藥，含有豐富的蛋白質(zhì)和人體必需的氨基酸、維生素和多種礦物質(zhì)，尤其蛋白質(zhì)含量超過(guò)魚(yú)肉禽蛋，高達(dá)19%-42%（除大豆外的糧食、水果、蔬菜蛋白質(zhì)含量均在個(gè)位數(shù)以下），一公斤干菇相當(dāng)于1.7公斤豬肉。它又橫跨綠色食品和生命健康兩大領(lǐng)域，適應(yīng)了人們從“吃飽”到“吃好”、變“病從口入”為“病從口出”的高品質(zhì)生活需要。在醫(yī)療領(lǐng)域，生物技術(shù)是延長(zhǎng)人的生命鏈的利器。目前治療癌癥的四種途徑分別是手術(shù)、化療、放療和生物藥的靶向療法，有些癌癥應(yīng)用靶向治療效果頗佳，可完全治愈。以基因工程藥物為主導(dǎo)的基因工程應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)已成為全球發(fā)展最快的微生物藥物產(chǎn)業(yè)之一，發(fā)展前景非常廣闊。專(zhuān)門(mén)用于治療腫瘤的生物藥“腫瘤基因?qū)棥笨捎心康牡貙ふ也⑺滥[瘤，將使癌癥的治愈成為可能。面向健康中國(guó)，微生物農(nóng)業(yè)居功至偉。

八是增速度，加快產(chǎn)出鏈

1978年我國(guó)食用菌產(chǎn)量?jī)H5.7萬(wàn)噸，產(chǎn)值不足一億元，到2021年，產(chǎn)量已達(dá)4000多萬(wàn)噸，增長(zhǎng)700多倍；產(chǎn)值3000多億元，增長(zhǎng)3000多倍，世界上沒(méi)有哪個(gè)國(guó)家的哪種人類(lèi)食物創(chuàng)造出如此高速增長(zhǎng)的奇跡。食用菌與一般農(nóng)產(chǎn)品相比，生產(chǎn)周期短、產(chǎn)量高，而且種植不受氣候、季節(jié)、地理環(huán)境等限制，有菌種就能種植，幾天就可以食用。遇到洪澇干旱等自然災(zāi)害，錯(cuò)過(guò)了作物播種農(nóng)時(shí)，食用菌就是“救災(zāi)神兵”。同時(shí)，它也可成為人類(lèi)應(yīng)對(duì)新型災(zāi)難的救命作物，一旦突發(fā)動(dòng)植物滅絕的災(zāi)難，食用菌應(yīng)急生產(chǎn)即可拯救生命。食用菌原料隨處可見(jiàn)，可以隨時(shí)生產(chǎn)，一年可生產(chǎn)三四茬，有的甚至五六茬，工廠化更是周年不斷，菌菇加工成干品后保質(zhì)期在一年以上，是應(yīng)對(duì)天災(zāi)、疫情甚至戰(zhàn)爭(zhēng)條件下的食物可靠來(lái)源渠道。食用菌等微生物食品是優(yōu)質(zhì)蛋白的可靠來(lái)源，科學(xué)家認(rèn)為這是未來(lái)食品的發(fā)展方向。在國(guó)內(nèi)外對(duì)高蛋白需求日趨增長(zhǎng)的背景下，重視食用菌等微生物食品的深度系列開(kāi)發(fā)，加快食物產(chǎn)出速度和產(chǎn)出質(zhì)量應(yīng)成為當(dāng)務(wù)之急。面向補(bǔ)救應(yīng)急，微生物農(nóng)業(yè)不可替代。

九是增主動(dòng)，創(chuàng)新科技鏈

近些年，高科技開(kāi)拓了微生物“三料二品一劑”六大領(lǐng)域，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)自石油農(nóng)業(yè)以來(lái)的封閉型二維結(jié)構(gòu)向開(kāi)放型三維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，使微生物主動(dòng)參與農(nóng)業(yè)三物循環(huán)，促進(jìn)三物自然融合發(fā)展。微生物新品種、新產(chǎn)品、新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)噴涌而出，生物發(fā)酵、菌物工廠、生物育種、活性成分提取、食藥同源、生命科學(xué)等新事物層出不窮，讓人目不暇接，展現(xiàn)出“微生物，大產(chǎn)業(yè)”的無(wú)窮魅力。毫無(wú)疑問(wèn)，科技主動(dòng)作用于微生物世界，已結(jié)束人類(lèi)“被動(dòng)農(nóng)業(yè)”的舊時(shí)代，開(kāi)啟“主動(dòng)農(nóng)業(yè)”的新紀(jì)元，且日新月異的微生物科技鏈創(chuàng)新，將有力推動(dòng)解決生態(tài)文明背景下三農(nóng)領(lǐng)域需要解決的一系列重大問(wèn)題，為我國(guó)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展增添強(qiáng)勁動(dòng)力。面向主動(dòng)融合，微生物農(nóng)業(yè)跨界迭代。

微生物農(nóng)業(yè)是“養(yǎng)在深閨人未識(shí)”的新產(chǎn)業(yè)，其“九增五不爭(zhēng)”的鮮明特性，需要廣而告之，創(chuàng)造濃厚的社會(huì)氛圍，形成強(qiáng)烈的社會(huì)共識(shí)，使決策者納入規(guī)劃，著力推進(jìn)發(fā)展；讓企業(yè)家爭(zhēng)相投資，傾心打造產(chǎn)業(yè)；令消費(fèi)者心向往之，演繹時(shí)尚追捧。如此，微生物農(nóng)業(yè)這片未來(lái)農(nóng)業(yè)的新藍(lán)海才能藍(lán)光四射、活力無(wú)限，成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的勁旅。

（作者為中央農(nóng)辦、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)委員，清華大學(xué)中國(guó)農(nóng)村研究院學(xué)術(shù)委員會(huì)委員）