国内外农业资源高效利用技术及江苏省应发展的技术

    姜 松，董 英，赵杰文
    （江苏大学生物与环境工程学院，江苏 镇江212013）
    引言
    党的十六大提出了“全面建设小康社会”的战略目标，江苏提出了“率先实现全面小康社会，率先实现现代化”的口号。实现“两个率先”，首先离不开农业现代化的有力支撑，农业资源开发是促进农业现代化的有力措施。农业资源开发要围绕新的历史任务、新的奋斗目标，进一步提高认识，大胆创新，与时俱进，充分发挥“科技是第一生产力”的作用，才能作出更大的贡献。结合江苏省实际，认真贯彻和落实国家《农业科技发展纲要（2001-2010年）》。江苏是人均资源数量相对较少的省份，要解决好“三农”问题，就必须在资源开发上大做文章，充分挖掘资源潜力，提高资源利用率。江苏属东南沿海经济发达地区，为“两个率先”积累了丰富的经验和雄厚的经济基础。但是，在实现“两个率先”进程中，农村仍是重点，农业仍是热点，农民仍是难点。要实现“两个率先”，首先要解决好“三农”问题，否则，将会延缓实现“两个率先”的历史进程，甚至会抵消其它方面取得的成就。实践证明，农业资源的高效利用与开发是新阶段政府支持和保护农业发展的一项重要举措，是解决 “三农”问题的关键所在，是实现“两个率先”的当务之急。
    一、国内外农业资源高效利用技术概况
     (一)生物技术引发了一场深刻的农业科技革命
     生物技术的问世开创了“基因革命”的新纪元，生物技术突破了物种的界限，使目前常规育种技术难以解决的问题，诸如周期长、目的性差、无法大幅度扩大理想性状来源等，有了解决的途径。生物技术不仅对产生转基因农产品，还对生物农药、动物疫苗、动植物生长调节物、生物肥料、生物反应器以及农业微生物发酵工程和酶工程等许多领域都将产生广泛而深远的影响。
     生物技术及生物技术产业方兴未艾，1996年至2000年间，国际上以种子、农业化学品为主导产品的25家跨国公司，纷纷通过强强合并，建成新的农业生物技术企业，抢占未来的市场。转基因作物从1995年开始推广种植，1996年全球种植面积为170万公顷，2002年达到8000万公顷。在动物方面。利用转基因动植物高效生产医用蛋白、高价值的酶类，可取代传统的微生物发酵罐，成为“生物反应器”，使动植物生产成为一种新兴的生物制药手段。我国已建立起动物乳腺生物反应器的技术平台。据美国遗传学会预测，到2010年，基因工程药物中。利用生物反应器生产的份额将达到95%。利用生物反应器技术生产蛋白质药物，人们视之为“朝阳产业”和“钻石产业”。农业生物技术还通过对动植物和微生物的遗传改良，使农业不断地拓展其外延。在农产品和食品加工领域，农业生物技术不仅在改善初级农产品品质、功能、储运、保鲜和外观上，而且对加工过程中的加工性能和工艺、标准化和安全性的全程监控监管、降低系统成本和提高竞争力等各个环节起到越来越明显的影响。
     (二)信息技术正在全面改造和装备现代农业
     国际上农业信息化在计算机问世后有了迅速发展，近年来，由于个人通信技术和数字电视技术的进步，互联网的终端设备类型已不止计算机一种，呼机、手机、机顶盒等设备均可上网。在美国农场通过卫星传输，使农场主可随时查询和获取最新的病虫害情况、农业技术、文献摘要、市场供求以及国际农业信息；还可通过信息服务网络，获取农业教育资源，参加各种培训课程。基于网络环境的远程视频、语音服务系统等实用农业信息系统进入应用阶段，农业电子商务也已开始出现。上世纪90年代初。我国也开始了农业专家系统的研究。1996年，国家“863计划”设置了“智能化农业信息技术应用示范工程”项目。
     (三)常规农业技术的效率革命和全面升级
     育种、施肥、灌溉、植保、兽医、农机等农业常规技术在过去的50多年中，支撑了我国农业生产快速发展，做出了重大贡献，未来20年仍将是农业技术的主体；但目前它们多在高投入低效率、高成本低质量的状态下运行。我国单位面积化肥施用量是美国的3倍。效率只是美国的60％；灌溉水的利用效率只及发达国家的40％：育种多重产量而适应不了优质和多元化的要求，品种单一和遗传基础狭窄；作物病虫害以及有害生物入侵的形势严重和防治效率低；畜禽水产疫病的年经济损失约200多亿元，间接经济损失1000多亿元，禽流感、疯牛病等重大疫病的出现就会造成行业的毁灭性打击；农机装备和种养殖设施的水平低和研发能力弱；农业科技的贡献率和成果转化率水平与发达国家相比有很大差距。这种技术运行状况，增加了农业成本和资源环境压力，降低了产品竞争力和农民收入，难以适应和支撑未来农业的发展。所谓升级战略，就是基于可持续发展理念、新的农业技术革命和未来20年农业发展的需要，将上述常规技术的状态全面升级到高效率、低投入、高质量、低生态环境负面影响的新的台阶之上。
     以动植物育种为例，在传统的杂交育种过程中，这一过程冗长，有时可能要花费10～20年时间，才能开发出一种能够商业化的品种，而且偶然性很大，也有可能得不到任何结果。而应用基因重组技术结合常规育种技术开发新品种，时间跨度可缩短到3～5年，把握性大大提高。
     (四)“生物质经济”和技术已经浮出水面
     农业领域不断拓展是农业发展的客观规律，早在20世纪30年代。美国为了给剩余农产品寻找出路，设置了研究农产品非农用途的“应用研究中心”，先后开发出玉米变性淀粉、大豆印刷油墨和大豆柴油等一系列产品；70年代的“能源危机”中发展起燃料乙醇和甘蔗酒精；80年代开发“专用作物”，如高直链淀粉玉米、高亚油酸含量油菜等；90年代的生物反应器技术带动了农业向生物制药领域开拓。近年来，生物质能源和材料大行其道。
     以农业为基础的生物质能和生物材料正在崛起，20世纪后期，在化石能源渐趋枯竭的背景下，以及出于对保护环境和可持续发展的追求，发达国家开始将目光聚焦到可再生能源。美、日等国正在竞相开发以淀粉为原料的可降解生物塑料(PLA)，制成了汽车配件、电脑机壳、日常生活用品等，以替代300年也不能降解的石化原料型塑料。这可能会彻底改造旧经济。转基因作物和家畜改变了农业，现在它正在改造工业。
    二、江苏省应发展的农业资源高效利用技术
    （一）基本思路
    基于国内外农业及农业科技发展的现状、特点，未来江苏农业科技发展的基本思路是：应坚持以科学发展观为指导，以发展工业的理念指导农业科技工作，以服务农业产业化经营为着力点，以培育市场需求的名牌农产品、农业生产资料及其加工品和拥有自主知识产权的新技术、新工艺为核心，以抓支柱产业或集群产业、大量的中小企业为载体，以农业龙头企业、农业科技示范基地、农民专业合作组织、农村致富带头人等为抓手，以科技创新、科技普及为动力，逐步构建新的农业科技创新体系，实现农业科技由注重专业领域发展向注重名牌、品牌农产品开发转变；由注重单项技术开发向注重集成技术创新转变；由注重一般技术开发向注重拥有自主知识产权的技术开发转变，切实为农业增产、农民增收、农村小康提供有效科技支撑和服务。
    （二）基础性工作
     一要摸清重点农产品发展情况，二要摸清农业产业化经营情况，三要研究提出加快农产品加工业发展的途径和对策，四要摸清农业科技基础和实力，五要摸清关键性和共性的科技需求。
    （三）应发展的农业资源高效利用技术
    种植业 （1）超高产、优质、高效新品种培育。在未来相当长时期内，大力提高单位面积产量始终将是农作物育种的主要目标之一。提高单产的同时，应注重提高品质抗性，小麦主攻加工品质，玉米重点选育粮饲兼用品种，棉花仍以基因抗虫棉为重点。在利用基因工程技术育种方面寻求突破，强化育种工作的技术储备。（2）农产品质量检测与控制和食物安全性评价。应尽快在农产品质量检测技术、程序和方法，农产品标准化生产技术规程，农产品质量标准等方面取得突破；应重点突出转基因食品的检测技术、主要农产品污染检测技术、土壤农药残留、重金属污染等监测与控制技术和农产品质量检测仪器设备的制造技术等，尽快与国际通行标准接轨。（3）节本增效。以节水灌溉技术为重点，大力发展节水旱作农业、生态农业。（4）设施农业生产。设施农业技术的研究与开发；新型建筑材料的开发应用；设施环境因子的调控技术与工厂化育苗技术及配套设备设施的研制与开发；设施灌溉技术、施肥技术、栽培技术、病虫害生物防治技术和种植模式的研究与开发；设施种植业系统仪器设备和机具的研究与开发等。（5）农业标准化生产。今后应重点加强农业生产技术的标准化操作规程的研究和制定，加强农业产前、产后加工、服务体系标准的研究和制定，加强与国际市场接轨的农业生产资料、农产品以及农产品加工品质量标准的研究和制定。（6）生物农药、生物肥料。有害生物的综合防治、农业生态系统的调控等也将为农业环保和可持续发展开辟新的途径。今后要在研制更加有效的生物农药、生物菌肥等方面下功夫，并在生物农药、生物肥料的大规模产业化开发方面取得突破。（7）植物重大病虫害综合控制。在继续加强高效低污染化学农药研制的基础上，重点加强病虫害的生物控制技术及其主要病虫害的区域监测预报及综合控制技术等方面的突破，使农产品中的农药残留量控制在世界贸易组织规则要求的标准之内。重点以区域生态系统为单元，以水稻、棉花等作物病虫害和重大突发性病虫害为主攻对象。要加强对包括生物（有机）肥料、生物（有机）农药、高效低毒低残留农药等在内的无公害农产品生产技术体系研究，大力发展有机农业。
     畜牧业 （1）动物良种繁育。在注重单产的基础上，重点提高品质和抗性，在稳定提高品质的基础上，重点专攻专用品种的培育；应加强良种繁育基地建设，大力推进育、繁、推一体化和种子加工标准化，加速良种产业化进程；加强动植物种质资源的筛选、保护和创新利用，特别是在利用基因工程技术育种方面应取得突破。（2）胚胎移植。大力发展胚胎移植技术。 （3）规模化、集约化养殖。要加强规模化、集约化养殖所需的现代化养殖设施、环境净化设施的研究设计，大力发展规模化、集约化、可持续发展的现代化养殖业。以畜禽的产业化发展为基点，在加强畜禽集约化养殖技术引进示范的基础上，以生物技术为主线，主攻畜禽良种基因工程选育、良种胚胎的工厂化生产、饲草饲料资源开发利用的徽生物优势菌株的筛选，以及生物制剂、疫苗、饲料及饲料添加剂的研究与开发。（4）标准化生产。畜禽养殖标准化生产，就是对畜产品的生产全过程进行规范、约束。（5）设施畜牧业。包括工厂化养畜禽技术、塑料暖棚养畜禽技术、草地围栏及供水系统、其他设施畜牧业等；设施养殖业的动物行为监视、识别与饲养技术；设施养殖业系统仪器设备和机具的研究与开发等。（6）动物疫病防治。要加强对包括生物饲料、生物（有机）兽药、高效低毒低残留兽药等在内的无公害畜产品生产技术体系研究，控制畜禽重要病毒病、细菌病和寄生虫病；以猪、鸡规模化养殖场为重点。
     水产养殖业 （1）新品种繁育。适应国内外市场需求的多样性，加强新品种开发和引种。对新开发的水产养殖的动植物种类，要在亲体的驯化和培育，繁殖和发育生物学，受精生物学，生殖调控，苗种培育以及养成技术等方面开展系统研究；建立引种风险评估技术体系。（2）病害防治。以水产动物病原生物学等研究为基础，了解渔业重大病害灾变规律，利用现代分子生物学等研究技术和实验方法，研究病原的早期快速诊断、检疫技术和生态标志因子监测技术，建立重大病害诊断和疫病监测的技术规范。要进一步研究对虾爆发流行病、淡水鱼类爆发病的综合防治技术。（3）工厂化养殖。以封闭式循环水养殖系统为依托，研究开发高密度鱼类、虾类和贝类健康养殖的技术工艺和管理模式，以及相关的配套条件。（4）渔业机械等。包括水处理循环利用系统装备（生物净化技术与装备、矿物质净化系统与装备），增氧技术与装备，高效杀菌装置，水质自动测控系统与装备，渔用饲料机械与装备。
     农产品加工业 （1）适应国情的现代化加工机械。在今后一段时期内，我国应集中力量研制适合我国国情的现代化农产品加工机械,替代进口。（2）新产品开发与现代加工工艺。第一，要研发与国际接轨的现代化农产品加工工艺和关键技术，开发符合省（国）情的经济实用的现代化农产品加工设备，以替代进口设备。第二，要研发农产品精深加工系列产品和副产品综合利用，不断提高农产品的加工效益。从目前来看，我国必须进行深加工的研发，提高深加工产品的附加值。第三，要加速农产品加工品的质量标准、安全性标准的研究和制订。（3）贮运保鲜。借鉴农业发达国家优质农产品贮运、保鲜先进经验和技术，加快研究开发适合省（国）情的从农产品保鲜贮藏特别是产地贮藏、保鲜运输、到货架销售的一系列冷链技术与装备。
    农业装备现代化 优先发展三大领域、六大研究重点。三大领域为：以提高生产率、降低能耗为主要目标的现代农业装备技术；以改善生态环境为目标的环保节能技术；以发展精准农业为目标的智能型农业技术装备与电子信息化技术。六大研究重点是：设施农业机械；节水技术及设备；安全高效畜禽养殖技术；新型植保机械；大田作业机具；水产品标准化养殖技术与装备。
    农业信息技术 当前的研究重点：一是农业数据库和农业信息网络体系的建设；二是农业信息应用软件的研究开发；三是研究符合中国国情的精准农业技术；四是实施“村村通”或“组组通”工程。
    生物质高效利用关键技术及其产业化 发展新型生物能源和生物新材料产业。即以生物质为原料生产乙烯、环氧乙烷及其衍生产品、燃料酒精、生物柴油、聚酯纤维布料、聚乳酸可降解塑料、无毒增塑剂、油漆涂料的无毒溶剂等系列产品。重点发展利用在荒滩、盐碱等地方种植高产能源作物用于生产上述产品的集成技术。