未来种业呈现5大特征!

4月25日,在希腊北部城市塞萨洛尼基附近一处农场,一名农民手捧棉花种子   种子是农业的“芯片”,是粮食安全的…

【农业芯片】未来种业呈现5大特征!把农业的“芯片”握在自己手里

4月25日,在希腊北部城市塞萨洛尼基附近一处农场,一名农民手捧棉花种子

 

种子是农业的“芯片”,是粮食安全的根基。根据经济合作与发展组织(OECD)的预测,2030年全球人口将达到85亿,生产力的提高是养活不断增长的全球人口的关键。预计2030年全球作物产量的增长中,87%来自单产增长,6%来自扩大土地利用,7%来自种植强度增加。未来,农产品产量的提升主要靠创新,这其中最重要的就是种业的创新。

  

在需求的带动下,全球种业规模将持续扩大。根据市场研究机构——联合市场研究(Allied Market Research)的预测,2031年全球种业市场规模将达到1053亿美元,2022~2031年复合年增长率为4.5%。其中,亚太地区的份额最大。相对于常规种子,转基因种子的复合年增长率更高,将达到4.9%。

  

从种业发展趋势上看,未来全球种业将呈现以下五大特征:

  

第一,企业是种业科技创新的主体,国际种业巨头对种业的研发投入规模大、投入强度高。

  

国际种业排名前三的企业分别是拜耳、科迪华、先正达,2021年三者的收入分别高达440.8亿欧元(其中农业202.1亿欧元)、282亿美元、156.5亿美元,2021年的研发费用分别高达54.1亿欧元(其中农业24.3亿欧元)、15.3亿美元、11.9亿美元,研发投入强度分别为12.3%(其中农业为12%)、5.4%、7.6%。中国本土种业公司与国际巨头在收入和研发投入上差距很大。中国最大的种业公司隆平高科2021年收入为35.03亿元人民币,研发费用为2.1亿元,研发投入强度为5.9%。

  

第二,种业育种手段更加注重生物技术,以及生物技术与人工智能、大数据信息技术的结合。

【农业芯片】未来种业呈现5大特征!把农业的“芯片”握在自己手里

  

4月10日拍摄的三亚崖州湾科技城种子实验室的植物幼苗

 

国际一流种业已开始进入生物育种4.0时代,而中国种业仍在由传统杂交育种2.0时代过渡到分子育种的3.0时代。生物育种4.0时代更加注重利用大数据和人工智能技术提供高效、高产、综合的育种方案。

  

第三,育种的目标不仅是增产,还要寻找与健康营养、生物多样性、资源环境可持续等方面的多赢。

  

在健康营养方面,在育种时可以把锌、铁、维生素等营养素加进去,同时满足不同消费者需求,特别是一些特殊疾病群体,包括糖尿病人等的需求。

  

在生物多样性方面,在注重主要作物育种的同时,注重被忽视和未被充分利用作物的育种,后者对保持生物多样性、扩大食物来源、保护资源环境等方面有重要作用。目前三种主要作物(玉米、小麦和水稻)为人类提供了约50%的蛋白和热量的需求,世界上95%的食品供应来自于30个植物物种。与之形成强烈对比的是,据估计当今世界上大约有7500种植物是可食的,它们在食物供给和生态保护方面都具有巨大的潜力。

  

在资源环境可持续方面,要通过品种改良来帮助减少农业用水、用地、用肥、用药,以更少的资源获得更多的农产品增长,从而减少农业食物系统对资源环境的负面影响。

  

第四,种子要更具气候适应性。

  

根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)最新报告,最近的气候变化程度是前所未有的。从未来20年的平均温度变化预估来看,全球升温预计将达到或超过1.5℃。气候变化是未来食物系统面临的最重大的风险,提升种子的气候耐受性是应对气候变化的关键。种业部门可以通过开发更能抵抗干旱和其他气候变化症状的、更能捕获碳的作物来帮助农民适应气候变化。

  

第五,种子的韧性得到越来越多的重视。

  

一方面,在综合考虑环境、健康、社会和经济等多方面因素的情况下,通过向农民提供充足的、多样化的、适合当地的、改良的、高质量的品种,来促进食物和营养安全,同时开发具有更长产品保质期的种子来减少食物浪费;另一方面,稳定全球种子供应链,保持全球种子市场运转,避免全球种子市场受到类似新冠肺炎疫情、俄乌冲突等危机的冲击。

  

中国是全球最大的种业市场,农作物和畜禽种业市场规模接近6000亿元,良种对粮食增产和畜牧业的贡献率分别达到45%和40%,优良品种推广率逾96%。借鉴全球种业发展的经验和趋势,中国在未来种业方面应注意以下三点:

  

首先,在保障主粮品种优势的前提下,加强对蔬菜、水果以及畜禽种质资源的研发。

【农业芯片】未来种业呈现5大特征!把农业的“芯片”握在自己手里

 

4月27日,内蒙古自治区呼伦贝尔市扎兰屯市尖山子村村民在晾晒玉米种子

 

中国在水稻、小麦等作物种子方面在世界居于领先地位,但玉米、大豆等种子技术与发达国家有不小的差距;少数蔬菜品种还不能很好满足市场的多样化需求,一些蔬菜品种仍需进口;畜牧业种业与世界先进水平相比整体差距显著。随着人民生活水平的提高和食物消费结构的升级,人们对豆类、动物蛋白、坚果、新鲜蔬菜和水果的需求还将进一步上升。

  

其次,培育优质种业企业,提升育种科技能力。

  

中国种业企业目前有6000~7000家,虽然数量多,但明显存在分布分散、缺乏大型种业集团、种业研发能力不足等短板。未来需要充分利用中国在数字产业上的优势,通过人工智能、大数据、合成生物技术等加快育种速度,用超前的思路来开发引领全球的育种技术和种子。

  

最后,提升种子的多目标功能性,实现农产品产量、营养健康、资源环境可持续、气候变化、包容性、韧性的多赢。同时,加强种业国际合作,特别是与联合国粮农组织、国际农业磋商组织等组建的种业联盟的合作,维护全球种业市场稳定。

 

(作者:樊胜根系中国农业大学讲席教授、全球食物经济与政策研究院院长;龙文进系中国农业大学经济管理学院讲师;高海秀系中国农业大学经济管理学院博士后)

关于作者: 农业科普君

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