2019-05-31 11:36:40 葉曉楠 宋楠
“中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展已從過(guò)去主要依靠增加資源要素投入進(jìn)入主要依靠科技進(jìn)步的新時(shí)期。”在日前在北京召開(kāi)的第七屆國(guó)際作物科學(xué)大會(huì)上，農(nóng)業(yè)部副部長(zhǎng)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長(zhǎng)李家洋院士這樣說(shuō)。
在這場(chǎng)有著國(guó)際作物科學(xué)領(lǐng)域的“奧林匹克”之稱(chēng)的國(guó)際作物科學(xué)大會(huì)上，來(lái)自70多個(gè)國(guó)家的2000多位作物科技工作者一起分享了作物科技研究的最新進(jìn)展。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家認(rèn)為，中國(guó)農(nóng)業(yè)的科技自主創(chuàng)新能力和整體實(shí)力持續(xù)提高，特別是作為糧食生產(chǎn)、加工及消費(fèi)大國(guó)，中國(guó)歷來(lái)高度重視作物科學(xué)研究，不斷加大科研投入，在抗蟲(chóng)棉研發(fā)、雜交水稻培育等作物育種、栽培、生物技術(shù)領(lǐng)域都取得了突破性進(jìn)展。
１、科技有力助推中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展
8月17日下午，參加國(guó)際作物科學(xué)大會(huì)的中外代表們來(lái)到位于中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所的國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)和中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)上莊實(shí)驗(yàn)站等專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)基地，實(shí)地參觀農(nóng)業(yè)科技的新進(jìn)展。
在國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)，筆者看到，這里由試驗(yàn)區(qū)、種子入庫(kù)前處理操作區(qū)、貯藏區(qū)三部分組成。貯藏區(qū)建有兩個(gè)長(zhǎng)期貯藏冷庫(kù)，可保存種質(zhì)40余萬(wàn)份，多數(shù)作物種子可保存50年以上。
“在作物種質(zhì)資源創(chuàng)新與育種效應(yīng)分析方面，種質(zhì)庫(kù)的任務(wù)目標(biāo)是什么？” 在參觀時(shí)，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)的張學(xué)林副教授這樣問(wèn)。
種質(zhì)資源中心主任盧新雄研究員介紹說(shuō)，“我們的任務(wù)是研究建立基于分子染色體工程與全基因組選擇相結(jié)合的高效種質(zhì)創(chuàng)新與有效利用技術(shù)，揭示重要3到5個(gè)外源基因組區(qū)段、基因族、基因的遺傳和育種效應(yīng)。要?jiǎng)?chuàng)制適合不同生態(tài)區(qū)、目標(biāo)性狀突出、易于利用的新種質(zhì)400到500份，其中100份得到育種利用。”
通過(guò)開(kāi)展一系列的研究工作，國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)取得了眾多獨(dú)創(chuàng)的培育成果，大大提升了在國(guó)際上的地位和影響力。據(jù)盧新雄介紹，中國(guó)作物種質(zhì)資源保存數(shù)量與質(zhì)量得到同步提升：截至2015年底，收集保存各類(lèi)種質(zhì)資源470295份，而且多樣性進(jìn)一步豐富，保存總量居世界第二位，這是衡量一個(gè)國(guó)家在種質(zhì)資源領(lǐng)域國(guó)際地位的重要標(biāo)志。“我們創(chuàng)建了世界上唯一的多維作物種質(zhì)資源保存體系。”盧新雄說(shuō)，“我們所建立的長(zhǎng)期庫(kù)、復(fù)份庫(kù)、中期庫(kù)、種質(zhì)圃、離體庫(kù)、超低溫庫(kù)、DNA庫(kù)、原生境保護(hù)點(diǎn)有機(jī)融合的保存體系，是目前唯一的多維種質(zhì)資源保存體系。”
不僅如此，據(jù)農(nóng)科院作科所工作人員衛(wèi)斐介紹，該庫(kù)在谷子種質(zhì)創(chuàng)新以及單倍型分析、小麥遠(yuǎn)緣雜交等方面也取得了一些國(guó)際領(lǐng)先的成果。“首次創(chuàng)制出達(dá)到實(shí)用水平的非轉(zhuǎn)基因抗除草劑谷子新種質(zhì)，并明確其抗性遺傳規(guī)律，建立了高效育種技術(shù)體系，選育出系列抗除草劑谷子新品種、雜交種，該成果獲得了2012年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。”衛(wèi)斐說(shuō)。
來(lái)自北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心的作物遺傳育種專(zhuān)家高世慶，在參觀了位于北京市海淀區(qū)的中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)上莊實(shí)驗(yàn)站后表示，“實(shí)驗(yàn)站規(guī)模非常大，實(shí)驗(yàn)環(huán)境非常好，種植了玉米、小麥、棉花、大豆、蔬菜、牧草、中草藥及其它經(jīng)濟(jì)作物，”他說(shuō)，“這里展開(kāi)了作物育種、耕作栽培及溫室保護(hù)地栽培技術(shù)研究工作，取得了良好的效果。”
在李家洋看來(lái)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新能力和整體實(shí)力持續(xù)提高，科技創(chuàng)新有力助推了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，主要農(nóng)作物良種基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋，畜禽品種良種化、國(guó)產(chǎn)化比例逐年提升，良種在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中的貢獻(xiàn)率達(dá)到43%以上；新技術(shù)新成果的應(yīng)用示范，使農(nóng)田氮磷等的排放量降低60%以上，坡耕地水土流失量減少50%以上，耕地地力提高1個(gè)等級(jí)、綜合生產(chǎn)能力提高20%以上。
“農(nóng)業(yè)科技對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的支撐能力大幅度提升，農(nóng)業(yè)科技源頭創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，技術(shù)創(chuàng)新大幅度提升農(nóng)業(yè)資源利用效率。”李家洋說(shuō)。
２、與各國(guó)廣泛開(kāi)展作物領(lǐng)域合作
“很多數(shù)據(jù)表明中國(guó)農(nóng)業(yè)正在發(fā)生極大的變化。我是一名大學(xué)教授，通過(guò)研究，我了解到中國(guó)是世界作物生產(chǎn)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。”來(lái)自韓國(guó)忠南大學(xué)的安圣南對(duì)筆者說(shuō)。
為了迎接世界糧食安全帶來(lái)的挑戰(zhàn)，中國(guó)致力于與各國(guó)開(kāi)展作物生產(chǎn)領(lǐng)域的合作。來(lái)自菲律賓IRRI（國(guó)際水稻研究所）的威廉·保羅·奎克說(shuō)：“IRRI和中國(guó)正在開(kāi)展合作，進(jìn)行了許多交互實(shí)驗(yàn)。過(guò)去幾年中，洪水、干旱等自然災(zāi)害給農(nóng)民的生產(chǎn)生活帶來(lái)困難，因此加大國(guó)際合作研究力度，研發(fā)與環(huán)境氣候變化相適應(yīng)的作物新品種是很重要的。”
據(jù)國(guó)際水稻所所長(zhǎng)馬修·莫雷爾博士介紹，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院正在聯(lián)合國(guó)際水稻研究所致力于利用水稻基因組學(xué)研究氣候適應(yīng)型水稻。農(nóng)科院與國(guó)際水稻所的這項(xiàng)合作，將提升水稻新品質(zhì)研究進(jìn)程中所需的研究手段和體系；建立中國(guó)表型學(xué)網(wǎng)絡(luò)，以更好了解水稻植株的基因性狀如何決定其在農(nóng)田的表現(xiàn)。
馬修·莫雷爾說(shuō)：“基于現(xiàn)有合作關(guān)系，國(guó)際水稻所與中國(guó)農(nóng)科院正建立全國(guó)范圍的合作，這及時(shí)有效地整合了先進(jìn)技術(shù)和遺傳多樣性研究，以應(yīng)對(duì)氣候變化和滿(mǎn)足對(duì)稻米的未來(lái)需求。這當(dāng)中，農(nóng)科院所展現(xiàn)出的領(lǐng)導(dǎo)能力，與我們互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)明顯。”
中國(guó)農(nóng)科院與國(guó)際水稻所的合作所具潛力深遠(yuǎn)，合作研究產(chǎn)生出的先進(jìn)育種方法、新種質(zhì)、前育種系和優(yōu)異的育種材料將在東南亞國(guó)家聯(lián)盟成員國(guó)內(nèi)分享。
此外，國(guó)際水稻研究所正組織全球的農(nóng)業(yè)科學(xué)家對(duì)水稻進(jìn)行升級(jí)，力爭(zhēng)讓水稻從碳3作物變成碳4作物或者具有碳4作物高效高產(chǎn)的特性。用通俗的話來(lái)描述，就是國(guó)際水稻研究所正組織全球的農(nóng)業(yè)科學(xué)家對(duì)水稻進(jìn)行“整容”。
所謂給水稻“整容”，就是通過(guò)科學(xué)方法，使水稻的葉片結(jié)構(gòu)和造型更利于吸收陽(yáng)光，提高光合效率，同時(shí)通過(guò)生化代謝等途徑，提高光合效率，進(jìn)而達(dá)到高產(chǎn)的目的。
國(guó)際水稻研究所研究員葉國(guó)友進(jìn)一步解釋說(shuō)，水稻、小麥等是碳3作物，特點(diǎn)是株型低矮，產(chǎn)量也低，光合效率偏低，而玉米、高粱等作物是碳4作物，株型高大，產(chǎn)量也高，光合效率較高。我們的目標(biāo)是通過(guò)科學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)水稻產(chǎn)量翻一番，提高水分利用效率10%—20%，提高水稻抗旱能力。
“這項(xiàng)研究已經(jīng)進(jìn)行了7年，取得明顯進(jìn)展，但攻克這一技術(shù)難關(guān)還需全球合作。”馬修·莫雷爾介紹說(shuō)。
近年來(lái)，中國(guó)在世界作物科學(xué)領(lǐng)域做出的貢獻(xiàn)，得到了眾多國(guó)際友人的認(rèn)可。
來(lái)自墨西哥生物多樣性基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室的阿爾瓦雷斯對(duì)本報(bào)表示，“中國(guó)在發(fā)展農(nóng)業(yè)新技術(shù)方面做出了很大努力，是作物科學(xué)領(lǐng)域最發(fā)達(dá)的國(guó)家之一。同時(shí)，我還看到很多中國(guó)學(xué)生熱衷于農(nóng)業(yè)和作物研究，這是很有價(jià)值的，而且中國(guó)也正在幫助許多國(guó)家解決糧食問(wèn)題。”
３、創(chuàng)新為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供支撐
“十三五”規(guī)劃綱要指出，必須加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，著力構(gòu)建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系、生產(chǎn)體系、經(jīng)營(yíng)體系，提高農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益和競(jìng)爭(zhēng)力，走產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路。并指出，要促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
對(duì)于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，中外專(zhuān)家認(rèn)為，科技水平是影響和制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，沒(méi)有過(guò)硬的技術(shù)，就難以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)了解，新時(shí)期，中國(guó)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。保障糧食和農(nóng)產(chǎn)品有效供給的難度越來(lái)越大，需要在農(nóng)業(yè)生物育種、農(nóng)作物持續(xù)高效生產(chǎn)、畜禽健康養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)機(jī)械化與標(biāo)準(zhǔn)化、農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)等技術(shù)上有新的突破；農(nóng)業(yè)科技引領(lǐng)生產(chǎn)方式變革的準(zhǔn)備不足，需要加快發(fā)展精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)信息技術(shù)，加強(qiáng)全程農(nóng)業(yè)機(jī)械化及標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)研發(fā)；資源緊缺與消耗的挑戰(zhàn)不斷加大，需要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)資源高效利用、節(jié)水農(nóng)業(yè)、中低產(chǎn)田改良、農(nóng)田生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新；農(nóng)業(yè)新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，需要加快生物種業(yè)、生物藥物、生物疫苗、生物肥料、生物飼料、新一代農(nóng)業(yè)設(shè)施與信息設(shè)備等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。
中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院張福鎖教授指出，“農(nóng)業(yè)正面臨著通過(guò)增加產(chǎn)量、減少環(huán)境成本來(lái)確保全球糧食安全的巨大挑戰(zhàn)，在中國(guó)，我們通過(guò)開(kāi)展153個(gè)試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，覆蓋了水稻、小麥、玉米等主要的農(nóng)業(yè)生態(tài)領(lǐng)域。”
“更重要的是觀念創(chuàng)新，我們科研人員希望國(guó)家可以從政策上引導(dǎo)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，特別是在人才引進(jìn)方面，要學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的理念和科研方法，與更多國(guó)外科研機(jī)構(gòu)和院校建立聯(lián)系。”農(nóng)科院作物科學(xué)研究所的曹雙河指出。
“就社會(huì)經(jīng)濟(jì)而言，作物生產(chǎn)科學(xué)會(huì)產(chǎn)生很大的影響。在發(fā)展中國(guó)家的一些很小的農(nóng)場(chǎng)里，農(nóng)民不能進(jìn)行發(fā)明工作，我們需要解決社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響，研發(fā)作物增產(chǎn)技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足糧食需求，同時(shí)滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需求。”馬修·莫雷爾認(rèn)為，“集約化農(nóng)業(yè)對(duì)于迎接未來(lái)挑戰(zhàn)來(lái)說(shuō)是很重要的一個(gè)部分，但是就環(huán)境問(wèn)題來(lái)說(shuō)也是一個(gè)落腳點(diǎn)，我們應(yīng)該減少化肥的使用，減少殺蟲(chóng)劑的使用，占用更少的土地增加生產(chǎn)活動(dòng)，所以這是水稻科學(xué)領(lǐng)域最主要的挑戰(zhàn)。”
“隨著可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)被提上未來(lái)十五年的全球發(fā)展日程，我們需要一個(gè)新的全球食物系統(tǒng)，確保與饑餓和氣候變化相關(guān)的目標(biāo)能夠在2030年之前實(shí)現(xiàn)，”國(guó)際食物政策研究所所長(zhǎng)樊勝根表示，“在形成這樣一個(gè)食物系統(tǒng)的過(guò)程中，科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新在幫助全世界實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)、保障糧食安全和持續(xù)供應(yīng)方面，扮演了相當(dāng)重要的角色。”
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