【正文】 國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（ 863 計劃） 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)主題戰(zhàn)略目標(biāo)論證報告 主題名稱：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù) 所屬領(lǐng)域：生物與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù) 編報日期：二○○一年七月十七日 1 一、概要 當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)已進入新的發(fā)展階段，正面臨著由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，由計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)變，由粗放經(jīng)營向集約化經(jīng)營轉(zhuǎn)變，由主要追求產(chǎn)量向同時注重產(chǎn)量、品質(zhì)和效益的方向轉(zhuǎn)變；同時我國農(nóng)業(yè)還面臨著資源環(huán)境的嚴(yán)重制約和進入 WTO 后國際競爭的巨大沖擊 。因此，優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)業(yè)整體效益、增加農(nóng)民收入、改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、增強農(nóng)業(yè)國際競爭力、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展等，就成為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)科技革命的重要任務(wù)。 863 計劃現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)主題緊緊圍繞源頭創(chuàng)新，技術(shù)平臺建設(shè)、重大產(chǎn)品開發(fā)和人才培養(yǎng)，針對我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展對重大技術(shù)的需求，開展農(nóng)業(yè)高技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。 （ 1）研究 制約我國農(nóng)業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展的重大技術(shù)問題， 攻克一批對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)帶動性強、覆蓋面廣、關(guān)聯(lián)度高的核心技術(shù)、共性技術(shù)及配 套技術(shù)。重點研究優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效動植物新品種培育技術(shù)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)與精確農(nóng)業(yè)、可控環(huán)境下農(nóng)作物生產(chǎn)及其調(diào)控技術(shù)、綠色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工和檢測技術(shù)，動植物無特定疫害生產(chǎn)技術(shù)等，建立我國農(nóng)業(yè)高新技術(shù)創(chuàng)新體系，大幅度提升我國農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新 能力。為加強農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)地位，保證農(nóng)業(yè)整體素質(zhì)和效益的提高、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的跨越式發(fā)展提供強大的技術(shù)支撐。 （ 2） 重點開發(fā)一批農(nóng)業(yè)高科技產(chǎn)品，建設(shè)一批農(nóng)業(yè)高科技中試與產(chǎn)業(yè)化基地，形成一批新興農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟增長點，培育一批農(nóng)業(yè)高科技企業(yè)集團。以此對我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)進行 大力改造，全面 提升我國農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化水平， 大幅度提高我國農(nóng)業(yè)科技企業(yè)和技術(shù)產(chǎn)品在國際市場上的競爭力，推動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。 （ 3）凝聚并吸引一批高水平的農(nóng)業(yè)科技人才和生物技術(shù)人才投身農(nóng)業(yè)高科技研究和產(chǎn)業(yè)開發(fā)；培養(yǎng)和造就一支從事農(nóng)業(yè)高科技研發(fā)的后備隊伍。 “十五”期間，本主題在高技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化方面，將形成 50 項擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的重大農(nóng)業(yè)高新技術(shù)成果，其中解決國民經(jīng)濟重大問題的科技成果 2030 項；獲得國內(nèi)外專利20－ 30 個；建立 20－ 25 個大中型中試與產(chǎn)業(yè)化示范基地，其中上規(guī)模的大型基 地 1015 個；在農(nóng)業(yè)高科技種子產(chǎn)業(yè)、新型節(jié)水設(shè)備與材料產(chǎn)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)、綠色飼料生產(chǎn)與加工產(chǎn)業(yè)、綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)、新型農(nóng)藥與新型肥料產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)環(huán)保產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)智能化信息產(chǎn)業(yè)等方面形成 810 個農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)效益 500 億元；培育 25－ 30 個農(nóng)業(yè)科技企業(yè)集團，其中名牌龍頭高科技企業(yè) 10 個以上。凝聚 200 名高水平的農(nóng)業(yè)高科技研發(fā)人才，培養(yǎng)和造就 500－ 1000 名從事農(nóng)業(yè)高科技研發(fā)的后備人才。 863 農(nóng)業(yè)主題的實施將 促進我國優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效種植業(yè)和畜牧業(yè)發(fā)展，提高種植業(yè)和畜牧業(yè)綜合生產(chǎn)能力、水土資源高效利用能力， 改 2 善農(nóng)業(yè)和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，增加農(nóng)民經(jīng)濟收入， 提高我國農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化水平以及 我國農(nóng)業(yè)科技企業(yè)和技術(shù)產(chǎn)品在國際市場上的競爭力，促進農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，為整個國民經(jīng)濟發(fā)展奠定生產(chǎn)堅實的基礎(chǔ)。 二、國內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展趨勢 從 19 世紀(jì)后半葉到 20 世紀(jì)后半葉，世界農(nóng)業(yè)在以良種、化肥、農(nóng)藥和灌溉為主體的第一次農(nóng)業(yè)技術(shù)革命的推動下獲得了高速發(fā)展。在此期間，世界糧食產(chǎn)量以每年 公 斤／畝的速度遞增。我國在 19501980 年期間，糧食畝產(chǎn)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(nóng)業(yè)技術(shù)革命對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的促進作用已顯著下降，農(nóng)作物平均單產(chǎn)的增幅已明顯逐緩。第一次農(nóng)業(yè)技術(shù)革命的特點是強調(diào)規(guī)?；蛯ψ畲罄麧櫟淖?求，表現(xiàn)為片面 追 求農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，忽視了自然資源的合理使用和人類生存環(huán)境的保護，我國在這方面的問題更為突出。 20 世紀(jì) 80 年代中期以來， 以生物技術(shù)、信息技術(shù)等為基礎(chǔ)的第二次農(nóng)業(yè)技術(shù)革命為傳統(tǒng)和常規(guī)技術(shù)注入了新的活力，并使許多傳統(tǒng)技術(shù)獲得了新生。與第一次農(nóng)業(yè)技術(shù)革命不同的是，此次技術(shù)革命強調(diào)的不僅僅是規(guī)模和直接經(jīng)濟效益，同時還關(guān)注資源的合理使用和人類生存環(huán)境的保護。第二次農(nóng)業(yè)技術(shù)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(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)一起開始應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐，并在某些領(lǐng)域已取得了令人矚目的進展。這次革命將使全球農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)技術(shù)得到全面、深刻的變革，并將使全球農(nóng)業(yè)的總體水平提升到一個嶄新的高度。未來的一二十年間 , 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)將出現(xiàn)如下一些發(fā)展趨勢： （ 1）生物技術(shù)與常規(guī)技術(shù)相結(jié)合趨勢。未來一二十年間 ,生物技術(shù)將取得長足發(fā)展和顯示其強大生命力和巨大潛力。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)一定要與常規(guī)農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合才能形成生產(chǎn)力 ,特別是在動植物育種上。今后一二十年里 ,常規(guī)育種技術(shù)仍將是培育良種工作的主 體 ,但也將越來越多地應(yīng)用生物技術(shù) ,以取得常規(guī)技術(shù)所難以達到的效果和效率。微生物發(fā)酵工程、基因工程等及其與常規(guī)技術(shù)的聯(lián)合運用將取得重要進展。 （ 2）集成化趨勢。生物性生產(chǎn)的復(fù)雜性 ,使農(nóng)業(yè)技術(shù)存在經(jīng)驗性和分散性較強的弱點。隨著技術(shù)的進步 ,生產(chǎn)水平和組織化程度的提高 ,將促進農(nóng)業(yè)技術(shù)向著定量化、規(guī)范化和集成化方向發(fā)展。如設(shè)施種植 /養(yǎng)殖業(yè)、水肥藥聯(lián)合施用以及灌溉自動化、復(fù)混肥和控釋肥、栽培 /飼養(yǎng) /生產(chǎn)管理模式化等。 （ 3）可持續(xù)發(fā)展趨勢。農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是世界和我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容 , 3 也是農(nóng)業(yè)高技術(shù)發(fā)展的一 個重要方向。土、水、肥、藥、能源等的高效利用、農(nóng)業(yè)資源和生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測保護、農(nóng)業(yè)災(zāi)害預(yù)警和防治以及農(nóng)產(chǎn)品和食物安全等方面的農(nóng)業(yè)高技術(shù)將得到發(fā)展。 （ 4）信息化趨勢。農(nóng)業(yè)的區(qū)域性和分散性以及技術(shù)定量化、規(guī)范化和集成化程度不高的特點 ,決定了對信息技術(shù)的強烈需求 ,信息技術(shù)將在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的改造上產(chǎn)生廣泛而深刻的影響。農(nóng)業(yè)信息技術(shù)有其自身的特點 ,要求與常規(guī)農(nóng)業(yè)技術(shù)的緊密結(jié)合 ,如智能化程度較高的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、栽培 /飼養(yǎng) /生產(chǎn)的輔助決策系統(tǒng)、服務(wù)于施肥、灌溉、氣候和生物災(zāi)害控制的 3S(RS,GIS,GPS)技術(shù)等。 下面就 本主題各技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)外研究開發(fā)現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢作具體闡明： （一） 優(yōu)質(zhì)專用動植物育種技術(shù) 植物育種： （ 1） 在育種 技術(shù) 方面 ， 發(fā)達國家越來越 注重生物技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合 ,構(gòu)建現(xiàn)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(guī)育種技術(shù)仍將是培育良種工作的主體 ,但也將越來越多地應(yīng)用生物技術(shù) ,以取得常規(guī)技術(shù)所難以達到的效果和效率，如功能基因的克隆，轉(zhuǎn)基因植物新品種的培育等。目前美國已培育出系列轉(zhuǎn)基因的優(yōu)質(zhì)抗逆農(nóng)作物新品種，發(fā)展中國家在此領(lǐng)域也取得了很大成就，并在分子標(biāo)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(yōu)質(zhì)和專用品種的培育。發(fā)達國家越來越重視專用優(yōu)質(zhì)品種培育，如改善加工品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)等； （ 3）在資源利用方面，注重種質(zhì)擴增、改良與創(chuàng)新。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)越來越集中使用少數(shù)優(yōu)良品種，常用的育種材料集中在少數(shù)骨干種質(zhì)，使科研和生產(chǎn)所依賴的遺傳基礎(chǔ)狹窄，農(nóng)作物容易喪失抵御病蟲害和不良環(huán)境的能力。針對以上問題發(fā)達國家把越來越多的經(jīng)費投入到育種材料的擴增、改良和創(chuàng)新研究，拓寬遺傳基礎(chǔ)，實現(xiàn)品種多元化； （ 4）在產(chǎn)業(yè)化方面， 注重科研與企業(yè)緊密結(jié)合。種子產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢是科研、生產(chǎn)和銷售經(jīng)營一體化，公 司相互兼并形成大規(guī)模的跨國種業(yè)集團。 動物育種 ：（ 1） 在育種 技術(shù) 方面 ， 生物技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù)的結(jié)合是動物育種的發(fā)展趨勢，生物技術(shù)的出現(xiàn)，為常規(guī)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(yǎng)牛業(yè)正向著提高品種質(zhì)量和單產(chǎn)水平方向發(fā)展，不斷進行專門化品系培育，奶肉產(chǎn)量顯著提高；養(yǎng)羊業(yè)已由毛用細(xì)毛羊為主向毛肉并重、多向利用轉(zhuǎn)軌，把毛肉高產(chǎn)性能和高繁殖力綜合在一個品種內(nèi)，從而實現(xiàn)高生產(chǎn)力和目標(biāo)性狀的 高速周轉(zhuǎn) ；對優(yōu)質(zhì)型肉雞的研究得到了 普遍重視；養(yǎng)豬發(fā)展趨勢是專門化品系選育和配套系生產(chǎn)，歐美的大型跨國公司 PIC、 DEKALB、HYPOR、 COSTWOLD、 SEGHER 等，均采用多系統(tǒng)配套組合，采用先進的測試手段，不斷取得對畜禽遺傳本質(zhì)的新認(rèn)識，同時也通過畜禽轉(zhuǎn)基因的研究，導(dǎo)入外源基因進行種質(zhì)創(chuàng)新； （ 3） 4 在目標(biāo)性狀方面， 將提高畜禽產(chǎn)品品質(zhì)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(jīng)濟性狀分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)的研究、數(shù)量性狀主效基因的定位與利用技術(shù)的發(fā)展，將使畜禽育種真正實現(xiàn)基因育種。對影響免疫功能、畜產(chǎn)品品質(zhì)遺傳基礎(chǔ)的進一步認(rèn)識，將使畜禽育種局限于在單純的提高個體生產(chǎn)性能這一狹小的領(lǐng)域，品質(zhì)育種、抗病育種將成為畜禽育種的重要內(nèi)容。 我國動植物育種在經(jīng)過多年 863 計劃和國家科技攻關(guān)等項目的重點資助后，在育種隊伍培養(yǎng)、設(shè)施建設(shè)、育種技術(shù)與材料的創(chuàng)新方面，已奠定了良好的基礎(chǔ)，尤其是“九五” 期間， 植物育種在育種技術(shù)方面， 形成了一批國際領(lǐng)先的研究成果和技術(shù)儲備，如轉(zhuǎn)基因植物新品種的培育技術(shù)，雜種優(yōu)勢的利用技術(shù)及雜交水稻、油菜的選育技術(shù)等。在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、專用小麥和玉米的選育技術(shù)以及小麥與茅草的體細(xì)胞融合技術(shù)方面也取得了突破性進展； 在品種與材料創(chuàng)新方面 ， 獲得了轉(zhuǎn)基因棉花和番茄新品種，并進入商業(yè)化生產(chǎn)和大田應(yīng)用。培育了水稻、小麥等 18 種農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗新品種（組合） 411 個，新品種（組合）累計推廣 億畝，增產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)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(shù)研究。 轉(zhuǎn)基因魚和超級豬的研究，我國整體水平，與發(fā)達國家水平相當(dāng)。 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(yōu)化配套組合3 個；培育出抗逆性強、生長速度快和產(chǎn)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(fā)生與針葉樹種體細(xì)胞胚胎發(fā)生技術(shù)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(yōu)良種源 1,284 個，優(yōu)良家系 2,550 個，優(yōu)樹 473 株，優(yōu)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(zhì)已投入生產(chǎn)，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(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù) 世界上節(jié)水農(nóng)業(yè)先進國家，始終把減少田間和輸水過程中蒸發(fā)量的“資源型”節(jié)水以及按作物需求供水和降低作物耗水系數(shù)的“效益型”節(jié)水作為研究重點，并十分重視節(jié)水技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn) 化、產(chǎn)業(yè)化和劣質(zhì)水資源利用，在灌溉節(jié)水、作物節(jié)水、管理節(jié)水、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化節(jié)水、劣質(zhì)水應(yīng)用等技術(shù)領(lǐng)域取得了領(lǐng)先的優(yōu)勢，代表了現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。 節(jié)水灌溉中發(fā)展最快的是微灌技術(shù)。 微灌的技術(shù)關(guān)鍵和前沿是防堵塞（泥沙、鹽分、菌藻等）和肥藥聯(lián)用。 近十年以來，在世界各國達到了飛速發(fā)展。目前全世界有 80 個國家和地區(qū)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(chǎn)品的開發(fā)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(zhì)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(tǒng)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(shù)也是當(dāng)前研究的熱點 。地膜覆蓋對保墑增溫增產(chǎn)的良好效果已是公認(rèn)， 但當(dāng)務(wù)之急是可降解農(nóng)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(jīng)微生物降解為 CO2和水，英國 ICI 公司80 年代開始規(guī)模生產(chǎn)。因價高僅用于醫(yī)療等高附加值商品。低價位的農(nóng)用生物全降解膜是當(dāng)前的主攻方向。 利用有機高分子材料保持土壤水分是農(nóng)業(yè)節(jié)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑是一種可溶于水的高分子材料， 此類產(chǎn)品均已在世界許多國家應(yīng)用。 節(jié)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(jù)作物的需求進行供水以及植物蒸騰抑制劑開發(fā)是目前節(jié)水技術(shù)研究的熱點。 “六五”以來，農(nóng)業(yè)部、水利部、中國科學(xué)院所屬的研究單位、高等院校與地方科研機構(gòu)及農(nóng)機、化工、材料、鑄造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)與企業(yè)緊密協(xié)作，聯(lián)合攻關(guān)，完成了上百項與本項目有關(guān)的國家攻關(guān)、國家自然科學(xué)基金項目，在噴微灌技術(shù)、低壓管道輸水灌溉技術(shù)、非充分灌溉技術(shù)、降水高 效利用技術(shù)、農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)以及綜合節(jié)水技術(shù)方面儲備了一大批技術(shù)成果， 保水劑、蒸發(fā)抑制劑和土壤結(jié)構(gòu)改良劑 的研制和開發(fā)也取得了較好的進展。建成了一批研發(fā)基地，并且形成了一定的節(jié)水技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)能力，為節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展做了大量前期技術(shù)上與理論上的儲備。 （三） 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù) 是由多種信息技術(shù)組成的技術(shù)群， 包括 農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù)、農(nóng)業(yè)信息管理技術(shù)、農(nóng)業(yè)信息利用技術(shù)和農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。 （ 1） 將專家知識和機理模型結(jié)合建立的智能化農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，是最早進入實用階段的農(nóng)業(yè)信息關(guān)鍵技術(shù)。 1992 年 8 月在我國黃山 召