编者按 近年来,中国农产品价格大大高于国际市场价格,国家高价收粮储棉,库存高涨,而厂商大量进口低价大豆、玉米、棉花。为了让农产品价格回归市场调节,国家调整了粮食临时收储政策,从东三省的大豆、新疆的棉花试点开始,并取消玉米临储,压缩“镰刀弯”地区玉米种植面积,鼓励大豆、马铃薯、杂粮等作物种植。
国家进行种植结构调整,就是要让农产品生产和价格发挥市场机制的作用;供给侧改革,也是让需求决定生产,生产者生产市场需要的优质农产品,压缩低附加值产能,增加高附加值产能。为了与产业政策相适应,为了适应市场需求,不仅农产品生产者要变,上游种子、化肥、农药等供应商更要先变。
美国农业发达,其不仅有完备的国家农业支持政策、高度集约化的生产体系,还有众多为生产者服务的农业企业,他们在产品、技术、贸易、服务等方面提供便利条件,为农业生产者生产高附加值农产品服务。我们以美国杜邦先锋为例,介绍其产品理念和技术创新,国内农业产业链相关企业以资借鉴。
种子独树一帜服务贯穿“一生”
———访美国杜邦先锋行业事务和生物技术与法规部副总裁傅杰瑞(JerryFlint)博士
从杂交玉米到高油大豆、高产糯玉米,到作物解决方案,再到种植全过程管理的全新理念,杜邦先锋不断刷新传统种植观念和耕作方式。杜邦先锋行业事务和生物技术与法规部副总裁傅杰瑞(Jerry Flint)博士近日来中国参加G20农业部长会议,记者在京专访了傅杰瑞博士,探访杜邦先锋从产品到服务的创新思路。傅杰瑞是杜邦先锋领导团队和杜邦生物技术指导核心团队成员,行业事务和生物技术与法规部负责杜邦先锋全球范围新型植物生物技术从产品研发到商业化的过程。
从杂交玉米到高油酸大豆 产品线系列化
杜邦先锋从杂交玉米到高油酸大豆等的多元化产品线,都打上了自己独树一帜的印记。
先锋成立于1926年,1999年被杜邦全资收购,是世界第一大玉米种子生产商。杜邦先锋的种子业务遍及全球90多个国家和地区。2015年,先锋种子收入高达67亿美元,占杜邦总收入的27%。
玉米是美国最主要农作物之一,玉米种子的庞大需求为杜邦先锋创造了巨大的空间,为杜邦先锋全球业务贡献70%的销售收入。随着种子市场需求的不断变化和规模经济效益显现,杜邦先锋的种子产品已涵盖大豆、高粱、水稻、油菜、油葵、棉花等类别。种子业务的多元化经营和产品线不断整合,成为杜邦先锋持续发展的动力之一。傅杰瑞博士介绍,杜邦先锋大豆种子产品占其产品线全部营收的20%,其中,Plenish高油酸大豆的贡献功不可没。
传统大豆中油酸含量23%左右,亚油酸含量52.5%左右、亚麻酸含量9%左右。油酸是单不饱和脂肪酸,亚油酸和亚麻酸是多不饱和脂肪酸。医学研究显示,增加不饱和脂肪酸的摄入,会降低血液中低密度脂质蛋白胆固醇(俗称“坏胆固醇”)含量,从而降低动脉硬化的发病率。但多不饱和脂肪酸热稳定性及抗氧化性能都较差。通俗话讲,传统大豆油存储条件不当、时间过长,就会氧化并产生“哈喇味”。
油酸是单不饱和脂肪酸,其稳定性要好很多,油酸含量高的油脂稳定性也较好。目前市场常见的高油酸含量食用油主要是橄榄油(70%~80%油酸)、茶籽油(75%~85%油酸)和低芥酸菜籽油(60%油酸)。Plenish高油酸大豆油酸含量高达75%,亚油酸含量仅3.6%,组成与橄榄油和茶籽油接近,被称作“大豆橄榄油”。
Plenish高油酸大豆是复合性状转基因作物,2009年获得美国种植许可,2010年开始种植。高油酸大豆是杜邦先锋通过转化大豆自身的内源基因开发而成,被视为产品创新的重要里程碑。傅杰瑞博士解释说:“由于自身多不饱和脂肪酸含量很低,Plenish高油酸大豆无需氢化处理,因此在大豆油加工过程中不会产生反式脂肪酸,是更健康的食用油。”
这里需要说明的是,所有的植物油本身都不含反式脂肪酸,但为了提高稳定性, 一般在精炼加工过程中需要进行氢化处理,因而会产生反式脂肪酸。由于氢化油含有大量反式脂肪酸,增加了心血管疾病、糖尿病等风险,世界各国已纷纷限制。
Plenish高油酸大豆油和传统大豆油的一个重要差别在于热稳定性。傅杰瑞博士称,Plenish高油酸大豆最初也是针对美国市场开发,因为在美国大豆油需要标识反式脂肪酸含量。杜邦先锋与美国的四大粮商ADM、邦吉、嘉吉和普渡合作,这几家公司大豆油的加工总量占到美国市场份额的70%。Plenish高油酸大豆已获得加拿大、中国、欧盟、日本、韩国、澳大利亚、新西兰、台湾、墨西哥、南非和新加坡等的食品和饲料进口批准。
中国是大豆的起源地,而我们现在需要大量进口大豆,如何认识中国的大豆育种呢?傅杰瑞博士表示,在中国大豆以直接食用为主,食用大豆和豆腐是重要的本土食物,因此,中国培育的大豆品种主要用途也在此。而过去几十年里,大豆国际市场的主要开发方向为加工、食用油和蛋白质用途。市场目标的不同,决定了中美大豆品种研发方向的不同。
从转基因到基因编辑 生物技术工具化
杜邦先锋在技术上绝对领先,不仅成为行业的风向标,其产品也成为对手竞相效仿的模板。
杜邦先锋专注于育种研发,其种质资源、研发队伍、资金投入等均在国际种业巨头中处于前列。据悉,杜邦先锋已建立品种丰富和种类繁多的种质资源库,拥有全球60%以上的玉米种质资源,并在全球100多个试验站进行资源共享。其研发中心覆盖25个国家,并拥有4000多名研究人员,每年研发投入占销售收入的比重都在10%以上。
先锋早在1989年就创立了自己的生物技术团队,并于1996年第一个开展玉米基因研究,在转基因玉米研究上居领先地位。在北美地区,杜邦先锋主打转基因抗虫系列和非转基因抗旱系列玉米品种,不同品种优势特性鲜明,推广面积远远领先于竞争对手。目前杜邦先锋获得中国食品与饲料加工原料进口许可的转基因产品包括:抗虫和耐除草剂转基因玉米TC1507、抗根虫和耐除草剂玉米59122和品质改良大豆305423(即Plenish高油酸大豆)。
仅在转基因玉米研发上的优势,还不足以保持玉米育种全球领先地位,杜邦先锋早已开始基因编辑技术的应用研究。2016年4月18日杜邦先锋宣布,推出CRISPR-Cas育种技术开发的第一种商业化产品——杂交糯玉米,新一代杂交糯玉米种子将在五年内提供给美国种植者。
美国每年约种植50万英亩(约20万公顷)糯玉米。20世纪初期,先锋首次提出糯玉米自交系育种,从20世纪80年代以来,一直销售糯玉米产品,是全球杂交糯玉米种子主要供应商。
傅杰瑞博士介绍,传统自交系糯玉米产量低,是育种面临的一大挑战。“CRISPR-Cas基因编辑技术为育种人员提供了更高效的工具,让他们能够将糯玉米天然特性植入杂交品种中,培育出产量与传统玉米非常接近的高端糯玉米产品。”傅杰瑞博士表示,杜邦先锋拥有丰富的玉米种质资源,在杂交糯玉米商业化运作方面有数十年经验;CRISPR-Cas技术让选择某一具体性状变得更容易,育种人员培育目标品种的效率更高、更精准。两方面原因促使杜邦先锋选择糯玉米作为应用CRISPR-Cas技术的首个商业化产品。
杜邦先锋相信,CRISPR-Cas技术是一种先进的植物育种工具,因此,正在建立CRISPR-Cas技术育种平台,开发在抗病、抗旱等抗逆性有突出表现的品种,并推动杂交技术的发展。
那么,CRISPR-Cas技术与转基因技术有什么关系呢?一般来说,CRISPR-Cas技术是对内源基因的修改,转基因技术是外源基因或内源基因的转入。说白了,CRISPR-Cas糯玉米,就是在正常玉米中对与糯玉米性状相关的基因“做手术”,切掉这个基因,使玉米表现出糯玉米的性状;而转基因技术“手术”,是在玉米基因组中引入如苏云金芽孢杆菌的Bt抗虫基因等。
美国农业部(USDA)的基本看法是,CRISPR-Cas技术糯玉米不存在外源DNA,生长过程中不会生成外源蛋白质,这与传统育种方法结果相同。因此,利用CRISPR-Cas技术的种子产品不在针对转基因产品监管的范畴。
在傅杰瑞博士眼中,选择研究方法的重心在满足培育全新杂交产品和品种的需要。傅杰瑞博士举了抗旱玉米的例子:不少玉米品种中都存在耐旱性状,但是,在雨水丰沛的情况下,玉米产量可能反而会降低。利用CRISPR-Cas技术重新编辑耐旱基因,将其引入最优良的种质中,就可以实现无论干旱与否都能高产的品种培育,“这与糯玉米的研究非常相似”。
“由于某些性状改良CRISPR-Cas技术无法完成,转基因技术仍将继续是我们的另一种育种工具。”从转基因到基因编辑,杜邦先锋充分利用生物技术不断培育新品种。而生物技术研究方法还有许多,“从传统的典型作物育种到杂交育种都可以利用。”傅杰瑞博士说,“利用这些新式工具而无需引入外源DNA;能够取得与经过多年回交和选种的传统育种相同的成果,而育种效率更高,这正是这些新式育种技术最令人兴奋之处。”
贯穿产业链的服务体系 作物方案本土化
在交谈中,傅杰瑞博士多次提到了“本土化”。杜邦先锋在中国的产品推广,就贯彻了以种子为核心的本土化服务战略。
杜邦先锋在中国培育的先玉系列玉米杂交品种有20多个。以“先玉335”来说,由杜邦先锋独资公司铁岭先锋培育,2004年通过国家审定。“先玉335”受到东北地区种植户青睐的表现是籽粒含水低、商品性好;伴随“先玉335”推广的,还有“单粒播”技术。单粒播种,不仅节约了种植成本,更省去间苗人工。席卷几乎半个中国的“先玉335”,开拓了农民的眼界,“单粒播”也已被国内种业公司普遍使用,国内玉米种子质量和播种技术都提升了一个档次。
2015年11月,杜邦先锋与雀巢 (中国)公司在甘肃的供应商建立合作关系。金昌怡农农民专业合作社的2700亩玉米,作为杜邦先锋种植基地为雀巢长期供货。“杜邦先锋+合作社+雀巢供应商”,帮农民实现了完整的产业链。对农民来讲,他们考虑的是增产、增收;种子企业的价值实现,则必须以让农民获益为前提。
随着玉米全程机械化进程加快,国内种业公司加紧培育籽粒直收品种。2014年玉米收割前夕,杜邦先锋宣布籽粒直收技术与先玉系列品种结合取得成功,并在山东和河南两省首次大规模同时收获。扒苞叶、晒棒子和脱粒一次完成,是玉米全面机械收获的首次大规模应用,是中国三大主粮实现全程机械化管理的标志性进展。籽粒直收将10余天的收获时间缩短到两天,节省了90%的人工;高效的机械收获,使得收获时间可适当推迟,为籽粒成熟争取了宝贵的时间。以“先玉047”为例,采用籽粒直收玉米亩产量增加50~100公斤,籽粒淀粉含量、容重等品质指标明显提高。
“种子+服务”是中国农民体验到的杜邦先锋理念,在技术更加成熟的美国,杜邦先锋为农场主提供的服务贯穿种子“一生”:种子销售、播种指导、田间管理指导、收获指导、作物销售等。Encirca是杜邦先锋在北美市场独家开发并注册的农户服务系统,营销人员根据地区土壤和气候状况帮助农户选择合适的品种及田间管理计划;除草剂、杀虫剂配套服务支持;通过大数据为农户提供施肥、除草剂、农药、灌溉等跟踪服务建议;通过农户网上交易服务平台提供作物销售渠道;通过全资子公司PSI金融服务公司,为客户制定灵活、方便的支付计划和其他财务服务。
现在,国内众多农资企业都在提倡作物全程解决方案,我们从美国的本土化服务可以体会出,全程解决方案,不仅仅是给农民种子,告诉农民该用什么肥、什么药、如何管理这么简单,“要确保农民能够得到实现最大产量所需的所有信息”,傅杰瑞博士介绍,“我们的Encirca平台不但有自己的研究数据和专利,还与其他公司和大学合作,提供测土配方、气候信息以及作物生产信息等更多数据。将所有信息整合在一起,为农场主提供所有田间数据,帮助他们提高作物产量及利润率,并做出全年作物生产决策。”
杜邦先锋给我们展示了一个先进的农业产业化企业的成长和服务案例。
(注:1999年先锋被美国杜邦收购,文中1999年之前称为先锋,1999年之后称为杜邦先锋;Plenish、Encirca为其品牌。)