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中国科学院桂建芳院士:渔业新质生产力——创新驱动下的蓝色变革

  • 转自:优质 DHA 藻油原料供应站公众号
  • Published: 2025-01-09
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一、全球渔业现状与趋势

在全球渔业的宏大版图中,水产养殖正经历着深刻的变革,其重要性日益凸显。近 20 年来,联合国粮农组织持续关注养殖领域,2022 年更是倡导以养殖为主的蓝色转型。自上世纪 80 年代末起,世界水产品的增长几乎完全依赖于养殖,近 40 年的数据彰显了水产养殖的蓬勃发展态势与广阔前景。

(一)中国渔业的卓越成就

中国在全球渔业格局中占据举足轻重的地位。2012 年,中国捕捞的野生水产品占比达 17.7%,接近排名其后国家的 3 倍;养殖水产品产量占世界的 61.7%。回顾改革开放 40 多年,中国水产总产量增长近 14 倍,养殖产量增长超 40 倍,增长速度在大农业中独占鳌头。这一系列数据充分彰显了中国渔业的强大实力,也反映出中国在渔业领域取得的巨大成就。

(二)水产养殖的可持续发展意义

水产养殖不仅是高效食物生产方式,更是保障未来食物安全的关键。它被经济学家推介为应对食物短缺、保障食品安全的有效动物蛋白生产方式,能为全球食品安全和经济增长持续赋能。水产养殖在满足人们对优质蛋白质需求的同时,也为缓解全球粮食压力提供了重要途径。

二、水产养殖技术与模式创新

(一)多能双三倍体银鲫的育种突破

1独特遗传基础与生物学特征

桂建芳院士团队历经十余年的深入研究,对 100 条染色体的鲫和 150 多条染色体的银鲫基因组进行了详细解析,最终确定银鲫为双三倍体(Amphitriploid),而鲫或金鱼是双二倍体。这一重大发现为精准育种提供了坚实的理论和技术支撑。银鲫独特的双三倍体遗传结构使其拥有丰富的基因资源,其特殊的基因组合赋予了它诸多优良特性,如较强的环境适应能力、较快的生长速度以及良好的繁殖性能等。这些特性使得银鲫成为科研人员挖掘生物学奥秘和开展精准育种的理想对象,为水产养殖品种的改良开辟了新的路径。

2育种技术路径与品种培育

桂建芳院士团队巧妙运用倍性改变及生殖方式转换技术,成功创制出基因组重构合成多倍体新技术。以双三倍体银鲫 “中科 3 号” 为基础,引入易感鲫疱疹病毒的双二倍体鲫和双二倍体日本白鲫,通过精核整入、多基因组整合与重构,再结合有性生殖、精心选育以及连续多代雌核生殖等一系列复杂而精妙的操作,成功培育出具有显著杂种优势性状且抗鲫疱疹病毒的新双三倍体雌鱼。这一创新性成果在提高银鲫抗病害能力的同时,优化了其生长和繁殖特性,为水产养殖业提供了更优良的品种,有力推动了水产养殖产业的可持续发展。 

(二)水产养殖营养研究与饲料行业发展

1重要性与发展现状

营养研究在水产养殖领域发展迅速,是推动产业进步的关键因素之一。水产饲料行业作为最早实现工业化的行业,在中国呈现出高度集中的态势,约 10 家顶级制造商在行业中占据主导地位,引领着行业的技术创新和产品质量提升。

2创新方向与未来展望

寻找非食品蛋白源成为当前研究的重要方向,例如经过特殊处理的植物蛋白有望替代部分鱼粉,从而减少对进口鱼粉和豆粕的依赖,降低养殖成本。同时,深入探索营养与环境的关系,致力于降低氮磷排放,寻求绿色环保的抗生素替代品,以保障水产品质量安全和生态环境健康。开发智能营养和精确投喂系统也是未来发展的趋势,这将有力推动循环水养殖和深海养殖等新兴养殖模式的发展。此外,加强与遗传学家的合作,共同培育高消化率品种,进一步提高饲料利用率,实现资源的高效利用。这些创新方向将为水产养殖的可持续发展提供有力支持。 

(三)疾病防控的挑战与创新

1疾病对水产养殖的制约

疾病,尤其是传染性疾病,是水产养殖发展的关键制约因素。一旦爆发,往往造成巨大的经济损失,严重影响产业的健康可持续发展。据不完全统计,水产养殖中因疾病导致的产量损失每年可达数十万吨,经济损失高达数十亿元,这一数据深刻反映了疾病对水产养殖的严重威胁。

2防控技术创新与突破

过去 50 年,科研人员在疾病防控领域取得了显著成果。大量病原体被检测和识别,为精准防控提供了基础。诊断和治疗方法技术不断创新发展,在病毒性疾病防控方面,已解剖分析了 100 多种养殖水生动物病毒基因组,深入解析其致病机制,并在宿主细胞中开展抗病毒相关基因及其调控机制研究,为开发有效的防控措施提供了理论依据。多种类型疫苗和接种途径不断涌现,例如某新型疫苗的应用使鱼类对特定病毒的抵抗力显著提高,有效降低了疾病的发生率。同时,中草药和混养系统生态调控等绿色防控方法也展现出巨大潜力,为水产养殖的健康可持续发展保驾护航。 

三、渔业新质生产力的范式变革

(一)绿色生态养殖范式

1水质净化与环境保护

严格控制尾水排放是防止水体富营养化和蓝藻繁殖、实现环境健康的首要任务。相关研究表明,若尾水排放失控,水体中的氮、磷等营养物质将大量增加,极易引发水体富营养化,为有毒蓝藻的爆发创造条件。据监测数据显示,部分未有效控制尾水排放的水域,蓝藻水华频繁发生,严重破坏水质,威胁水生生态系统的平衡。同时,坚决禁止施用化肥,保持无化学品养殖,是维护清洁水环境的重要举措,有助于为水生生物营造一个稳定、健康的生存环境。

2生态渔业模式创新

利用滤食性鱼类净化水质,发展湖泊、水库等大型水体的生态渔业,是实现渔业生产与生态保护协同发展的有效途径。适量投放鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类,它们能够大量摄食水体中的浮游生物,有效降低浮游生物含量,从而改善水质。研究发现,在某湖泊中投放一定数量的滤食性鱼类后,水体中的浮游植物密度降低了约 30% - 40%,水质清澈度显著提高,渔业产量也随之增加。这种生态渔业模式不仅实现了渔业资源的可持续利用,还促进了水体生态系统的物质循环和能量流动,提高了生态系统的稳定性和自我修复能力。 

(二)智能循环养殖范式

1循环水设施与智能技术应用

开拓循环水设施和智能技术,发展智能水产养殖和生态工程水产养殖,是提升养殖效率和可持续性的重要手段。智能投喂系统根据鱼类生长需求精准投喂饲料,避免了饲料浪费,据统计,使用智能投喂系统后,饲料利用率可提高 15% - 20% 左右,显著降低了养殖成本。同时,循环水设施实现了水资源的高效循环利用,打造了一个封闭的水循环系统,大大减少了养殖用水量,有效缓解了水资源压力。此外,这些技术的应用还为妇女等劳动力提供了更适宜的工作条件,促进了劳动平等。

2养殖模式优化与可持续发展

优化多种混养和多营养级养殖模式,是实现资源高效利用和可持续发展的关键。合理搭配不同食性和生活习性的鱼类进行混养,如草鱼吃草、鲫鱼觅食底栖生物、鲢鱼和鳙鱼滤食浮游生物,它们在水体中形成了一个互利共生的生态群落,充分利用了水体空间和资源。实践证明,这种混养模式可使池塘总产量提高约 25% - 35%。多营养级养殖模式还能促进水体生态系统的平衡,减少养殖废弃物的排放,降低对环境的负面影响,推动水产养殖产业的绿色发展。 

(三)农业文化遗产融合范式

1激活稻田养殖的多重效益

激活稻田养殖这一全球重要农业文化遗产系统,为发展生态农业带来了新机遇。稻田养鱼模式实现了水稻和水产品的双丰收,在一些地区,实施稻田养鱼后,水稻产量平均可提高 5% - 10%,每亩稻田还可收获水产品 30 - 50 公斤左右,显著增加了农民收入,促进了乡村经济发展。

2生态环保与综合发展

稻田养鱼模式具有良好的生态环保效益,鱼类在稻田中活动,能够吃掉害虫和杂草,减少稻田病虫害的发生,降低农药使用量,保护生态环境。同时,稻田为鱼类提供了栖息和觅食场所,形成了一个良性的生态循环。这种模式实现了经济效益、社会效益和生态效益的有机统一,为乡村振兴和农业可持续发展注入了新活力。 

四、展望未来渔业发展

渔业新质生产力的发展离不开创新驱动。从多能双三倍体银鲫的育种创新到营养研究与饲料行业的突破,从疾病防控技术的提升到养殖范式的变革,每一个环节都彰显着科技创新的力量。通过这些创新,渔业在品种、技术、模式、产品和市场等方面不断升级,有力推动着渔业向高质量发展迈进。

渔业新质生产力的提升,不仅将带来渔业产量和质量的提高,还将为全球食品安全和经济增长做出更大贡献。未来,渔业将在绿色、智能、可持续的道路上不断前行,创造更加美好的蓝色未来。我们坚信,在科技创新的引领下,渔业将继续蓬勃发展,为人类提供更加丰富、优质的水产品,同时实现与生态环境的和谐共生,奏响人与自然和谐相处的美妙乐章。让我们共同期待渔业的辉煌明天!