白色农业的崛起

1. 白色农业的崛起

中国农业科学院研究员、中国工程院兼职研究员包建中提出一个构想：创建新型“三色农业”，实现农业三个战略调整。他的构想得到了著名科学家钱学森的支持。“三色农业”是指白色农业（微生物农业新资源）、蓝色农业（海洋生物新资源）和传统的以水、土为主的绿色农业。所谓三个调整，第一是由动物、植物资源组成的二维结构传统农业调整到由动物、植物、微生物资源组成的三维结构新型农业。第二是由陆地生物资源利用调转到海洋水域生物资源的开发利用，创建陆地水域并举的新农业。第三是由自古以来的“人畜共粮”转向“人畜分粮”的农业新模式。中国工程院院士、副院长卢良恕认为，21世纪生物技术的迅猛发展，将导致农业科技革命，其特点和内涵是在深入揭示生物生命奥秘的基础上，通过农业科学与生命科学等更多学科的交融，从深度与广度上推进农业科学的更新与拓展，并以技术创新为先导，促进新兴产业的形成与发展。发展“白色农业”，不仅可以有效地实现人畜分粮，推动畜牧业的大发展，为解决中国的粮食问题和改善居民的膳食结构提供一条新的思路和对策，还可以在利用微生物保护生态环境方面起到积极的作用。“白色农业”的兴起表明，通过工厂化微生物工程的发展，将形成非绿色植物的、不污染环境的新型农业及其产业，研究开发可更新纤维素、工农业废气、废液、废渣、建立单细胞蛋白工业及海藻生物技术产业等。为适应现代农业的发展趋势，前不久，北京白色农业研究所在京郊延庆县环保局挂牌成立。该所以生物工程为主导，当务之急是研究开发微生物饲料，替代粮食饲料。“白色农业”就是以蛋白质工程、细胞工程和酶工程为基础，以基因工程全面综合应用而组建的工程农业。它分为微生物工程农业和细胞工程农业。“白色农业”的核心是利用微生物发酵生产单细胞蛋白饲料等产品，以缓解粮食生产的紧张局面。据测算，到本世纪末，中国蛋白质饲料缺口将达100万吨，单细胞蛋白工业化生产大有可为。为适应“白色农业”的原料需求，保护生物多样性已迫在眉睫。生物的多样性不仅包括植物、动物，还有微生物及其生存环境所构成的综合体，内容涉及生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性三部分。许多动物、植物和微生物物种价值还不清楚，如果这些物种遭到破坏，后代人就再没有利用的机会。“白色农业”的进程还刚开始，要走的路还很长，为实现中国农业的跨世纪战略，思想上的突破和行动上的跟进必须同步进行，只有这样，我们才能在未来的新一轮竞争中立于不败之地。

2. 白色农业是什么农业?

白色工程农业是以蛋白质工程、细胞工程和酶工程为基础，以基因工程全面综合组建的工程农业。由于它是在高度洁净的工厂内进行生产，人人都将穿戴白色工作服从事劳动，所以形象化地称之为“白色工程农业”。即微生物资源产业化的工业型新农业。地球上三大生物资源之一的微生物资源是至今尚未充分开发利用的生物资源宝库。应用高科技生物工程技术开发微生物资源，创立微生物产业化利用的工业型新农业——白色农业，这已是当今科技和社会发展的必然。

3. 白色农业是指什么农业？

白色农业是指微生物资源产业化的农业。
这一新型农业包括生物工程中的“发酵工程”以及“酶工程”。
白色农业的生产坏境要求高度洁净，其产品时无污染、无毒副作用，对人畜健康有高度的安全性。

4. 白色农业的概念是怎么提出的？

中国农业科学院研究员包建中，在1986年7月2日光明日报上发表文章首次提出：“发展高科技应创建三色农业——绿色农业、白色农业、蓝色农业”，将“白色农业”首次列入农业生产的范畴。
绿色农业指以土、水、阳光、大气为基础的传统农业(种植业及畜牧业)；蓝色农业指以蓝色海洋为主体的水域农业；白色农业指微生物资源产业化的工业型新农业。
地球上三大生物资源之一的微生物资源，是至今尚未被充分开发利用的生物资源宝库。应用高科技生物工程技术开发微生物资源，创立微生物工业型的新农业——“白色农业”，这已是当今科技和社会发展的必然。由于这项新农业是在洁净的工厂车间内进行生产，人们都穿戴白色工作服、工作帽从事操作劳动，故形象地称之为“白色农业”。
白色农业与传统绿色农业相比，其基本形态和生产模式都截然不同。白色农业依靠人工能源，不受气候和季节的限制，可常年在工厂内大规模生产。大力发展生物工程高科技，创建节土、节水、不污染环境，资源可综合利用的工业型“白色农业”，是目前在我国比较切实可行的农业新路子。
生物工程由四个部分组成：基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程。生物工程中的发酵工程和酶工程是微生物独有的生物学特性，而基因工程和细胞工程则是微生物、植物、动物三大生物所共有的生物学特性。因此，从某种意义上讲，生物工程也可以说是微生物工程。
微生物资源开发有着巨大的潜力。据科学测算，通过微生物发酵工程，如果利用世界石油年总产量的2％，生产出的单细胞蛋白质可供20亿人吃一年。又如我国农作物秸秆每年约有5亿吨，如果利用其中的20％，即1亿吨通过微生物发酵转化为饲料，则可获得相当于400亿千克的饲料粮，这是目前中国每年饲料粮的1／3。
微生物工业是节省耕地的工厂化生产，一座占地不多，年产10万吨单细胞蛋白的微生物工厂，能相当于12万公顷亩耕地生产的大豆蛋白质，或是2000万公顷草原饲养牛羊生产的动物蛋白质。
根据国内外资料归纳，目前白色农业已形成六项产业：(1)微生物饲料；(2)微生物肥料；(3)微生物农药；(4)微生物食品；(5)微生物能源；(6)微生物生态环境保护剂。

5. 什么是未来的白色农业？

“白色农业”即“微生物农业”和“生物细胞农业”，这种农业的生产过程不仅没有环境污染，而且要求生产环境洁净。
据科学预测，通过微生物发酵工程，如果仅利用每年世界石油总产量的2%，就能生产出2500万～3000万吨的单细胞蛋白，可供20亿人吃一年。又如，中国每年约有5亿吨秸秆，若把1亿吨秸秆通过微生物发酵变为禽畜饲料，则可替代400亿千克的饲料粮，而这是目前全国每年饲料用粮的一半。可见，微生物工程是节约耕地的工厂化生产。一座占地不多的微生物工厂年产10万吨单细胞蛋白，相当于1.20109平方米耕地生产的大豆蛋白，或2.01011平方米草地饲养的牛羊所生产的动物蛋白质，这是一个多么可观的数字。

6. 白色农业的发展前景

白色农业是应用高科技开发丰富的微生物资源宝库的工业型农业。它依靠人工能源，不受气候和季节的限制，可常年在工厂内大规模生产。白色农业把传统绿色农业向“光”（阳光）要粮、向地要粮的生产方式，转变为向“草”（秸秆）要粮、向废弃物要粮的生产方式。与传统种植业生产粮食相比，它具有生产周期短，高产、高效、产品无污染、无毒副作用，节约水土资源，不污染环境，资源可综合利用等特点。因为白色农业是利用地球上丰富的微生物资源，通过发酵工程和酶工程，在工厂化条件下进行生产，所以占地面积很少，且节约水资源。。白色农业在全国各地呈现出勃勃生机，白色农业的各项微生物产业正在迅猛发展，并且已取得了良好的经济效益和生态效益。

7. 白色农业的发展意义

(一)发展白色农业，有利于缓解中国人口膨胀与资源缺乏之间的矛盾改革开放以来，中国农业和农村经济得到了长足的发展，中国以占世界7%的耕地生产了占世界24%的粮食养活了占世界22%的人口。然而由于中国人口基数庞大，人口的增加速度很快。中国每年新增人口1500多万，预计到2030年，中国人口将达到16亿。16亿人口生活在人均耕地不足666m2的土地上，而且淡水资源严重不足(中国人均水资源占有量不足全球人均的1/4)的情况下，中国人口、资源和环境之间的矛盾将更为激烈，而缓解人口膨胀与资源缺乏之间的矛盾的有效途径是大力发展白色农业。据估算，一座占地不多的年产10万吨单细胞蛋白微生物工厂相当12万hm2耕地生产的大豆蛋白或是2000万hm2草原饲养牛羊生产的动物蛋白。因此，发展工业型的白色农业可以节省大量耕地，真正实现退耕还林草，退田还河湖的目标，有效缓解人口膨胀与资源缺乏之间的矛盾。(二)发展白色农业，有利于实现“人畜分粮”的目标，解决粮食紧张问题虽然自1978年以来中国粮食总产量有了大幅度增长，但人均占有粮食并无相应大幅度提高。与此同时，1978年以来饲料粮占粮食总量的比例有较大幅度升高，1978年饲料用粮为4575万t，至1994年达到13224万t。中国饲料粮占粮食总产量的比重约30%。随着人民生活水平的提高，消费结构的变化，对肉、蛋、奶等畜产品的消费量不断增加，这一比例还将提高(发达国家的比例一般为50%—70%，有的甚至高达90%)。传统农业的“人畜共粮”体制引起的“人畜争粮”的矛盾是产生中国粮食压力的主要原因之一。发展白色农业，将“人畜共粮”的传统调整为“人畜分粮”的新模式，可极大地缓解粮食紧缺问题。一方面，通过微生物发酵工程和酶工程生产单细胞蛋白(SCP)、菌体蛋白和食用菌等供人类食用，这既促进了人体所需营养素的有效供给，又降低了对口粮的直接消费。另一方面，利用微生物发酵技术及其它现代生物技术把农作物秸秆、农副产品下脚料等转化成饲料，既节省饲料用粮，又有效地利用废弃物资源，降低生产成本，提高经济效益和生态效益。比如，中国年产农作物秸秆约6亿t，如果利用微生物处理2亿t秸秆作饲料，即可节约饲料粮800亿kg，这相当于中国年用饲料粮的一半以上。(三)发展白色农业，有利于生态环境保护，实现农业的可持续发展由于传统农业“土里抠食”的生产模式，占用大量土地，消耗大量淡水资源，加剧人地矛盾。这种人地矛盾还造成生态环境破坏等不利影响。化肥的长期施用导致土壤条件恶化，水体、土体和农产品污染；农药的大量施用，不仅形成农产品农药残留，危害人体健康，而且农药残留已经成为中国农产品出口的重要限制因素。水资源污染与短缺也严重地威胁中国农业的持续发展。发展白色农业，为保护生态环境与实现农业的可持续发展开辟了新天地。通过微生物可以把农作物秸秆、农业废弃物转变成优质的微生物肥料。微生物肥料可活化土壤中难以利用的N、P、K及其他营养元素，提高土壤养分供应能力和保水、保肥能力，提高土地资源的持续生产能力，还能增强农作物抗病性，减少农药施用量。微生物农药高效、安全、无残留，不杀伤天敌，有利于生态平衡，并且可大幅度减少化学农药的施用，有效降低农产品中的有毒物质残留。微生物饲料可促使畜禽肠道有益菌群建立，抑制病原菌繁殖，提高动物防病抗病能力，减少化学兽药和抗生素使用量，降低农药在畜产品中的残留，为人类提供安全、优质的畜产品。白色农业的微生物生态环保剂，可直接消除水、土壤和空气中的有害化学物质，消除污染，提高资源利用率。

8. 白色农业的与传统农业

“白色农业”是指微生物发酵工程在农业上的应用。传统农业的资源结构历来由植物和动物这“二维”构成，在生物圈中，这是不平衡的消耗性结构。在自然生物圈中植物是供给者，动物是消耗者，微生物是还原者，三者并存，构成稳固的自然循环链。由此而言，21世纪的农业资源结构应当从植、动物的“二维”向植物、动物、微生物的“三维”转变，微生物对资源循环的稳定起到重要的作用。在科学技术发展的今天，不仅微生物的资源特点已逐步被人们认识，利用微生物的方法和手段也正在逐步形成和完善，发展“白色农业”的条件已经具备。因此，大力发展“白色农业”，实现农业微生物产业化，成为“三色农业”中当前首要的发展目标。