海洋农业高新技术产业发展的现状与对策

海洋农业高新技术产业发展的现状与对策

改革开放以来，中国的海上农业发展取得了巨大成功。但是由于缺乏高新技术支撑和先进理念指导,盲目追求规模和产值,资源环境破坏严重,直接威胁着食品安全、质量安全和生态安全。近年来,随着我国海洋经济的快速发展,以及国家“科技兴海”战略的实施,技术进步已成为我国区域海洋经济发展的重要源泉,各沿海省市逐渐加大对海洋科技的投入,提高海洋经济发展的科技水平,海洋科技活动产出得以稳步增长,科技创新能力有所增强,海洋科技工作有力推动了海洋经济的快速发展。加强自主创新,推动高新技术产业发展,已成为促进海洋农业增长方式转变,加速成果转化,提高国际竞争力的关键。一、海洋农业的科技支撑20世纪80年代以来,发达国家普遍将包括海洋农业在内的海洋经济列入国家的宏观发展战略。特别是随着人口不断增加和陆地农业资源开发潜力逐渐枯竭,越来越多的国家将眼光投向海洋,通过科学制定科技发展规划、加大高新技术研发投入,实施促进成果产业化的优惠政策,发展以科技知识为基础的海洋农业高新技术产业,保护海洋生态环境,提升海洋竞争力,促进海洋资源的可持续发展,保持其在海洋科技领域的领先地位。我国是世界海洋农业大国,海洋农业水域和生物资源丰富。适宜发展海水养殖的浅海、滩涂和海湾面积共约260万ha。已鉴定的海洋生物物种达20278种,其中可捕捞、养殖的鱼类有1694种。海洋农业利用10%的海洋面积创造了30%的海洋GDP,已成为我国农业发展最快、活力最强、经济效益最高的产业之一,是国民经济发展的新增长点。随着我国海洋农业科技水平的提高,海洋农业产业链不断延伸、产业领域逐渐拓宽,产业发展水平和综合效益得到不断提高。我国海洋农业高新技术产业发展取得了可喜的成绩:优良种质创制取得重大突破,良种覆盖率显著提高;海洋设施养殖发展迅速,人工调控能力不断提高;海洋生态农业初具规模,生态友好型产业模式逐渐完善;水产品加工由粗加工向精深加工发展,经济效益不断提升;新兴高新技术产业发展迅速,开发前景广阔。然而,作为“第一生产力”的科学技术对海洋农业高新技术产业发展的推动作用还没有充分显现。目前,科技进步对我国海洋农业生产的贡献率仅为30%,海洋农业科技转化率只有30%～40%,而发达国家一般为70%,有的高达80%。因此自主创新对海洋农业高新技术产业的推动作用潜力巨大。二、海洋农业高新技术产业发展面临的挑战虽然我国海洋农业的产业规模和经济总量巨大,但总体技术水平与支撑产业持续、健康发展的需求相比尚有较大差距,海洋农业高新技术研发和产业化发展面临着诸多挑战。(一)全基因组遗传育种工作一是重要水产生物组学研究进展缓慢。组学研究为从基因组水平上全面系统地认识和理解各种生命过程,为人工设计和优化生物性状提供了崭新而高效的技术手段。而我国仅有半滑舌鳎、鲤鱼等少数物种开展了全基因测序工作,全基因组选择育种研究尚属空白。二是水产养殖动物细胞培养技术,特别是无脊椎动物的细胞建系技术严重滞后,已成为阻碍深入研究海洋生命现象,解析和验证重要基因功能的技术瓶颈。(二)海水化纤养殖的标准化与规范化亟待建立我国是渔业大国,而不是渔业强国,表现在海水养殖业,主要问题有以下几方面:工程化养殖基础研究薄弱,与养殖品种对应的循环水养殖系统物质与能量循环的基本模型以及养殖环境优化与修复模型亟待构建与完善,养殖工艺和养殖专家系统建设严重滞后;海水工厂化养殖技术尚未形成标准和规范,急需研究建立不同生产模式、不同生产对象、不同操作环节的养殖技术标准体系;网箱装备结构尚未定型,抗风浪、抗流性能及结构安全理论研究仍有差距,新型专用网箱材料技术依然落后。(三)缺乏对动植物进行合理监测和生态风险评估近年来我国以资源养护和环境修复为基础的海洋生态农业建设取得了一定成效,但是由于渔业资源和生态环境研究基础比较薄弱,海洋生态农业发展明显缺乏科学指导。一是缺乏对渔业资源和环境常规性的动态监测,在放流对象选择、放流种苗规格、多品种放流数量配比等方面有一定的盲目性,多营养层次综合养殖缺乏精细化能量物质循环模型。二是缺乏生态风险评估,大量使用人工培育苗种,对遗传多样性、病害防控、生态群落结构等可能造成的影响尚未进行深入研究。三是相关研究缺少系统性,例如增殖放流活动和海洋牧场建设尚未实现有机结合,资源放流和环境修复与优化之间相互促进、有机结合的机制亟待建立。(四)足产业升级对投入品的技术需求疫苗、渔药、饲料等养殖投入品对保障食物安全、质量安全和生态安全具有重要意义。而我国养殖安保产品研制起步较晚,不能满足产业升级对投入品的技术需求。成熟海水疫苗只有1种,新型安全渔药研究几近空白,为防治病害不得不大量使用兽药、农药甚至化学试剂,严重威胁了健康养殖和水产品国际竞争力。水产动物营养需求研究不系统、不全面,专用化、配合型的高效环保饲料开发严重滞后,饲料生产工艺和投喂技术有待提高,既浪费了天然渔业资源,又破坏了水体环境,对产业可持续发展带来了严峻挑战。(五)促进渔家增收的重要途径海洋产品加工转化,既是解决部分产品季节性过剩的必然要求,也是提高海产品附加值,促进渔民增收的重要途径。我国海洋农业产业水平落后的重要标志是以加工业为代表的第二产业发展严重滞后。目前多数水产加工还停留在冷冻保藏阶段,加工机械化水平低,技术工艺落后,加工链条短,产品附加值低。(六)生物活性物质的研发能力和产业化水平较低,在生物化战略性新兴产业的发展必须以高新技术的重大突破为基础,以活性物质和生物质能源开发为代表的新兴产业还面临着诸多技术瓶颈:一是活性物质和生物材料筛选基础研究薄弱,利用基因工程、细胞工程、酶工程等手段开发活性物质的工作刚刚起步,产业化水平低。二是光合效率高、产油率高的藻种选育工作有待加强,海藻的乙醇/甲醇转化技术研究相对滞后,微藻封闭式光生物反应器的低成本规模化技术有待建立。三、我国高级别农业产业化(一)进行遗传改良技术良种工程正向网络化、体系化、产学研一体化方向发展,按照系统工程的原理对水产养殖动物进行遗传改良,使研发周期更短、推广转化更快。以BLUP和REML分析为基础的数量性状遗传评估技术以及基于全基因组序列的分子育种技术正在快速向水产育种领域转化,通过与细胞育种、杂交育种和选择育种等传统育种方法的有机结合,大大提高了生物种业的技术水平。(二)推广建设生态养殖产业,降低养殖成本国外海洋设施农业普遍将生物技术、生态系统理论和现代化的装备及工程技术结合起来,用环境友好、安全健康的养殖模式替代传统模式,呈现出以下特点:精准化和自动化控制的设施设备、高效养殖系统与生态修复技术相融合,形成多生态位有机构成、工程化强化与人工控制并存的养殖生态工程技术,极大地提高了养殖效率和管理水平,降低了养殖成本。(三)高效安全饲料开发重新评定水产养殖动物营养需求参数,针对不同的分类地位、食性、栖息环境和生长阶段,进行更为精准的营养需求研究,指导开发高效安全饲料。以LAMP技术、微阵列芯片和生物传感器等为基础的高通量快速检测和监控技术,为监控养殖对象和养殖水体健康状态提供了技术保障。发达国家普遍采用疫苗、有益微生物菌剂、免疫增强剂等生态防控制剂来替代抗菌素和化学药物控制病害,水产养殖整体上已进入后抗生素时代。(四)海洋生态农业目前国际上普遍提倡开发与保护并重的海洋生态农业理念,通过构建资源养护型的增养殖模式和生态系统水平的海域管理体系,发展海洋生态农业。主要研发内容包括:开发人工鱼礁建设技术和土著经济种类增殖放流技术,为海洋生物提供良好的生长、繁殖和索饵的环境,提高生态效益和经济效益;根据不同生物的生态互补性,构建多营养层次的综合养殖系统,在优化生态环境的同时,降低生产成本,产出优质海产品。(五)造业体系构建日本、德国、挪威等国非常重视高新技术在水产品加工领域的应用,已形成完备的加工装备制造业体系。自动控制技术、生物技术、微胶囊技术、低F值杀菌技术、栅栏技术、超微粉碎技术等得到广泛应用,为从环保低耗和经济效益两个角度对加工原料进行全面综合利用提供了技术支撑,水产加工品趋向多样化、高值化,加工副产物和低值水产资源综合利用途径进一步扩大。(六)海藻为产业对象一是海洋药物和生物制品开发进展迅速。已从海洋生物中分离获得约15000种天然产物,拥有抗肿瘤、抗病毒等活性。从海鞘中分离的ET743作为第一个海洋抗肿瘤药物已成功上市,也使海鞘成为重要养殖对象。由于海洋生物的特殊生存环境,其体内含有丰富的极端酶为获得新的生物活性物质提供了极好的资源库。从极端微生物中开发的碱性纤维素酶和Taq酶,年销售额均已达数亿美元。二是海洋生物质能为解决能源问题提供了有效途径。海藻可利用海洋、盐碱地等不适合粮食作物生产的空间进行规模生产,因此成为生物质能研究的热点。目前美国最大规模的产油微藻试验面积已达数十万平方米。四、新在海洋农业高新技术产业发展中的作用毋庸置疑,海洋农业高新技术产业作为一种知识技术密集型产业形态,科技创新在其中发挥着极其关键的作用,高新技术及其成果转化是海洋农业高新技术产业发展的根本动力。因此必须加强战略规划,优化资源配置,实施重点突破,推动海洋农业科技实现跨越式发展,为高新技术产业的可持续发展提供技术支撑。(一)增强自主创新能力,确保海洋农业高新技术产业发展动力提升海洋农业科技创新水平,做强海洋农业高技术产业,必须坚持以下原则:一是坚持自主创新原则。自主创新是海洋农业高新技术产业发展的战略基点和根本出路。只有完善技术创新体系,营造良好的创新环境和氛围,强化企业的创新主体地位,培育具有自主知识产权的核心技术,着力提升产业自主发展能力,才能为海洋农业高新技术产业发展提供不竭的动力。在着力增强自主创新能力的前提下,将原始创新与集成创新和引进消化吸收再创新结合起来,共同突破海洋农业高新技术产业发展中面临的重大科学前沿问题和关键技术瓶颈。二是坚持产业需求导向。海洋农业高新技术研发的最终目标是推动新兴产业崛起,加快传统产业升级,提高综合效益,促进渔民增收,实现渔业可持续发展。因此立足于产业发展的技术需求开展科技创新,立足于产业结构调整提高科技成果转化效率,为提升和改造传统产业提供科技支撑,应该作为海洋农业高新技术发展的主导方向。三是坚持产业集群发展,着力发挥优势区域示范带动效应。产业化经营是海洋农业高新技术及其产业化的重要组织形式和有效载体。必须立足于资源优化配置,把产业集聚作为海洋农业高新技术产业发展的战略途径。利用龙头企业在资金、技术和人才方面的优势,建设特色高技术产业基地,发挥辐射带动作用,引导整个产业高新科技的发展。(二)建立海洋农业科技支撑体系坚持“有所为,有所不为”的方针,在影响产业可持续发展的若干关键领域,集中力量,重点攻关,以点带面,逐步实现海洋农业科技的整体性突破和跨越式发展。1.分子标记育种技术近年来,多性状复合育种技术(Multi-traitintegratedbreeding)、分子设计育种技术(Breedingbymoleculardesign)和基因组选择育种技术(GenomicSelection)逐渐成为引领生物种业发展的前沿技术。多性状复合育种技术由于可以对多个经济性状进行复合选育,将成为选择育种技术的研发重点。分子标记育种技术是利用现代分子生物学技术筛选与目标性状相关联的各种分子标记,从而辅助选育研究的一种新技术,它代表着今后遗传育种研究和品种改良实践的发展方向。基因组选择育种技术是分子标记育种的一种形式,但为全基因组范围的标记辅助选择。随着生物信息学的快速进步,这一新型的育种技术必将在水产动物育种中发挥重要作用。2.加强基础研究,完善设施标准化技术海洋设施农业未来的发展方向是围绕提高养殖技术工艺,提升设施装备技术水平,实现养殖系统规范化和精准化开展研究。首先要加强应用基础研究,构建主养品种专家系统,实现养殖全过程的精准化。其次开展设施系统标准化技术研发,提高海洋养殖设施标准化水平,研究并形成适合我国国情的若干典型的节能型养殖系统模式。再次要研发养殖污染物收集和降解等环节技术装备,并结合外排营养物质的资源化利用技术,实现资源节约型和环境友好型养殖生产。3.动植物生态恢复技术在疫病防控方面,深入研究病害微生物的致病机理和水产养殖动物的免疫机制,研发疫苗和新型安全渔药,利用微生态制剂维持养殖动物体内生态和外环境生态平衡,构建生态型水产病害防控体系,保障食品安全和质量安全。在营养与饲料研究方面,从基因水平上阐明营养代谢机制,开发品质人工调控技术。利用基因组学和蛋白质组学等现代生物技术研究不同蛋白源及其它饲料成分对养殖动物营养代谢的影响,开发新型蛋白源和高效配合饲料,保证养殖业可持续发展。4.生态友好型海洋农业技术体系的构建针对我国近海水域养殖密度过高、环境污染较重、渔业资源严重衰退的问题,以生态系统健康评价和增养殖容量评估为基础,以环境修复和增殖放流为手段,以全方位、数字化的实时管理监控技术为支撑,加强关键共性技术的集成示范,加速构建生态友好型海洋农业技术体系,确定海洋生态农业的适宜开发模式与潜力,实现生态系统水平的海洋农业管理和立体监测,全面提升渔业生境优化能力和生态服务功能,达到经济效益和生态效益的有机统一。5.深加工和质量安全领域坚持“以科技为依托,以安全为重点,以新产品开发为突破口”,加强基础研究,争取在水产品保鲜、加工和质量安全领域的科学理论上有重大突破。提高精深加工和副产物综合利用水平,重点开发疗效食品、功能食品等,提高产业科技含量和产品附加值。把水产品精深加工关键技术与资源综合利用和环境保护紧密结合