粮食安全与现代农业·黄钢 (PPTminimizer).ppt

粮食安全与现代农业,黄 钢 博士 研究员 四川省农业科学院 副院长 四 川 大 学 兼 职 教 授 2012年8月17日星期五,一、现代农业产业体系建设的重要性,粮食安全的保障 推进农业现代化 提升国际竞争力 延伸农业产业链 促进可持续发展,国际背景：席卷全球的粮食危机,2007年以来，国际市场大米价格翻一番，小麦涨112%，玉米涨47%，大豆涨75% 2008年的粮食危机涉及到世界66亿人口的一半以上即30多亿人口 已使20个粮食主产国受到影响,33个缺粮国引发社会动荡，埃及、海地等12个严重缺粮国发生暴动和骚乱 进一步引发全球农产品危机 主要原因：发展中国家长期轻视农业；美国生物能源政策；发达国家的粮食武器,美国农业为典型的现代化大农业。 上世纪40年代后，美国农业已实现了机械化，战后朝着现代化、专业化和高科技化的方向发展，从极大提高了劳动和土地生产率，各种农产品的产量都超出国需求，必须向海外市场大量出口。 全国共有210多万个农场，小农场的数量比大农场多，但占有土地数量有限，75%的土地集中在少数大农场和特大农场主手中。,美国小麦出口占世界总量的45%，玉米70%，大豆85%，棉花32%。,由于采用现代化设备，美国畜牧业的劳动生产率大大提高。目前， 2个人就可以养2万头牛，1个人可照料10万只鸡。,美国农场的平均规模是80-100公顷，而欧洲一般为15公顷左右。 每个美国农业劳动者平均年创产值67万美元，可供养120130人。,国内背景：现代农业产业体系建设的必然趋势,市场需求长期紧缺 国家产业扶持政策 多功能的高效农业 农业产业化大趋势,二、现代农业发展历程,原始农业 （ 1万年前公元前1000年） 传统农业（公元前1000年20世纪50年代） 近代农业（5090年代，19世纪中-1940年） 现代农业（21世纪初 ，50年代-90年）,高投入高产出的农业现代化模式 以石油产品为动力的农业机械化 以石油制品为原料的农业化学化,石油农业,60年代末世界粮食首脑会议共识： 解决全球粮食紧张和消灭饥饿的主要措施 农业现代化的必由之路,（1）破坏土壤结构 加速水土流失 （2）滥用化肥农药 严重污染环境 （3）作物种植单一 造成生态脆弱 （4）大量消耗能源 加剧能源危机 （5）投入成本过高 增加政府补贴 （6）大批小农破产 社会矛盾激化,石油农业经济学和生态学的双重困境,农膜残留量：45kghm2/年；废弃地膜：40万t在农田里； 畜禽粪便排放量：近30亿t/年，无害化处理不足5,年6.5亿t秸秆：约有23被无谓焚烧或变成有机污染物；2000年我国农业源排放甲烷占全国排放总量80，氧化亚氮占90以上；,中国农业土地每年丢失73.8Tg碳(李长生, 2000),农业立体(多源）污染,粮食总产( 百万吨),奶( 百万吨),蛋( 百万吨),肉( 百万吨),产生于20世纪60年代，以IRRI和CIMMYT为代表,绿色革命,1、以半矮秆抗病、高产新品种为突破口 2、推进一整套技术集成的粮食增长计划 3、有高投入能力的农民阶层的积极参与,绿色革命核心内容：,问题：除不强调机械化，其余与石油农业相同,12.6 t/ha,研制成功抗虫三系杂交棉，亩均增产25左右， 国际首创。,15t/ha,4.68t/ha,农业发展和农业科技面临的几个问题,总体而言： 人多地少、人均资源量少、地区经济发展不平衡、经济基础相对薄弱； 农业总体生产力有了明显提高，但开发利用不合理，农业生产结构单一；农产品加工薄弱。 农业资源日渐短缺和生态环境恶化加重，对农业可持续发展构成严重威胁。,1996年，中国耕地面积为1.3亿hm2，人均耕地面积0.1hm2，仅为世界人均平均数的47%； 工业、交通、城建的占用，耕地数量不断减少。到2004年，耕地减少到1.22亿hm2 。 耕地数量不足，后备资源极为有限，宜农荒地和宜种粮棉的土地面积分别不足1500万hm2和1000万hm2 ；,1、农业水土资源严重短缺,土地资源：,中国是世界水资源最贫乏的国家之一。平均年水资源总量为28124亿m3，人均占有量仅2170m3，被列为全球13个贫水国之一; 中国水资源的时空分布极不均衡，汛期连续4个月的降水量占全年的60%80%，容易形成洪涝灾害，而且旱灾频繁; 水资源的空间分布和人口、土地资源的分布不相匹配，黄河、淮河、海河三大流域的土地面积、耕地、人口、GDP分别占全国的13.4%、39%、35%、32%，而水资源量仅占7.7%。,1、农业水土资源严重短缺（续）,水资源：,2、农业生态环境总体形势严峻,3700万公顷土地沙化； 773万公顷耕地退化； 1.05亿公顷草地退化; 水土流失的土地面积达379万平方公里。,我国生态环境总体质量呈下降趋势，由于过度垦殖、放牧和粗放经营，导致：,大量的化学农药进入土壤、水体和大气，导致70%以上的河流不同程度地受到污染； 不合理和过量使用化肥，使39%的湖泊以及东南沿海水体产生富营养化，北方地区地下水中氮素普遍过高，蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量普遍超标； 年产秸秆约6.5亿吨，畜禽养殖业年产粪便量约27亿吨，仅34%被有效利用； 每年有近千万公顷的地膜覆盖面积，导致白色污染和土壤肥力严重下降。,2、农业生态环境总体形势严峻（续）,探索代替石油农业的发展现代农业的新途径 生态农业 有机农业 生物农业 自然农业 循环农业等,替代农业,1991年FAO在荷兰的登特斯宣言 1992年FAO在巴西的21世纪议程 1994年中国政府中国21世纪议程 将持续农业作为现代农业的重要内容,持续农业,持续农业的概念： 美国 罗德尔：选择在环境、社会和经济等方面都有长久可持续的农业系统，通过应用轮作以及培肥地力和改善土壤结构的自然性措施，达到或至少是部分取代化学合成物的目的。,以持续发展为方向 以技术进步为核心 以节约环保为基础 以制度创新为保证,现代农业产业体系建设与结构调整,最初是由美国学者罗德尔提出：“所谓有机农业是指完全不用人工合成的化学肥料、农药、生长调节剂和饲料添加剂的生产制度。”,有机农业,其内涵是“生态上的能自我维持，低投入，经济上有生命力，在环境、伦理和审美方面可接受的小型农业。”,最初是美国土壤学家W . Albreche于1970年提出：,生态农业,是利用人工建造的设施，为种植业、养殖业及其产品的贮藏保鲜等提供良好的环境条件，以期将农业生物的遗传潜力变为现实的巨大生产力，获得速生、高产、优质、高效的农畜产品 效益是大田作物的10-20倍,设施农业,是在现代信息技术、生物技术和工程技术等一系列高新技术最新成就的基础上发展起来的一种重要的现代农业生产形式，其核心是地理信息系统、全球定位系统、遥感技术和计算机自动控制技术在农业上的应用,精准农业(或精细农业),指人类利用DNA重组技术、克隆技术等生物技术培育出新的、安全的食物,基因农业,发达国家建立在科学和技术基础上的作物育种,美国的转基因技术和转基因品种应用大大领先于世界 1983年，世界首批转基因作物-烟草和马铃薯问世。 1986年，首批转基因作物进入田间试验。 1993年，美国首个转基因作物-硬果西红柿批准上市。,1996年后，产业化迅速发展，全世界有6000多项植物生物技术 研究成果进入田间试验。 进入本世纪，全球转基因作物的商品化生产面积，已达4420万 公顷，接近英国国土面积的2倍。,目前，美国是世界上转基因农作物种植面积最大是国家（6400 万公顷，占全球的47.8%，巴西（2140万公顷），占全球的16.0%， 阿根廷（2130万公顷 ），占全球的15.9%，其他的国家的面积总 和也只是个零头 ，印度为667万公顷 ，中国只有320万公顷。,转基因生物安全争论,42,转基因生物技术是有史以来发展最快的技术，也是争论最大的技术。争论的主要问题包括： GMO会不会变成病原物？（生物武器） 基因漂移、基因污染（野生资源） “超级杂草”的可能性（抗除草剂） 对非靶标生物的影响（生物多样性） 食品安全性：毒性、过敏性 由此引出“GMO安全管理”的重大命题,43,安全评价结果,转基因番茄、矮牵牛花、甜椒、番木瓜已获得安全证书,禽流感基因工程疫苗,转基因抗虫棉2007年种植面积5200多万亩,三、实施情况,19962006年全球转基因作物种植面积,种植面积由1996年的170万公顷增加到2006年的1.02亿公顷，增长了60倍，年均增幅在10以上，累计种植面积5.77亿公顷。,44,一、外国转基因大量进口,种植国家不断增多,45,商业化种植： 美洲、亚洲、大洋洲、 欧洲、非洲 22国,一、外国转基因大量进口,转基因农作物市场价值： 19962005年累计价值为293亿美元 预计2010年将达到280亿美元 生态效益: 作物杀虫剂对环境的破坏作用降低了14,46,经济效益和生态效益日渐显著,一、外国转基因大量进口,国内进口连年增加,已经批准转基因大豆、玉米、油菜和棉花四种作物的21个品种，进口作加工原料。 大豆王国，2006年进口达2800多万吨，国内仅生产1400多万吨，占1/3。 ABCD（ ADM、嘉吉、邦基、路易达孚）四家跨国企业，已控制了中国80以上的油脂加工企业,47,一、快速发展 进口增加,一、外国转基因大量进口,主要指利用微生物发酵工程技术生产微生物肥料、微生物农药、微生物食品和饲料添加剂、农用酶制剂、动物生长调节剂以及微生物环境保护物质等，是利用至今尚未为人类充分开发利用的地球上三大生物资源之一的微生物资源宝库，创建微生物工业型的新型农业,白色农业,是利用海洋这一巨大资源宝库，发展以海洋捕捞、海洋养殖为重点的新型农业,蓝色农业,指人类利用太空这一特殊的环境研究和培育农作物新品种的农业技术,太空农业,指人们利用电脑网络开展农业信息技术服务，指导农业生产，这种农业生产服务方式具有旺盛的生命力,信息农业,农业基础装备信息化 技术操作全面自动化 经营管理信息网络化,1977年，美国农业经济学者艾伦尼斯才明确提出了“都市型农业”（Agriculture in City Countryside）”,都市农业,以对大都市服务为主的农业,也称旅游农业，是农业和旅游业结合，城市生活与农村生活相互交织的产物，体现了现代城乡生活的需要,观光农业,农业新概念 日本农学哲学家 祖田修农学原论（2000年） 认为农业和农学的价值目标在于追求经济价值、生态环境价值和生活价值的统一与协调，是创新人类新的生活空间,生产的农业 生命和环境的农业 生活新空间的农业,现代农业概念及评估,现代农业是广泛应用现代科学技术、现代工业提供的生产资料和科学管理方法的社会化、商品化农业 大体上指第二次世界大战以后经济发达国家的农业，属于农业发展的最新阶段,现代农业的概念,1. 现代农业机器体系的形成和农业机器的广泛应用 2. 建立在现代自然科学基础上的农业科学技术体系 3. 现代科技广泛应用于农业企业的经营管理活动中 4. 农业生产社会化、专业化、商品化程度大大提高,现代农业的基本标志：,现代农区农业,现代城郊农业,现代都市农业,现代农业类型,1. 农业生产手段现代化 2. 农业生产技术现代化 3. 农业劳动者的现代化 4. 农业组织管理现代化,中央2007年1号文件： 六用三提高,现代农业产业的内容,用现代物质条件装备农业 用现代科学技术改造农业 用现代产业体系提升农业 用现代经营形式推进农业 用现代发展理念引领农业 用培养新型农民发展农业 提高农业水利化、机械化和信息化水平 提高土地产出率、资源利用率和农业劳动生产率 提高农业素质、效益和竞争力,六用三提高,第一个层次是为了提高农业的土地生产率和劳动生产率，满足对农产品数量需求不断增长的需要 第二个层次是为了提高农业生产效益，维持农业持续高速发展，满足对农产品质量和种类的需求,现代农业的评估指标,发展现代农业进程可以划分为两个层次：, 农业规模化 农业水利化 农业化学化 农业机械化 劳动生产率 土地生产率 生产者素质,第一次现代农业评估指标,不同收入水平国家农业生产指标表,世界第一次现代农业实现程度排序,2000年我国第一次现代农业程度比较, 农业规模化经营 农业标准化程度 农业信息化程度 农业生物化程度 农业设施化程度 农业核心竞争力 农业劳动生产率 农业土地生产率 农民知识化程度,第二次现代农业评估指标,三、现代都市农业发展,1977年，美国农业经济学者艾伦尼斯才明确提出了“都市型农业”（Agriculture in City Countryside）”一词,都市农业的兴起,都市农业的本质特征就是“服务城市，依托城市” 以满足大城市对农业的多功能需求来发展现代农业,都市农业的内涵和特征,（1）产业结构的高度市场化 （2）农业生产方式的集约化 （3）农业经营形式的产业化 （4）农业生产手段高科技化 （5）农业三效益的协调统一,都市农业的特征：,（1）生产功能 （2）生态功能 （3）旅游功能 （4）创汇功能 （5）教育功能 （6）辐射功能 （7）就业功能,都市农业的基本功能,城郊农业是低级形态的、传统的、特殊地域上的农业 都市农业是高级形态的、现代的、特殊地域上的农业 都市农业有“生产性功能、生活性功能、生态性功能”即“三生功能” 新时期种植业结构调整的关键：以现代都市农业为发展方向 成都：从农区农业、城郊农业向现代都市农业发展,城郊农业与都市农业的区别与关系,（1）国际化 （2）多样化 （3）优质化 （4）专业化 （5）科技化 （6）园林化,国外都市农业概况,都市农业产业类型,按产业链思路发展都市农业产业 产前：为农业提供生产资料、信息、技术等各种服务 产中：初级农产品的生产 产后：农产品收购、加工、运输、贮藏和销售 按农工贸科游一体化思路发展都市农业产业 农：种养殖业开发 工：农产品加工业 贸：运输流通销售 科：科技服务体系 游：休闲观光体验,都市农业产业类型,按农业多功能发展都市农业产业 生态农业、有机农业、生物农业、自然农业、循环农业、绿色农业、彩色农业、特色农业、白色农业、文化农业、体验农业、观光农业、休闲农业、设施农业、大田农业、草原农业、山地农业等 关键：创造人类生活新空间,占美国总面积的10%，其生产的农产品价值已占美国农产品总价值的1/3以上,美国的都市农业,呈点状和片状分布 以蔬菜生产为主导 园艺生产设施先进 观光休闲体验农业,日本的都市农业,世界第三大农业出口国 蔬菜、花卉、猪肉、马铃薯、鸡蛋等出口量均世界第一位 出口创汇的主要基地 “菜篮子”为支柱产业 工厂化专业化自动化,荷兰的都市农业,19世纪后半叶，德国正式建立了“市民农园”体制 大约50户市民组成一个集团，共同承租市民农园 承租者已超过80万人，产值占全国农业总产值的1/3,德国的都市农业,（1）有利于都市生态环境的改善 （2）有利于都市农业经济的发展 （3）有利于都市农业科技的提高 （4）有利于都市人文素质的提高 （5）有利于都市功能的不断加强 （6）有利于增加农民就业和收入 （7）有利于增加城市的土地存量,现代可持续农业对城市可持续发展的作用,宾馆型设施园艺 旅游休闲型园艺 绿化生态型园艺,都市农业的园艺产业类型,1、都市园艺业,农业科技展示园区,城市郊区花园化,（1）市民农园 （2）农业公园 （3）民宿农庄 （4）观光农业 （5）疗养农庄 （6）体验农业,都市农业休闲服务业,（4）大力发展生态农业和观光农业，促进人与自然和谐发展。欧洲国家特别重视农业的生态观光功能。,德国的白葡萄生产酒庄,整体比较 项目 发达国家 中国 食品工业总产值：农业总产值 ： .： 工业食品占食品消费比重 农产品加工转化率 ,定位：我国农产品加工产业整体上尚处于粗加工多、规模小、水平差、资源利用低、能耗高的初级发展阶段。,紧迫性：存在巨大差距，面临严峻挑战,传统 农业社会,现代 工业社会,人类文明和社会发展 的必然进程,产业重组: 食品加工业快速 成为国民经济中 独立的产业体系,重心转移: 城市化、工业化、信息化 食品工业主导型 以城带乡 以工辅农,中国已进入工业化中期 当人均GDP超过1000美元后： 1、消费结构出现重大变化 2、食品需求发生重大改变 3、工业食品比重快速增加,现代食品供应链的形成： 1、产业结构的重大变化 2、食品安全的根本保障 3、农民增收的重要途径,特点：食品工业快速发展,是一个国家、一个民族社会经济发展水平和生活质量的重要标志。 产品转化器 丰欠平衡器 季节调节器 效益放大器,餐桌子工程： 解决工业食品和 方便、快捷、营 养、健康、安全 等“厨房革命” (1997-?),菜蓝子工程： 解决副食品和 食物丰富问题 (19881999),米袋子工程： 解决主食供应 和温饱问题 (1955-1993),对我国农业产业发展的作用：减损增值 提升产品市场竞争力和附加值；提高农业组织化、专业化、市场化程度；优化资源配置与产业结构；引导农业生产，带动农业增效，促进农民增收。,必要性： 社会进步与产业发展的必然进程,定位： 食品工业已发展成为我国国民经济中增长最快、最具活力的支柱产业之一和新的经济增长点，中国也已成为国际跨国公司必争的大市场。,预计未来5-10年 年均增长15%以上， 2010年 食品工业总产值 突破4万亿， 与农业总产值之比 将超过 1 ：1,十五期间，年均 增长近20%，2005 年总产值突破2万 亿元，增加值约占 国民经济GDP的6%； 食品工业与农业 总产值之比达到 0.55：1,1980-2000年 我国食品工业 年均增长13.1%， 2000年食品工 业总产值约 9000亿， 与农业总产值 之比为0.32：1,现实性： 中国食品加工业已进入快速扩张与高速发展的战略机遇期,我国食品工业与餐饮业的快速发展,食品工业总产值变化,餐饮业总产值变化,我们不得不越来越依赖食品供应链！,德国的工厂化蔬菜生产,韩国的工厂化蔬菜生产,甜樱桃脱毒,猕猴桃脱毒,脱毒果苗认证圃,植物克隆技术（脱毒）提高意大利水果生产竞争力:优质、高产、高效,墙面立体无土栽培（发明专利）,“蔬菜种在墙上”，土地利用率可提高300%以上,立柱立体无土栽培（发明专利）,立柱栽培,巨型栽培南瓜（个体可达150-500公斤）,移动式管道式无土栽培（专利技术）,多功能（MFT）水耕栽培装置（专利技术）,可以用于叶菜、果菜，DFT、NFT等多种栽培方式。,植物无糖组培快繁工厂化生产研究,通过近10年的研究，解决了植物无糖组培快繁工厂化生产的关键问题，使组培由试管走向车间成为可能。,甘薯的无糖培养,圆叶海棠的无糖培养,生根效果极为显著,100,以荧光灯为人工光源的植物工厂,我国的原始创新成果，彻底改变传统的甘薯栽培模式； 采用水耕栽培将甘薯的营养根与块根进行有效分离，营养根专门吸收矿质营养及水分，贮藏根单独膨大收获； 目前的试验表明，产量可比常规栽培提高50100%； 已推广到美国（2008年7月美国园艺年会专门进行报告）,可用于观光的栽培模式（空中结薯）,可用于农户推广的模式（准备全面普及）,西红柿树（more than 20,000 fruits，2 years ）,树式栽培,樱桃西红柿树（3,000 bunches each plant）,甜瓜树,西瓜树,茄子树,辣椒树,冬瓜树,节能光源LED在植物育苗和组培领域中的应用,LED用于人工育苗,LED用于生菜生产,LE