农业的实质是开发使用生物资源，古板农业是使用植物、动物资源的“二物”农业。有史以来，人类的农业运动主要集中在植物和动物，虽然对微生物也有所使用，如食用菌的收罗、制酒酿醋等，但多处于自然状态。随着高科技的深入生长，近百年来，人类的农业运动逐渐从中观天下划分向着宏观天下和微观天下两头延伸。在宏观天下里，如太空种子、太空莳植、火星地球化的探索。在微观天下里，微生物的开发使用已经形成微生物肥料、微生物饲料、微生物能源燃料、微生物食物、微生物药品和微生物清洁剂六大领域。虽然手艺上已不可问题，但社会的认知度却远远不敷。因此，变植物、动物的“二物头脑”为植物、动物、微生物的“三物头脑”是农业生长的新理念、新使命、新领域。使用微生物手艺开发农作物秸秆等放弃物是“点草成金”，开发禽畜粪即是“点粪成金”，而这项手艺自己则是“点废成金”。且它具有“六不争”的特点：即不与人争粮，不与粮争地，不与地争肥，不与农争时，不与农产品争市场，不与其他争资源。
陷入逆境的二物头脑
古板农业生产对自然资源的掠夺式开发使农业生产所依赖的自然情形日趋恶化，从基础上制约了农业生产的可一连生长。我国要实现农业可一连生长的战略目的，就要向地球生物圈学习——植物生产、动物消耗、微生物剖析还原，形成循环往复、生生不息的农业循环系统。将古板农业调解为植物、动物和微生物资源组成的“三物”农业，是实现农业可一连生长的战略性调解之一。微生物农业是遵照生态学原理，使用微生物——剖析者的作用，开发农业生物的潜在生态位，充分地使用农业生物量资源，尤其是残渣废物的使用，有利于能量的转化和物质的循环使用。同时，生长微生物农业有利于实现农产品工厂化生产，有利于改善农业生态情形，可将微生物在农业生态系统中的被行动用自动化、隐性作用显性化，从而形成地球生物圈的良性循环，有利于资源的永续使用，实现农业的可一连生长。这也是中央关于“绿色化”生长理念在农业领域的详细体现。
微生物在地球上无处不在，在80多千米的高空，在11千米的海底，在2000米的地下，都可以找到微生物的踪迹。微生物物种富厚，未知者甚众。有人预计他们的种类可达1万亿种，但我们却知之甚少，各国的学者已经用分子生物学手段确切证实，迄今为止仍然有90%－99%的微生物未被熟悉。
动物、植物和微生物是生物资源的三个支柱。可是，恒久以理由于受科学手艺能力的局限，我们只在植物和动物二物头脑二等中观天下里打转转，在微生物上思量的未几，只管人类对微生物的使用已经有很长一段时间。二物头脑已经使农业陷入逆境。
一是资源承载力已经超限。农业有三大系统，划分是耕地农业、草地农业和捕捞农业。莳植业现在最大的问题就是土地，土地资源已经很是紧缺。我国人均土地占有只是美国的十三分之一，加拿大的十八分之一。连比我们穷的印度，土地占有都比我们多，是我们的1.2倍。刷新开放以来，有3亿多亩耕地被都会与工业占了；草地系统超载过牧。草原退化越来越严重，由于天气干燥，放牧太过，易造成牧草生长不良，笼罩率降低，甚至引起沙化。草场退化可使载畜量降低，影响和限制畜牧业的生长，大到影响到整个地区的生态情形。“三江源”地区已经泛起草场退化，鼠害放纵，天气变暖使蒸发量一连增高，水源修养功效一连下降的征象。第三个系统是捕捞系统。中国是天下上惟逐一个海洋养殖大于海洋捕捞的国家。主要靠养殖来解决水产品的问题。中国水产品的消耗能力比其他国家大得多。我们现在是每年人均37公斤，消耗量惊人。蓬勃国家平均26公斤，生长中国家平均18公斤。
二是生态情形恶化。为了高产高效，过量使用农药化肥、除草剂以及动物使用的抗生素。现在面临的污染越来越严重。特殊是江河湖海等富营养化等问题。太湖的蓝藻、安徽巢湖的蓝藻等事务给外地的经济与生态带来了重大的破损。地表水的污染也到了十分严重的田地。据有关方面视察，我们现在地表水可以测出68种抗生素，尚有90多种非抗生素类的药。现在是无河不污。中国每年生产的抗生素是21万吨，人均消耗138克。美国是13克，我们是人家的10倍还多。在这种生态情形中从事农业生产，产品质量一定大受影响。
三是动植物之间的生态循环链条中止。古板农业遵照的基本纪律是一个关闭的内循环。农作物种出来，种子给人吃了，根茎叶喂牲畜，人畜粪便又回到田里作为农作物的肥料。我们的农业生产就是在这样的一个循环系统中缓慢向宿世长。现代农业突破了这样一个关闭的内循环，注入了两个外力；一个是从石油中提炼的农药化肥，第二个外力是机械取代了人力畜力。现代农业注入这两个外力之后整个内循环链条被突破，生态循环链条中止，农业就泛起了许许多多的问题。如不但生态情形恶化，并且土地质量严重下降等。
点废成金的三物头脑
高科技的介入使微生物的开发成为一个新兴的战略型工业，微观天下的开发明在已经使农业生物化进入了一个难以想象的田地。农业向未来进军，有这么一些基本特征。一是由平面向立体生长。美国、以色列、法国都在搞农业摩天大楼。一座30层的摩天大楼，可以种养100多种动植物。够5万人一年的消耗。二是由自然化向设施化生长。2012年我国设施农业面积已占天下总面积的85%以上，其中95%以上是使用聚烯烃温室大棚膜笼罩。三是由化学化向生物化生长。现代农业向生物手艺领域迈进。近年来，我国生物工业坚持20%以上的增速，2014年生物工业产值达3.16万亿元，微生物的开发将是未来农业生物化的重中之重。四是由人控机械化向电脑自控化生长。物联网在农业中的运用使得种、治理、采摘、包装、蕴藏、运输等能够实现智能控制。五是由陆地化向海洋化生长。用海水浇灌的农作物科学家已经试验乐成。未来的海洋文明不是以商业为中心，而是以生产为中心，要在海洋建大农场。六是由地球化向太空化生长。已经有100多种农作物带上太空试种乐成，未来我们将在太空上搞一些莳植农场。借鉴太空站手艺，农作物放在太空上种，用传输器采摘下来供人类食用。七是由生产化向移民化生长。美国的火星地球化的刷新妄想，试图在不远的未来，将人类移民至火星。
当今天下，人类有三大前沿科技，即生物手艺、新能源手艺和信息手艺，其中微生物手艺与人类的康健长寿关系最为亲近，在这一领域的研究正突飞猛进地生长。一个康健人身上携带的微生物总重最多不会凌驾体重的3%，但若是论细胞数目，微生物是人体细胞的10倍。每小我私家携带的微生物种类都有着或多或少的差别，如指纹一样唯一无二。微生物就是一切难以用肉眼望见的细小生物，包括细菌、真菌这些单细胞生物，也包括病毒、立克次体这些非细胞生物。至于微生物群组，就要从微生物奇异的进化特点提及。多细胞生物的传宗接代周期少则以月计，多则以年计。而细菌这样的微生物在条件相宜的情形下，只需几十分钟就能爆发新一代。这样高速的滋生令它们有着远高于多细胞生物的进化速率，能一直修改自己的基因去顺应情形。在微生物研究中，很难像研究大熊猫、白鳍豚一样去研究简单微生物物种，而是要研究群集生涯在一起的、所有具备差别基因的微生物。这些微生物组合在一起就被称为微生物群组。微生物对人类来说意义重大。例如，肠道中或许包括一千余种差别的微生物，并且种类组成还在一直转变。吃的食物差别，肠道中就会滋养出差别的微生物种类。近年的生物学研究发明，肠道微生物群组竟然照旧人体免疫系统的一个组成部分，是抵御致病微生物的第一道屏障。不但云云，某些肠道微生物的渗透物还会对我们的身体爆发显著的调控作用，令我们罹患肥胖症、二型糖尿病或是直肠癌，甚至影响到神经系统，让我们更快乐或更郁闷。对微生物的进一步研究、使用能让我们生涯得更康健。在食物工业中使用双歧杆菌等益生菌作为添加剂，可以镌汰肠道熏染的几率。凭证这个思绪，以后或允许以通过在食物中添加特定的益生菌来治疗诸如糖尿病、癌症等疾病。这些古板上要靠药物解决的疾病，以后也许只需吃点微生物就可以搞定。2016年5月，美国总统奥巴马宣布启动“国家微生物群组推动妄想”，将研究目的锁定整个生态情形中的微生物群组。随着该妄想的启动，人类将积累更多这方面的知识，创立更有利于人类的微生物情形（叶盛《微生物作育纷歧样的你》）。
仅就生长微生物农业而言，一是使用微生物手艺处置惩罚，“点草成金”，实现放弃物的无害化和再使用。目今，农业生产中爆发的放弃物处置惩罚粗放、综合使用水平不高的问题日益突出。据估算，天下每年爆发畜禽粪污38亿吨，综合使用率不到60%；每年生猪病死镌汰量约6000万头，集中的专业无害化处置惩罚比例不高；每年爆发秸秆近9亿吨，未使用的约2亿吨；每年使用农膜200万吨，当季接纳率缺乏2/3。这些未实现资源化使用无害化处置惩罚的农业放弃物，现实是放错了地方的资源。生长微生物农业，这些有机放弃物经微生物发酵就能转化为饲料、沼气、生物乙醇等，实现农业放弃物的无害化和再使用。
二是可以实现农产品的工厂化生产，缓解粮食紧缺的矛盾。微生物农业是具有高科技生物工程内在的“发酵工程”和“酶工程”，可实现农产品的工厂化生产。我国农作物秸秆，通过微生物发酵工程变为饲料，可以获得相当于400亿千克的饲料粮，这相当于现在天下每年饲料用粮的1/2。一座占地未几年产10万吨单细胞卵白的微生物工厂，相当于12公顷耕地生产的大豆卵白或0.25亿公顷草地饲养的牛羊所生产的动物卵白，数目十分可观。使用秸秆类的农业有机放弃物——稻草、稻谷壳、玉米芯、棉子屑、锯木屑、甘蔗渣和泥碳配制成食用菌的作育基，可获得饲料生产（底料作畜禽的优质饲料）和食用菌生产的双丰收。微生物饲料制剂包括单细胞卵白饲料、菌体卵白饲料、饲用酶制剂、真菌饲料添加剂、维生素类添加剂、抗生素类制剂、氨基酸类、活体微生物类、发酵饲料等。其混配在饲料中可起到资助消化、增进生长以及提高畜禽自身免疫力，防病治病的作用。微生物饲料制剂由于可工厂化生产，效率高，且有利于情形�；ざ找媸艿饺嗣堑闹厥�。许多微生物除了可作饲料添加剂，还可用于发酵工程来生产大宗饲料，实现人畜分粮，缓解粮食紧缺的矛盾。近年来，农业生产上使用残渣食物链举行食物生产也越来越多，尤以食用菌为纽带的生态模式效果显着。微生物菌体以其富厚的卵白质、氨基酸及维生素含量列为主要营养食物，许多食用菌品种还以其突出的抗癌、降脂、增智及提高机体免疫力的功效而成为压倒一切的保健食物。国际食物界已将其列为21世纪的八大营养保健食物之一。据科学预计中国菌物种约有18万种左右，其中大型真菌约2.7万种。现在已发明并报道的食用菌有710多种，其中能举行人工莳植的约有50种，已经形陋习模的商业莳植有15种左右。
三是可以改善农业生态情形，实现农业可一连生长。21世纪人类社会生长的主要问题是生态情形�；の侍�。农药、化肥的大宗投入，给生态情形造成了严重的破损，对大气、土壤和水体造成了差别水平的污染。为了增进我国农业的可一连生长，微生物在农业生产中必将饰演更为主要的角色。生长微生物农业，一方面镌汰农业放弃物污染，将有机废物变废为宝，有利于生态情形�；�；另一方面，微生物农业中的生态情形�；ぜ�，还可直接扫除空气中的废气、污水和土壤中的有害化学物质，是国际上正在兴起的一项新工业。生长微生物农业不但可以知足人们对食物数目增添、质量改善和食物清静的需求，并且可以有用地提高动、植物资源使用率，改善和�；ど樾�。2013年，美国出书了《微生物养活天下》一书，强调通过调控土壤微生物区系能够增产20%，镌汰20%的化肥与农药，是未来情形友好、经济高效农业的新出路。
我国高度重视生物手艺和工业的生长，出台了一系列战略妄想，研发投入一连增添，取得了一批标记性科技效果，在天下上首次剖析葡萄糖转运卵白晶体结构，治疗Ｔ细胞淋巴瘤新药西达本胺上市，人工角膜“艾欣瞳”投产。微生物的开发工业远景也是十分辽阔。以食药用菌为例，现在我们关于食用菌的消耗很是有限。现在天下人均只有60克。营养专家说每人天天应该消耗250克以上，那就是半斤多，若是按这个数目去盘算，那么就需要1.2亿吨。现阶段中国每年的食药用菌产量3000多万吨，产值是2000多亿元，这也就意味着，整个工业的的产值规模，差未几在这个基础上要翻3倍以上，抵达一个万亿级的工业。
高营养的价值使得微生物的开发成为时代的骄子。中国共产党人已经向全天下允许两个百年目的。第一个百年目的是周全建成小康社会。建成小康社会之后就是要建设康健中国，而康健的焦点就是首先要把吃的工具解决好。微生物营养的富厚和转化，是未来人类营养链的主要一环。以食用菌为例，现代科学研究的最新效果批注，食用菌不但具有很高的营养价值，并且有极好的药用效果。特殊是食用菌中的真菌多糖、抗菌素、核酸、核苷酸、有机锗、有机硒等许多药用因素，对人体细胞的修复作用和在治疗肝炎、心血管性疾病、特殊疑难病症、抗朽迈等方面已显示出极大的优越性，成为人类筛选新的抗癌药物、抗艾滋病药物、抗菌素药物的一条主要途径。
远景辽阔的微生物开发
凭证《中国微生物资源生长报告2016》剖析效果，2001－2015年，中国在微生物资源领域取得重大生长。中国微生物领域论文发文量位于天下第二，仅次于美国；中国微生物领域专利族数目天下第一，从全球排名来看，中国于2009年成为微生物领域果真专利数目最多的国家；据全球微生物收藏中心信息网（CCINFO）统计，中国菌种收藏中心共33个，可共享的收藏菌株182235种，收藏的菌株总量为天下第4位；天下各收藏中心共保有96907个用于专利程序的生物质料，中国的CGMCC收藏专利菌株为11977株，排在第2位。我国的微生物研发使用已步入快车道。
1.微生物肥料
土壤是作物赖以生长的基础。“镉大米”事务曾引发社会的普遍关注，为我们敲响了土壤污染的警钟。近期，情形�；げ亢土焱磷试床孔隽艘桓鋈焱寥牢廴咀刺氖硬�，视察发明全领土壤总超标率16.1%，土壤污染已经成为我国许多地方的“公害”。随着化肥的大宗使用，化肥的使用率一直降低已是众所周知的事实，化肥污染也越来越被重视。数据显示，近年来我国化肥的使用量上涨了4.5倍，但我国粮食产量仅增添了82.8%，三大粮食作物氮肥、磷肥、钾肥的使用率仅为33%、24%和42%。我国农作物亩均化肥用量21.9公斤，远高于天下的平均水平（每亩8公斤），是美国的2.6倍，欧盟的2.5倍。中国的耕地肥力泛起了显着下降，全领土壤有机质平均不到1%。可是现在在农作物用肥上，依然保存太过施肥和用肥简单、照“老履历”施肥的情形，不但犯了履历主义的过失，还加剧了土壤内在结构的不平衡，仅靠增添施用化肥数目来提高作物产量是有限度的。
作物所需要的营养元素主要是依赖土壤中生涯的微生物的作用。微生物肥料已经成为植物营养与肥料中的主要组成部分，在提高养分转化使用率、维护植物康健生长、增产提质和包管可一连生产能力等方面具有不可替换的作用。随着人民生涯水平的一直提高，尤其是人们对生涯质量提高的要求，市场对绿色无公害的食物需求一直提升。在生产绿色食物的历程中，要求不必或只管少用或只管限用化肥、农药等化学物质。中国三大灌区之一河套平原的农民企业家杨兆麟，流转了2万亩土地。只莳植了6000亩小麦，其余莳植大豆。莳植的大豆在收获之后，大豆留下的根瘤菌就酿成了来年小麦的自然生态肥料，既节约了生产本钱，又提升了小麦的品质。2013年，他的小麦面粉通过了欧盟有机产品认证，同年中南海将它选为国宴用品。现在该品种面粉是30-260元一公斤，做成面条更贵，460元一市斤，并且还求过于供，提前3个月订货都订不到。微生物肥料既能�；ず驮鼋┳魑锷ず吞岣咂分�，又不会爆发和积累有害物质，切合绿色食物和绿色农业的生长要求，也是推动农业供应侧刷新、深化莳植结构调解及提高资源要素的使用效率的应有之义。
现在，我国基本形成了微生物肥料工业，天下约有500个企业，年产量抵达400万吨，微生物肥料己逐渐成为肥料家族中的主要成员，获得农业部暂时挂号证的产品近500个，其中已有200多个产品转为正式挂号。在农业部挂号的产品种类有12个，包括固氮菌剂、硅酸盐菌剂、溶磷菌剂、光合菌剂、有机物料腐熟剂、复合菌剂、微生物产气剂、农药残留降解菌剂、水体净化菌剂和土壤生物改良剂（或称生物修复剂）、复合生物肥和生物有机肥类产品。微生物肥料使用菌种种类一直扩大，所使用的菌种早已不限于根瘤菌，纵然是根瘤菌种类也达10多种。其他的诸如种种自生、团结固氮微生物，纤维素剖析菌，PGPR菌株等，据统计，现在使用的菌种已达100多种。微生物肥料的应用效果不但体现在产量增添上，并且体现在产品品质的改善、镌汰化肥的使用、降低病虫害的爆发、�；づ┨锷樾蔚确矫�，应用面积一直扩大，累计达2000多万公顷。
2.微生物饲料
康健动物肠道内生长着种种各样的微生物群落，种种微生物群落之间相互依存、相互制约，组成畜禽肠道内微生态系统的平衡，建设一个正常且平衡优异的肠道微生物区系对抵御病原性微生物熏染具有十分主要的意义。多年来，禽畜饲养中所用的饲料中，恒久添加化学促长剂和抗生素药品，形成对禽畜体内的有益细菌大宗损害，给禽畜体内的病毒细菌造成了大宗的滋生空间，迫使禽畜免疫力下降，进而又使得消耗者对禽畜抱有恐惧感。不中止地在配合饲料中添加抗生素等化学物质，云云形成了恶性循环，进一步导致禽畜免疫力下降。饲料原质料价钱居高不下，饲料价钱随之节节攀升，饲料转化率低等因素使得养殖户利润得不到包管。
微生物饲料包括青贮饲料、糖化发酵饲料、单细胞卵白和氨基酸添加剂饲料等。大宗的研究效果批注，微生物饲料添加剂作为一种“绿色”添加剂，在增进动物生长发育，提高免疫力、防病治病，改善饲料适口性和转化率等方面具有显著效果。通过微生物手艺，饲料发酵剂发酵之后可以转化为动物爱吃的饲料，不但�；ち饲樾�，还节约了饲料，这样一石二鸟。该手艺的最大收获在于，它可以逐渐替换农用化学物质，取代激素和抗生素，生产出绿色食物。
中国农业大学农业部饲料工业中心乐成开发出了一种生产工艺简朴、使用效果显著的微生物发酵浓缩饲料，生产本钱在每吨3000元左右。在生长育肥猪配合饲料中添加15%-20%的发酵浓缩饲料就可以实现从20公斤到出栏的全程无抗生素饲养。经由北京地区6个猪场的饲养试验证实，在饲料成内情同的情形下，每头猪可以节约饲养本钱20-38元，经济效益极其显著。现在北京地区已经有20多家规�；沓∈褂帽静�，生猪总存栏数凌驾3万头。经国家抗生素残留权威检测部分剖析，通过饲用该产品获得的猪肉中抗生素的残留量极低，远远低于欧盟清静肉中抗生素残留的限量要求。
海内微生物饲料添加剂工业仍处于起步阶段，从事活性微生物饲料添加剂开发应用的企业约莫有400家，获得农业部生产批文的约有140家。海内微生物饲料添加剂年销售额约莫在20亿人民币，销售额在1亿元以上的缺乏5家，产品年销售额在3000万元以上的不过几十家，大大都企业的年销售额在1000万元以下。凭证现在海内饲料年生产总量和猪、禽、反刍和水产动物的养殖总量来盘算，海内微生物饲料添加剂的市场容量在180亿元至200亿元之间，现在市场推广普及率约为10%，市场空间极大，工业生长远景十分辽阔。
3.微生物能源
能源是人类社会前进与经济生长的主要物质基础。近年来的能源�；颓樾味窕鹛煜赂鞴母叨戎厥�，生物能源作为石油的替换能源已成为众多国家能源生长的一定趋势。自生物能源泛起以来，微生物就与之爆发了千丝万缕的联系，无论是生物乙醇、生物柴油照旧生物制氢，微生物都是生物反应的加入者。而该项研究为实现能源的可再生提供了又一种新的可能——微生物可直接合成燃料分子。
人们对生物能源并不生疏，早在19世纪，就泛起了现代生物能源乙醇。1902年，Deutz可燃气发念头工厂特意将1/3的重型机车使用纯乙醇作为燃料，随后的1925年至1945年间，乙醇被加入到汽油里作为抗暴剂� ？梢运登寰病⑶褰嗍且掖嫉闹饕攀�。随着现代手艺的生长，使用微生物对生物质加工制备生爆发物能源已成为开发可再生能源的主要偏向之一。例如，巴西用乙醇爆发菌生产的乙醇1990年已抵达1.6×107立方米，足够供应200万辆汽车的驱动能源之需要。2012年，美国加利福尼亚州一家公司生产出基因改良的细菌，能够从3公斤干海藻中生产出1公斤乙醇。为了不影响粮食产量，纤维素乙醇应运而生，并迅速成为研究热门。2000年以后，以藻类燃料为代表的生物柴油一度受到了格外的关注，也成为第三代生物能源的代表。
欧盟委员会起劲推进生物燃料生长，制订了2015年生物燃料占运输燃料消耗总量8%的目的。2011年8月16日，美国白宫宣布推出一项总额为5.1亿美元的妄想，由农业部、能源部和水师配合投资推动美国生物燃料工业的生长，别的美国还通过执法手段强制在运输燃料中添加生物燃料，详细比例是柴油中添加2%的生物柴油，汽油中添加5%的燃料乙醇。英国政府从2006年起要求生产运输燃油的能源企业必需有3%的质料来自可再生资源，并且比例将逐年提高。据国际能源机构（IEA）的数据，2010年全球生物燃料日产量为182.2万桶，2011年降至181.9万桶。
受工业经济迅猛生长和中产阶级膨胀推动，中国能源消泯灭已经占全球能源消耗的21%。只管中国鼎力大举投资可再生能源，煤炭仍是我国最主要的能源。中国工业占GDP快要50%，使用了近70%的能源。中国近50%的原油依赖入口，能源清静和外交政策受到重大影响。石油入口主要来自中东，但安哥拉日益成为主要入口国。自然气在中国能源组成中占比很小，但2007年中国成为自然气净入口国。凭证现在以煤炭为主导的能源结构，2020年我国将面临至少10亿吨标准煤的能源缺口。而凭证中国工程院的研究，2050年我国人均装机容量要抵达美国2002年的人均装机容量的一半水平，就得需要电力装机24亿千瓦，而通例能源发电纵然施展到最大能力也只能提供17亿千瓦的装机容量，距24亿千瓦至少有30%的缺口。我国水电开发潜能重大，但也容易导致生态链的断裂。美国现阶段正在逐步开展拆坝运动，也正是实验恢复大坝周边地区生态系统。在中国四各人鱼产地之一的湖北省，长江大坝没筑之前，每年的鱼苗产量200亿尾；筑了之后，每年的产量2亿尾，产能下降99%。中国政府一直鼎力大举投资可再生能源，勉力降低对煤炭的依赖。2011年中国成为可再生能源规模最大的国家，装机容量抵达133吉瓦，美国只有94吉瓦。
4.微生物食物
微生物都是核酸和卵白质的实体，大多是单细胞，用发酵法生产这些单细胞微生物就可以获得极为富厚的单细胞卵白。微生物的滋生速率惊人，一头体重500公斤的牛，天天只能合成0.5千克的卵白质。而500千克的活菌体，只要有合适的条件，在24小时内能够生产1250千克的单细胞卵白质。单细胞微生物制造出来的卵白质可以制造人造肉、人造鱼、人造面粉等食物。发酵食物是人类巧妙地使用有益微生物加工制造的一类食物，具有奇异的风韵，富厚了我们的饮食生涯，如酸奶、干酪、酒酿、泡菜、酱油、食醋、豆豉、乳腐、黄酒、啤酒、葡萄酒，甚至还可包括臭豆腐和臭冬瓜，这些都是颇具魅力而恒久为人们喜欢的食物。现在中国的食用菌工业已经成为农业工业中的第五大工业，产量凌驾了3280万吨，产值凌驾了2400万元。其中药用菌占有主要的份额。仅灵芝一项，2015年的净出口量凌驾了20个亿。中国的食用菌工业在供应侧刷新，国民经济进入新常态，特殊是在2015年最先的精准扶贫中，食用菌工业都施展着不可替换的作用。正是由于食用菌具有不与人争粮，不与粮争地，不与地争肥，不与农争时，不与农产品争市场，不与其他争资源的优势，施展着推进循环经济的不可替换的作用。在供应侧刷新中，工业结构的调解，许多地方都把食药用菌作为首选。在精准扶贫中，许多省区都把食药用菌，特殊是药用菌的莳植作为脱贫致富的主要选择之一。因此，我们天下的药用菌工业的企业家、科学家，特殊是战斗在第一线的事情职员，都有着主要的历史责任。目今，食药用菌工业面临着许多问题，亟待解决。譬如，我们的品种，我们的规�；�，我们的深加工�Ｉ杏惺谐≡跹⒁臁⒃跹娣丁⒃跹へ酱饩龅奈侍�。
5.微生物药物
人类熟悉微生物的历史源远流长，但有目的地从微生物次级代谢产品中发明新药的历史，至今不到70年。法国微生物学家路易·巴斯德一经实验将狂犬患者的唾液注射到兔子体中，并进一步从中提取和制成可供免疫用的弱化疫苗，1885年在一个9岁的患狂犬病的孩子身上试用，获得乐成。这一研究效果其时被誉为“科学纪录中最优异的一项”，开创了药物微生物手艺的新时代。英国细菌学家亚历大·弗莱明，首先发明青霉素。后英国病理学家弗劳雷、德国生物化学家钱恩进一步研究刷新，并乐成地用于医治人的疾病。青霉素的发明，是人类找到了一种具有强盛杀菌作用的药物，竣事了熏染病险些无法治疗的时代；以后泛起了寻找抗菌素新药的热潮，人类进入了合成新药的新时代。微生物制药手艺作为一项新兴的手艺，在天下各国卫生医疗、情形�；さ攘煊蛞丫〉昧俗吭降男Ч�。西欧日等国已差别水平地制订了以后几十年内用生物历程取代化学历程的战略妄想，可以看出工业微生物手艺在未来社会生长历程中的主要职位。如胰岛素、氨基酸、牛痘等微生物制药手艺成熟生长的产品。有关报道称，武汉大学生命科学研究所已乐成将人的基因移植到水稻，进而从稻谷中提取已往只能从人的血液中才华提取的人体血清白卵白，一亩水稻可提取2公斤。该手艺一旦面市，将像人工合成胰岛素一样，大大提升人的康健水平。胰岛素已往只能从�；蛑砩砩咸崛�，一头�；蛑碇还灰桓鎏悄虿∪艘恢艿挠靡�。人工合成手艺乐成后，完全知足了市场需求。我们现在人体血清白卵白缺口甚大，年需求量为110-120吨，缺口高达60-80吨，该项手艺将彻底竣事求过于供的时势。
农药的残留是一个恶性循环。农作物用了农药之后，人吃了种子爆发抗药性，根茎叶喂了牲畜，牲畜的粪便留流到土壤内里，使土壤内里含有农药残留，再种庄稼，尚有农药。动物的肉，人吃了，同样在人体内里残留，带来一个恶性循环。人和动物的抗药性越来越强。中国每年生产的抗生素是21万吨，人均消耗138克，美国是13克，我们是人家的10倍还多。在以高产为唯一目的农业生产中过量使用化学农药，是造成目今农业生态情形日趋恶化以及农业生产效率低下的一个主要因素。特殊是在进入WTO以后我国农业还面临日趋强烈的国际竞争，绿色农业逐渐引起人们的重视，生物农药的研究和应用在新世纪之初迎来亘古未有的历史机缘和手艺挑战，工业生长远景十分辽阔。
微生物农药包括农用抗生素和活体微生物农药。使用微生物或其代谢产品来防治危害农作物的病、虫、草、鼠害及增进作物生长，包括以菌治虫、以菌治菌、以菌除草等。这类农药具有选择性强，对人、畜、农作物和自然情形清静，不危险天敌，不易爆发抗性等特点。随着人们对情形�；ぴ嚼丛礁叩囊�，微生物农药无疑是以后农药的生长偏向之一。现在，我国生物农药类型包括微生物农药、农用抗生素、植物源农药、生物化学农药和天敌昆虫农药、植物生长调理剂类农药等6大类型，已有多个生物农药产品获得普遍应用，其中包括井冈霉素、苏云金杆菌、赤霉素、阿维菌素、春雷霉素、白僵菌、绿僵菌。虽然我国微生物农药工业有了一定的生长，但市场空间极大，工业生长远景仍然十分辽阔。阻止2015年12月31日，天下农药生产企业2232家，抗生素农药生产厂家709家，其他生物农药生产厂家428家；农药收支口首现“双降”。生物农药远景好，但现在仍有难题需要破解。我国生物农药企业保存着企业规模小、竞争力弱、自主立异能力弱、手艺装备水平低、产品结构简单、难以知足系统解决计划的需求、销售渠道欠亨畅、资金主要等痛点，而农民应用生物农药的意识淡漠，对生物农药缺乏信心、嫌疑效果。
6.微生物清洁剂
据2015年《全领土壤污染状态视察公报》显示，我国至少有近3000万公顷的受污染土地，其中严重土壤污染区高达320个，占地约538万公顷。别的，镉、汞、铅等重金属含量也严重超标，尤其是镉污染，在天下规模内普遍增添，在西南地区和沿海地区增幅一度凌驾50%，情形禁止乐观。水污染则更严重，据有关方面视察，我国只有3%的都会水源基本清洁，97%的都会水源受到污染，其中严重污染的占64%，有专家研究，有用治理深层污染需要上千年的时间。墟落野外流淌的巨细河沟，污染水平更是惊心动魄，臭气熏天、鱼虾绝迹的征象为数不少。有关研究以为，我国现在废水排放量已成为天下之最，天天废水排放量比美国、俄罗斯、德国、印尼、泰国、法国、乌克兰、越南和意大利九个国家的总和还多。中国60万个行政村每年生产90亿吨污水、2.8亿吨垃圾，基本处于“污水靠蒸发，垃圾靠风化”状态。每年年产1.5亿吨的都会垃圾中，被扬弃的“可再生资源”价值高达250亿元！北京市现日产垃圾13000吨，整年生产495万吨，并且每年将以8% 的速率递增。有外国人讥笑中国说，中国人死了，拍扁了挂墙上就是一张完整的化学元素周期表，吃的、喝的、呼吸的什么元素都有，一样不缺。
有关资料统计批注，阻止到2016年，国际上启动了9个情形微生物组相关的研究妄想。20世纪初，中国科学院有关专家最先推动“微生物地球”研究妄想。最早使用微生物作为清洁剂的运用主要是在处置惩罚生涯垃圾上。经由微生物的发酵，将作为燃料的碳、氢和作为植物营养元素的N、P、K平疏散开，制成沼气。随着工农业生产的生长，有机残体及放弃物一直增添，对情形造成严重污染，给生爆发涯带来不良效果。以沼气为纽带可增进物质和能量在系统内部有多重循环使用。如我国北方开发的“四位一体”高效种养团结生长模式，即太阳能温室→沼气池→猪圈→茅厕和南方的“猪圈→沼气池→果园”模式，可使一切有机残体和放弃物无害化和资源化，是一条适合我国国情的农村生长之路。微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell， MFC）可以将污水作为底物举行发电，将其中蕴含的能量接纳，可解决污水处置惩罚厂的电耗问题。MFC既可用于处置惩罚废水有机物，也可用于废水脱氮除硫，甚至可用于处置惩罚难降解有毒化合物。使用遗传工程让大肠杆菌具备剖析塑胶废液的功效。使用农业放弃的秸秆、枝叶等生物质转化成生物能源，纤维素中的糖和玉米淀粉中含有的葡萄糖一样，可以用古板的酵母发酵成乙醇。纤维素保存于险些所有的植物生命体中，用纤维素获取乙醇不但无须担心质料泉源，还能解决农作物废物燃烧污染空气的问题。
微生物开发战略与对策
微生物资源的开发使用无非是使用微生物菌体自己，或者其代谢产品，或者其某种特征和活性。微生物资源开发的基本思绪，一样平常来说，是先从自然界找到目的菌，然后举行改良，最后进入量产。也就是说，使用生物手艺培育出来的新微生物产品进入商业化生产要履历三个阶段，第一阶段是，网络微生物资源，并借此征采具有商业潜力的目的菌。第二阶段是，一旦搜集来的微生物资源是可使用的，可以用现代生物手艺疏散出具有商业潜力的目的菌。第三阶段是，使用具有商业潜力的目的菌举行实验室磨练。若是实验乐成，就批准上市。微生物工业生长战略应该围绕这几个环节优先实验以下科技战略步伐，推动微生物工业快速和康健的生长。
（一）增强微生物资源的�；ぁ⒖⒑褪褂�
微生物菌种资源与动、植物一样，是国家主要的战略性生物资源，这是微生物工业的基础和条件。
1.强化政府的主导作用，加大资金投入力度，建设起高水平的国家级微生物资源库与共享系统。
我国虽然已经建设起了微生物菌种生涯系统，可是其规模、机制、功效尚不可顺应当今科学研发的需求。因此，需要装备、重修高水平的国家微生物菌种资源生涯与治理系统，以及信息共享系统。微生物资源的网络基本上都是自然质料，自己具有公共产品的特点。它们是非竞争性的。在一种微生物产品中使用某一菌种并不扫除另一种产品对它的使用。另外，它们也很难完全排他的——阻止被人使用是难题的且价钱重大。大部分的菌种普遍漫衍在各区域，很难被个体地区独享，尤其是现代生物手艺只需要微量的菌种，这使得微生物资源的“走私”险些不可能被阻止。微生物菌种资源搜集和�；ぞ哂泻芮康墓嫘�，政府应该施展主导作用，加大资金的投入，并建设起响应的高质量治理机制。目今的主要事情可以从三个大的方面着手：一是，加鼎力大举度对原始生态情形的�；�。原始生态情形是重大的微生物基因库、种源库，�；ち嗽忌樾尉屯北；ち宋⑸镒试�。因此，有须要划定一些具有代表性的原始生态情形、极端情形和唯一无二的特殊情形作为�；で�，使其只管坚持原始状态，作为研究微生物资源的基地。二是，加速对我国微生物资源的清查和评价。特殊是有应用远景的微生物资源，并增强对现有微生物资源的功效评价，充分验展现有资源的应用潜力，尤其是极端情形微生物功效基因的挖掘及菌种的功效性研究。三是，建设微生物资源基因库。2016年9月22日，我国建成天下最大的国家基因库在深圳投入运行，分样品库、数据库、活体库三类，它的使命就是“留存现在，创立未来”。它还建有数字化平台和合成编辑平台。关于未作育的微生物资源，可接纳提取DNA，疏散和克隆差别的基因片断，以�；の⑸锘蜃试�。
2.对部分公共研究机构和民营公司微生物资源网络和生涯运动给予一定的津贴，增强对其生产菌种和专利菌种的�；�。
微生物资源的搜集和�；ぞ哂泄嫘�，可是缘于一种“时尚”，天下各国已接纳行动付与国家对部分微生物资源泉源的所有权。恒久以来，许多国家对微生物学要领和微生物产品授予专利，而对微生物资源自己并不�；�。1980年美王法院关于微生物资源专利纠纷的讯断，开启了微生物自己也可以作为专利�；すぞ叩南壤�。对部分菌种的专利�；び幸欢ǖ暮侠硇�。微生物资源的开发面临着重大的危害，好比要开发一种新的微生物药物，约莫需要10亿美元的投资，10年以上的时间，大宗的人力物力，尚有很是高的失败率。因此，一旦证实某个新菌种爆发某种新物质，授予其专利关于增进微生物资源的征采、�；ず涂⒂凶胖饕淖饔�。更主要的是，专利菌种的�；び欣诰勒蛭⑸镅蟹⒃硕杖敕峙傻牟黄胶�。在许多情形下，蓬勃国家跨国公司获得了研发效果的大部分收入，我们从研发运动中仅获得很是少的全球利润。授予微生物资源专利权，将有助于我们分享一部分研发利润，使得全球的研发收入分派更为一律。专利菌种完全扫除其他人的使用是有一定难度的，为了勉励和增进微生物资源网络和生涯，政府应该对部分公共研究机构和民营公司给予一定的津贴是很是有须要的。
（二）增强微生物工业的手艺基础研究
全球生物清静顶级实验室P4实验室总计56个，其中美国14个、印度4个、日本2个、我国台湾2个，中国大陆仅1个。2016年5月13日，奥巴马宣布启动“国家微生物组妄想”，主要针对差别生态系统的微生物举行较量研究，以追求微生物的塑造方法，为人类改变微生物朝着有益偏向生长提供可靠须要的路径。它设定三大目的，一是支持跨学科研究，回覆多样化生态系统中微生物组的基本问题，如什么是康健的微生物组；二是开发检测剖析微生物组的工具，如随时检测空气、水、土壤某人体微生物数目的手持传感器；三是科普培训相关微生物组事情职员。美国已将这一妄想上升到国家战略层面，我国尚未设计这种手艺基础研究的制度构架�；⌒允忠盏难芯恐恩缂雀�，涵盖面大，涉及面宽，需要国家层面从战略高度总体设计。例如，仅微生物菌种的疏散、筛选和选育就十分重大，这是一门需要许多知识和履历的学问。差别的微生物类群使得他们的疏散要领也各不相同，很难设计出对所有产品都好的疏散要领。在一些企业，疏散要领是焦点神秘，绝不过泄。目的菌种的疏散、筛选和选育在相当水平上也具有公共产品的性子。在一种微生物制品中使用的一个被识别的菌种不可扫除在另一种微生物制品对它的使用，而当基因的逆向使用相当简朴时，扫除其他产品的使用也是很是难题的。微生物工业的生长需要国家强有力的手艺支持。在以后的科技妄想中把微生物工业手艺立异作为一项战略并给予适当倾斜，在种种科研妄想中安排一定的资金和项目，开展微生物工业的手艺研究。在设立国家农业应用微生物等重点实验室、微生物工程菌构建手艺平台、微生物发酵手艺与酶工程应用手艺平台等方面，加大资金和项目的倾斜，通过基础条件建设，提高我国农业微生物应用水平。特殊要针对我国立异药物严重缺乏的情形，尤其应该加大投入、加速微生物资源的网络，团结化学、药理等高通筛选手艺，提高发明新先导物质的概率，缩短研发周期，降低研发本钱，从已有的微生物资源库中筛选出新药，从微生物新资源中研发新药，使用组合生物合成手艺构建工程菌株生产新药。
（三）设置自力的微生物开发治理部分
鉴于我国微生物开发涉及农业、科技、林业、环保、食药、领土、财务、发改等诸多部分，中央和省级政府应凭证精简、高效、透明的原则，设立专门的微生物生长向导小组或微生物工业生长局，制订国家层面的生长战略，整合合并性子相近、用途相同、使用疏散的相关资金。同时，理顺各部分之间的事情关系，建设统一互通的微生物政策创设平台和动态调解机制，提高微生物开发政策的精准性、有用性和执行力。凭证中国现在年产9亿吨农作物秸秆及9亿农村生齿生产放弃物的现实，应专门建设国家级微生物农业科学院，加大微生物农业新产品、新手艺和新模式的研究和开发力度，重点开发食用菌新手艺、墟落放弃物治理手艺和农业放弃物的资源化手艺等；在省级农业科学院中设立微生物农业研究所（室），在省级农业科研院所和农业高校内设立微生物农业专业，以增强微生物农业的基础理论和科学手艺的研究事情；建设增进微生物农业高新手艺、增效手艺转化为生产力的审核系统和激励机制，加速微生物农业手艺立异。
（四）打造具有国际竞争实力的微生物工业
在商业化的量产阶段，市场应该起决议性作用，可是我们也不可完全“无为而治”，而是因势利导，实验农业微生物工业生长战略，起劲打造具有国际竞争实力的高科技工业。一是要投入资金，制作一批能够诱导工业生长的工业基础设施和中试熟化基地，支持企业起劲开发农业微生物工业新产品，打造一批国际着名的科技型企业，抢占国际市场。二是要完善科技工业政策，营造推进农业微生物工业生长的优异情形和工业气氛，把农业微生物工业手艺生长纳入国家中恒久生长妄想，设立国家专项基金，以帮助处于国际领先领域的农业微生物工业手艺继续生长，并发动农业微生物工业其他领域工业化水平的提高。
（五）加大宣传力度，增强需求侧对微生物开发主要性的熟悉
一是公共媒体应该增强微生物资源开发使用和�；し矫娴男ǖ�，普及知识，增进消耗者对微生物制品的需求。在很长一段时间内，人们对微生物的熟悉往往同疾病联系在一起，以为它对人类有害无益，而对微生物有益的方面熟悉较量少，不相识微生物资源在医药、食物、农业、轻工、环保和冶金等行业的普遍运用，特殊是微生物对人类康健包管事业的伟大孝顺。这显然倒运于公共对微生物制品消耗需求的增添。有须要鼎力大举普及微生物知识，宣传微生物资源的主要性，特殊是微生物对人类康健的主要性，以及�；の⑸镒试吹男胍�。
二是增强政策的指导作用，增进企业的投资需求。当今天下，微生物资源的开发使用已经涉及各个工业部分，取得了重大的经济效益和社会效益。可是，由于恒久政策的指导和宣传不到位，企业界对微生物制品的投资还很有限，整个微生物资源的开发使用还处于较低的条理，零星、疏散、不可系统，原始立异少，还没闯出一条路来，在国民经济生长中的作用也不显着。有须要增强对企业界的政策指导和宣传指导，强化工商界对微生物制品的产品熟悉和市场熟悉，鼎力大举推进微生物制品的投资需求，增进生物农业、微生物肥料、微生态制剂、生物医药、微生物能源、微生物食物以及微生物新质料等方面涌现出更多的高手艺、高效益企业，推动我国国民经济更快更好更康健地生长。尤其在农业领域，一定要牢靠树立“三维资源结构”的生长理念，变“植物、动物”的“二物头脑”为“植物、动物、微生物”的“三物头脑”，把“三物头脑”作为农业生长的“新型工业结构”，把微生物开爆发为农业生长的主要增添极、主流价值观和主导工业链，这是实现“减肥增绿”目的的要害，也是生态循环农业的自然纪律。它必将生长为一个战略性新兴工业，也必将成为农业生长的新动能。