綜合來說，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，培育具有抗蟲、抗病、耐除草劑、優(yōu)質(zhì)、抗逆等優(yōu)良性狀的轉(zhuǎn)基因作物，可減少農(nóng)藥使用量，降低勞動力成本，改革耕作栽培制度，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量。縱觀全球已經(jīng)普及轉(zhuǎn)基因玉米的國家來看，例如美國和巴西等，玉米單產(chǎn)和產(chǎn)量均有明顯的提升。

盡管在我國種植轉(zhuǎn)基因玉米是大勢所趨，在技術(shù)和政策上也已經(jīng)掃清了障礙，但在推廣上并不是一蹴而就，將會逐步放開。按照業(yè)內(nèi)有關(guān)專家的預(yù)測，明年轉(zhuǎn)基因玉米種植或推廣到14個(gè)省，轉(zhuǎn)基因玉米商業(yè)化后有望在5-6年內(nèi)市場滲透率達(dá)峰至90%，屆時(shí)玉米單產(chǎn)有望提升10%左右。

1 何謂″轉(zhuǎn)基因″

轉(zhuǎn)基因，即利用工程技術(shù)將一種生物的一個(gè)或多個(gè)基因轉(zhuǎn)移到另外一種生物體內(nèi)，從而讓后一種生物獲得新的性狀。基因?yàn)橛⒄Z″gene″的音譯，是DNA（脫氧核糖核酸）分子中含有特定遺傳信息的一段核苷酸序列的總稱，是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，是控制生物性狀的基本遺傳單位，記錄和傳遞著遺傳信息。轉(zhuǎn)基因（Transgenic）技術(shù)就是將高產(chǎn)、抗逆、抗病蟲、提高營養(yǎng)品質(zhì)等已知功能性狀的基因，通過DNA重組方法轉(zhuǎn)入到受體生物體中，使受體生物在原有遺傳特性基礎(chǔ)上增加新的功能特性，獲得新品種，生產(chǎn)新產(chǎn)品。

在人類對農(nóng)業(yè)生物馴化和改良過程中，基因起著決定性的作用，基因的變化決定了農(nóng)藝性狀的變化。目前，轉(zhuǎn)基因性狀主要圍繞抗病蟲害和抗除草劑等研究展開。雜草、病蟲害，以及對應(yīng)的殺蟲劑、除草劑都會對作物本身的產(chǎn)量、質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。以除草劑為例，除草劑落在玉米葉片上會造成葉片變黃、變形及葉片數(shù)量減少，除草劑滲入到土壤中也會破壞土壤中的微生物菌群共生環(huán)境，影響植株的發(fā)育。而通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將抗病蟲、抗除草劑的性狀疊加到優(yōu)良的作物品種身上，使種子不怕病蟲害和除草劑，從而降低除草、除蟲成本，同時(shí)顯著提高作物的產(chǎn)量。

通過外源基因轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)基因作物可具備抗除草劑、抗蟲等農(nóng)藝性狀。相較于傳統(tǒng)種子，轉(zhuǎn)基因種子為農(nóng)戶帶來的凈收益=避免的產(chǎn)量損失+節(jié)約的農(nóng)藥成本+節(jié)省的田間管理時(shí)間和勞動力投入-額外的轉(zhuǎn)基因種子費(fèi)用。首先，抗除草劑性狀的核心作用是優(yōu)化除草環(huán)節(jié)效率。作物擁有抗除草劑性狀后，除草劑使用結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，以草甘膦為代表的高效低毒廣譜除草劑得以大范圍應(yīng)用，種植過程中使用一種除草劑即可殺死大多數(shù)雜草，使除草環(huán)節(jié)變得高效、省力、便捷，減少了人工除草等傳統(tǒng)勞作內(nèi)容。其次，抗蟲性狀的核心作用是保護(hù)作物進(jìn)而提升單產(chǎn)。帶有抗蟲性狀的作物產(chǎn)生的毒素可以有效控制蟲害，進(jìn)而減少害蟲對作物的損害，提升作物單產(chǎn)水平。同時(shí)，抗蟲性狀也可以減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入，一方面導(dǎo)入抗蟲基因可以明顯減少殺蟲劑的使用量，另一方面也可以減少人工滅蟲的勞動投入。

圖1：轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)

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圖2：轉(zhuǎn)基因育種與傳統(tǒng)育種的區(qū)別和聯(lián)系

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圖3：抗蟲和耐除草基因發(fā)展進(jìn)程

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2 全球轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展情況

2022年，全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積比上年增長3.3%，達(dá)到2022億公頃。27個(gè)國家種植了11種不同的轉(zhuǎn)基因作物，大豆種植最廣泛，種植面積為9890萬公頃；其次是玉米，種植面積為6620萬公頃。自1996年首次引入轉(zhuǎn)基因品種以來，種植轉(zhuǎn)基因作物的國家數(shù)量波動上漲，部分原因是幾個(gè)歐洲國家停止種植轉(zhuǎn)基因玉米，以及布基納法索停止種植轉(zhuǎn)基因棉花。2022年有27個(gè)國家種植轉(zhuǎn)基因作物，與2015年數(shù)量相當(dāng)。

圖4：全球主要轉(zhuǎn)基因作物種植國數(shù)量情況（百萬公頃）

數(shù)據(jù)來源：Agbiolnvestor

據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織（ISAAA）統(tǒng)計(jì)，2022年全球有15個(gè)國家種植生物育種玉米，種植面積達(dá)到9.93億畝。其中種植超過100萬畝的國家，分別是美國5億畝、巴西3.07億畝、阿根廷1.06億畝、南非3450萬畝、加拿大2000萬畝、菲律賓915萬畝、巴拉圭705萬畝、越南270萬畝、烏拉圭225萬畝、哥倫比亞210萬畝和西班牙105萬畝。其他四個(gè)國家洪都拉斯75萬畝、智利6.9萬畝、葡萄牙5.3萬畝和印度尼西亞3750畝。2022年，美國、巴西、阿根廷、加拿大、南非和烏拉圭的生物育種玉米種植普及率達(dá)到了88%或之上，生物育種玉米種植成為主流選擇。菲律賓、哥倫比亞、西班牙、巴拉圭和越南的生物育種玉米普及率在20-50%之間。

圖5：全球主要種植生物育種玉米國家種植面積（百萬畝）

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圖6：2022年全球主要生物育種玉米產(chǎn)業(yè)化國家種植面積比例（%）

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圖7：全球主要種植生物育種玉米國家的產(chǎn)業(yè)化普及率（%）

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下面的表格和條形圖顯示了每種作物的全球采用率。棉花的轉(zhuǎn)基因利用率最高，占世界棉花總面積的80.4%，其次是大豆，為73.7%，玉米為32.9%，油菜為23.8%。剩余的作物占比較低。

圖8：全球主要轉(zhuǎn)基因作物采用率（百萬公頃）

數(shù)據(jù)來源：Agbiolnvestor

首先美國方面，美國是轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)大國，也是全球最大的轉(zhuǎn)基因作物生產(chǎn)和消費(fèi)國，目前美國已經(jīng)批準(zhǔn)了22種轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)化。近年來，每年種植轉(zhuǎn)基因作物11億畝左右，占其耕地面積的40%以上，其中玉米、大豆、棉花、甜菜等轉(zhuǎn)基因品種種植面積均超過90%。 

2022年美國轉(zhuǎn)基因作物種植總面積7470萬公頃，除苜蓿以外的所有轉(zhuǎn)基因作物的采用率都超過90%。下圖顯示了美國轉(zhuǎn)基因作物的歷史采用率。美國擁有世界上最大的轉(zhuǎn)基因玉米種植面積，2022年達(dá)到3330萬公頃，占全球轉(zhuǎn)基因玉米種植面積的50.4%。美國在1996年首次種植轉(zhuǎn)基因玉米品種，從那時(shí)起，采用率迅速上升。2000年以來的一個(gè)關(guān)鍵趨勢是從使用單一性狀(抗蟲性或抗除草劑性)過渡到使用堆疊基因品種(抗蟲性和抗除草劑性)。2000年，堆積基因品種僅占美國玉米總面積的1%，而到2022年，這一比例已上升到81%。

圖9：美國不同農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因占比（%）

數(shù)據(jù)來源：Agbiolnvestor

圖10：美國玉米不同性狀類型占比（%）

數(shù)據(jù)來源：Agbiolnvestor

圖11：美國轉(zhuǎn)基因玉米種植面積和產(chǎn)量情況及其占比（百萬公頃）

數(shù)據(jù)來源：Agbiolnvestor

其次看巴西方面，2022年巴西轉(zhuǎn)基因作物種植總面積6320萬公頃，巴西的轉(zhuǎn)基因作物面積在2022年(2021/22農(nóng)業(yè)年度)增加了10.4%，主要受玉米和大豆面積擴(kuò)大的推動。通過更大的總種植面積和提高轉(zhuǎn)基因作物的利用率，這些作物的轉(zhuǎn)基因面積增加。轉(zhuǎn)基因玉米于2008年在巴西商業(yè)化，比美國晚了十多年。自那時(shí)以來，采用率顯著增加，到2022年，巴西玉米總面積的95%種植轉(zhuǎn)基因品種。巴西每年種植三茬玉米，大多數(shù)轉(zhuǎn)基因作物種植在較大的二茬作物中。大多數(shù)轉(zhuǎn)基因玉米都是含有堆疊基因特征的品種，既具有除草劑耐受性，又具有抗蟲性。

圖12：巴西轉(zhuǎn)基因作物種植面積和變化情況（百萬公頃）

數(shù)據(jù)來源：Agbiolnvestor

圖13：巴西轉(zhuǎn)基因玉米種植面積和產(chǎn)量情況及其占比（百萬公頃、百萬噸）

數(shù)據(jù)來源：Agbiolnvestor

圖14：巴西不同農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因占比（%）

數(shù)據(jù)來源：Agbiolnvestor

最后看阿根廷方面，阿根廷的轉(zhuǎn)基因作物面積在2022年達(dá)到了2350萬公頃，比去年增長了0.4%，這是由于更大面積的棉花種植和轉(zhuǎn)基因小麥品種的引入。轉(zhuǎn)基因玉米種植面積增加了11.0%，但轉(zhuǎn)基因大豆種植面積減少了4.4%。盡管該國在2022年只種植了710萬公頃的轉(zhuǎn)基因玉米(+11.0%)，但阿根廷是世界第三大轉(zhuǎn)基因玉米種植區(qū)，僅次于美國和巴西。采用轉(zhuǎn)基因玉米品種的速度比其他作物慢，用了14年才達(dá)到90%以上的利用率。2022年，阿根廷幾平整個(gè)玉米區(qū)都種植了轉(zhuǎn)基因品種，通常是堆疊基因特征的品種。

圖15：阿根廷轉(zhuǎn)基因作物種植面積和變化情況（百萬公頃）

數(shù)據(jù)來源：Agbiolnvestor

圖16：阿根廷不同農(nóng)作物轉(zhuǎn)基因占比（%）

數(shù)據(jù)來源：Agbiolnvestor

圖17：阿根廷轉(zhuǎn)基因玉米種植面積和產(chǎn)量情況及其占比（百萬公頃、百萬噸）

數(shù)據(jù)來源：Agbiolnvestor

3 我國轉(zhuǎn)基因玉米加速發(fā)展的原因和條件

2022年6月8日，國家農(nóng)作物品種審定委員會發(fā)布關(guān)于印發(fā)國家級轉(zhuǎn)基因大豆玉米品種審定標(biāo)準(zhǔn)的通知，這意味著我國轉(zhuǎn)基因玉米品種的審定工作將正式開始。2023年1月2日，中央一號文件首次提及生物育種，要求全面實(shí)施生物育種重大項(xiàng)目，加快玉米育種產(chǎn)業(yè)化步伐，有序擴(kuò)大試點(diǎn)范圍，規(guī)范種植管理。2023年10月17日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司發(fā)布《關(guān)于第五屆國家農(nóng)作物品種審定委員會第四次審定會議初審?fù)ㄟ^品種的公示》，此次共有37個(gè)轉(zhuǎn)基因玉米品種通過初審，標(biāo)志著我國轉(zhuǎn)基因商業(yè)化的正式落地。在對轉(zhuǎn)基因品種商業(yè)化種植公眾意見征詢期結(jié)束后，12月7日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公布了一批審定通過的37個(gè)轉(zhuǎn)基因玉米品種。

圖18：通過審定的轉(zhuǎn)基因玉米品種 

數(shù)據(jù)來源：農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、紫金天風(fēng)期貨研究所

我國轉(zhuǎn)基因玉米商業(yè)化種植加速發(fā)展的原因有以下幾點(diǎn)：

首先，從自然條件來看，我國人多地少矛盾突出，人均耕地面積僅有1.35畝，低于世界平均水平的2.85畝。在優(yōu)先保障口糧生產(chǎn)的政策基調(diào)下，國內(nèi)玉米等非口糧作物的種植面積近年已基本見頂。然而隨著國內(nèi)肉類消費(fèi)的持續(xù)增長，國內(nèi)飼用糧需求持續(xù)保持較高的消耗量。雖然國內(nèi)種植面積增長面臨瓶頸，但我國相較于美國等其他普及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的農(nóng)業(yè)大國，玉米的單產(chǎn)水平明顯更低，因此通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)商業(yè)化推廣，玉米的單產(chǎn)水平提升潛力較大，未來或能有效地保障國內(nèi)糧食安全。并且近些年我國土地面臨著土壤退化、水資源短缺、農(nóng)藥化肥污染面積擴(kuò)大各種等環(huán)境問題，限制了土地的效能；并且當(dāng)下全球范圍內(nèi)都在減碳、碳中和，綠色種植勢在必行。而轉(zhuǎn)基因的品種恰恰可以有效解決這些問題。

圖19：世界耕地面積排名前十的國家及人均耕地情況

數(shù)據(jù)來源：AgTech、紫金天風(fēng)期貨研究所

其次，不容忽視的是我國玉米的供應(yīng)已經(jīng)顯現(xiàn)出一定的進(jìn)口依賴風(fēng)險(xiǎn)。一方面，我國玉米進(jìn)口集中度很高，來自美國和巴西的玉米合計(jì)占我國玉米進(jìn)口總量的 3/4 以上，一旦這些國家內(nèi)部出現(xiàn)動蕩或中美、中巴關(guān)系出現(xiàn)緊張，我國短期內(nèi)很難找到出口龐大數(shù)量玉米的可替代的進(jìn)口國家。另一方面，進(jìn)口糧食多經(jīng)過大型跨國糧商之手，他們的業(yè)務(wù)遍及全球，高度控制著主產(chǎn)國大多數(shù)港口、鐵路等運(yùn)輸設(shè)施，控制著全球80%的糧食貿(mào)易量，在巴西和美國出口玉米的市場份額中占比為3/5。所以，進(jìn)口依賴的背后是巨頭壟斷的風(fēng)險(xiǎn)，同樣對我國糧食進(jìn)口安全存在威脅。另外，進(jìn)口糧食主要的消耗量來自飼料。豬料是我國飼料需求中的最大頭，玉米又在其中占比最大，玉米在飼料中的占比達(dá)到60%-65%，其次是豆粕占比為20%左右。近年來，我國食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)中肉類、奶類等畜產(chǎn)品快速增長，帶動了飼料糧需求不斷增加。與糧食出口大國美國相比，我國玉米單產(chǎn)420公斤，美國的玉米單產(chǎn)770公斤。2022年我國玉米產(chǎn)量為27353.90 萬噸，消費(fèi)量為28814.49 萬噸，相差近1500萬噸。因此我國玉米長期存在較大的供需缺口，每年要花費(fèi)數(shù)百億美元，從美國、巴西以及烏克蘭等地區(qū)購買。去年全年我國進(jìn)口糧食14687.2萬噸，其中包括玉米2062萬噸，其中玉米進(jìn)口金額約為71億美元。另一方面，畢竟是飼料用糧，進(jìn)口糧低廉的價(jià)格也成為飼料加工商采購的另一重動力。進(jìn)口糧食便宜、量大，一方面得益于當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)補(bǔ)貼、規(guī)模化、機(jī)械化程度高，但更重要的是種子的″基因優(yōu)勢″。美國、巴西和阿根廷是世界上三大轉(zhuǎn)基因玉米的生產(chǎn)國及出口國，根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部國家農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)局NASS數(shù)據(jù)，2023年轉(zhuǎn)基因玉米在美國的普及率達(dá)到93%。巴西和阿根廷玉米的轉(zhuǎn)基因普及率也都超過90%。2023年中國1-11月玉米進(jìn)口量共計(jì)2218萬噸，同比增加12.3%。其中，1-11月從巴西進(jìn)口玉米879.5萬噸，占比39.6%；美國進(jìn)口649.7萬噸，占比29.3%；烏克蘭進(jìn)口539萬噸，占比24.3%。 

最后，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)規(guī)范有了明顯的進(jìn)步和完善。技術(shù)的成熟，是商業(yè)化種植的先決條件。另外目前我國已經(jīng)形成了以《中華人民共和國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》為核心的法律法規(guī)體系，對轉(zhuǎn)基因生物的安全評估，采用了國際通行的″從實(shí)驗(yàn)室到田間再到餐桌″的分階段評估模式。在管理環(huán)節(jié)上，既針對產(chǎn)品又針對過程，涵蓋研究試驗(yàn)、生產(chǎn)加工、經(jīng)營及進(jìn)出口等各個(gè)環(huán)節(jié)。只有通過了嚴(yán)格的安全評估，并獲得相應(yīng)的安全證書或許可證，才能進(jìn)行下一階段的活動或商業(yè)化應(yīng)用。

圖20：玉米在飼料消費(fèi)和飼料原料消費(fèi)中的比例

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理、紫金天風(fēng)期貨研究所

圖21：我國玉米消費(fèi)與需求情況表（萬噸）

數(shù)據(jù)來源：農(nóng)業(yè)部農(nóng)村經(jīng)濟(jì)研究中心、紫金天風(fēng)期貨

圖22：我國玉米月度進(jìn)口量及主要來源國（萬噸）

數(shù)據(jù)來源：我的鋼鐵、紫金天風(fēng)期貨研究所

在我國，轉(zhuǎn)基因作物要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化種植，必須滿足兩個(gè)先決條件：一是獲得生物安全證書，二是通過種子的品種審定。2023年之前能夠同時(shí)滿足以上兩個(gè)條件的品種很少。第一個(gè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化種植的品種在1997年頒發(fā)給了棉花，在2006年，將另外一個(gè)商業(yè)化種植的品種給了木瓜。也是從那時(shí)起，我國轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化種植就幾乎陷入了停滯。此后，我國雖然對部分轉(zhuǎn)基因作物頒發(fā)過生物安全證書，但也僅限于此。例如，2009年就對第一個(gè)玉米作物品種和兩個(gè)水稻作物品種頒發(fā)了生物安全證書，不過并沒有進(jìn)行品種審定。這主要有以下兩個(gè)方面的原因：一是國家對生物安全的重視。棉花屬于經(jīng)濟(jì)作物，但玉米等作物則完全不同，屬于食物，最終會通過食物鏈進(jìn)入人體，且屬于高消耗品種。當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)基因作物尚處于起步階段，為了安全起見，在完全沒有得到科學(xué)論證和驗(yàn)證之前，并不會輕易給予市場準(zhǔn)入。二是出于公眾對轉(zhuǎn)基因作物的偏見和擔(dān)憂進(jìn)而帶來的反對。基于以上兩個(gè)原因，轉(zhuǎn)基因糧食作物在國內(nèi)的發(fā)展，就一直停留在生物安全證書這個(gè)階段，并沒有出臺轉(zhuǎn)基因作物品種的審批條例。之所以讓部分科學(xué)家和育種公司獲得生物安全證書，其目的是更好的測試轉(zhuǎn)基因生物的安全性以及對周圍環(huán)境的影響，這是在商業(yè)化之前評估安全性的必要步驟。

4 轉(zhuǎn)基因玉米種植給產(chǎn)量帶來的影響

2021年國家啟動轉(zhuǎn)基因玉米產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)工作，在科研試驗(yàn)田開展。2022年擴(kuò)展到內(nèi)蒙古、云南的農(nóng)戶大田。2023年試點(diǎn)范圍擴(kuò)展到河北、內(nèi)蒙古、吉林、四川、云南5個(gè)省區(qū)20個(gè)縣并在甘肅安排制種。從試點(diǎn)看，轉(zhuǎn)基因玉米大豆抗蟲耐除草劑性狀表現(xiàn)突出，對草地貪夜蛾等鱗翅目害蟲的防治效果在90%以上，除草效果在95%以上。

據(jù)相關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)估，近年來，中國已經(jīng)批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因玉米的種植，第一批轉(zhuǎn)基因玉米已在本年種植。據(jù)估計(jì)，中國今年已種植26.7萬公頃轉(zhuǎn)基因玉米，預(yù)計(jì)帶來每畝150元產(chǎn)量提升的收益；同時(shí)由于轉(zhuǎn)基因玉米品種抗蟲耐除草劑性狀表現(xiàn)突出。農(nóng)藥使用量減少60%，預(yù)計(jì)帶來11-12元農(nóng)藥費(fèi)用節(jié)省；疊加人工成本節(jié)省(打藥除草費(fèi)用節(jié)省)。綜合來看，可為種植戶帶來150-200元/畝的額外收益，效益提升較明顯。預(yù)計(jì)種植者接受度較高，轉(zhuǎn)基因滲透率提升較快。預(yù)計(jì)新一輪轉(zhuǎn)基因玉米制種預(yù)計(jì)在2024年3-4月開始。預(yù)計(jì)明年轉(zhuǎn)基因玉米種植區(qū)域或?qū)U(kuò)展到14個(gè)省，種植面積約為1000萬畝左右。

盡管在我國種植轉(zhuǎn)基因玉米是大勢所趨，在技術(shù)和政策上也已經(jīng)掃清了障礙，但在推廣上并不是一蹴而就，將會逐步放開。按照業(yè)內(nèi)有關(guān)專家的預(yù)測，轉(zhuǎn)基因玉米商業(yè)化后有望在5-6年內(nèi)市場滲透率達(dá)峰至90%，屆時(shí)玉米單產(chǎn)有望提升10%左右，玉米總產(chǎn)量有望達(dá)到3億噸左右。

圖23：我國玉米種植面積變化情況（萬公頃）

數(shù)據(jù)來源：我的鋼鐵、紫金天風(fēng)期貨研究所

圖24：我國玉米產(chǎn)量和單產(chǎn)情況（萬噸、千克/公頃） 

數(shù)據(jù)來源：我的鋼鐵、紫金天風(fēng)期貨研究所