现代农业技术发展趋势及应用.ppt

现代农业技术发展趋势及应用,重庆三峡农业科学院许明陆研究员,主要内容,第一部分现代农业技术现状与发展趋势第二部分生物技术在现代农业中的应用,第一部分,我国农业技术现状与面临的问题重庆市农业生态与生产条件现代农业及现代农业技术概念及特征现代农业技术发展趋势,一、我国农业技术所取得的成就与存在的问题,50多年来，农作物新品种6000多个，主要作物品种在全国范围内更换了5次至6次，每次更换都增产10%以上。超级稻、杂交玉米、矮败小麦、转基因抗虫棉等一大批突破性科技成果的成功开发和推广应用，使主要农作物良种覆盖率达到95%以上。畜禽品种改良和规模化养殖、重大动物疫病防控、名特优新水产品养殖技术的进步，科技进步贡献率达到50%以上。农业机械化技术的突破性进展和应用，工厂化农业和设施农业的兴起，大幅度提高了农业劳动生产率和土地产出率。到“十五”末，我国农业科技进步贡献率已经达到48%左右，农业机械化程度达到38%，一些重大技术领域已在国际上具备了竞争优势。可以说，我们的农业科技发展已经站在一个新的起点上。,存在的问题,但从整体来看，由于发展起点低、长期投入不足和一些体制机制性障碍，我国农业科技总体水平与发达国家相比仍有较大差距，主要表现为自主创新实力比较薄弱、核心技术缺乏，农业科学研究多属于“跟踪式”、“模仿式”或“转化式”研究，真正原始性创新的东西还不多，一些出口创汇农产品品种和重大技术装备仍主要依赖进口。农业科技推广体系不健全和农民整体素质不够高，制约了农业科技成果的转化应用，很多成果不能变成现实生产力，农业科技与经济发展结合还不紧密。,中国农业发展形势,19%谷物9%耕地30%肉类6%可再生水资源38%水果蔬菜32%化学肥料20%人口,中国农业取得举世瞩目的成就也付出了沉重的资源环境代价,民以食为天,今年4月温家宝在河北考察农业和春耕生产时指出手中有粮心中不慌,我国是一个人口大国（2006年，13.1448亿），如何生产足够多的粮食来满足人民生活和社会发展的需求？,1995年，美国经济学家莱斯特.布朗先生撰写谁来养活中国一书。,中国的粮食生产不能依赖发达国家，也不可能靠通过进口粮食来养活中国人，只能是自力更生，自己养活自己。,我国50年粮食生产的变化趋势,我国粮食总产、播种面积与单产的变化情况,我国粮食生产与消费的供需关系,近15年我国人均粮食消费的变化趋势,我国粮食生产需要每年净增长1%，才能满足人口增长和人均粮食消费增长的需求。,粮食生产总产=播种面积x单产,粮食总产的增加只能通过增加单产来实现，也就意味每年平均单产增加1%，是一个非常艰巨的任务。因为粮食单产已达到了一定高度，通过常规育种方法大幅度提高单产难度很大。我国粮食生产面临的第一个挑战是“如何使我国粮食生产以1%增长率持续增长。,过去近30年我国化肥投入与粮食产量,肥料施用量,(万吨）,粮食总产（万吨）,粮食单产（公斤/公顷）,中国近40年粮食单产、氮肥用量及氮肥生产力,摘至张福锁等协调作物高产与环境保护的养分资源综合管理技术研究与应用,氮肥：每年消耗氮肥量（2460多万吨）占全球总氮肥耗量的33%。氮肥利用效率（30-35%）低于发达国家（45%）。如：我国每公斤纯氮生产的稻谷（5公斤）远低于亚洲其他国家（15-18公斤）每年损失即进入环境中的氮高达1000多万吨,磷肥：1100万吨磷(P2O5)/年，占世界总用量30%酸、碱性土壤化学固磷，当季磷肥效率仅为10%左右每年1000万吨磷积累于土壤，土壤成为一个巨大潜在磷库磷矿是不可再生资源，全球磷矿趋于耗尽磷肥价格不断上涨，给农民带来更重的负担,我国水系富营养化（中国水资源公报，2000）,每年1000万吨以上的氮、磷进入环境的后果环境富营养化土壤酸化与毒害粮食生产成本增加,Fertilizedtodeath,Nature,2003,424:608-609,发达国家在走过“过量施肥致死”的弯路后，采用牺牲一定产量来控制化肥用量、降低环境负荷的策略。但这不适合我国国情！,2006年12个淡水湖库水质状况,1）人口增加，粮食需求增加；城市化、工业化，耕地面积逐渐减少。需要提高单产来保证粮食需求。2）由于化肥和农药的大量施用，环境污染在加剧，农业成本在增加。,我国粮食生产面临的第二个挑战：如何实现增加粮食产量，同时减少化肥和农药的投入，降低成本，节约资源，保护环境，实现农业的可持续性发展,要解决农业生产这两个关键问题，要靠高产、高效新品种,1952-2006年中国小麦单产的变化趋势,小麦单产由解放初的每公顷0.73吨到2006年上升到每公顷4.55吨。单产增加了五倍。,过去54年中国小麦生产的慨况,育种和栽培措施对增产贡献分析,1978-1996各种生产技术对粮食增产的贡献分析,二、重庆市农业主要生态、生产特点,地形地貌十分复杂，气候条件垂直差异极为显著,农业气象灾害多，干旱威胁已成为生产第一限制因素,光能资源地差,区域之间存在差异,坡耕地比重大，土壤瘠薄,耕作栽培制度多样，间套种植面积大,生产条件较差，生产水平较低,生态条件,生产特点,生态条件-地形地貌复杂，气候垂直差异极为显著,“一山分四季，十里不同天”属于典型的立体农业,山地丘陵占全市土地总面积的50%以上,2006年重庆干旱,生态条件-干旱威胁严重,过去降雨较多的四川、重庆等省、直辖市近年来也连续发生干旱，且有加重的趋势,生态条件-坡耕地比重大，土壤瘠薄,薄土占旱坡地的60%以上,多黄壤、红壤和石灰土,偏酸、缺磷、黏重、有机质含量低,生态条件-坡耕地比重大，土壤瘠薄,生产条件山高坡陡，土壤瘠薄，水土流失严重,山高坡陡，土壤瘠薄，极不适宜种植粮食作物水土流失严重，种植玉米等旱地粮食会加重影响,生产条件劳动力缺乏，多数青少年不愿从事农业生产,劳动力缺乏，先多为“三八六一九九”部队现在农村绝大多数青少年不愿从事粮食生产,全市平均产量还未达全国平均水平,农村人口比重大文化科技素质低劳动力缺乏,交通比较闭塞实施农业机械化条件差经济发展相对滞后,耕地瘦薄施肥水平为全国平均水平的79.2%,生产特点-生产条件较差，生产水平较低,土地刚性递减农业基础设施差旱地多数无灌溉条件,三、现代农业技术发展趋势,社会关注现代农业及现代农业概念与特点现代农业技术发展趋势,（一）社会关注,中共第十七届三中全会要求发展现代农业，必须按照高产、优质、高效、生态、安全的要求，加快转变农业发展方式，推进农业科技进步和创新，加强农业物质技术装备，健全农业产业体系，提高土地产出率、资源利用率、劳动生产率，增强农业抗风险能力、国际竞争能力、可持续发展能力。确保国家粮食安全、推进农业结构战略性调整、加快农业科技创新、加强农业基础设施建设、建立新型农业社会化服务体系、促进农业可持续发展、扩大农业对外开放。加强农业标准化和农产品质量安全工作，严格全程监控，落实质量安全监管责任，杜绝不合格产品进入市场。,国务院副总理回良玉,2009年12月，在全国农业科技创新与推广工作会上强调，当前，我国已进入加快改造传统农业、走中国特色农业现代化道路的关键时刻，农业农村经历着广泛而深刻的变革，世界范围也正在孕育一场新的农业科技革命，农业科技的支撑作用更加突出。,农业部原部长孙政才,尽管我国粮食连续五年增产，但从中长期看，作为一个正处在工业化、城镇化快速发展阶段的发展中大国，确保农产品有效供给的压力不断加大、矛盾越来越多，保障总量平衡、结构平衡、质量提升的任务艰巨。巩固和提高农业综合生产能力，保障国家粮食安全，迫切需要加快农业科技进步。科技进步已成为推动农业农村经济发展的决定性力量，科技对农业增长的贡献率从“一五”时期的19.9%提高到目前的51%。,农业部党组书记韩长赋,12月23日，调研中国农业科学院时强调，要紧紧围绕发展现代农业的目标任务，坚持从国情特色和农业的产业特点出发，积极探索中国特色农业科技进步之路，坚持服务产业发展、农民需要的根本方向，大力推进自主创新和成果转化能力，努力加强科研平台建设、人才队伍建设和体制机制建设，不断提高科技对主要农产品有效供给的保障能力、对农民增收的支撑能力和对转变农业发展方式的引领能力，为现代农业发展提供有力支撑。“农业科技进步是发展现代农业的决定性力量，农业发展的根本出路在科技，最大的潜力也在科技。”,专家,目前，我国农业劳动生产率水平仅相当于第二产业的18和第三产业的14左右，在不少地方仍然依靠传统耕作方式进行农业生产。当前，以生物技术、信息技术的重大突破为标志，世界范围内正在掀起一场新的农业科技革命竞争。发达国家纷纷加强农业基础研究和高新技术研究，催生了一批以生物育种为代表的农业新兴产业。必须加快农业科技进步，加强农业生物技术、信息技术和资源环境等前沿领域的原始创新。,新华社记者,2009年12月21日报道，从科技部获悉，农业科技创新为破解“三农”难题，为实施科教兴国战略、发展现代农业、推进建设创新性国家，做出了重要贡献，已经名副其实地成为促进国家农业发展的“发动机”。已全面开展了水稻、棉花、生猪等50个现代农业产业技术体系建设，涉及34个作物产品、11个畜产品和个水产品，设立50个技术研发中心，聘用了50位首席科学家，建立了一批技术综合试验站，2010年要加快推进技术体系建设，引导农业科技创新要素向农业生产实际需要集中。重庆三峡农业科学院是水稻三峡综合试验站、油菜三峡综合试验站、甘薯万州综合试验站的技术依托单位。,（二）现代农业与现代农业技术概念与特征,现代农业(modernagriculture)相对于传统农业而言，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进行的社会化农业。在按农业生产力性质和水平划分的农业发展史上，属于农业的最新阶段。主要指第二次世界大战后经济发达国家和地区的农业。,现代农业的基本特征,1、一整套建立在现代自然科学基础上的农业科学技术的形成和推广，使农业生产技术由经验转向科学，如在植物学、动物学、遗传学、物理学、化学等科学发展的基础上，育种、栽培、饲养、土壤改良、植保畜保等农业科学技术迅速提高和广泛应用。,现代农业的基本特征,2、现代机器体系的形成和农业机器的广泛应用，使农业由手工畜力农具生产转变为机器生产，如技术经济性能优良的拖拉机、耕耘机、联合收割机、农用汽车、农用飞机以及林、牧、渔业中的各种机器，成为农业的主要生产工具，使投入农业的能源显著增加，电子、原子能、激光、遥感技术以及人造卫星等也开始运用于农业；良好的、高效能的生态系统逐步形成。,现代农业的基本特征,3、农业生产的社会化程度有很大提高，如农业企业规模的扩大，农业生产的地区分工、企业分工日益发达，“小而全”的自给自足生产被高度专业化、商品化的生产所代替，农业生产过程同加工、销售以及生产资料的制造和供应紧密结合，产生了农工商一体化。,现代农业的基本特征,4、经济数学方法、电子计算机等现代科学技术在现代农业企业管理和宏观管理中运用越来越广，管理方法显著改进。5、现代农业的产生和发展，大幅度地提高了农业劳动生产率、土地生产率和农产品商品率，使农业生产、农村面貌和农户行为发生了重大变化。,现代农业技术,是一个范畴很宽广的词语，泛指应用于现代农业生产中的各种技术，主要包括现代农业种植技术、现代农业养殖技术、现代农产品加工技术、现代农业经济管理技术、现代农业生物技术和现代农业信息技术等内容。,现代农业技术特点,农业实现了机械化、电气化，农业技术步入了科学化，预测和调控大自然的能力有所增强，农业劳动生产率有较大的提高。这样的农业，由工业提供和投入了大量的物质能量，如农业机械、农药、塑料薄膜、燃油、电力等。,（三）现代农业技术发展的重点趋势,现代农业技术领域紧紧围绕着新阶段现代农业和农村经济发展对农业高技术的重大需求，重点发展以农业生物技术、农业信息技术为核心的农业高技术，力争在动植物功能基因、动植物分子育种、数字农业、农业智能化装备、现代食品生物工程、农业生物药物、重大动物疫病防控、农业资源高效转化利用、食品质量与安全、农业环境污染控制与修复等方面取得重要突破，为提高我国农业整体效益和资源高效利用率，实现农业的可持续发展，保障国家粮食安全、生态安全和食品安全提供高技术保障。,Q/A：农业转型,Q/A：领域拓展,Q/A：资源替代,Q/A：源头解铃,科技跨越能力提升,未来农业发展主题与战略,1、粮食安全,矮化育种,三系配套,生物技术,育种史上三个里程碑,良种,良法,环境,和谐,作物产业发展的总体趋势,超级作物新品种培育高产是永恒主题满足多元化需要-产业发展趋势机械化种植-生产发展方向安全高效-产业经济社会效益统一,总体目标:高产、优质、高效、生态、安全,作物新品种应具备的特征特性,抗病虫特性,超级玉米人,多学科、多种技术融合,优异种质,优异基因,常规育种,转基因育种,分子标记辅助育种,遗传学,基因组学,生物信息学,生理生化,品种,理论,技术,从目前和今后玉米产业发展的趋势来看，笼统地、不分主次地提高产与优质是不合适的,玉米用途向多元化方向发展,21世纪的作物品种不再单纯高产，它必须是综合性状优良；高产也不是单株产量高，它必须是单位面积上的高产；作物产量的提高不再是片面强调绝对产量的提高，更强调稳产基础上的高产；品质不再单纯强调其本身化学品质，更强调影响加工品质、食品安全在内的综合品质；籽粒不再是唯一收获目的，综合利用目的更加凸现；新品种必须能够适应机械化播种和收获，以及能够适应密度不断提高的要求。,2、生态安全,三峡工程是举世瞩目的特大型水利工程，工程生态环境影响是国内外关心的重大问题，而库区水质问题则是关注焦点。三峡库区水质状况不仅影响到库区居民的生活、生产用水安全，同时也对长江中下游地区居民生产生活、经济发展以及南水北调工程的成败产生十分重要的影响。随着工程的竣工和运营，工程生态环境影响逐步突现。由于库区特殊的生态环境条件和移民压力，特别是库区农业化学品的不合理投入、种养殖有机废弃物不合理排放等，部分支流已出现“水华”现象。,种养业结构的合理布局,集约化畜牧业发展要充分考虑有机废弃物自身无害化处理率和区域土地承载力，特别限定与控制沿湖地区畜牧业发展。,调整粮、畜基地建设规划和农业产业结构,在确保产量稳定的同时，适当减少化学投入品的使用量。,养殖业应严格按照国家标准控制对环境有污染（铜、镉、砷）的添加剂的使用，既保证食物安全，更需环境友好。,病虫害的防治应采取生物物理防治，,主要是现行投入产品利用率低，一方面是我国人口众多，要在有限的土地上保证食物安全，过高的追求单位面积生产率而造成投入量和结构不