中國農業的轉基因挑戰
《鳳凰周刊》2012年29期 王家駿[內容摘要]:在現代生物學界和農學界內,農業的未來寄望於轉基因技術是普遍共識。不但用更少的投入養活更多的人要靠轉基因技術,更少的化肥、更少的農藥,更環保的生存環境,也要靠轉基因技術。甚至,一國農業有沒有光明的未來,也取決於其轉基因技術研發和商業化的競賽。
從大豆戰爭到棉花戰爭
1995年以前,作為大豆的原產國,中國是大豆凈出口國,今天,中國是世界最大的大豆進口國,大豆的傳統種植區東北,已很難看到大豆,全部改種糧食作物。
中國大豆種植業如此急劇的變遷,是中美大豆戰爭的結果。但中美大豆戰爭最終結局的內在邏輯,並非如廣泛流傳的是國際糧業巨頭的老奸巨猾和中國豆油壓榨企業被算計的結果。
中國大豆需求增長的背景、轉基因大豆的優勢、甚至中國農地制度的僵局和國家農業的戰略選擇,才是「大豆戰爭」的關鍵詞。
首先是急劇增長的需求。中國經濟高速增長使得城鄉居民營養結構迅速改變:食用油消費量和肉禽蛋奶的消費量相對主糧消費量大幅上升。除食用油增長帶來的大豆需求增加,肉禽蛋奶消費需求的增長也帶來養殖業的規模化發展和飼料用量的增加,它刺激了對豆粕(大豆壓榨後的副產品)等蛋白質飼料需求的井噴。向國外進口大豆以滿足國內需求,只是時間早晚的問題。
2001年中國加入WTO,2002年取消大豆進口關稅和配額限制,國外的大豆便如潮水般湧入。2004年,中國成為世界上最大的大豆進口國。到2011年,中國大豆進口量達到5264萬噸,佔全球大豆進口量的60%,對外依存度達80%。進口增長如此之快,僅用需求增加是不足以解釋的。
國產大豆被佔盡優勢的進口轉基因大豆「打敗」才是主要原因。放開進口限制後,人們發現美國大豆品質極佳,轉基因大豆出油率為19%~22%,而國產大豆出油率只有16%~17%,而在豆油企業的成本核算中,大豆出油率相差1%,每加工10萬噸大豆,效益就相差1500萬元,東北傳統大豆無法再吸引大豆油加工企業。
不僅如此,美國轉基因大豆來自集約化大農場,它意味著從種子、肥料、農業機械到倉儲、運輸等各個環節的集約化。相比之下,中國小農生產方式註定國產大豆在價格上不具備競爭力。價格和質量上的雙重劣勢,使國產大豆迅速失去市場。
隨著大量進口大豆,中國大豆和豆油價格越來越受國際市場尤其是美國市場波動的影響,當稚嫩的國內豆油壓榨企業開始參與到大宗產品的交易時,因為普遍缺乏風險意識又掏了不少學費。例如在2004年,國際大豆期貨價格在不斷走高一年之後暴跌,之前因聽信「糧食危機」的概念炒作而大量買入大豆期貨的中國加工企業遭受巨額虧損,這次遭遇在國內被充滿陰謀論的解讀,稱為第一次「大豆危機」。
如果將「大豆戰爭」勝負視為美國轉基因技術的勝利,中國其實在「大豆戰爭」爆發的10年前,就輸掉了這場戰爭。
美國轉基因大豆領域的研究起步較早,但1980年代中後期,中國的王連錚教授和尹光初教授已開展了轉基因大豆的基礎研究,由於轉基因技術高難度、安全要求嚴苛等屬性,從研發到商業化種植的周期十分漫長。導致1990年代初中國在論證轉基因大豆的可靠性、可行性時,有關部門鑒於當時本國大豆充分的自給率,以及出於防止大豆品種被「轉基因」污染等考量,最終否決了轉基因大豆的科研立項。
不過大豆自產率降低亦非壞事,有便宜且優質的進口大豆為何不用?中國科學院農業政策研究中心主任、首席科學家黃季焜教授就認為:「以大豆為例,中國現在進口3000多萬噸,自己生產1000多萬噸。如果全部自己生產,可能會擠占生產水稻、小麥、玉米的土地、水資源。所以我覺得在糧食安全方面,我們應該有所為,有所不為,重點保住水稻和小麥。」
不過,中美轉基因技術在另一種作物身上卻上演了截然相反的劇情。
1990年代初,中國北方棉區棉鈴蟲害連年爆發,造成重大損失。災情嚴重到了長江流域棉區20%~30%減產、黃河流域部分產區出現絕收的地步。棉農不得不連年大量施用農藥。然而棉鈴蟲經過這種「人工選擇」產生了超強抗藥性。
2008年9月溫家寶總理在接受美國《科學》雜誌主編艾伯茨有關農業問題的採訪時,引用了當時河南棉農李修立的原話「棉鈴蟲泡在農藥里都死不掉」。
讓李修立在內億萬棉農擺脫這場夢魘的,是孟山都公司轉Bt基因抗蟲棉種的普及。Bt指的是一種在土壤中天然存在的蘇雲金芽孢桿菌,它能產生一種只殺死特定昆蟲、而對其他益蟲和人類無害的獨特蛋白毒素。在出現轉基因作物之前,農民已經會把經過乾燥的Bt菌噴洒在植物上,用以防治害蟲。如果用轉基因技術,將合成Bt毒蛋白的基因整合到玉米或棉花里,作物自身就可以殺滅害蟲,不僅能有效殺蟲,還省去了人工噴洒農藥的投入以及傳統農藥的污染風險。
1996年,擁有轉Bt基因抗蟲棉專利的美國孟山都公司進軍中國棉種市場。孟山都公司首先在黃淮棉區與河北省種子公司合資成立河北冀岱棉種技術有限公司,主要生產經營適合黃淮棉區種植的轉Bt基因棉花品種;與此同時,孟山都公司又在1998年與安徽省種子總公司合資成立安徽安岱棉種技術有限公司,進入長江棉區。
冀岱和安岱兩家公司獲得轉基因安全產品證書以及商業化生產許可後,因其出色的毒殺能力,大大減少了棉農防治強抗藥性棉鈴蟲的用藥成本和用工成本,所以,這種轉基因棉種的價格雖是國內普通棉種的10倍,還是迅速在中國棉種市場普及。孟山都公司在中國棉種市場樹立了絕對優勢地位。
不過,孟山都的霸主地位被迅速逆轉。給予孟山都第一次打擊的是長江流域棉花種植區的山寨產品。
遍布中國農村的農業技術站雖沒有研製轉基因作物的能力,但一些農技站尚可堪任從事雜交育種。孟山都的棉種既然已經普及,自然容易被一些基層的科研單位拿來做親本與國內常規棉花品系組配雜交。這些雜交的親本,一方來自國內,一方來自大洋彼岸,遺傳物質上存在較大差異,極易產生雜種優勢。
中國數量龐大的基層科研單位紛紛用孟山都棉種做親本,選育出無窮的雜交棉品種,正是這些山寨產品斷送了孟山都公司轉Bt基因棉種的市場前程。
但是,孟山都棉種和本地棉種雜交,存在一個生物學上的難題:由於兩國棉種差異很大,雜交種子並不能繁殖出性狀穩定表達的子代種子,產量會逐代下降,種子會失去活力,患病率也會上升,正如馬和驢雜交出的騾子不能生育後代一樣,這種天然的「專利保護制度」的機制某種程度上幫助了種子企業。
因此,雜交的第一代種子確實沒問題,它憑藉低價打敗孟山都。但如果不能每年都從孟山都獲得新的轉基因棉種進行雜交,而只是對已有雜交種進行繁育,就會面臨麻煩。在盜版猖獗的市場,如果孟山都公司每年都在市場上提供新種子,就意味著它在為山寨種子提供資源。孟山都退出一個缺乏基本知識產權保護制度的市場,只是時間問題。
作為一連串反應的最終結局:失去了孟山都這個轉Bt基因棉種的初始提供者,毀滅性的蟲災會捲土重來。這時,最好有一個相對應的、得到政策和經費支持的國產轉Bt基因棉種出現。而它真的就出現了;它的出現還意味著孟山都轉Bt基因棉種市場的徹底終結。
早在棉鈴蟲災難爆發前,中國轉基因抗蟲棉項目就於1991年被列入「863」計劃重大攻關項目,負責人是曾在法國巴斯德研究所留學,從事殺蟲基因結構與功能研究的中國農科院研究員郭三堆教授。正如黃金大米的研發歷程一樣,轉Bt基因的棉花從概念提出到實現性狀,再到性狀穩定直至通過實驗,各項評估等等嚴格的步驟後才能最終推出。
1997年,國產抗蟲棉技術研究獲得重大突破,中國成為繼美國之後第二個掌握轉基因抗蟲棉技術的國家,不過此時距離國產轉基因棉花的大規模推廣,還要做很多工作。郭三堆在回憶1999年的情況時說:「(當時)我們的品種還處在技術儲備階段,美國產品佔領了我們93%的市場份額,我們自己的抗蟲棉僅僅佔了7%。」
在1999年之後的時間裡,郭三堆和他的同事們研製出了40多個適合於不同棉區特點的國產抗蟲棉品種。這些品種逐步通過了各項審定,投入到商業化生產中。中美棉種之戰的逆轉終於在2004年爆發,質優價廉的國產轉基因棉花種子在遍布農村的農技站的推廣下,成功取代了孟山都的同類產品。
郭三堆回顧國產轉基因棉花的商業化歷程時談到:「中國在轉基因棉花商業化上做得非常好,棉花是中國第一個大面積使用的轉基因植物,而且也是唯一實現商業化的。這主要得益於國家的重視,它是一個全國聯合攻關的結果。」
除了技術上出現足以匹敵的競爭者外,孟山都在中國種業市場也採用了不恰當的營銷策略。
中國的農業經濟特點決定了種業市場上與美國的差別:中國農民數量龐大並且分散,種子交易數目非常龐大,但每筆交易的金額很小,而美國正好相反。要想在中國種業市場取得成功,必須建立一套有效的市場營銷和配送體系,能夠與中國數量龐大的個體農民建立聯繫。這種通過代理商開拓銷售渠道的營銷方式孟山都並未採用。
作為中國農科院轉基因棉花技術獨家授權的公司,創世紀轉基因技術有限公司通過更適合本土市場的運作方式以及政策扶持,已成為國內最大轉基因棉種巨頭,2006年棉種覆蓋國內95%以上的市場份額,當年叱吒風雲的孟山都公司最終黯然離場。
「棉花戰爭」獲勝後,郭三堆團隊並未止步。2005年,他們攻克了棉花育種領域抗蟲與高產難以結合的世界性難題,這項具有自主知識產權的轉抗蟲基因三系雜交棉不僅保持了抗蟲棉的特點,還能增產至少1/4。目前,中國約有330多萬公頃棉田適宜種植雜交棉,若按此推算,理論上可新增皮棉80萬噸、效益增加100億元以上。
中國被印度後來居上
轉基因作物的重要意義不局限於「大豆戰爭」和「棉花戰爭」等產業問題,從農業經濟上看,發展中國家更需要普及轉基因作物。
現有的轉基因作物大部分尚屬只能抗病蟲害的第一代轉基因產品,但足以讓農民產生濃厚興趣。在病蟲害來臨時,種植轉基因作物的農戶可以大幅減少農藥和人工支出。貧困農民願意採用轉基因種子,他們覺得這是脫離貧窮的希望,事實也確實如此。
儘管印度的殺蟲劑公司和「反轉」組織執著地阻撓,印度農民還是於2002年開始廣泛種植轉Bt基因棉花,印度也藉此由棉花進口國一躍成為出口國,種植轉基因作物之後的農戶家庭,境況得到全面的改善,一份由洛克菲勒基金會支持的2008年的研究報告顯示:通過調查印度9300戶轉Bt基因棉花種植戶以及傳統棉花種植戶發現,轉基因棉花種植戶中的婦女和兒童得到的社會資源略高於傳統棉花種植戶,婦女分娩時可以得到更多幫助,兒童的入學註冊率以及疫苗接種率更高。
更明顯的變化則是轉基因棉花的產量提高了50%,殺蟲劑使用卻降低了一半,印度棉花種植者的總收入從8.4億美元迅速增長至17億美元。一份同樣是來自洛克菲勒基金會支持的研究報告指出:過去一年中有超過200萬農民種植轉基因作物,全世界有1200萬農民享受著轉基因技術帶來的好處,其中900萬人是貧困農民。發展中國家種植的轉基因作物的數量超過了工業化國家的種植數量,而且發展中國家的轉基因作物種植增長率是21%,超過工業化國家6%的三倍還多。
曾經是環保憤青的生態學家斯圖爾特.布蘭德,在其新書《地球的法則》中對近10年的環境保護運動進行了一系列反思。在書中,深受發達國家強大環保組織困擾的布蘭德不無羨慕地談到:「現在在轉基因作物領域發展得最快的國家,是那些具備科學能力和自信、勇於抵抗那些謹小慎微的環保主義者的發展中國家——例如中國、巴西、印度、南非、阿根廷和菲律賓。只要它們進步,世界也會隨之進步。」
作為被斯圖爾特.布蘭德點名表揚的一員,中國的轉基因作物的推廣成果確實值得稱道,90年代初,中國的抗病毒轉基因煙草首次在田間大面積種植,1996年的種植面積達100萬公頃,1997年上升到160萬公頃,曾一度是世界上最大的轉基因植物群落。
在更體現國力的轉基因作物研究方面,中國在發展中國家也排名第一。中國轉基因作物專利數量在全球居於領先地位。並且中國近年來在該技術領域所公開的專利申請呈快速增長的趨勢。
但是,隨著全球範圍內環保主義運動的勃興,信奉自然主義哲學、視轉基因技術為眼中釘的反對者們,通過夜以繼日的宣傳、發布「轉基因作物危害健康」的報告,成功扭轉了輿論。據華中農業大學生物技術傳播中心的媒體監測數據分析:在大多數時候,媒體對轉基因的報道都是以負面新聞為主。長期負面輿論引導,公眾對轉基因自然會出現較深的誤解甚至是排斥心理。
在民意背景下,轉基因作物面臨自誕生以來最嚴重的困境,其中以歐洲最具代表性。歐盟各國在轉基因問題上均採取保守態度,這體現了歐盟各國決策者的官僚理性:既然選民反對,批准轉基因作物的種植就會葬送政治前途。
環球同此涼熱。中國的政策制定者也不得不照顧民意反彈的可能。2011年3月2日,國務院負責人在一位農科院研究員的來信上批示:「目前社會上對轉基因的議論較多,意見較大,需要引起高度重視。應進一步澄清中國糧食轉基因商業化生產的實際情況、進口轉基因糧食的進口種類和數量、轉基因種業發展(包括外國種業進入中國)的狀況,還應明確中國轉基因科學研究的方針、重大專項部署及成果應用方向。要堅持從中國糧食安全和人民健康以及生態環境保護的最高利益出發,堅持科學態度和實事求是,通過討論,以求得到正確判斷和意見。」
中國的轉基因研究與應用也經歷了「成長的煩惱」。據中國農業科學院生物技術研究所所長林敏介紹:「中國曾是最早大面積種植轉基因作物的國家之一,印度從2002年才開始種植抗蟲棉,比中國遲後6年,卻在短短的幾年中種植面積躍升為世界第四位,中國降為第六位。這一發展態勢特別值得引起我們重視,產業化發展速度相對落後制約了中國在該技術領域的整體發展。」
曾取得成功的轉基因棉花現今面臨停滯,但這還算不上挫折。2009年8月,農業部批准了轉基因抗蟲水稻「華恢1號」、「Bt汕優63」和植酸酶玉米的生產應用安全證書。這三種再無下文的轉基因作物,最能反映研究成功與現實困境之間的矛盾。
轉基因商業化被民意凍結
在頒發農業部安全證書的當年,國際農業生物技術應用服務組織在其年度報告中稱:「中國做出了一項里程碑式的決定。這為需要歷時2-3年的商業化前註冊鋪平了道路,並且意義非凡。基於水稻和玉米的全球重要性以及中國日益增長的影響力,世界其他發展中國家也許會效仿中國的做法。」
生產應用安全證書的發放,意味著轉基因稻米向商業化生產的方向邁出了實質性的一步。根據《農業轉基因生物安全管理條例》《中華人民共和國種子法》及《主要農作物品種審定辦法》等法律法規的規定,獲得安全證書後,還需通過品種審定,並獲得《種子生產許可證》和《種子經營許可證》後,即可進入商業化生產。
「臨門一腳」的品種審定,卻因民意障礙一直沒有進行。
根據《農業轉基因生物安全管理條例》及配套規章規定,對轉基因作物的安全評價分為實驗研究、中間試驗、環境釋放、生產性試驗和申請領取安全證書五個階段。屬於華中農大生命科學技術學院的兩種轉基因水稻分別於1999~2000年開展了中間試驗,2001~2002年開展了環境釋放,2003~2004年開展了生產性試驗,直到2004年,才正式申請轉基因水稻生產應用安全證書。
漫長的流程,證明了中國行政部門對轉基因作物空前的安全監管力度。在如此苛刻的監管體系下,最先等不及的是廣大稻農。2004年,尚在申請中的轉基因抗蟲水稻就因為被爆出非法種植的消息而備受關注。當時,「綠色和平」在湖北四次調查轉基因水稻種植,並於次年4月13日發布《非法轉基因水稻污染中國大米》調查報告。該報告認為轉基因水稻在湖北等地的種植已非常廣泛,為影響決策,該調查報告還被送往農業部。
2005年8月11日,湖北省政府委託省農業廳就「轉基因水稻事件」首次發表聲明,武漢科尼植物基因有限公司、武漢禾盛種衣劑有限責任公司和華中農大新技術研發公司在承擔轉基因水稻生產性實驗過程中「擅自擴大制種」,並責成有關單位對其進行處罰。湖北省農業廳隨即對已種植的上萬畝轉基因水稻進行剷除。
不過正如孟山都公司無法制止其轉Bt基因的棉種被農技站雜交盜用,轉基因水稻生產性實驗過程中的種子也擴散開來。很快市場上就有了更多不同品種名稱和包裝的轉基因水稻種子。
抗蟲的轉基因水稻和轉Bt基因的棉花具有相同效果,節省人工和農藥並帶來增產的特點使其需求非常旺盛。雖然價格比普通稻種翻了一番,但農民依然願意購買。未獲得合法地位的轉基因抗蟲水稻種子,不僅在湖北,而且在四川、浙江也可以方便買到。雖然在大多數種子商店裡並不擺在櫃檯上賣,但只需開口說「要抗蟲的稻種」,老闆便心領神會,到後台拿出轉基因稻種進行售賣。
儘管非法出售稻種的情況在農業部出手干預後被壓了下來,但是背後被壓住的問題遠不止於此。
因為有關轉基因作物的安全審批完全停止,已有安全證書的作物其商業化進程也遭遇困局,這意味著中國的轉基因研究缺乏來自市場的激勵。事實上,即使開展了商業化種植,又會因為中國不完善的知識產權保護制度而降低來自市場的收益。現在,支撐中國轉基因作物研究的主要來源是政府的專項撥款。
2006年,中國政府將轉基因生物新品種培育重大專項列入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》,2008年7月,國務院批准啟動了轉基因生物新品種培育重大專項。這是一個與大飛機研製並列的重大專項,預計到2020年,其投入將達到200多億元人民幣,這將是中國歷史上投入資金規模最大的農業科技項目。2009年6月,國務院發布《促進生物產業加快發展的若干政策》,提出「加快把生物產業培育成為高技術領域的支柱產業和國家的戰略性新興產業」。
「國家有這麼大的投入,科學界很振奮,也有很大的反響。如果這麼大的投入下去,結果不是因為技術上做不出來,而是因為考慮到民意,在政策上不允許技術結晶投入商業化使用,那這個情況就太尷尬了。」華中農大的分子生物學家嚴建兵教授這樣分析目前的困境,「即便沒有收益,政府因為看到了轉基因技術是未來農業的發展方向,所以也還會支持。決策者清楚轉基因技術的重要性,僅僅為了糧食安全也必須掏錢。同時,轉基因的研究是個非常長的過程,需要十年二十年甚至更長。當未來民意阻礙減弱,商業化種植的前景明朗後,能不能在未來有競爭力就看今天給的錢多不多。」
無論是中國體制內的科研人員,還是孟山都等國際農業技術巨頭,現在都在等待政策變化的那一天。而每一天的等待,都意味著生產力無法釋放。危險的事實是:因為僅有來自政府的撥款而缺乏市場的回報,長期看來,中國農業在轉基因時代,會再一次遠遠落後於西方。
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