树立大食物观 大力开发微生物食物资源

于德水 张云志

土壤、土地、水资源这三项基本要素，是农业粮食体系的基石，为人类提供超过95%的食物，但是由于过度利用、滥用、退化、污染，资源状况持续恶化。世界粮农组织2021 年度报告，向全世界发出“系统濒临极限”的警告，在近10 年人为土壤退化波及34%的农地（16.6亿公顷），水资源短缺危及农业地区32 亿人的生计，压力与日俱增，到2050 年将难以满足近100亿全球人口的粮食需求。

传统的农业生产技术尽管日趋成熟，但也面临着瓶颈，现有的劳动生产效率增长缓慢。尤其在粮食生产方面，受气候条件影响较大，需要不断改进粮食生产方式，不断拓展粮食获得渠道。

习近平总书记指出，“发展生物科技、生物产业，向植物动物微生物要热量、要蛋白”。这对指导生物经济发展具有重要意义，是我国大力开发微生物食物资源的根本遵循和行动指南。

一、微生物食物资源的种类

微生物创造的蛋白食物资源大致可以分为三大类：第一类是以微生物菌种自身生长而产生的微生物菌体蛋白，例如大型的食用真菌，包括蘑菇、木耳等；第二类是通过微生物发酵繁殖自身或产生代谢产物，如单细胞蛋白、氨基酸、多糖、多肽等；第三类是以农用微生物制品的形式，通过与动植物互作促进动植物产品增长和质量提升，如微生物肥料、微生物农药、微生物饲料、微生物兽药等，在保障粮食安全、生命健康等方面发挥重要作用。

（一）微生物菌类食物

食用菌作为一类大型可食用的真菌，具有不与人争粮、不与粮争地、不与地争肥、不与农争时、不与其他行业争资源的特点。食用菌通过菌物栽培生产菌物蛋白，以丰富的营养和口味改变着人们的生活。如今食用菌产品已成为仅次于粮、油、果、菜的第五大类农产品。黑龙江省食用菌种植规模为每年75 亿袋。其中黑木耳种植规模68 亿袋，占全省食用菌种植规模的90.67%，占全国黑木耳产量的50%。

（二）微生物发酵生产食物

微生物发酵产品主要包括两类：一类是以微生物菌体自身繁殖为目的生产的菌体蛋白，该类微生物种类很多，包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌以及某些原生生物等；另一类是以微生物为媒介通过发酵产生的代谢产物蛋白，主要是各种氨基酸、小肽等。黑龙江省年产玉米4000 万吨，原料资源丰富，发展微生物发酵产业具有得天独厚的优势。目前已形成了以阜丰、金象生化、伊品等公司为代表的大型发酵企业，年产各种氨基酸超过100万吨。

（三）微生物与动植物互作创制食物

微生物是动植物有效吸收营养的重要能量转换者、营养调节师。微生物肥料和农药、微生物饲料及益生菌添加剂、发酵中药生物饲料、微生物兽药等农用微生物制品，如根瘤菌、菌根菌、微生物肥料等微生物与作物互作，具有抗病、促生、提高产量和品质的作用；益生菌、酵母菌等微生物促进动物体内肠道菌群平衡，提高免疫力，提升动物品质和产量。以微生物肥料为例，黑龙江省微生物肥料正式登记产品63 项，年设计生产能力20 万～50 万吨，可实现平均增产5%以上，减施农药化肥15%以上，在促进作物增产、黑土保护、防治病虫害、实现“双减”等方面作用明显。

二、微生物食物资源发展存在的瓶颈问题

黑龙江省地处寒温带，微生物资源特征显著，是世界三大黑土带之一，土壤生物多样性丰富；拥有省级农业微生物种质资源保藏中心，保藏种类和数量名列东北区域前茅；拥有哈工大、中科院东北地理所、哈兽研、省科学院微生物所等知名高校和院所，科研力量雄厚；食用菌产能居全国第四，农业可施用微生物肥料土地面积广阔，产业基础良好，发展微生物资源具有广阔的市场前景。但是，在发展过程中，微生物相关食物资源发展存在一定瓶颈问题。

（一）微生物菌种竞争力不强

目前黑龙江省存在微生物核心菌种竞争力不强、自主创新能力弱的问题。大宗食用菌类品种除黑木耳、玉木耳、银耳、蛹虫草外，缺少拥有自主知识产权的品种，高效、集约、规模化生产所需要的种源供应，几乎全部需要进口。比如，我国大面积种植的香菇品种，基本来自上世纪八九十年代引进的日本品种；双孢蘑菇品种主要是荷兰、美国品种，其中美国占87%；白色金针菇菌种均来自日本公司。玉米深加工氨基酸生产菌种90%以上需要进口，知识产权费用高。

（二）存在关键核心技术“卡脖子”问题

食用菌生产仍以传统农户生产模式为主，工厂化生产食用菌占比仍不高。目前仅有金针菇、杏鲍菇、双孢蘑菇等食用菌产品以工厂化生产为主，其它食用菌品种工厂化生产程度较低。氨基酸生产能源和资源消耗大，产品附加值不高。氨基酸生产主要原料为玉米淀粉，非粮原料和高附加值氨基酸产品与国外先进水平相比仍有不小的差距，产品同质化严重，大宗氨基酸产能过剩，小品种氨基酸生产技术有待突破。农用微生物制品存在菌种转化效率不高、抗逆、耐低温性能差、与土著微生物竞争能力弱问题。

（三）产业规模小散弱

生产企业普遍存在生产规模小、发展后劲不足、生产技术落后及工艺陈旧、生产效率低问题；产业聚集度低，与原料提供企业产业融合度低；企业研发投入水平较低，专业技术人员短缺，技术水平良莠不齐，创新力度相对较弱，高附加值产品数量少，产品质量不高。

（四）微生物资源保护力度不足

缺少有目的、有计划、系统持续的微生物资源普查，对微生物资源的认识、收集、保存和利用不足，种类不丰、家底不清。黑龙江省从事微生物研究的单位众多，获得的种质资源都是各自保存，一旦研制者工作调转或是退休，会出现因保管不善的资源流失问题。同时，种质资源保护需要根据菌种的不同，采取不同的保藏方式，除了需要特定的设备外，还需要定期的转接及维护。

（五）监管体系不健全

对微生物产品如微生物肥料、微生物农药、食用菌等的市场监管不足，食用菌市场销售菌种70%以上存在同种异名、同名异种现象，微生物肥料、生物有机肥等产品大范围存在假冒伪劣问题，实测微生物菌数不达标造成对农业生产缺乏效果，致使农户不认同。

三、总体建议

（一）加强微生物种质资源保护

种业之争本质是科技之争，焦点是资源之争。谁拥有了更多种质资源，谁就掌握了选育品种的优势，谁就具备了种业竞争的主动权。没有自主的种质资源，就没有自主的种业品种。加强微生物资源保护与利用。实施生物多样性保护工程，选取省内典型区域开展生物多样性调查、观察和评估，加大珍稀、特有和地方特色品种的收集保护。建设微生物种质资源保护平台。集中资金支持微生物种质资源保藏库建设，力争建成高度智能化、自动化的核心菌种和蛋白元件保藏库，以及菌种组学数据、蛋白结构与功能数据、过程数据的生物数据库，持续稳定增强经费保障。

（二）开展核心技术攻关和协同创新

坚持系统化发展和创新驱动理念，建立和完善创新技术平台体系，加强学科统筹和资源配置，突出育种技术、数字技术的交叉融合，构建一套系统化、流程化、规模化、信息化的分子技术育种体系，开展基因组编辑、高通量筛选、生物信息学分析、智能制造工艺攻关，促进共性技术研发，突破一批高效、安全生物制剂关键技术，创制一批具有自主知识产权和重要应用前景的新产品。加强协同创新体系建设和知识产权保护。围绕优良菌种选育、完善产业链条、促进产业发展等方面，加强大学、科研机构、企业科研力量的融合，构建协同创新体系。建立完整的核心菌种知识产权分析、申报、布局、保护、运营体系，推动研发机构和企业主体有效强化知识产权管理，全面布局菌种领域各类专利组合、专利池、标准体系，对国产关键菌种形成高效保护。

（三）建立产业集群，开展产业示范引领

强化食用菌、氨基酸、生物肥料、农药、兽药、饲料等领域产业集群建设，完善产业链条，依据不同的资源优势，建设绿色农业产业集群、功能食品产业集群、生物制造产业集群等，提升产业层级；在微生物蛋白的不同方向，建立适于各自类型的产业示范基地，加强示范引领和知识产权保护，促进大食物观理念形成和产业良性发展。提高重要农产品质量和品牌。重点围绕黑土地保护，加强黑龙江绿色产品建设，加强生物肥料、生物农药等绿色投入品的施用，围绕产品打造农业特色文化，凝练地理标志品牌，延长农产品产业链。提升农业生产效率。聚焦粮食安全，提高农业亩产效益，依托区域特色实施“一城一品”，发挥好微生物在秸秆处理、土壤、水、污泥等方面净化作用。

（四）加强对外合作

引进国内外先进人才、技术、产品，探索与国际优势企业开展联合研发和合作。加强与“一带一路”沿线国家和地区科技合作，建立科技联盟、产业联盟、成果转移转化专业机构，推进互惠合作。依托省属科研院所，联系中科院与中国工程院，组建专家智库，为微生物蛋白产业发展提供指导和智力支持。

（五）加强行业监管

强化体制机制建设和市场监督评价体系建设，完善产品评价标准体系，打击假冒伪劣产品，综合运用税收、金融等手段，提高绿色微生物制品、产品应用。

总之，借助《黑龙江省“十四五”生物经济发展规划》发布契机，组织全省生物经济领域高校、科研院所和企业，围绕大食物观，切实加强动植物、微生物蛋白生产与利用工作，为全省生物经济发展、微生物食品资源拓展做出应有的贡献。