国家高技术研究发展计划（863计划）现代农业技术主题战略目标论证报告 主题名称：现代农业技术 所属领域：生物与现代农业技术 编报日期： 一、概要当前，我国农业已进入新的发展阶段，正面临着由传统农业向现代农业转变，由计划经济向市场经济转变，由粗放经营向集约化经营转变，由主要追求产量向同时注重产量、品质和效益的方向转变；同时我国农业还面临着资源环境的严重制约和进入WTO后国际竞争的巨大冲击。因此，优化农业结构、提高农业整体效益、增加农民收入、改善农村生态环境、提高农产品质量、增强农业国际竞争力、实现农业和农村经济的可持续发展等，就成为我国现代农业发展和农业科技革命的重要任务。863计划现代农业技术主题紧紧围绕源头创新，技术平台建设、重大产品开发和人才培养，针对我国农业结构优化调整和农业可持续发展对重大技术的需求，开展农业高技术研究与产业化开发。（1）研究制约我国农业实现跨越式发展的重大技术问题，攻克一批对我国农业发展和农业高技术产业开发带动性强、覆盖面广、关联度高的核心技术、共性技术及配套技术。重点研究优质高产高效动植物新品种培育技术、现代农业节水技术、现代农业信息技术与精确农业、可控环境下农作物生产及其调控技术、绿色农产品生产、加工和检测技术，动植物无特定疫害生产技术等，建立我国农业高新技术创新体系，大幅度提升我国农业科技创新能力。为加强农业的基础地位，保证农业整体素质和效益的提高、实现农业的跨越式发展提供强大的技术支撑。（2）重点开发一批农业高科技产品，建设一批农业高科技中试与产业化基地，形成一批新兴农业科技产业和新的经济增长点，培育一批农业高科技企业集团。以此对我国传统农业产业进行大力改造，全面提升我国农业高新技术产业化水平，大幅度提高我国农业科技企业和技术产品在国际市场上的竞争力，推动传统农业向现代农业的转变。（3）凝聚并吸引一批高水平的农业科技人才和生物技术人才投身农业高科技研究和产业开发；培养和造就一支从事农业高科技研发的后备队伍。 “十五”期间，本主题在高技术研究与产业化方面，将形成50项拥有自主知识产权的重大农业高新技术成果，其中解决国民经济重大问题的科技成果20-30项；获得国内外专利2030个；建立2025个大中型中试与产业化示范基地，其中上规模的大型基地10-15个；在农业高科技种子产业、新型节水设备与材料产业、设施农业产业、绿色饲料生产与加工产业、绿色农产品产业、新型农药与新型肥料产业、农业环保产业、农业智能化信息产业等方面形成8-10个农业高新技术产业，实现效益500亿元；培育2530个农业科技企业集团，其中名牌龙头高科技企业10个以上。凝聚200名高水平的农业高科技研发人才，培养和造就5001000名从事农业高科技研发的后备人才。863农业主题的实施将促进我国优质高产高效种植业和畜牧业发展，提高种植业和畜牧业综合生产能力、水土资源高效利用能力，改善农业和农村生态环境，增加农民经济收入，提高我国农业高新技术产业化水平以及我国农业科技企业和技术产品在国际市场上的竞争力，促进农业和农村经济的可持续发展，为整个国民经济发展奠定生产坚实的基础。二、国内外研究开发现状与技术发展趋势从19世纪后半叶到20世纪后半叶，世界农业在以良种、化肥、农药和灌溉为主体的第一次农业技术革命的推动下获得了高速发展。在此期间，世界粮食产量以每年2.8公斤亩的速度递增。我国在1950-1980年期间，粮食亩产由78公斤增长到252公斤，平均年增长5.89公斤。然而，近年来第一次农业技术革命对农业生产的促进作用已显著下降，农作物平均单产的增幅已明显逐缓。第一次农业技术革命的特点是强调规模化和对最大利润的追求，表现为片面追求农业产量，忽视了自然资源的合理使用和人类生存环境的保护，我国在这方面的问题更为突出。20世纪80年代中期以来，以生物技术、信息技术等为基础的第二次农业技术革命为传统和常规技术注入了新的活力，并使许多传统技术获得了新生。与第一次农业技术革命不同的是，此次技术革命强调的不仅仅是规模和直接经济效益，同时还关注资源的合理使用和人类生存环境的保护。第二次农业技术革命的序幕刚刚拉开，然而在短短的十多年中，一些高新技术与传统技术一起开始应用于农业生产实践，并在某些领域已取得了令人瞩目的进展。这次革命将使全球农业和农业技术得到全面、深刻的变革，并将使全球农业的总体水平提升到一个崭新的高度。未来的一二十年间, 现代农业技术将出现如下一些发展趋势：（1）生物技术与常规技术相结合趋势。未来一二十年间,生物技术将取得长足发展和显示其强大生命力和巨大潜力。农业生物技术一定要与常规农业技术相结合才能形成生产力,特别是在动植物育种上。今后一二十年里,常规育种技术仍将是培育良种工作的主体,但也将越来越多地应用生物技术,以取得常规技术所难以达到的效果和效率。微生物发酵工程、基因工程等及其与常规技术的联合运用将取得重要进展。（2）集成化趋势。生物性生产的复杂性,使农业技术存在经验性和分散性较强的弱点。随着技术的进步,生产水平和组织化程度的提高,将促进农业技术向着定量化、规范化和集成化方向发展。如设施种植/养殖业、水肥药联合施用以及灌溉自动化、复混肥和控释肥、栽培/饲养/生产管理模式化等。（3）可持续发展趋势。农业的可持续发展是世界和我国可持续发展战略的重要内容,也是农业高技术发展的一个重要方向。土、水、肥、药、能源等的高效利用、农业资源和生态环境的监测保护、农业灾害预警和防治以及农产品和食物安全等方面的农业高技术将得到发展。（4）信息化趋势。农业的区域性和分散性以及技术定量化、规范化和集成化程度不高的特点,决定了对信息技术的强烈需求,信息技术将在传统农业的改造上产生广泛而深刻的影响。农业信息技术有其自身的特点,要求与常规农业技术的紧密结合,如智能化程度较高的农业专家系统、栽培/饲养/生产的辅助决策系统、服务于施肥、灌溉、气候和生物灾害控制的3S(RS,GIS,GPS)技术等。下面就本主题各技术领域国内外研究开发现状和技术发展趋势作具体阐明：（一） 优质专用动植物育种技术植物育种：（1）在育种技术方面，发达国家越来越注重生物技术与常规育种技术相结合,构建现代育种新体系，大力提高育种效率，加快新品种培育速度。今后一二十年里,常规育种技术仍将是培育良种工作的主体,但也将越来越多地应用生物技术,以取得常规技术所难以达到的效果和效率，如功能基因的克隆，转基因植物新品种的培育等。目前美国已培育出系列转基因的优质抗逆农作物新品种，发展中国家在此领域也取得了很大成就，并在分子标记辅助育种方面取得了重大突破；（2）在品种选育方面，注重优质和专用品种的培育。发达国家越来越重视专用优质品种培育，如改善加工品质、营养品质等；（3）在资源利用方面，注重种质扩增、改良与创新。现代农业生产越来越集中使用少数优良品种，常用的育种材料集中在少数骨干种质，使科研和生产所依赖的遗传基础狭窄，农作物容易丧失抵御病虫害和不良环境的能力。针对以上问题发达国家把越来越多的经费投入到育种材料的扩增、改良和创新研究，拓宽遗传基础，实现品种多元化；（4）在产业化方面，注重科研与企业紧密结合。种子产业化发展趋势是科研、生产和销售经营一体化，公司相互兼并形成大规模的跨国种业集团。动物育种：（1）在育种技术方面，生物技术与常规育种技术的结合是动物育种的发展趋势，生物技术的出现，为常规动物育种开拓了一片新的天地，使以往难以和无法克服的育种需求变成了可能；（2）在品种选育方面，注重专门化新品种（系）及配套系选育。如养牛业正向着提高品种质量和单产水平方向发展，不断进行专门化品系培育，奶肉产量显著提高；养羊业已由毛用细毛羊为主向毛肉并重、多向利用转轨，把毛肉高产性能和高繁殖力综合在一个品种内，从而实现高生产力和目标性状的高速周转；对优质型肉鸡的研究得到了普遍重视；养猪发展趋势是专门化品系选育和配套系生产，欧美的大型跨国公司PIC、DEKALB、HYPOR、COSTWOLD、SEGHER等，均采用多系统配套组合，采用先进的测试手段，不断取得对畜禽遗传本质的新认识，同时也通过畜禽转基因的研究，导入外源基因进行种质创新；（3）在目标性状方面，将提高畜禽产品品质和畜禽品种的抗病力放到育种工作的重要位置。畜禽主要经济性状分子遗传学基础的研究、数量性状主效基因的定位与利用技术的发展，将使畜禽育种真正实现基因育种。对影响免疫功能、畜产品品质遗传基础的进一步认识，将使畜禽育种局限于在单纯的提高个体生产性能这一狭小的领域，品质育种、抗病育种将成为畜禽育种的重要内容。我国动植物育种在经过多年863计划和国家科技攻关等项目的重点资助后，在育种队伍培养、设施建设、育种技术与材料的创新方面，已奠定了良好的基础，尤其是“九五” 期间，植物育种在育种技术方面，形成了一批国际领先的研究成果和技术储备，如转基因植物新品种的培育技术，杂种优势的利用技术及杂交水稻、油菜的选育技术等。在高产优质、专用小麦和玉米的选育技术以及小麦与茅草的体细胞融合技术方面也取得了突破性进展；在品种与材料创新方面，获得了转基因棉花和番茄新品种，并进入商业化生产和大田应用。培育了水稻、小麦等18种农作物优质、高产、多抗新品种（组合）411个，新品种（组合）累计推广39.9亿亩，增产农产品1288亿公斤。在畜禽育种方面，广泛开展了畜禽新品系培育及其育种技术研究。转基因鱼和超级猪的研究，我国整体水平，与发达国家水平相当。先后培育出瘦肉型猪新品系9个、筛选出12个配套组合，奶牛新品种1个，肉牛优化配套组合3个；培育出抗逆性强、生长速度快和产蛋多的3个矮脚新品系；选育出4个北京鸭配套系，两个父系和两个母系。在林草育种方面，初步建立了阔叶树种器官发生与针叶树种体细胞胚胎发生技术体系。选育出杉木、杨树、马尾松、落叶松、樟子松、云杉、桉、水曲柳等树种优良种源1,284个，优良家系2,550个，优树473株，优良无性系475个。还培育出了一些抗旱、抗虫林草新品种。一大批新品种、新种质已投入生产，其中108杨、110杨和三倍体白杨杂种正成为苗木市场的新热点。 （二） 现代节水农业技术世界上节水农业先进国家，始终把减少田间和输水过程中蒸发量的“资源型”节水以及按作物需求供水和降低作物耗水系数的“效益型”节水作为研究重点，并十分重视节水技术的标准化、产业化和劣质水资源利用，在灌溉节水、作物节水、管理节水、技术标准化节水、劣质水应用等技术领域取得了领先的优势，代表了现代节水农业发展的方向。节水灌溉中发展最快的是微灌技术。微灌的技术关键和前沿是防堵塞（泥沙、盐分、菌藻等）和肥药联用。近十年以来，在世界各国达到了飞速发展。目前全世界有80个国家和地区在推广，如以色列微灌占灌溉总面积的44，澳大利亚的果蔬花卉多采用微灌，面积达8.5万hm2。美国在1981 1991年的10年间，微灌面积增加了3倍多，以色列在微灌产品的开发利用上走在了世界的前列，微喷头、滴头、微灌带、过滤器、施肥器等，具有较好的材质和工艺水平，而且在防堵性能，出水均匀度方面均属一流水平。绝大部分微灌系统实行了自动控制，自动进行灌溉和施肥。地下微灌和大田移动式微灌技术也是当前研究的热点。地膜覆盖对保墒增温增产的良好效果已是公认，但当务之急是可降解农膜的研制。50年代开始研究的高分子材料聚羟基脂肪酸酯（PHA）可经微生物降解为CO2和水，英国ICI公司80年代开始规模生产。因价高仅用于医疗等高附加值商品。低价位的农用生物全降解膜是当前的主攻方向。利用有机高分子材料保持土壤水分是农业节水的另一重要途径。70年代末，美国、法国以及日本的研制的土壤结构稳定剂是一种可溶于水的高分子材料，此类产品均已在世界许多国家应用。节水的另一个途径是按植物生长需求供水和减少植物叶面水分的蒸腾。根据作物