白色農業

白色農業——即微生物農業。是以蛋白質工程、細胞工程、酶工程為基礎，以基因工程綜合組建的工程農業。

白色農業的概念最早產生於中國。它是把傳統農業的動植物資源利用擴展到微生物新資源利用，創建以微生物產業為中心的新型工業化農業。白色農業還能改善農、牧業產品的品質，減輕環境污染，提高農產品的產值。這是農民增收的一個新途徑。

20世紀70年代以來，發達國家迅速發展了以機械化、化學化和能源化為主要標誌的現代化農業。機械、化肥、農藥、除草劑等的大量使用，極大地提高了土地生產率和勞動生產率，在很大程度上滿足了人口膨脹對糧食的需求。但是，現代化農業也帶來了一系列不良的後果，如環境污染、耕地退化、土壤板結、作物病蟲害加重、生態條件惡化，投資成本增加，產品質量下降等，致使農業和社會的持續發展陷入困境。因此，發達國家紛紛行動起來，尋求可持續發展的出路。中國作為農業大國，人口增長、環境惡化、資源缺乏等問題也日益嚴峻。1986年中國學者包建中研究員提出了“發展高科技應創建三色農業——綠色農業、白色農業、藍色農業”的新觀點。綠色農業指傳統的植物種植業；藍色農業指藍色海洋的水生農業；白色農業是指微生物資源產業化的工業型新農業，其科學基礎是“微生物學”，技術主體是“生物工程”，它包括高科技生物工程的“發酵工程”和“酶工程”。由於人們在工廠車間內都要穿戴白色工作服帽從事勞動生產，其產品是無污染、無毒副作用、有益人和動物健康的高度安全食品。所以形象化地稱為“白色農業”。

專家説，之所以利用微生物資源，是因為全世界面臨人口、資源、環境所帶來的嚴峻挑戰。而依靠水土為中心的傳統農業將接近或達到承載能力的臨界狀態。這就需要尋求新的出路。中國農業科學院院長翟虎渠博士認為，“開發微生物資源，可以緩解能源與環保的矛盾”。他分析説，近幾十年來，中國在發展農業微生物能源——沼氣方面已取得巨大成績。在利用農業廢棄纖維質資源，用微生物發酵技術生產酒精，替代日益枯竭的石油資源，也取得進展。可以預見，白色農業將為緩解世界能源短缺，為解決中國“三農”問題帶來新希望。

白色農業已形成6大產業，中國對此的開發利用具有優勢，已擁有一批優秀微生物研究人才。中國農業科學院設立的國家級“農業微生物菌種資源保藏中心”，擁有微生物農藥、微生物肥料、微生物能源和飼料酶製劑等一批自主知識產權的科研成果，並初具產業化規模。翟虎渠説，中國農科院重點支持的微生物領域，是其發展的9大學科羣之一。中國農科院將以微生物發酵工程為基礎，成立應用微生物研究所。翟虎渠表示，將從重點學科、重點對象和重點項目上積極推動白色農業的國際交流與合作。來自英國、加拿大、澳大利亞等國家的數十位專家也表達了他們共同參與開發這一新興領域的意願。

傳統農業是以水、土為基礎的綠色植物種植業。而白色農業是應用高科技開發豐富的微生物資源寶庫的工業型農業。

白色農業拓寬了傳統農業的生產領域，變革傳統農業“單相形態”的生產模式為“多相形態”的生產模式。即綠色“露天農業”與白色“工廠農業”並存；綠色、白色的“陸地農業”與藍色的“水生農業”共興。白色農業的發展有助於傳統的“二維”農業向新型的“三維”農業轉變。

傳統的綠色農業資源利用不經濟，一年勞動生產出的產物，一般只能直接利用40%—50%，其餘作為廢棄物處理。而白色農業，可將動植物的有機廢棄物經微生物處理就轉化為飼料或食物，從而節約了資源，實現資源的循環綜合利用。

白色農業把傳統綠色農業向“光”(陽光)要糧、向地要糧的生產方式，轉變為向“草”(秸稈)要糧、向廢棄物要糧的生產方式。與傳統種植業生產糧食相比，它具有生產週期短，高產、高效，產品無污染、無毒副作用，節約水土資源，不污染環境，資源可綜合利用的特徵。據科學測算，如果利用每年世界石油總產量的2%進行微生物發酵生產，產出的單細胞蛋白，可供20億人吃1年。

中國農業科學院研究員、中國工程院兼職研究員包建中提出一個構想：創建新型“三色農業”，實現農業三個戰略調整。他的構想得到了著名科學家錢學森的支持。

“三色農業”是指白色農業（微生物農業新資源）、藍色農業（海洋生物新資源）和傳統的以水、土為主的綠色農業。所謂三個調整，第一是由動物、植物資源組成的二維結構傳統農業調整到由動物、植物、微生物資源組成的三維結構新型農業。第二是由陸地生物資源利用調轉到海洋水域生物資源的開發利用，創建陸地水域並舉的新農業。第三是由自古以來的“人畜共糧”轉向“人畜分糧”的農業新模式。

中國工程院院士、副院長盧良恕認為，21世紀生物技術的迅猛發展，將導致農業科技革命，其特點和內涵是在深入揭示生物生命奧秘的基礎上，通過農業科學與生命科學等更多學科的交融，從深度與廣度上推進農業科學的更新與拓展，並以技術創新為先導，促進新興產業的形成與發展。

發展“白色農業”，不僅可以有效地實現人畜分糧，推動畜牧業的大發展，為解決中國的糧食問題和改善居民的膳食結構提供一條新的思路和對策，還可以在利用微生物保護生態環境方面起到積極的作用。“白色農業”的興起表明，通過工廠化微生物工程的發展，將形成非綠色植物的、不污染環境的新型農業及其產業，研究開發可更新纖維素、工農業廢氣、廢液、廢渣、建立單細胞蛋白工業及海藻生物技術產業等。為適應現代農業的發展趨勢，前不久，北京白色農業研究所在京郊延慶縣環保局掛牌成立。該所以生物工程為主導，當務之急是研究開發微生物飼料，替代糧食飼料。

“白色農業”就是以蛋白質工程、細胞工程和酶工程為基礎，以基因工程全面綜合應用而組建的工程農業。它分為微生物工程農業和細胞工程農業。“白色農業”的核心是利用微生物發酵生產單細胞蛋白飼料等產品，以緩解糧食生產的緊張局面。據測算，到本世紀末，中國蛋白質飼料缺口將達100萬噸，單細胞蛋白工業化生產大有可為。

為適應“白色農業”的原料需求，保護生物多樣性已迫在眉睫。生物的多樣性不僅包括植物、動物，還有微生物及其生存環境所構成的綜合體，內容涉及生態系統多樣性、物種多樣性和遺傳多樣性三部分。許多動物、植物和微生物物種價值還不清楚，如果這些物種遭到破壞，後代人就再沒有利用的機會。

“白色農業”的進程還剛開始，要走的路還很長，為實現中國農業的跨世紀戰略，思想上的突破和行動上的跟進必須同步進行，只有這樣，我們才能在未來的新一輪競爭中立於不敗之地。

“白色農業”是指微生物發酵工程在農業上的應用。傳統農業的資源結構歷來由植物和動物這“二維”構成，在生物圈中，這是不平衡的消耗性結構。在自然生物圈中植物是供給者，動物是消耗者，微生物是還原者，三者並存，構成穩固的自然循環鏈。由此而言，21世紀的農業資源結構應當從植、動物的“二維”向植物、動物、微生物的“三維”轉變，微生物對資源循環的穩定起到重要的作用。在科學技術發展的今天，不僅微生物的資源特點已逐步被人們認識，利用微生物的方法和手段也正在逐步形成和完善，發展“白色農業”的條件已經具備。因此，大力發展“白色農業”，實現農業微生物產業化，成為“三色農業”中當前首要的發展目標。

微生物資源產業化的工業型新農業即白色農業。農業微生物資源的開發利用已在六大領域呈現出美好前景。

白色農業主要包括以下6個產業：(1)微生物飼料；(2)微生物肥料；(3)微生物食品；(4)微生物農藥；(5)微生物能源；(6)微生物環境保護劑。

：這是中國當前白色農業的主體產業。利用各種農業廢料製成的蛋白飼料、秸稈飼料、EP多效生物添加劑已被使用。

料：中國微生物肥料的研究和應用正在熱潮之中。其主要品種有：根瘤菌肥料類、固氮菌肥料類、硅酸鹽細菌肥料、光合細菌肥料、微生物生長調節劑、複合微生物肥料類等。

：應用的較多，有細菌、真菌、昆蟲病毒等構成的殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等。

：在中國微生物食品中，食用菌分佈最廣、食用最普遍、歷史最悠久，香菇、木耳等就屬於此類。

：中國微生物能源的應用主要是沼氣。

：中國微生物除臭劑的開發和應用具有廣闊的發展空間。

白色農業的研究應用領域包括：微生物食品；微生物飼料；微生物肥料；微生物農藥、獸藥；微生物能源；微生物生態環境保護劑等。白色農業是世界農業可持續發展的重要理論之一，發展生物技術產業，除合理開發、利用現有農業生物資源外，還可以利用生物技術開闢新的生物資源，更好地為人類服務。以高科技開發微生物資源及其產業化發展迅速，全國掀起了白色農業的研究熱潮。白色農業是在工廠中以微生物發酵工程為基礎採取大規模一年四季生產，不受季節和氣候的限制，既節約了土地和其他資源，而且不造成環境污染。

白色農業是農業產業化進程中不可缺少的方面，涉及到農產品的綜合利用、飼料、生物能源和生態農業等，世界各國都在加緊研究和開發，初步形成了一種新興的、有着光明前景的高科技產業。利用微生物發酵處理秸軒轉化成飼料，利用生物技術培養新菌種，加快氨基酸發酵的利用等，將成為2l世紀的農業新產業。白色農業把傳統綠色農業向陽光、土地要糧的生產方式，轉變為向秸軒要糧、向廢棄物要糧，意義深遠。發展白色農業，為實現可持續發展與保護生態環境相協調戰略開闢了新天地。

科學家所稱呼的白色農業，實際是指微生物農業，或者是生物細胞農業。國際上之所以要在“農業”前面加上“白色”兩個字，主要是因為這種農業的生產過程不僅沒有環境污染，而且還要求生產的環境一定要乾淨清潔。由於實行工廠化生產，所以不受氣候等自然條件的限制和影響，生產穩定，產品的產量和質量能得到可靠的保證，而且節水、節土、節能、高效，所以白色農業有着極其巨大的生產潛力。

白色農業不僅可以生產飼料、工業原料，還可以提供食物，如利用微生物發酵處理秸稈生產飼料，如果利用中國每年5億噸農作物秸稈的20%生產飼料，就可獲得800億公斤的飼料，相當於中國年飼料糧總用量的70%，從而能極大地緩解“人畜爭糧”的矛盾，並大大促進畜物業的發展，解決中國的糧食問題，改善居民的膳食結構。又如，利用工農業廢液、廢氣、廢渣、葉片等蛋白質資源，建立單細胞蛋白質生產基地，生產高蛋白飼料和食品、藥品。豐富的葉片資源不僅能生產出用作飼料、食品劑的營養價值高、易於消化吸收的葉蛋白，還可製作藥品。據計算，如果用世界石油產量的1%，生產單細胞蛋白，就可供10億人吃一年。年產10萬噸單細胞蛋白的微生物工作，相當於12萬公項耕地生產的大豆蛋白或2000萬公項草地飼養的牛羊所產的動物蛋白質。白色農業除生產飼料、微生物農藥、微生物營養保健品和微生物能源。

微生物工程已經廣泛應用於農牧業，在促進作物生長、防治疫病等方面作用很大。此外，它還可以用於農產品的深加工。例如，赤黴素的使用已經證明是雜交水稻制種中控制花期的一項重要舉措。玉米赤黴烯酮用於北京鴨和肉牛，可以獲得增重的效果。利用微生物發酵，在農業上還可以生產單細胞蛋白、畜用抗生素、氨基酸、維生素等，用來作為飼料的添加劑。農作物的秸稈、穀殼、木屑、糖渣、木薯等經過微生物發酵就可以轉化成高效再生能源，例如酒精、甲烷等，這種生物能源有一個形象的稱呼：綠色石油。

下面再讓我們來算一筆賬。通過微生物工程，僅利用世界石油年產量的2%就能夠生產出2500萬～3000萬噸的單細胞蛋白，可以滿足20億人一年的需求！中國每年大約有5億噸秸稈，如果把1億噸秸稈通過微生物發酵轉變為禽畜的飼料，可以替代0.4億噸的飼料糧，而這是中國年飼料用糧的一半，效益多麼可觀。一座佔地不大的微生物工廠每年大約可以生產10萬噸單細胞蛋白，這就相當於180萬畝耕地生產的大豆蛋白，或者是3億畝草地飼養的牛羊所生產的動物蛋白質。

另外，利用微生物工程可以生產微生物肥以及各種製劑，被廣泛應用於農作物種植和家禽家畜的飼養上。1988年，巴西農民在1000萬公頃的土地上收穫了1800萬噸土豆，共佔全年總出口量的13%，從國際市場上賺取了30.5億美元。這其中的原因就是巴西的科學家找到了一種固氮菌作為氮肥的代用品。固氮茵不僅能夠在熱性和酸性的土壤中生活，而且還能夠抵抗大豆根莖裏的其他細菌，固氮菌保證了當年巴西土豆的大豐收。

完全可以説，“白色農業”體現出了工廠化生產的優越性，而微生物工程在農業中的應用還方興未艾。

白色農業是應用高科技開發豐富的微生物資源寶庫的工業型農業。它依靠人工能源，不受氣候和季節的限制，可常年在工廠內大規模生產。白色農業把傳統綠色農業向“光”（陽光）要糧、向地要糧的生產方式，轉變為向“草”（秸稈）要糧、向廢棄物要糧的生產方式。與傳統種植業生產糧食相比，它具有生產週期短，高產、高效、產品無污染、無毒副作用，節約水土資源，不污染環境，資源可綜合利用等特點。

因為白色農業是利用地球上豐富的微生物資源，通過發酵工程和酶工程，在工廠化條件下進行生產，所以佔地面積很少，且節約水資源。。

白色農業在全國各地呈現出勃勃生機，白色農業的各項微生物產業正在迅猛發展，並且已取得了良好的經濟效益和生態效益。

改革開放以來，中國農業和農村經濟得到了長足的發展，中國以佔世界7%的耕地生產了佔世界24%的糧食養活了佔世界22%的人口。然而由於中國人口基數龐大，人口的增加速度很快。中國每年新增人口1500多萬，預計到2030年，中國人口將達到16億。16億人口生活在人均耕地不足666m2的土地上，而且淡水資源嚴重不足(中國人均水資源佔有量不足全球人均的1/4)的情況下，中國人口、資源和環境之間的矛盾將更為激烈，而緩解人口膨脹與資源缺乏之間的矛盾的有效途徑是大力發展白色農業。據估算，一座佔地不多的年產10萬噸單細胞蛋白微生物工廠相當12萬hm2耕地生產的大豆蛋白或是2000萬hm2草原飼養牛羊生產的動物蛋白。因此，發展工業型的白色農業可以節省大量耕地，真正實現退耕還林草，退田還河湖的目標，有效緩解人口膨脹與資源缺乏之間的矛盾。

雖然自1978年以來中國糧食總產量有了大幅度增長，但人均佔有糧食並無相應大幅度提高。與此同時，1978年以來飼料糧佔糧食總量的比例有較大幅度升高，1978年飼料用糧為4575萬t，至1994年達到13224萬t。中國飼料糧佔糧食總產量的比重約30%。隨着人民生活水平的提高，消費結構的變化，對肉、蛋、奶等畜產品的消費量不斷增加，這一比例還將提高(發達國家的比例一般為50%—70%，有的甚至高達90%)。傳統農業的“人畜共糧”體制引起的“人畜爭糧”的矛盾是產生中國糧食壓力的主要原因之一。發展白色農業，將“人畜共糧”的傳統調整為“人畜分糧”的新模式，可極大地緩解糧食緊缺問題。一方面，通過微生物發酵工程和酶工程生產單細胞蛋白(SCP)、菌體蛋白和食用菌等供人類食用，這既促進了人體所需營養素的有效供給，又降低了對口糧的直接消費。另一方面，利用微生物發酵技術及其它現代生物技術把農作物秸稈、農副產品下腳料等轉化成飼料，既節省飼料用糧，又有效地利用廢棄物資源，降低生產成本，提高經濟效益和生態效益。比如，中國年產農作物秸稈約6億t，如果利用微生物處理2億t秸稈作飼料，即可節約飼料糧800億kg，這相當於中國年用飼料糧的一半以上。

由於傳統農業“土裏摳食”的生產模式，佔用大量土地，消耗大量淡水資源，加劇人地矛盾。這種人地矛盾還造成生態環境破壞等不利影響。化肥的長期施用導致土壤條件惡化，水體、土體和農產品污染；農藥的大量施用，不僅形成農產品農藥殘留，危害人體健康，而且農藥殘留已經成為中國農產品出口的重要限制因素。水資源污染與短缺也嚴重地威脅中國農業的持續發展。發展白色農業，為保護生態環境與實現農業的可持續發展開闢了新天地。通過微生物可以把農作物秸稈、農業廢棄物轉變成優質的微生物肥料。微生物肥料可活化土壤中難以利用的N、P、K及其他營養元素，提高土壤養分供應能力和保水、保肥能力，提高土地資源的持續生產能力，還能增強農作物抗病性，減少農藥施用量。微生物農藥高效、安全、無殘留，不殺傷天敵，有利於生態平衡，並且可大幅度減少化學農藥的施用，有效降低農產品中的有毒物質殘留。微生物飼料可促使畜禽腸道有益菌羣建立，抑制病原菌繁殖，提高動物防病抗病能力，減少化學獸藥和抗生素使用量，降低農藥在畜產品中的殘留，為人類提供安全、優質的畜產品。白色農業的微生物生態環保劑，可直接消除水、土壤和空氣中的有害化學物質，消除污染，提高資源利用率。

發展白色農業是對傳統農業的完善、健全和提高，二者相互補充、相互依存。發展白色農業具有自身的優越性，對建設中國新型的“三維農業”具有重大意義。然而白色農業在中國的發展才剛剛起步。為此，我認為應該從戰略的高度來重視白色農業的發展。

可持續發展已成為中國乃至當今世界的主題。中國的基該國情是人口多，耕地少，人均資源相對緊缺，地區間發展不平衡，同時資源、環境和人口的多重壓力日益加重。而發展白色農業是解決新世紀中國16億人吃飽、吃好的強有力保證，是引導常規農業走出困境，實現可持續發展的必然選擇。因此，各級領導應從戰略的高度來認識發展白色農業對農業可持續發展的重要意義。當前，要落實江總書記和黨中央關於“進行一次新的農業科技革命”的戰略部署，各級政府就要高度重視發展以生物工程為核心的白色農業。

白色農業的科學基礎主體是微生物學，技術基礎主要是“生物工程”。運用基因工程和細胞工程選育優良高產菌株或構建多功能型的工程菌株，發酵工程和酶工程是實現微生物資源產業化的生產工藝技術。而農業科研院、校、所是農業科技創新的主體，但由於政府、企業對農業科研投入的不足，從而使農業科研人員普遍感到科研經費不足，正常的科研活動難以維持。因此，政府應在每年增加農業科技投入比例的同時，使之法律化、制度化。

發展白色農業需要興辦工廠，大規模地進行生產。為了多渠道、多途徑增加對農業資金的投入，政府應相應制訂一些優惠政策措施，鼓勵和吸收一些大型工商企業和鄉鎮農業企業以及外商和個人對農業科研和基礎設施進行投資，從而形成一種白色農業良好的投入機制。

白色農業是一種可持續發展的新型農業，它不僅涉及傳統技術，也包括當前正在大力推廣的各種適用技術，還包括具有前瞻性的高新生物技術。要實現農業高新技術的開發、推廣、運用的渠道暢通，只有依靠高素質的農業人才。因此，加大人員教育培訓，提高農民素質是當務之急。必須做到：一要轉變農民的思想觀念，幫助他們樹立發展白色農業可帶來豐厚利潤的信心；二要強化農民的科技和文化教育，提高他們的科技文化水準；三要加強農民的微生物生產技術運用等方面的培訓，使他們熟練掌握現代先進的技術和科學的管理知識。

在新世紀條件下，由於人們的生活水準日益提高，消費結構逐漸發生變化，人們對肉、蛋、奶等畜產品需求越來越旺，對農產品品質要求越來越高。於是，畜牧業將會得到蓬勃發展，而白色農業的微生物飼料因其優質、高效、無毒殘留的特點，將為畜牧業的發展提供保障。與此同時，人口膨脹、環境惡化等問題的出現，白色農業的微生物生態環境保護劑是當今國際上正在興起的一項環保產業，其產品能淨化空氣，優化環境。為此，我們應該做到：(1)農業科研院、校、所加強合作，組織力量對白色農業的微生物飼料和微生物生態環保劑兩大產業的高、精、尖技術進行攻關，開發出系列優質產品；(2)鼓勵大型工商企業和鄉鎮企業集團加大對微生物飼料和微生物環保劑的投資、開發、生產。