2019-05-31 11:36:40 葉曉楠 宋楠
“中國農(nóng)業(yè)發(fā)展已從過去主要依靠增加資源要素投入進入主要依靠科技進步的新時期。”在日前在北京召開的第七屆國際作物科學大會上，農(nóng)業(yè)部副部長、中國農(nóng)業(yè)科學院院長李家洋院士這樣說。
在這場有著國際作物科學領域的“奧林匹克”之稱的國際作物科學大會上，來自70多個國家的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展。國內(nèi)外專家認為，中國農(nóng)業(yè)的科技自主創(chuàng)新能力和整體實力持續(xù)提高，特別是作為糧食生產(chǎn)、加工及消費大國，中國歷來高度重視作物科學研究，不斷加大科研投入，在抗蟲棉研發(fā)、雜交水稻培育等作物育種、栽培、生物技術領域都取得了突破性進展。
１、科技有力助推中國農(nóng)業(yè)發(fā)展
8月17日下午，參加國際作物科學大會的中外代表們來到位于中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所的國家種質(zhì)資源庫和中國農(nóng)業(yè)大學上莊實驗站等專業(yè)實驗基地，實地參觀農(nóng)業(yè)科技的新進展。
在國家種質(zhì)資源庫，筆者看到，這里由試驗區(qū)、種子入庫前處理操作區(qū)、貯藏區(qū)三部分組成。貯藏區(qū)建有兩個長期貯藏冷庫，可保存種質(zhì)40余萬份，多數(shù)作物種子可保存50年以上。
“在作物種質(zhì)資源創(chuàng)新與育種效應分析方面，種質(zhì)庫的任務目標是什么？” 在參觀時，河南農(nóng)業(yè)大學的張學林副教授這樣問。
種質(zhì)資源中心主任盧新雄研究員介紹說，“我們的任務是研究建立基于分子染色體工程與全基因組選擇相結合的高效種質(zhì)創(chuàng)新與有效利用技術，揭示重要3到5個外源基因組區(qū)段、基因族、基因的遺傳和育種效應。要創(chuàng)制適合不同生態(tài)區(qū)、目標性狀突出、易于利用的新種質(zhì)400到500份，其中100份得到育種利用。”
通過開展一系列的研究工作，國家種質(zhì)資源庫取得了眾多獨創(chuàng)的培育成果，大大提升了在國際上的地位和影響力。據(jù)盧新雄介紹，中國作物種質(zhì)資源保存數(shù)量與質(zhì)量得到同步提升：截至2015年底，收集保存各類種質(zhì)資源470295份，而且多樣性進一步豐富，保存總量居世界第二位，這是衡量一個國家在種質(zhì)資源領域國際地位的重要標志。“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，“我們所建立的長期庫、復份庫、中期庫、種質(zhì)圃、離體庫、超低溫庫、DNA庫、原生境保護點有機融合的保存體系，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，該庫在谷子種質(zhì)創(chuàng)新以及單倍型分析、小麥遠緣雜交等方面也取得了一些國際領先的成果。“首次創(chuàng)制出達到實用水平的非轉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年國家科技進步二等獎。”衛(wèi)斐說。
來自北京雜交小麥工程技術研究中心的作物遺傳育種專家高世慶，在參觀了位于北京市海淀區(qū)的中國農(nóng)業(yè)大學上莊實驗站后表示，“實驗站規(guī)模非常大，實驗環(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)濟作物，”他說，“這里展開了作物育種、耕作栽培及溫室保護地栽培技術研究工作，取得了良好的效果。”
在李家洋看來，中國農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新能力和整體實力持續(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)作物良種基本實現(xiàn)全覆蓋，畜禽品種良種化、國產(chǎn)化比例逐年提升，良種在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中的貢獻率達到43%以上；新技術新成果的應用示范，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個等級、綜合生產(chǎn)能力提高20%以上。
“農(nóng)業(yè)科技對現(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，產(chǎn)業(yè)關鍵技術不斷突破，技術創(chuàng)新大幅度提升農(nóng)業(yè)資源利用效率。”李家洋說。
２、與各國廣泛開展作物領域合作
“很多數(shù)據(jù)表明中國農(nóng)業(yè)正在發(fā)生極大的變化。我是一名大學教授，通過研究，我了解到中國是世界作物生產(chǎn)領域的領導者。”來自韓國忠南大學的安圣南對筆者說。
為了迎接世界糧食安全帶來的挑戰(zhàn)，中國致力于與各國開展作物生產(chǎn)領域的合作。來自菲律賓IRRI（國際水稻研究所）的威廉·保羅·奎克說：“IRRI和中國正在開展合作，進行了許多交互實驗。過去幾年中，洪水、干旱等自然災害給農(nóng)民的生產(chǎn)生活帶來困難，因此加大國際合作研究力度，研發(fā)與環(huán)境氣候變化相適應的作物新品種是很重要的。”
據(jù)國際水稻所所長馬修·莫雷爾博士介紹，中國農(nóng)業(yè)科學院正在聯(lián)合國際水稻研究所致力于利用水稻基因組學研究氣候適應型水稻。農(nóng)科院與國際水稻所的這項合作，將提升水稻新品質(zhì)研究進程中所需的研究手段和體系；建立中國表型學網(wǎng)絡，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：“基于現(xiàn)有合作關系，國際水稻所與中國農(nóng)科院正建立全國范圍的合作，這及時有效地整合了先進技術和遺傳多樣性研究，以應對氣候變化和滿足對稻米的未來需求。這當中，農(nóng)科院所展現(xiàn)出的領導能力，與我們互補的優(yōu)勢明顯。”
中國農(nóng)科院與國際水稻所的合作所具潛力深遠，合作研究產(chǎn)生出的先進育種方法、新種質(zhì)、前育種系和優(yōu)異的育種材料將在東南亞國家聯(lián)盟成員國內(nèi)分享。
此外，國際水稻研究所正組織全球的農(nóng)業(yè)科學家對水稻進行升級，力爭讓水稻從碳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。用通俗的話來描述，就是國際水稻研究所正組織全球的農(nóng)業(yè)科學家對水稻進行“整容”。
所謂給水稻“整容”，就是通過科學方法，使水稻的葉片結構和造型更利于吸收陽光，提高光合效率，同時通過生化代謝等途徑，提高光合效率，進而達到高產(chǎn)的目的。
國際水稻研究所研究員葉國友進一步解釋說，水稻、小麥等是碳3作物，特點是株型低矮，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。我們的目標是通過科學方法，實現(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。
“這項研究已經(jīng)進行了7年，取得明顯進展，但攻克這一技術難關還需全球合作。”馬修·莫雷爾介紹說。
近年來，中國在世界作物科學領域做出的貢獻，得到了眾多國際友人的認可。
來自墨西哥生物多樣性基因組學實驗室的阿爾瓦雷斯對本報表示，“中國在發(fā)展農(nóng)業(yè)新技術方面做出了很大努力，是作物科學領域最發(fā)達的國家之一。同時，我還看到很多中國學生熱衷于農(nóng)業(yè)和作物研究，這是很有價值的，而且中國也正在幫助許多國家解決糧食問題。”
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，必須加快轉變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，著力構建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系、生產(chǎn)體系、經(jīng)營體系，提高農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益和競爭力，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，要促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
對于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，中外專家認為，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，沒有過硬的技術，就難以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)了解，新時期，中國農(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)機械化與標準化、農(nóng)業(yè)防災減災等技術上有新的突破；農(nóng)業(yè)科技引領生產(chǎn)方式變革的準備不足，需要加快發(fā)展精準化農(nóng)業(yè)信息技術，加強全程農(nóng)業(yè)機械化及標準化技術研發(fā)；資源緊缺與消耗的挑戰(zhàn)不斷加大，需要加強農(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)境保護與修復等關鍵技術創(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)設施與信息設備等關鍵技術研發(fā)。
中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院張福鎖教授指出，“農(nóng)業(yè)正面臨著通過增加產(chǎn)量、減少環(huán)境成本來確保全球糧食安全的巨大挑戰(zhàn)，在中國，我們通過開展153個試點實驗來應對這一挑戰(zhàn)，覆蓋了水稻、小麥、玉米等主要的農(nóng)業(yè)生態(tài)領域。”
“更重要的是觀念創(chuàng)新，我們科研人員希望國家可以從政策上引導農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，特別是在人才引進方面，要學習國外先進的理念和科研方法，與更多國外科研機構和院校建立聯(lián)系。”農(nóng)科院作物科學研究所的曹雙河指出。
“就社會經(jīng)濟而言，作物生產(chǎn)科學會產(chǎn)生很大的影響。在發(fā)展中國家的一些很小的農(nóng)場里，農(nóng)民不能進行發(fā)明工作，我們需要解決社會經(jīng)濟和環(huán)境影響，研發(fā)作物增產(chǎn)技術來滿足糧食需求，同時滿足社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需求。”馬修·莫雷爾認為，“集約化農(nóng)業(yè)對于迎接未來挑戰(zhàn)來說是很重要的一個部分，但是就環(huán)境問題來說也是一個落腳點，我們應該減少化肥的使用，減少殺蟲劑的使用，占用更少的土地增加生產(chǎn)活動，所以這是水稻科學領域最主要的挑戰(zhàn)。”
“隨著可持續(xù)發(fā)展目標被提上未來十五年的全球發(fā)展日程，我們需要一個新的全球食物系統(tǒng)，確保與饑餓和氣候變化相關的目標能夠在2030年之前實現(xiàn)，”國際食物政策研究所所長樊勝根表示，“在形成這樣一個食物系統(tǒng)的過程中，科學技術創(chuàng)新在幫助全世界實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標、保障糧食安全和持續(xù)供應方面，扮演了相當重要的角色。”
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