現代農業主題可行性研究報告(已修改)

　

【正文】 國家高技術研究發展計劃（ 863 計劃） 現代農業技術主題戰略目標論證報告 主題名稱：現代農業技術 所屬領域：生物與現代農業技術 編報日期：二○○一年七月十七日 1 一、概要 當前，我國農業已進入新的發展階段，正面臨著由傳統農業向現代農業轉變，由計劃經濟向市場經濟轉變，由粗放經營向集約化經營轉變，由主要追求產量向同時注重產量、品質和效益的方向轉變；同時我國農業還面臨著資源環境的嚴重制約和進入 WTO 后國際競爭的巨大沖擊 。因此，優化農業結構、提高農業整體效益、增加農民收入、改善農村生態環境、提高農產品質量、增強農業國際競爭力、實現農業和農村經濟的可持續發展等，就成為我國現代農業發展和農業科技革命的重要任務。 863 計劃現代農業技術主題緊緊圍繞源頭創新，技術平臺建設、重大產品開發和人才培養，針對我國農業結構優化調整和農業可持續發展對重大技術的需求，開展農業高技術研究與產業化開發。 （ 1）研究 制約我國農業實現跨越式發展的重大技術問題， 攻克一批對我國農業發展和農業高技術產業開發帶動性強、覆蓋面廣、關聯度高的核心技術、共性技術及配 套技術。重點研究優質高產高效動植物新品種培育技術、現代農業節水技術、現代農業信息技術與精確農業、可控環境下農作物生產及其調控技術、綠色農產品生產、加工和檢測技術，動植物無特定疫害生產技術等，建立我國農業高新技術創新體系，大幅度提升我國農業科技創新 能力。為加強農業的基礎地位，保證農業整體素質和效益的提高、實現農業的跨越式發展提供強大的技術支撐。 （ 2） 重點開發一批農業高科技產品，建設一批農業高科技中試與產業化基地，形成一批新興農業科技產業和新的經濟增長點，培育一批農業高科技企業集團。以此對我國傳統農業產業進行 大力改造，全面 提升我國農業高新技術產業化水平， 大幅度提高我國農業科技企業和技術產品在國際市場上的競爭力，推動傳統農業向現代農業的轉變。 （ 3）凝聚并吸引一批高水平的農業科技人才和生物技術人才投身農業高科技研究和產業開發；培養和造就一支從事農業高科技研發的后備隊伍。 “十五”期間，本主題在高技術研究與產業化方面，將形成 50 項擁有自主知識產權的重大農業高新技術成果，其中解決國民經濟重大問題的科技成果 2030 項；獲得國內外專利20－ 30 個；建立 20－ 25 個大中型中試與產業化示范基地，其中上規模的大型基 地 1015 個；在農業高科技種子產業、新型節水設備與材料產業、設施農業產業、綠色飼料生產與加工產業、綠色農產品產業、新型農藥與新型肥料產業、農業環保產業、農業智能化信息產業等方面形成 810 個農業高新技術產業，實現效益 500 億元；培育 25－ 30 個農業科技企業集團，其中名牌龍頭高科技企業 10 個以上。凝聚 200 名高水平的農業高科技研發人才，培養和造就 500－ 1000 名從事農業高科技研發的后備人才。 863 農業主題的實施將 促進我國優質高產高效種植業和畜牧業發展，提高種植業和畜牧業綜合生產能力、水土資源高效利用能力， 改 2 善農業和農村生態環境，增加農民經濟收入， 提高我國農業高新技術產業化水平以及 我國農業科技企業和技術產品在國際市場上的競爭力，促進農業和農村經濟的可持續發展，為整個國民經濟發展奠定生產堅實的基礎。 二、國內外研究開發現狀與技術發展趨勢 從 19 世紀后半葉到 20 世紀后半葉，世界農業在以良種、化肥、農藥和灌溉為主體的第一次農業技術革命的推動下獲得了高速發展。在此期間，世界糧食產量以每年 公 斤／畝的速度遞增。我國在 19501980 年期間，糧食畝產由 78 公斤增長到 252 公斤，平均年增長 公斤。然而，近年來 第一次農業技術革命對農業生產的促進作用已顯著下降，農作物平均單產的增幅已明顯逐緩。第一次農業技術革命的特點是強調規模化和對最大利潤的追 求，表現為片面 追 求農業產量，忽視了自然資源的合理使用和人類生存環境的保護，我國在這方面的問題更為突出。 20 世紀 80 年代中期以來， 以生物技術、信息技術等為基礎的第二次農業技術革命為傳統和常規技術注入了新的活力，并使許多傳統技術獲得了新生。與第一次農業技術革命不同的是，此次技術革命強調的不僅僅是規模和直接經濟效益，同時還關注資源的合理使用和人類生存環境的保護。第二次農業技術革命的 序幕剛剛拉開，然而在短短的十多年中，一些高新技術與傳統技術一起開始應用于農業生產實踐，并在某些領域已取得了令人矚目的進展。這次革命將使全球農業和農業技術得到全面、深刻的變革，并將使全球農業的總體水平提升到一個嶄新的高度。未來的一二十年間 , 現代農業技術將出現如下一些發展趨勢： （ 1）生物技術與常規技術相結合趨勢。未來一二十年間 ,生物技術將取得長足發展和顯示其強大生命力和巨大潛力。農業生物技術一定要與常規農業技術相結合才能形成生產力 ,特別是在動植物育種上。今后一二十年里 ,常規育種技術仍將是培育良種工作的主 體 ,但也將越來越多地應用生物技術 ,以取得常規技術所難以達到的效果和效率。微生物發酵工程、基因工程等及其與常規技術的聯合運用將取得重要進展。 （ 2）集成化趨勢。生物性生產的復雜性 ,使農業技術存在經驗性和分散性較強的弱點。隨著技術的進步 ,生產水平和組織化程度的提高 ,將促進農業技術向著定量化、規范化和集成化方向發展。如設施種植 /養殖業、水肥藥聯合施用以及灌溉自動化、復混肥和控釋肥、栽培 /飼養 /生產管理模式化等。 （ 3）可持續發展趨勢。農業的可持續發展是世界和我國可持續發展戰略的重要內容 , 3 也是農業高技術發展的一 個重要方向。土、水、肥、藥、能源等的高效利用、農業資源和生態環境的監測保護、農業災害預警和防治以及農產品和食物安全等方面的農業高技術將得到發展。 （ 4）信息化趨勢。農業的區域性和分散性以及技術定量化、規范化和集成化程度不高的特點 ,決定了對信息技術的強烈需求 ,信息技術將在傳統農業的改造上產生廣泛而深刻的影響。農業信息技術有其自身的特點 ,要求與常規農業技術的緊密結合 ,如智能化程度較高的農業專家系統、栽培 /飼養 /生產的輔助決策系統、服務于施肥、灌溉、氣候和生物災害控制的 3S(RS,GIS,GPS)技術等。 下面就 本主題各技術領域國內外研究開發現狀和技術發展趨勢作具體闡明： （一） 優質專用動植物育種技術 植物育種： （ 1） 在育種 技術 方面 ， 發達國家越來越 注重生物技術與常規育種技術相結合 ,構建現代育種新體系，大力提高育種效率，加快新品種培育速度。今后一二十年里 ,常規育種技術仍將是培育良種工作的主體 ,但也將越來越多地應用生物技術 ,以取得常規技術所難以達到的效果和效率，如功能基因的克隆，轉基因植物新品種的培育等。目前美國已培育出系列轉基因的優質抗逆農作物新品種，發展中國家在此領域也取得了很大成就，并在分子標記輔助育種方面取得了重大突 破； （ 2）在品種選育方面 ，注重優質和專用品種的培育。發達國家越來越重視專用優質品種培育，如改善加工品質、營養品質等； （ 3）在資源利用方面，注重種質擴增、改良與創新。現代農業生產越來越集中使用少數優良品種，常用的育種材料集中在少數骨干種質，使科研和生產所依賴的遺傳基礎狹窄，農作物容易喪失抵御病蟲害和不良環境的能力。針對以上問題發達國家把越來越多的經費投入到育種材料的擴增、改良和創新研究，拓寬遺傳基礎，實現品種多元化； （ 4）在產業化方面， 注重科研與企業緊密結合。種子產業化發展趨勢是科研、生產和銷售經營一體化，公 司相互兼并形成大規模的跨國種業集團。 動物育種 ：（ 1） 在育種 技術 方面 ， 生物技術與常規育種技術的結合是動物育種的發展趨勢，生物技術的出現，為常規動物育種開拓了一片新的天地，使以往難以和無法克服的育種需求變成了可能； （ 2）在品種選育方面， 注重專門化新品種（系）及配套系選育。 如養牛業正向著提高品種質量和單產水平方向發展，不斷進行專門化品系培育，奶肉產量顯著提高；養羊業已由毛用細毛羊為主向毛肉并重、多向利用轉軌，把毛肉高產性能和高繁殖力綜合在一個品種內，從而實現高生產力和目標性狀的 高速周轉 ；對優質型肉雞的研究得到了 普遍重視；養豬發展趨勢是專門化品系選育和配套系生產，歐美的大型跨國公司 PIC、 DEKALB、HYPOR、 COSTWOLD、 SEGHER 等，均采用多系統配套組合，采用先進的測試手段，不斷取得對畜禽遺傳本質的新認識，同時也通過畜禽轉基因的研究，導入外源基因進行種質創新； （ 3） 4 在目標性狀方面， 將提高畜禽產品品質和畜禽品種的抗病力放到育種工作的重要位置。 畜禽主要經濟性狀分子遺傳學基礎的研究、數量性狀主效基因的定位與利用技術的發展，將使畜禽育種真正實現基因育種。對影響免疫功能、畜產品品質遺傳基礎的進一步認識，將使畜禽育種局限于在單純的提高個體生產性能這一狹小的領域，品質育種、抗病育種將成為畜禽育種的重要內容。 我國動植物育種在經過多年 863 計劃和國家科技攻關等項目的重點資助后，在育種隊伍培養、設施建設、育種技術與材料的創新方面，已奠定了良好的基礎，尤其是“九五” 期間， 植物育種在育種技術方面， 形成了一批國際領先的研究成果和技術儲備，如轉基因植物新品種的培育技術，雜種優勢的利用技術及雜交水稻、油菜的選育技術等。在高產優質、專用小麥和玉米的選育技術以及小麥與茅草的體細胞融合技術方面也取得了突破性進展； 在品種與材料創新方面 ， 獲得了轉基因棉花和番茄新品種，并進入商業化生產和大田應用。培育了水稻、小麥等 18 種農作物優質、高產、多抗新品種（組合） 411 個，新品種（組合）累計推廣 億畝，增產農產品 1288 億公斤。 在畜禽育種方面， 廣泛開展了畜禽新品系培育及其育種技術研究。 轉基因魚和超級豬的研究，我國整體水平，與發達國家水平相當。 先后培育出瘦肉型豬新品系 9 個、篩選出 12 個配套組合，奶牛新品種 1 個，肉牛優化配套組合3 個；培育出抗逆性強、生長速度快和產蛋多的 3 個矮腳新品系；選育出 4 個北京鴨配套系，兩個父系和兩個母系。 在林草育種方面， 初步 建立了闊葉樹種器官發生與針葉樹種體細胞胚胎發生技術體系。 選育出杉木、 楊樹、 馬尾松、落葉松、樟子松、云杉、桉、水曲柳等樹種優良種源 1,284 個，優良家系 2,550 個，優樹 473 株，優良無性系 475 個。還 培育出了一些抗旱、抗蟲林草新品種。 一大批新品種、新種質已投入生產，其中 108 楊、 110 楊和三倍體白楊雜種正成為苗木市場的新熱點。 （二） 現代節水農業技術 世界上節水農業先進國家，始終把減少田間和輸水過程中蒸發量的“資源型”節水以及按作物需求供水和降低作物耗水系數的“效益型”節水作為研究重點，并十分重視節水技術的標準 化、產業化和劣質水資源利用，在灌溉節水、作物節水、管理節水、技術標準化節水、劣質水應用等技術領域取得了領先的優勢，代表了現代節水農業發展的方向。 節水灌溉中發展最快的是微灌技術。 微灌的技術關鍵和前沿是防堵塞（泥沙、鹽分、菌藻等）和肥藥聯用。 近十年以來，在世界各國達到了飛速發展。目前全世界有 80 個國家和地區在推廣，如以色列微灌占灌溉總面積的 44％，澳大利亞的果蔬花卉多采用微灌，面積達 萬 hm2。美國在 1981 ～ 1991 年的 10 年間，微灌面積增加了 3 倍多，以色列在微灌產品的開發利用上走在了世界的前列，微噴 頭、滴頭、微灌帶、過濾器、施肥器等，具有較好的 材質和工藝水平，而且在防堵性能，出水均勻度方面均屬一流水平。絕大部分微灌系統實 5 行了自動控制，自動進行灌溉和施肥。地下微灌和大田移動式微灌技術也是當前研究的熱點 。地膜覆蓋對保墑增溫增產的良好效果已是公認， 但當務之急是可降解農膜的研制。 50 年代開始研究的高分子材料聚羥基脂肪酸酯（ PHA）可經微生物降解為 CO2和水，英國 ICI 公司80 年代開始規模生產。因價高僅用于醫療等高附加值商品。低價位的農用生物全降解膜是當前的主攻方向。 利用有機高分子材料保持土壤水分是農業節水的另 一重要途徑。 70 年代末，美國、法國以及日本的研制的 土壤結構穩定劑是一種可溶于水的高分子材料， 此類產品均已在世界許多國家應用。 節水的另一個途徑是按植物生長需求供水和減少植物葉面水分的蒸騰。 根據作物的需求進行供水以及植物蒸騰抑制劑開發是目前節水技術研究的熱點。 “六五”以來，農業部、水利部、中國科學院所屬的研究單位、高等院校與地方科研機構及農機、化工、材料、鑄造等相關產業與企業緊密協作，聯合攻關，完成了上百項與本項目有關的國家攻關、國家自然科學基金項目，在噴微灌技術、低壓管道輸水灌溉技術、非充分灌溉技術、降水高 效利用技術、農藝節水技術以及綜合節水技術方面儲備了一大批技術成果， 保水劑、蒸發抑制劑和土壤結構改良劑 的研制和開發也取得了較好的進展。建成了一批研發基地，并且形成了一定的節水技術產品生產能力，為節水農業的發展做了大量前期技術上與理論上的儲備。 （三） 現代農業信息技術與精準農業 現代農業信息技術 是由多種信息技術組成的技術群， 包括 農業信息獲取技術、農業信息管理技術、農業信息利用技術和農業信息網絡技術等。 （ 1） 將專家知識和機理模型結合建立的智能化農業專家系統，是最早進入實用階段的農業信息關鍵技術。 1992 年 8 月在我國黃山 召