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粮食作物科技发展战略研究

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《粮食与油脂》2017年第11期

摘要:“十三五”,中国经济社会发展对粮食作物领域科技发展提出了新的要求。文章以加快推进国家粮食作物科技可持续发展、保障粮食安全为目标,在深入分析中国经济社会发展状况、粮食作物领域产业特征及急需解决的重大问题的基础上,阐述了“十三五”粮食作物科技发展的战略定位、发展目标和主要任务,并提出了加大科技投入力度、强化科技平台能力建设、创新产学研合作机制、加强人才队伍建设、拓展农业科技创新国际合作领域等促进“十三五”粮食作物科技发展的建议。

关键词:“十三五”;粮食作物;科技发展;粮食安全;战略研究

“十三五”是全面建成小康社会和进入创新型国家行列的决胜阶段,是深入实施创新驱动发展战略、全面深化科技体制改革的关键时期[1]。粮食安全作为国家首要战略,是以习近平总书记为核心的新一届党中央领导集体立足国情、粮情、世情的战略抉择,习总书记多次强调“我们自己的饭碗主要要装自己生产的粮食”、“粮食安全要靠自己”[2]。未来中国粮食刚性需求总量大,消费结构更加多样化,不但要做到“手中有粮,心中不慌”,还要保障粮食更安全、更营养、更健康[3]。今后一段时期,中国粮食安全瓶颈问题将更加突出。综合生产能力受资源及其承载力的刚性约束日益加大[4],工业化、城镇化发展对耕地刚性需求、对农田生态环境不断产生影响,农业从业人员的数量、素质发生变化,粮食生产的比较效益偏低,“国内”、“国外”两个市场压力与竞争力加剧。面对资源、市场、气候、生态等各方面的挑战,粮食安全的根本出路在于科技进步。因此,充分发挥中国丰富的种质资源优势,深入开展农作物种质资源创新与利用,大力发展现代农作物育种技术,创制突破性重大新品种,提高单产水平;提升耕地质量与肥力,开发水、耕地、生物质等资源高效利用技术,发展现代农业装备技术,实现良种良法配套、农艺农机结合;研发清洁农田建构技术、污染农田整治与修复技术等,对推动中国农业生产方式转型、保障粮食安全和农产品有效供给具有重大战略意义。科技创新是一个逐步积累与不断突破的过程,需要做好提前谋划,明确方向、任务,从基础研究到技术创新、产业化发展进行系统部署,分析政策需求,加强粮食作物科技发展战略研究,加快推进粮食生产的可持续发展[5]。

1“十三五”粮食作物领域产业特征及急需解决的重大问题

1.1“十三五”中国经济社会发展状况

“十三五”,随着工业化、城镇化、信息化的深入推进,中国经济发展进入一个新的阶段,农业科技发展上升到一个新的高度。1)经济结构进一步优化。到2020年,国内生产总值将比2010年翻一番,年均增速大于6.5%[6]。三次产业结构中,第二产业比重下降,第三产业比重不断上升,服务业比重由2015年的50.5%提升到56.0%[6];农业内部结构更加优化,种植业占比下降,农业服务业比重增加,经济、政治、社会、文化、生态协调发展,初步形成发达的多功能农业社会。2)城镇化进程深入推进。到2020年,随着经济结构的进一步优化,城市化进程深入推进,农村人口不断转移,城镇人口数量将持续增加,中国城镇化率将超过60%[6];受产业结构调整和城乡差距缩小的影响,城乡人口流动将逐步放缓,城镇化水平趋于稳定。3)能源结构发生变化。到2020年,随着中国经济的持续发展,中国能源消费总量将不断增加,但受产业结构调整影响,增速将趋缓,能源消费将保持低速增长;可再生能源消费持续增加,能源消费结构进一步优化,农作物秸秆及畜禽粪便等可再生能源将得到有效利用,养殖废弃物资源化利用率达75%以上,农作物秸秆综合利用率达到85%以上[6],生物质能源成为新能源利用的重要部分。4)资源环境显著改善。到2020年,农业资源保护水平与利用效率明显提高,农田有效灌溉率达到55%、灌溉水有效利用系数达到0.55以上[6];化肥农药施用量明显减少,主要农作物化肥利用率提高到40%以上;耕地面积保持在1.2亿hm2以上且质量大幅提升,耕地质量提升0.5个等级以上[6],环境风险得到有效控制。5)农民生活水平明显提高。农民收入水平大幅提高,城乡居民人均可支配收入相对差距缩小;农村基础设施得到改善,文化体育、医疗卫生、社会保障等农村公共服务体系不断健全。

1.2“十三五”粮食作物领域产业特征

1)综合生产能力稳步提升。巩固和提升农业综合生产能力是实现农业现代化的基础。从数量上来看,我国14亿多的人口总量使得粮食等重要农产品的供给压力较大,满足居民的日常消费需求仍将是农业发展的首要任务。随着科技的不断进步,粮食综合生产能力将获得较大提高;主要农作物良种覆盖率稳定在97%以上,良种在粮食增产中的贡献率达到50%以上[6]。

2)产业发展水平明显提高。农业生产方式不断改进,依靠物质要素投入的粗放型经营模式将得到根本转变;农业经营方式发生改变,规模经营主体将成为农业生产的中坚力量;农业标准体系基本形成,农产品质量安全得到保障;农业产业链条不断延伸,一二三产业实现融合发展,农业质量效益明显提升。

3)科技支撑能力显著增强。农业科技水平将大幅提高,农业科技进步贡献率达到60%以上[6];科技进步必然带动农业生产力发展,依托新技术的出现和发展,农业生产效率大幅提高;农业机械化水平明显提高,农机农艺深度结合,主要农作物耕种收综合机械化水平达到70%以上[6];产业效益进一步提高,农业新业态、新模式不断涌现,农业多功能性得到充分挖掘,农业产业形态、模式多样化。

4)社会服务体系逐步健全。多种类型的农业服务主体为农民开展全程专业化服务,农业生产集约化程度和生产效率大幅提高[7]。农技推广体系、农村配送和综合服务网络、金融支农、农业保险制度等不断完善。

1.3“十三五”粮食作物领域急需解决的重大问题

1)粮食安全压力加大。当前及今后一段时期,中国粮食生产的内外部环境日趋复杂,粮食需求刚性增长将成为一种长期趋势,保障粮食安全面临严峻挑战[8]。粮食安全的压力主要来自人口基数大且继续保持增长和居民消费结构面临升级等方面。

2)农产品质量安全问题凸显。受“小而散”的经营模式影响,农产品安全仍面临不少问题[9]。化肥农药过量施用使得农产品重金属含量超标和农药残毒含量超标等问题突出;催生剂、激素、化学制剂等添加剂滥用问题,使农产品质量下降;随着工业的快速发展,铅、砷、镉等有害物质通过农产品进入人体,对人体健康产生危害。

3)生态形势依然严峻。中国经济连续多年的高速发展,导致环境污染、资源损耗、生态系统破坏等问题不断加剧,经济发展的可持续性面临挑战。耕地质量下降,农业内源性污染严重,高强度、粗放式生产方式导致农田生态系统结构失衡、功能退化,受全球气候变暖影响,高温等极端天气频发,病虫害发生概率呈增加趋势[10]。

4)农业比较效益仍然偏低。由于受自然条件的影响较大,与其他行业相比,农业处于弱势地位,比较效益偏低。受耕地、水资源限制和农业现代化起步晚的影响,农业生产的规模化、专业化水平不高,农业劳动生产率较低,受成本“地板效应”和价格“天花板效应”的双重挤压,农民种植收益处于较低水平,农产品缺乏国际竞争力。

2“十三五”粮食作物科技发展的战略定位、发展目标和主要任务

依据中国经济社会发展的重大需求及科技发展趋势,提出“十三五”粮食作物领域科技发展的战略定位、发展目标和主要任务。

2.1“十三五”粮食作物领域科技发展的战略定位

面向国家经济发展战略需求和作物科技国际竞争挑战,聚焦保障粮食安全和农产品有效供给,突出农业质量效益和农产品竞争力提升,以创新驱动发展农业现代化为路径,立足于作物科学前沿与产业关键技术突破,按照重视增产增效、配套良种良法、推进农机农艺结合、生产生态协同发展的基本要求[11],部署重大科技任务,统筹科技与经济对接、创新成果与产业对接,系统布局种业、资源高效利用、机械装备、农业信息化等科技研发,构筑粮食与经济作物科技创新体系与产业化体系,引领核心技术创新与重大产品创制,支撑中国粮食与经济作物产业的健康发展。

2.2“十三五”粮食作物领域科技发展的目标

围绕水稻、小麦、玉米等主要粮食作物,实施科技创新驱动发展战略,强化理论、技术和产品自主创新,推动技术集成化、生产过程机械化、生产经营信息化,突破制约产业发展的重大瓶颈,大力提升土地产出率、劳动生产率和资源利用率,促进现代农业持续高效发展。面向未来,加强作物生长发育分子机理、水土肥资源高效利用、作物病虫害防控等农业基础研究;突破分子设计、药物靶标发现、农业物联网以及智能化农机等前沿高新技术;大力推进生物育种、丰产科技、农业信息化、农业资源高效利用、农业机械与农用物资、食品加工与质量安全等产业关键技术创新;开发新品种、新制剂、新装备,并集成应用,支撑保障粮食安全及主要农产品有效供给,大幅度提升粮食作物科技原始创新能力和国际竞争力。

2.3“十三五”粮食作物领域科技发展的主要任务

1)持续加强农作物种质资源创新与利用。建立完善的农作物种质资源收集与安全保存技术体系,重点研究表型组学鉴定和全基因组基因型评价关键技术,具有高产、优质、适合机械化作业等重要性状的表型鉴定和优异资源筛选技术,以及种质资源数据库构建技术;突破表型与基因型高通量精准鉴定技术,以及基于SNP基因芯片的关键基因高通量发掘技术、分子染色体工程与高效种质创新技术、骨干亲本创制的理论与育种技术。

2)全面突破作物生物育种新方法和新技术。重点研究全基因组选择技术、基因组定点修饰技术,以及染色体高频重组与快速纯合技术;开展分子育种、强杂交优势利用研究及新品种创制,重点研究高通量基因挖掘技术、高效分子标记选择和聚合育种技术、杂种优势利用新技术、强优势杂交种快速培育技术以及优良新品种创制及应用技术;突破转基因育种技术及转基因生物安全性评价技术[12]。研究分子设计育种理论和方法,继续推进常规育种技术,通过组装集成两种技术构建高效精准的分子育种技术体系。

3)加快构建绿色高效生产体系。重点开展作物资源高效利用的生物学基础及生理与分子机制研究,构建资源高效利用的种植制度与精确栽培技术体系;开展土壤健康调控、主要土传病虫害调控以及耕作等农艺措施调控机理研究,构建土壤保健技术体系;突破作物标准化生产和轻简省力化栽培技术,以及环境因子监控的智能化、精准化控制等核心关键技术;开展作物规模化、机械化、信息精准化栽培技术创新与区域化技术模式研究。

4)大幅提升灾害监测预警与控制能力[13]。开展农作物有害生物的危害机理、发生规律及其全过程精细化管理与防控研究,合理开发利用监测预警、生物生态调控、基因调控、物理控制、生物防治等无害化技术;开展基于物联网、遥感和大数据的主要农作物监测预警技术研究,建立监测预警平台,推动灾害预警与控制的进步。

5)积极研制环境友好型绿色投入品。以机械化、信息化、数字化的农业装备为手段,以投入品的定量化和精准化为目标,开展农业生产要素的优化配置与投入品的创制。重点开展农业资源环境要素以及投入品环境效益的长期观测和科学评价;创制新型生物农药,研发增效复合肥及作物专用新型肥料;突破智能化施肥装备与高效施肥技术,研发智能化精准施肥、水肥一体化、肥料深施技术及装备。

6)大力推动集约化、规模化高效生产与管理。重点突破区域粮食作物周年集约高产高效耕作技术,通过优化布局、品种挖潜、资源高效、生态安全、精准管理、量质齐增、服务创新等技术集成,构建作物生产机械化、规模化、信息化、标准化的现代综合技术体系与环境友好、低碳节能、安全标准的绿色增产增效生产模式。在生产领域,将逐步融合互联网、移动互联网、云计算、物联网、大数据、智能装备和智能机器人等各种新技术于一体,应用于粮食作物的高效生产,粮食作物的生产将实现全程数字化智能控制和信息化管理。

3促进“十三五”粮食作物科技发展的建议

3.1加大科技投入力度,通过多种渠道增加科研资金投入

建立以政府为主导的多元化、多渠道科研投入体系。一是要根据国家粮食安全重大需求,把粮食丰产和保障国家粮食安全放在整个科技工作的重中之重,进一步加大政府的支持力度[14];二是要充分利用市场机制,制定鼓励政策,积极开辟各种筹资、融资渠道,吸收各种社会资金投向粮食和经济作物科技。

3.2强化科技平台能力建设,增强粮食科技创新活力

加强农业领域国家实验室、国家重点实验室、工程实验室、工程中心的能力建设[15],进一步完善科技平台的绩效评估和考核管理,在已有基础上布局新建一批农业领域国家实验室、国家产业科技创新中心、国家农业大数据中心、国家智慧农业工程中心等重大科技基础设施和创新基地。

3.3创新产学研合作机制,搭建区域农业科技创新载体

依托国家创新联盟,组建跨区域、跨行业、跨部门的粮食作物产业技术创新战略联盟[16],搭建区域农业科技创新载体,促进产学研有效结合。进一步强化粮食作物领域前瞻性、基础性研究与新技术创新研究的有机结合,以及集成创新与示范转化等环节的结合,采取“大协作、大联合、大集成”的方式,集成国家和地方的人才、技术、资金等资源优势,实行联合、协同攻关。

3.4加强人才队伍建设,完善多元化考核评价体系

大力推进粮食作物科技创新团队建设,加大国家各类人才计划对粮食科技创新人才的支持力度,选拔和稳定支持中青年农业科研杰出人才及其团队开展创新性研究,逐步形成以领军型人才为核心的具有国际水平的粮食作物科技创新人才与优势创新团队。健全农业科技人才分类评价激励机制[17],改进人才评价考核方式,对从事农业科技创新基础研究、技术研发、成果转化等各类科技人员实行分类评价。

3.5拓展农业科技创新国际合作领域,提升农业科技竞争力

建立农业科技国际合作投入的长效机制[18],立足粮食作物科技发展的重要前沿技术和重大研究领域,充分利用国际农业科技资源,积极支持国内科技服务机构与国外同行开展深层次交流与合作。搭建粮食作物领域的国际合作平台,鼓励国内有关单位组织主导和参与国际重大科技合作计划,与国外同行共建国际合作联合实验室、工程中心等研究平台。同时,积极吸引国际知名研究院校等在国内建立合作研究机构,促进中国粮食作物科技整体水平的提高。

4参考文献

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[18]杨旖旎,李玉荣.全球化背景下加强我国农业国际科技合作工作的思考[J].农业科技管理,2014(6):39-42

作者:解沛1;刘振虎1;赵辉1;王琳1;陆建中2 单位:1.中国农业科学院科技管理局,2.中国农业科学院灌溉研究所

粮食与油脂杂志责任编辑:张雨    阅读:人次