增链，拉长产业链

科技的进步使得人类农业领域得以拓展，不仅深入到宏观的宇宙空间，如研究太空种子、太空养殖以及火星地球化等课题，还涉足微观领域，通过微生物技术实现了包括微生物饲料、微生物肥料、微生物能源燃料、微生物食品、微生物药品以及微生物清洁剂在内的“三料二品一剂”六大领域的开发利用。六大领域各自能够孕育出众多产品，催生出众多新兴产业，进而使得农业的产业链条持续延长、拓宽和增强。

2022年3月28日，在辽宁大连普兰店区的一处农场，工作人员正辛勤地加班加点，致力于生产微生物有机肥。图片由视觉中国提供。

目前，这六大领域的科技研发已相对完善。然而，鉴于公众对微生物利用与开发的了解不足，它们所蕴含的巨大经济、社会及生态价值尚未达成广泛的社会共识。整体来看，微生物在社会中的应用范围较窄，开发程度不高，效益也不显著，因此，微生物在农业领域的开发潜力亟需深入挖掘。

面向产业变革，微生物农业一马当先。

增能，开发能源链

基辛格曾有这样的预言：掌握石油，便能掌控所有国家；掌握货币，便能主宰全球；而掌握粮食，则能左右世界上的每一个人。

然而，石油等化石燃料正对环境造成污染，且正逐渐耗尽。面对社会经济发展对能源需求的急剧增长，我们必须采取风能、水能、太阳能、海洋能以及微生物能等多种清洁能源的综合利用策略。特别是微生物能源，因其来源广泛、成本较低，且几乎不受地理条件的限制，具有显著的优势。

2013年3月14日，石家庄炼化微藻养殖示范基地的技术人员正按计划采集藻类样本，对藻类的生长状况进行细致的观察。他们利用炼厂排放的二氧化碳作为碳源，微藻将能够吸收这些二氧化碳并转化为生物柴油，这一创新实践即将成为现实。图片来源：IC photo。

中国石化大力推动生物能源领域的探索与科研。近期，我国首个以炼厂排放的二氧化碳作为碳源的石家庄炼化微藻养殖基地传来了喜讯，该基地成功实现了炼厂废气养殖微藻的突破，微藻通过吸收二氧化碳并转化为生物柴油，这一创新成果有望成为现实。利用生物吸收二氧化碳来达到减排目的，是炼油行业实现绿色发展的关键路径。生物对二氧化碳的吸收是地球上最古老且最为高效的碳固定途径，其中微藻作为一种关键的固碳生物，展现出光合作用效率高、繁殖迅速、环境适应性强的特点，其二氧化碳吸收能力甚至高达森林的10至50倍。这种特性使得微藻能够成为生物柴油的重要基础原料，进而促进资源的循环利用。2011年，石油化工科学研究院携手石家庄炼化，共同启动了“炼厂二氧化碳减排技术与产油微藻养殖技术开发”的研究项目，并在该企业内部设立了专门的示范基地。科研人员通过精心筛选藻种、驯化培养、调整培养基成分、优化养殖环境等措施，成功实现了炼厂排放的烟气二氧化碳被转化为产油微藻和雨生红球藻的高效养殖。石家庄炼化微藻养殖示范项目的落成，为炼油厂在二氧化碳减排领域以及微藻生物能源技术的研发工作打下了坚实的基础。

当前，通过生物技术手段对能源链进行分解与开发，已构建起包括生物柴油、燃料乙醇、沼气以及制氢在内的四大主要领域。特别是沼气的应用，在我国众多地区已经得到了广泛推广，而生物质燃料的发展势头亦十分强劲。

采用微生物发酵技术，将农作物秸秆分解并转化为能源燃料的创新技术已趋于完善，这一变革有效摒弃了传统化工工艺在分解转化过程中对环境的负面影响。

经过测算，这项技术的应用将使农作物秸秆成为农民增收的重要途径，每亩地可增加收入500元。同时，它将搭建起一条乡镇初级加工、企业生产中间产品，进而转化为燃料乙醇、纺织品、制药等多种终端产品的产业链。这一过程不仅延长了产业链，也提升了价值链，并丰富了功能链。

宾夕法尼亚州立大学的科研人员运用微生物技术，成功将二氧化碳转换成燃料，这一成果为人类摆脱能源危机提供了新的曙光。

面向能源革命，微生物农业独辟蹊径。

增绿，打通循环链

在“三物”农业模式中，微生物负责将植物秸秆和动物粪便分解并回归土壤，这一过程不仅能够有效清洁环境卫生，还能将动植物的废弃物以及人畜粪便收集并加以利用，从而实现对生产生活环境的净化。此外，它还能改善土壤质量，针对长期过量使用化肥和农药导致的土壤八大问题，如板结、贫瘠、浅层化、酸化、盐渍化、污染和杂乱，具有显著的修复效果，从根本层面上改变土壤特性，优化农作物的生长条件。

研究表明，将固氮菌这类微生物应用于非豆科作物，诸如水稻、蔬菜和果树等，这一做法不仅降低了化肥的用量，提升了化肥的利用效率，减轻了环境污染，并有助于维护生态平衡，而且还能显著提升作物产量，增幅达到5%至30%，同时大幅改善农产品的品质。若能恢复因石油农业而中断的植物、动物与微生物三者之间的循环链条，否则，即便提及绿色农业、有机农业、循环农业或生态农业，也不过是徒有其名。

显而易见，微生物扮演着守护绿水青山的重要角色，它们是生态、粮食以及食品安全领域的重要功臣。在美国，生物肥料的使用已占肥料总量的超过一半，而我国这一比例却仅有大约10%。

中央提出，旨在推动农业供给侧进行结构性改革，其核心在于全面实施绿色发展的新思想，通过生物技术对土壤进行改良，对水质进行净化，从而在源头确保农产品的品质安全。

面向生态文明，微生物农业不辱使命。

增值，提升价值链

新材料、新能源以及生物技术构成了现代科技的三大尖端领域，其中生物技术已与生命科学紧密结合，成为社会广泛关注的显学。日本研发的从香菇中提取的抗癌药物“天地欣”，其售价已高达每毫克1600元以上。

以我国食用菌产业为例，自改革开放以来，其产量实现了超过700倍的飞跃。如今，其产值已攀升至第五大农产品，仅次于蔬菜、谷物、水果和中药材。若将中药材中的灵芝、天麻、茯苓、虫草等成分融入食用菌，其地位更是稳固，已稳居第四位。

联合国粮食及农业组织将菌菇纳入了粮食的范畴，并使其成为世界粮食英雄的评选对象。被誉为“菌菇院士”的中国工程院院士、国际药用菌学会的理事长、全国脱贫攻坚的楷模李玉，也因此荣获了“粮食英雄”的荣誉。

他对食用菌的特性进行了总结，指出其具备五大独特之处：不与他人争夺粮食，不与粮食争夺土地，不与土地争夺肥力，不与农业争夺时间，也不与其他生物争夺资源。

李玉院士经过计算得出，若将1000万吨农作物秸秆与1000万吨牛粪结合，理论上能够产出700万吨的双孢菇。即便考虑一定的折损，仍能生产出400万吨的双孢菇，这相当于40万吨的干菇。以干菇中30%的蛋白质含量来计算，其产量等同于400万吨牛奶，或是92万吨鸡蛋，亦或是60万吨的肉类。

我国每年农作物秸秆产量高达九亿吨，畜禽粪便更是高达三十八亿吨，即便仅利用其中的一成来培育食用菌，也将开辟出巨大的增值潜力。

这指的是微生物“三料二品一剂”六大开发领域中的食品药品，通过这一领域，我们也能一窥其他领域的全貌。特别引人注目的是，这种增值是从无到有的创造，它实现了将草转化为金、将粪转化为金、将废转化为金的奇迹。这种增值是在传统三物循环利用的基础上，额外增加的价值。增值后的废料可以重新回归田地，作为肥料参与三物循环，其肥效丝毫不减，同时还能有效降低病虫害的发生。

微生物研发的深入推动了小蘑菇的多元化应用，它不仅跻身于高端保健品、饮品、食品和药品的行列，还拓展到了高档化妆品、纺织材料、装饰材料以及建筑材料等领域。我国在食用菌的生产和消费方面已位居全球首位，日产超过200吨的企业数量众多。然而，种源方面的不足严重限制了行业的发展，并影响了价值链的升级，例如，我们购买一瓶金针菇时，就需要支付给日本3分钱的专利费用。

中国菌物谷（合肥）的诞生，将为破解种源不足的难题贡献其力量。

中国菌物谷（合肥）是由合肥市政府与吉林农业大学携手共建的项目，长丰县政府、吉林农业大学以及玉隆高科三家单位共同推进，它标志着我国首个以菌物种业创新为核心，致力于食（药）用菌产业发展的战略高地。

项目依托合肥综合性国家科学中心的学科与产业政策优势，聚焦于以食用菌（药物用菌）产业为龙头的菌物产业国际前沿领域，攻克了一系列食用菌（药物用菌）产业的核心共性关键技术，致力于将合肥的食用菌（药物用菌）产业打造成为国内一流、高端产业汇聚的标杆，并创建了国内首个菌物产业创新集群，进而辐射并推动长三角乃至全国食用菌（药物用菌）产业的蓬勃发展。

该项目的建设周期设定为五年，预计总投资额将达到五亿元人民币，且有望在五年内实现产值突破百亿元大关。

李玉院士引领之下，全国各领域杰出人才齐聚合肥，他们将在菌物种源研发、菌物生产推广、菌物加工深化以及菌物市场拓展等方面大放异彩，用浓墨重彩描绘我国菌物事业的新篇章，向世界讲述中国关于大食物需求的故事。

面向增效增值，微生物农业前景无限。

增食物，拓展食物链

人类对蕈菌的食用历史源远流长，这种菌类早已成为人类饮食文化中的一员，然而在今日，它却蜕变为餐桌上的新宠，成为高档宴席上的必备佳肴，人们甚至讲究“无菇不成席”。

2022年5月28日，在青岛绿色家园生物科技发展有限公司的工厂化栽培示范基地，工人们正在对立体培育架上的菌包进行细致的检查。新华社摄影报道。

在大食物观念的引领下，“一荤一素一菇”的均衡饮食模式逐渐受到大众的认可，各式食用菌逐渐成为餐桌上备受瞩目的佳肴。我国已正式公布115种具有药食同源特性的食物，其中，珍贵的食用菌如玉木耳、金耳、羊肚菌、蛹虫草、红托竹荪等，越来越受到人们的喜爱和追捧。

截至目前，已知的食用菌种类超过两千种，其中约有八十余种适合人工种植，而大约三十种已经实现了商品化生产，极大地丰富了人们的食用菌选择。

随着民众对食物种类的需求日益丰富，我们不仅要从耕地、草原、森林、海洋等传统平面区域获取食物，更要探索立体空间的食物来源；不仅要依赖那些直观可见、可触摸的动植物，还要关注那些肉眼难以察觉、触感无法感知的微生物，持续延伸食物链，通过提供更多、更优质的菌类“菜粮”，来提升人民群众对美食的幸福感。

福建农林大学的林占熺团队在沙漠地带成功培育出菌草，并以此生产出可食用的菌类；同时，中国科学院的科研人员通过利用二氧化碳制造淀粉，展现了微生物技术在变废为宝、拓展食物资源方面的潜力和前景。

面向美食中国，微生物农业在老百姓的舌尖上出彩。

增空间，构建多维链

食用菌生长偏爱湿润且昏暗的环境，对阳光并无依赖，适宜在林地、草丛、荒凉的海滩或空地、防空洞等地方进行培育，它们不会与粮食作物争夺土地资源，也不会侵占其他农作物的生长空间。

电视剧《山海情》曾一度备受关注，其中描绘了在沙漠和荒山上种植菌草，以此发展食用菌产业，形成了包括种草、养菌在内的多元化产业链。追溯至历史深处，林下栽培、稻田种菇等传统种植方式，标志着食用菌立体种植和空间利用的早期探索。伴随着现代科技的飞速发展，食用菌产业已步入立体化、工厂化和全年生产的新阶段。

李玉院士带领的团队研发的智能菇房，融合了超过40项专利技术，不仅适用于大规模的工厂化菌菇生产，还能以移动方舱的形式布置在农民的房屋前后、庭院以及晒场上，从而实现智能化和立体化的生产模式。

这种节约土地的智能设备，实际上相当于扩充了耕地资源。在粮食、油脂、养殖业以及经济作物中，食用菌的立体化、工厂化技术最为完善，其经济效益也最为显著，它成为了保护耕地边界、实现粮食安全的重要手段。

面向藏粮于地，微生物农业凭空造“地”。

增健康，延长生命链

在饮食界，微生物食品被誉为健康佳品。其生产过程无需化肥和农药，富含优质蛋白质、菌类多糖、三萜以及人体必需的氨基酸、维生素和多种矿物质。尤其是蛋白质含量，远超鱼肉、禽蛋，高达19%-42%（而大豆之外的粮食、水果、蔬菜蛋白质含量通常仅为个位数），一公斤干菇的营养价值相当于1.7公斤猪肉。

2021年7月20日，在安徽颍上县王岗镇的蘑菇种植基地，当地农民们正忙着将新鲜采摘的蘑菇逐一装箱。新华社摄影报道。

它横跨了绿色食品与生命健康两大板块，满足了人们从追求“吃饱”到追求“吃好”，将“病从口入”转变为“病从口出”的更高品质生活需求。在医疗行业中，生物技术成为了延长人类生命周期的有力工具。目前，治疗癌症主要有四种方法：手术、化疗、放疗以及生物药的靶向治疗。其中，部分癌症通过靶向治疗手段，效果显著，甚至可以实现完全治愈。

以基因工程技术为核心的药物研发领域，目前已经成为全球微生物药物产业中增长速度最快的分支之一，其发展潜力巨大，未来前景一片光明。

据相关报道，一种针对肿瘤治疗的新型生物药物——“肿瘤基因导弹”，预计将很快完成研发工作。该药物能够精准地识别并摧毁肿瘤细胞，从而有望实现癌症治疗的突破。

面向健康中国，微生物农业居功至伟。

增速度，加快产出链

1978年，我国食用菌产量仅为5.7万吨，产值未达亿元；然而，到了2021年，产量已突破4000万吨，增长了700余倍；产值更是达到了3000多亿元，增长了3000余倍。如此迅猛的增长速度，在全球范围内，没有任何一种人类食物能够与之媲美。

与普通农产品相较，食用菌的培育周期较短，产量亦较高，且其种植不受气候、季节、地理环境等因素的制约，只要有适宜的菌种，短短数日便可供人食用。在遭遇洪涝、干旱等自然灾害，错过作物播种的最佳时机时，食用菌便成为了拯救农作物的“救星”。

李玉院士强调，应将食用菌认定为应急作物，并重视其在灾害救援中的重要作用。此外，食用菌还具备成为未来新型灾害应对关键资源的潜力，若遭遇动植物大规模灭绝的危机，通过紧急生产食用菌能够有效挽救生命。

食用菌的原材料分布广泛，生产过程简便快捷，一年内可以收获三到四次，有的甚至能达到五到六次，而采用工厂化生产则可实现全年不间断产出。将菌菇制成干货后，其保质期超过一年，这使其成为应对自然灾害、疫情甚至战争等极端情况下的稳定食物供应途径。

近期，鉴于日本频繁遭受地震、台风等自然灾害以及疫情的多发态势，该国显著提升了食用菌的种植与进口规模，同时积极研发以菌类、蔬菜、肉类和粮食为原料的应急救灾食品，这些做法值得我们学习和参考。

食用菌及其他微生物类食品被视为优质蛋白质的稳定供应者，科学家们普遍认为，这类食品将是未来食品行业的发展趋势。面对全球范围内对高蛋白需求量不断上升的现状，我们亟需加强对食用菌等微生物食品的深入研究与系列开发，同时也要加快提升食品的生产效率和品质。

面向补救应急，微生物农业无可替代。

增主动，创新科技链

历经百万年的原始社会、万年的农耕社会以及三百余年的工业社会阶段，人类社会如今正迈向一个崭新的文明阶段，那就是倡导生态文明的“第四文明”时代。

在这个阶段，我们必须克服工业文明对资源过度消耗及环境造成污染的盲目行为，同时还要改变农业文明在自然条件下对资源利用的被动局面，积极步入一个有意识地运用高科技手段，开发与利用微生物资源的新时代。

近年来，高科技的发展拓展了微生物在“三料二品一剂”六大领域的应用，推动了农业从石油农业时代以来的封闭二维结构向开放三维结构的转变，促使微生物更加积极地融入农业生产、三物循环以及自然生态的和谐共生。微生物领域涌现出众多新品种、新产品、新技术、新产业以及新业态，生物发酵技术、菌物工厂模式、生物育种技术、活性成分的提取、食药同源理念、生命科学等多个领域的新进展接连不断，令人眼花缭乱，充分展现了“微生物，大产业”的巨大吸引力。

毫无疑义，科技对微生物领域的积极影响已经宣告了人类“被动农业”时代的终结，标志着“主动农业”时代的到来。这一变革日新月异，尤其是在微生物科技链上的创新，以秒速发展的态势，将有力地助力解决生态文明背景下我国三农领域面临的诸多重大问题，为我国农业的高质量绿色可持续发展注入强大的动力。

面向主动融合，微生物农业跨界迭代。

微生物农业这一新兴领域，尚处未广为人知的境地，它所具有的“九增五不争”的显著特点，亟需广泛传播，营造起浓厚的公众认知氛围，形成广泛的社会共识；如此，方能促使决策者将其纳入发展蓝图，并致力于其推进；同时，激发企业家们的投资热情，致力于产业的精心打造；最终，吸引消费者们的青睐，使其成为时尚追逐的焦点。

因此，微生物农业这一未来农业的新兴领域才能光芒四射，充满生机，进而成为农业界的一股强劲力量。

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