《合成生物学》推荐 | 关于加快推进农业生物制造产业发展的建议

生物制造是我国“十五五”重点布局的战略性前瞻性产业领域。2026年中央一号文件明确提出“加快农业生物制造关键技术创新”。2026年4月22-25日，中国农业大学国家农业科技战略研究院组织有关专家赴大湾区考察调研10多家机构的基础上，25号在深圳市举办了以“农业生物制造”为主题的“百旺论坛”（第3期）。该论坛得到了中国工程院、国家自然科学基金委员会“面向2045年的现代农业发展战略研究”项目支持。来自中国农业大学、清华大学、深圳理工大学、北京化工大学、华中农业大学、西南大学、四川农业大学、南京农业大学、贵州大学等高校，中国科学院广州能源研究所、天津工业生物技术研究所、宁波材料技术与工程研究所、中国农业科学院深圳农业基因组研究所、饲料研究所，中国林业科学研究院林产化学工业研究所等科研机构，以及广州慕恩生物科技、北京清大元农等企业的18位专家，围绕农业合成生物、生物材料与生物能源、生物饲料、生物肥料、生物农（兽）药等领域的科技创新与产业应用现状、未来发展愿景、技术需求以及政策需求等展开深入研讨。在此基础上，结合行业发展实际与国家战略需求，进一步研究形成此报告。

一、深刻认识发展农业生物制造产业的战略意义

生物制造泛指以可再生生物质为原料，以先进生物技术为核心手段进行物质转化与产品生产的新型制造范式，具有原料可再生、过程绿色化、产品高性能的显著特征，已成为全球新兴产业竞争的焦点领域和培育新质生产力的重要抓手。习近平总书记指出：“要加快新能源、人工智能、生物制造、绿色低碳、量子计算等前沿技术研发和应用推广。”在农业领域，习近平总书记进一步强调指出：“要从传统农作物和畜禽资源向更丰富的生物资源拓展，发展生物科技、生物产业，向植物动物微生物要热量、要蛋白。”农业生物制造是关系粮食安全、“双碳”目标、农业强国建设和国际竞争的战略性领域，正在引发全球范围内新一轮农业产业革命。

（一）发展农业生物制造，是加快构建现代农业大产业的重大战略选择。党的二十届四中全会提出统筹发展“四个农业”，把农业建成现代化大产业。农业生物制造产业能从根本上拓展农业生产边界，实现“向微生物要蛋白、要能量”，构建不主要依赖传统耕地的“新型工厂农业”，是推动农业转型升级、提升产业附加值的关键引擎。据有关方面统计，2025年全国生物制造产业总规模已突破1.1万亿元，其中，农业生物制造板块市场规模突破5000亿元，占全国生物制造产业比重接近50%。相较于其他领域，农业拥有最丰富的秸秆等生物质原料资源，我国每年农业废弃物资源量超过35亿吨，为大规模工业化的生物制造提供了巨大资源基础；同时，农业也是各类绿色生物制品应用场景最广阔的领域，产业拓展空间巨大。在全球粮食安全格局日趋严峻的背景下，农业生物制造凭借其在新型饲料蛋白、生物肥料、生物农药、功能性食品原料等细分赛道的爆发式增长潜力，正成为国家生物制造总体战略中体量最大、带动效应最强的领域。发展农业生物制造，是拓展农业产业边界、提升农业附加值、发展农业新质生产力的关键路径和重要方向。

（二）发展农业生物制造，是落实国家“双碳”战略目标最有效的路径之一。农业兼具碳源与碳汇双重属性，农业生物制造将农业秸秆、畜禽粪便、尾菜等被视为废弃物甚至污染物的农业生物质资源作为宝贵的“碳资源”，通过生物转化技术生产高价值产品（如蛋白、材料等），变“碳负担”为“碳资产”，直接贡献于循环经济和负碳制造，是落实“双碳”目标最具实效的实施路径。据测算，生物肥料替代传统化肥可降低农业生产碳排放30%~45%，生物农药替代化学农药能够减少综合碳排放25%以上；每吨农林生物质通过生物制造资源化利用，可固碳0.8~1.2吨，如果将全国每年35亿吨农林废弃物全部实现生物转化，可新增碳汇量超20亿吨；生物基产品较传统石化路线平均可实现50%~70%的节能减排，若在化工、材料领域实现30%的替代率，2030年前可累计减排超15亿吨二氧化碳。发展农业生物制造产业有助于将农业产业与“双碳”目标深度融合，是推动农业绿色低碳转型、助力“双碳”目标落地的关键途径。

（三）发展农业生物制造，是抢占国际未来农业产业制高点的关键举措。从全球产业变革趋势来看，新一轮科技革命和产业变革加速演进，生物制造作为引领未来产业发展的战略性技术，已成为全球产业布局的核心赛道。据麦肯锡智库资料统计，全球生物制造产品可覆盖全球70%的化学制造产品；世界经合组织预测，2030年生物制造在生物经济中的占比将达到39%；波士顿咨询预测，到21世纪末，生物制造将应用于全球1/3的制造业，有望创造30万亿美元的经济价值。农业生物制造技术的研发与产业化应用，是全球未来产业竞争的核心焦点之一。目前，美国、欧盟等正加快推进“生命铸造厂”“细胞工厂”“酶设计”等计划，着力构建自主可控的全链条产业体系。在此背景下，加快布局农业生物制造，直接关系我国能源、材料、饲料、食品等重点产业的国际竞争力，更关乎我国在未来全球农业生物经济格局中的竞争地位与战略主动权。

二、客观研判我国农业生物制造产业的发展态势

从我国农业生物制造产业已有发展基础来看，总体上我国农业生物制造产业尚处于从技术探索向产业化应用的起步阶段，整体发展态势良好，主要呈现“四大态势”。

（一）技术研发方兴未艾。我国农业生物制造技术正处在多点突破、局部领跑的活跃期。围绕农业生物质转化、关键酶制剂、核心底盘生物选育、生物基产品开发、农用化学品绿色制备等核心方向，高校、科研院所与企业开展了系列基础研究与技术攻关，多领域创新取得阶段性进展，取得了一些颠覆性原创技术成果，例如，中国科学院天津工业生物技术研究所基于多酶分子机器的“纤维素变淀粉”技术实现了秸秆等非粮生物质向淀粉的高效转化（理论收率可达100%），其衍生应用打破了日本在手性药物色谱分离介质上的垄断。清华大学、中国农业科学院利用合成生物学构建酵母细胞工厂，实现了光甘草定、甘草酸等40余种高价值植物天然产物的微生物合成。

（二）企业参与度显著提升。企业正成为推动农业生物制造产业化的重要力量，行业龙头持续加大研发投入与产业布局，产学研合作模式不断创新，企业作为技术转化与产业发展主体的作用逐步凸显，已培育形成一批营收超百亿元的骨干企业与数十家国家级专精特新“小巨人”企业。例如，中科康源采用秸秆生物合成饲用蛋白技术，建成20万吨级农业秸秆生物转化蛋白饲料生产线，产品可替代豆粕等传统饲用粮；龙都天仁采用两步法合成秸秆基聚乳酸技术，建成万吨级农业生物质制备生物基可降解材料产业化装置，实现了农业废弃物向高端生物基材料的规模化转化。资本市场也高度关注，新兴创新企业不断涌现，截至2025年初，A股市场中与农业生物制造相关的上市公司50余家，总市值可观，显示了资本对该领域的信心和参与度。

（三）产业基础逐步扩大。我国农业生物制造已形成显著的规模优势和不断拓展的产业基础。应用场景不断拓展，产品品类持续丰富，覆盖农业投入品、食品、材料、能源等终端领域。“十四五”期间我国生物制造产业规模达1.1万亿元，生物发酵产品产量占全球70%以上。在大宗产品领域，我国饲用氨基酸2025年总产量达592.2万吨，占全球73%；维生素产能占全球约80%。产业应用场景从传统的饲料添加剂、氨基酸，快速扩展到生物农药（如多杀霉素、精草铵膦）、生物基材料（如PHA、PEF）、替代蛋白（一碳菌体蛋白、昆虫蛋白）以及植物胰岛素（海藻糖-6-磷酸）、生物刺激素（甲壳素）等多个高增长赛道。

（四）跨域融合加速形成。农业生物技术、农业工程、材料科学、装备制造、人工智能等多学科交叉融合态势明显，跨领域、跨主体协同创新持续增多。在技术路径上，“AI+生物技术+智能制造”的融合成为主流，如AI用于设计抗菌肽、驱动精密发酵；体外生物转化（ivBT）平台融合了酶工程、化学工程与自动化控制。在产业生态上，出现了“原料－技术－应用”的有组织科研模式，例如围绕农作物秸秆全组分生物炼制，形成了由上游农业种植合作社与秸秆收储主体、中游科研院所/生物制造龙头企业、下游饲料、食品包装与新材料企业共同参与的“抱团式”全产业链创新联合体。这种交叉融合正在催生全新的产业形态和创新范式。

三、准确分析我国农业生物制造产业的短板瓶颈

总体上，我国农业生物制造产业发展正处在战略机遇与现实挑战并存的关键窗口期。在技术创新与政策驱动的双轮作用下，未来十年将迎来爆发式增长期。目前，我国农业生物制造产业需稳扎稳打，不能盲目高估发展水平。对标产业高质量发展要求，我国农业生物制造产业仍存在四大突出短板与瓶颈制约。

（一）体系化研究布局尚未形成。行业研发存在“各自为战、投入分散、内容重合”等问题，尚未形成国家层面统一、协同、前瞻的农业生物制造产业体系化研究布局，导致创新资源无法有效聚合，上游基因编辑、核心数据库、酶从头设计等底层技术仍存在短板，源头创新与底层技术突破能力不足。

（二）科技与产业融合路径不畅。突破性技术到工程化、产业化的完整转化体系尚未建立，产学研协同脱节，许多优秀成果停留在论文和专利阶段，例如实验室酶研发以理想条件为重要评价指标，与工业应用条件下真实底物的催化能力相距甚远，目前实验室菌种工程化放大成功率不足10%，且长期工业生产易进一步出现性能衰减，技术与产业适配性不足。

（三）产业发展布局不清晰。整体产业呈现“小而散、多而杂”的状态，缺乏清晰的产业发展优先序和分层分类指导。粮食与非粮原料结构统筹不足，未充分考虑不同产品与原料适配技术的经济性瓶颈。中国粮食饲用消费量占粮食消费总量超过50%，工业用消费仅13%。非粮原料高值利用率低，非粮原料饲料路径潜力未被充分挖掘。区域与主体布局同质化严重，未形成差异化、协同化的产业发展格局。

（四）配套政策支撑体系不完善。农业生物制品的产品认证、市场准入规则不健全，产业绿色补贴、金融支持政策存在空白，社会认知度不足，应用场景推广难，国际合作、风险管控等配套机制尚未建立，制约产业健康可持续发展。

四、加快推进农业生物制造产业发展的若干建议

（一）研究确定农业生物制造产业的科学分类。当前行业尚未形成统一公认的农业生物产品分类与定义标准，领域边界模糊，直接影响产业规划、政策制定与行业管理，需重点研究分类维度与核心领域。从产品形成路径维度来看，农业生物制造包括“三条路线”：农业生物资源经生物制造技术与工业化加工后，形成新型的生物肥料、生物农药、饲料等最终回流农业、服务农业生产的产品体系；农业生物质资源通过生物制造转化为食品、原材料等终端产品从而应用于工业产业的产品体系；以农业生物资源为基础，通过生物技术形成的医药、化妆品等服务业的产品体系。从产业范畴与产品类型维度来看，农业生物制造产业应当主要包括：反刍与非反刍动物的新饲料来源、生物基化学品和生物基材料、核心底盘细胞和酶制剂、生物能源、生物农药、生物肥料等。另一方面，我们认为农业生物育种是另一个维度的广义生物制造范畴，但其技术路径与前面所述的以生物+工业化制造过程有本质上的不同，应当归为生物种业领域。在具体实践中，还需要进一步深入研究，为行业发展提供科学的分类标准与依据。

（二）着力构建国家农业生物制造产业系统化创新体系。发挥新型举国体制优势，对接国家“十五五”生物制造发展规划，建议国家设立“农业生物制造”重大科技专项，聚焦农业生物质转化底层技术、关键酶制剂、核心菌种、工程装备、非粮原料利用等“卡脖子”环节给予长期稳定支持，探索秸秆饲料替代粮食基饲料、秸秆氨基酸替代进口大豆新技术，释放巨量粮食原料支撑农业生物制造规模化发展，推动生物技术与人工智能深度融合，构建自主可控核心技术体系。由国家牵头整合产学研力量，统筹研究方向、避免重复投入，形成覆盖基础研究、应用研究、技术转化的全链条创新布局。

（三）加快建立以企业为主导的产学研融合农业生物制造产业体系。农业生物制造产业发展的本质是农业产业的系统性变革，必须发挥市场决定性作用和企业主导机制。建议出台专项政策强化龙头企业创新主导作用，重点培育若干产业规模在百亿级以上的农业生物制造领军企业，支持组建农业生物制造创新联合体，打通技术研发到工程化、产业化完整链条。完善产学研协同转化机制，从“成果后转化”走向“创新前协同”，建设一批通用型中试放大平台，提供全链条服务，破解成果转化瓶颈。构建大中小企业协同发展格局，破解产业小而散、多而杂问题。

（四）统筹规划农业生物制造分层分类协同发展的产业布局。制定国家级农业生物制造产业发展专项规划，梳理形成农业生物制造产业分类目录，明确未来10年发展目标、路径与重点任务，确定细分产业发展优先序，引导资源向战略性、主导性产业集中。科学构建分层分类产业体系，优先在创新资源密集区域布局先行先试集聚区，引导各区域差异化布局，形成全国协同、特色鲜明的发展格局。打造国家级农业生物制造产业园区与产业技术创新中心，建设集研发、中试、产业化、应用场景服务于一体的产业集群，提升产业集约化发展水平。

（五）改革完善农业生物制造产业全方位政策保障。完善农业生物制品认证准入与行业监管体系，简化市场准入流程。创新绿色补贴与金融支持政策，将补贴延伸至研发与应用环节，设立产业专项基金拓宽资金供给渠道。健全国际合作与风险管控机制，推动技术交流与成果引进。建立生物基产品低碳评价体系并推动纳入碳交易市场。强化交叉学科设置和人才培养。加大科普宣传提升社会认知度，拓展应用场景。加强农业生物制造科学伦理制度和法治建设。