第1讲：农业科技与农村发展政策

1、农业科技与农村发展 Agricultural S总结促进农民增产增收、分享现代科学和技术成果、改善乡村生产生活条件的国家战略和政策思路；引导学生树立以科学技术促进农村建设、农业发展、农民增收的创新意识，提高其应用相关理论和政策工具解决农村、农业和农民问题的综合能力。,农业科技与农村发展 Agricultural S 改变植物的消费效用，如对番茄、马铃薯、大豆、香蕉与玉米等进行基因改良，以加强食用者抗癌和抗病能力，或提高血红素以及帮助消化，如疫苗蔬菜与水果。,现代农业科技对农业、农村发展的可能影响,设计动物:动物现代生物农业发展的主要课题，将动物食用的作物以基因技术加以改良，让动物更健康，减少饲

2、料成本、影响环境的排泄物；改良遗传特性（更大、更瘦、更会泌乳），使饲料利用效率更高及制造医疗或工业材料；利用基因重组技术制造跨物种动物，以促使动物在乳汁中分泌有药用价值的蛋白质，或开发能够抵抗疾病的多用途疫苗。克隆羊多莉的诞生，表明人类可以在实验室中培养有利于肉类食品生产的动物品种，再将这些动物大量克隆。未来可望创造出既具备“生长效率”又有抗病力的新品种，如脂肪含量更低的肉产品。 2009年，麻省理工学院院长苏珊霍克菲尔德女士在美国科学促进会（AAAS）举行的科学和技术政策论坛上演讲说：沃森和克里克于1953年发现的脱氧核糖核酸（DNA）结构为生命科学的两次革命奠定了基石。这两次革命分别是分子

3、生物学和基因组学，前者揭示了编码在DNA内的信息是如何通过核糖核酸（RNA）解译给完成生命功能的蛋白质的，后者揭示了基因组所携带的信息；生命科学与物理学和工程学融合将带来的第三次生物革命。,现代农业科技对农业、农村发展的可能影响,在过去数十年中，生命科学知识的加速扩展正是建立在生命科学和工程学两者间的合作之上。无论是对DNA、RNA和它们蛋白质产品的结构和功能的认识，还是医药开发和临床诊断，均借助了物理学和工程学开发的新手段和工具，如电子显微镜、断层扫描仪和核磁共振成像仪等。在人类基因组破译项目中，数学和计算机科学以及强大的新型基因测序技术成为生物学家依靠的重要工具。从表面上看，生命科学和工程

4、学之间的这种合作更像是工程师在为生物学家提供服务，然而正是它们之间的合作联动才孕育了生命科学再次革命的来临。 麻省理工学院的大卫科赫综合癌症研究所中有十多名癌症研究科学家和十多名工程师，他们领导着多个研究小组研究和开发新的癌症诊断、治疗和预防途径。成果之一是针对癌症细胞的化学疗法，利用纳米送药载体将药物直接送达病灶灭杀癌细胞；,现代农业科技对农业、农村发展的可能影响,在电池能源方面，研究人员开发出将病毒用于制造锂离子电池的阳极和阴极的技术，这种新型电池可在室温下制造，不会排放有毒物质，在电能容量上与普通锂离子电池相当的情况下，具有更好的充、放电性能，适合用作插电混合动力汽车的电池。 在环境保护

5、方面，土木和环境工程师利用基因组学技术解密海洋微生物生态系统，以监视微生物生态系统对气候变化的反应。 促进生命科学和工程学的融合的四种特殊的手段： 1）鼓励年轻人投身于生命科学和工程学融合的事业，为其提供包括生物和工程、计算机和数学等跨学科教育；,现代科技对农业、农村发展的可能影响,2）建立新型学术机构。在麻省理工学院，细胞和分子生物研究机构自然“孵化”出生物工程新学科，结果使研究人员既懂工程语言又懂生命科学语言，出色地应用生物工程语言，将能力发挥到极至：分析复杂的系统、解释预期的数学模型、找出基本设计原则，并设计出全新的问题解决途径。 3）将现在的经费发放机制转为偏重跨学科的研究工作； 4）

6、国家研发经费发放机构之间必须建立联系。美国国家医学研究院是联邦政府生命科学基础研究经费的主要发放机构，国家科学基金会、能源部和国防部也提供研究资助。这种科研投资形式难以营造统一的研究环境，发放机构之间应该建立联系，并与科学家共同确定投资领域和制定研发战略。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,杰里米.里夫金：生物技术世纪-用基因重塑世界 1）科学家开始在基因水平上重建我们自身、我们的体制乃至我们的世界。新的生物学工具在终止有数千年进化史的自然选择的同时，也为重塑地球上的生命提高了前所未有的机会。 2）分布于世界各地的大学、政府机构和公司中的数以千计的生物技术实验室正在利用各种可能的工具改造和设

7、计新的生命体，为获取人类、植物、动物的细胞、器官和组织的专利而竞争，少数几家大型的跨国公司、研究机构和政府将凭借其前所未有的研发优势和专利影响力，支配或左右我们以及子孙后代的生活方式。 3）全球农业正经历巨大转变。用组织培养的方法在大型细菌培养槽内种植粮食、棉麻等重要作物已成为现实。这种向室内农业转变的趋势预示着从几万年前的新石器时代绵延至20世纪下半叶的农业经济时代彻底终结。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,4）为了各种商业从“生物修补”到生产制造替代燃料的需要，数以万计的转基因细菌、病毒、植物和动物将被释放到地球生态系统，其中某些可能会对地球的生物界造成灾难性破坏，在世界范围内散布不稳

8、定甚至致死性的遗产污染； 5）经遗传改造和批量生产的动物克隆将被用作化学工厂，通过动物血液和乳汁的分泌来大量生产人类需要的价格低廉的化学物品和药物；人和动物的杂合体将被广泛用作医学研究的实验对象和外源性器官移植的器官来源；人工制造和繁殖克隆的、杂交的或者转基因的动物，可能意味着野生动物世界的结束，而以生物工业世界取而代； 5）信息科学和生命科学正逐渐融合成为一体化的技术和经济力量。计算机正在越来越多地用来破译、管理和组织大量的遗传信息，这些遗传信息是崭露头角的生物技术经济的原始资源。在生物信息学的新领域中，科学家一开始收集进化了几百万年的遗传信息，建立新的庞大的“生物数据库”，以被用来重建自然

9、界；计算机和基因的密切结合，将从根本上改变人类的生产生活方式。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,石元春：中国工程院、科学院院士，中国农业大学前校长 基因的发现，使农业也可以进入基因育种时代；信息技术的发展，使以前经验量化的东西定性化，不精确的东西精准化。这两项技术的出现，将给现代农业的发展带来了重大的转机。 信息技术大大改善了农业的分散性、区域性、时空多边性、经验性，以及稳定性和可控程度低的行业弱势，将农业融入到信息化产业之中，有助于农业资源和生态环境的调查、气象和生物灾害的测报、水土资源管理、农作物的种植状况以及估产等等。借助于3S（遥感、地理信息和GPS）技术，水稻估产的准确度已经达到

10、90以上。精准农业技术（PA）使农业由粗放走向精准。 1998年，科技部将其作为农业信息的突破口以使农业由定性走向量化，由经验走向科学。通过信息技术把一些经验的东西、半定量的东西综合集成，形成智能化的成果传输出去，就可能提供农业综合生产能力。2002年，各种农业网站已经发展到2200多家。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,高效的化肥施肥技术。过去用单质肥，现在用多元化的肥料和专用的复合肥，小麦的、棉花的、玉米的、蔬菜的、黄瓜的、西红柿的等等都选用各种不同的专用复合肥。由单纯追求肥料的使用数量转向按照作物的要求，做到高效、无公害、多元化的特种肥料。 中国生产和使用化肥的总量居世界的首位，排在

11、第一，全世界生产的化肥的27.5；过去1斤化肥能够生产16斤的粮食，现在1斤化肥只能生产2.4斤粮食，化肥的报酬严重的递减；氮肥差不多1/2是损失掉了，等于每年损失380亿元的人民币，两千万吨的尿素，四五十个尿素生产的化肥工厂要专供浪费。浪费造成环境的污染，地表水还原以后变成亚硝酸盐，对人的致癌作用非常大。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,节水工程把各种工程技术把它组合起来进行集成创新，包括如何科学的储水、输水、低压管道输水，形成灌水技术和精细灌溉；可以在保墒技术，土壤里边的水尽量减少蒸发，形成一个节水的整套体系。 农业用水，灌溉农业用水，仅仅22，水的损失也非常大，总的农用水的损失率是6

12、6，比氮肥的使用率还要低。中国是世界上第13个贫水国，人均水资源的占有量排位在109位，但浪费非常严重。用生物技术来提高生物对水的抗干旱的能力。,现代农业科技对农业、农村发展的可能影响,变一个战场为三个战场：传统农业是种植业和畜牧业，加工产业、生物质产业将使这种农业格局发生实质性变化。 加工产业让农产品的粗加工和农业紧密结合，给农业、给农村、给农民开辟了第二战场。我国食品加工仅仅是40%，一万多个亿，而在发达国家是它的250-350%，潜力极大。 生物质产业不是利用农产品的加工链条，而是利用作物的秸秆、畜禽的粪便、林业废弃物等来生产淀粉和木质纤维素，生产生物及基化工及能源产品。随着传统能源渐趋

13、枯竭，各主要国家开始将目光聚焦到可再生能源与材料上，“生物质经济”已经浮出水面。美国提出到2020年，20-25%的材料和能源将采用生物质能源；2050年要达到50%。,现代农业科技对农业、农村发展的可能影响,石元春：种出一个大庆。利用农林废弃生物质，种植能源化工植物，从事高附加值产品的生产，对改善我国能源消费，减缓商品能源紧张压力，保护环境具有十分重大的战略意义。不仅可再生、可持续发展，还能为发展农村经济、增加农民收入开拓了一个全新的领域。 传统农业的GDP是三万亿，生物质的能源和化工产业可以达到六万亿的GDP，这是九万个亿。只有这些发展了，农业才有希望，再也不会工高农低。要改变传统农业与工

14、业、微生物性产业和非生物性产业的界限。 生物质能将推动整个生物质加工产业和城镇化的发展，在中国大地上星罗棋布的出现各种各样的生物质企业，有利于从源头上解决三农问题，有利于逐步消除工农差别、城乡差别和脑力和体力的差别。农村也变成能源产业和工业的主战场。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,现代生物技术革命的4大表现 1）育种技术革命 动植物品种是农业生产的原材料，几乎所有的农事活动，都是围绕品种的加工和再生产。从原始农业到近代农业，品种的选育始终处在农业技术基础体系的中心位置。原始农业时期的动植物驯化、近代农业时期的杂交育种，现代生物技术也首先带来育种技术上的革命。 生物技术引发常规育种技术领域

15、的革命。常规育种技术主要依靠育种家的经验在田间对育种对象作表型性状的选择和只能利用有限的种内杂交优势；基于分子生物学理论的生物技术与遗传工程则可以对生物的遗传信息作实验室操作，在动物、植物、微生物，即所有物种间作基因转移与重组，完成遗传改良工程设计，这扩展了生物种质资源。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,2）功能性农业：未来食物的重要发展方向 通过生物技术可以使作物产出某些新的功能特性，如富含不饱和脂肪酸的油料、抗癌蛋白的大豆、可食性疫苗等；通过遗传改良的牛和羊的奶汁中含有昂贵的蛋白质药物；使作物具有抗虫、抗病、抗除草剂，它能耐旱、耐盐、耐低温等等特性；培育特型作物，如特用的玉米，有的玉米

16、专做饲料用的，有的可以专做工业用的，还可以专做食品用的，罐头玉米，水果玉米，蔬菜玉米呀，各式各样的。 3）动物克隆技术：畜牧业领域的革命 动物的体外受精、胚胎分割、性别控制、核移植等胚胎工程技术已趋成熟和商业化;畜禽的胚胎工程，育种的超速排卵；高质量的胚胎。 克隆技术已趋于成熟和实现商业化。专家在第六届国际遗传学应用于畜牧生产学术会议上预测：用遗传改良的猪种，日增重可以达到1.2公斤（我们国家猪平均日增重才0.65公斤）；瘦肉率可由50多提高了70；产子率可以产到11个，甚至可以产到15个。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,4）微生物基因重组技术的出现，正在掀起农用生物制剂产业的一场革命

17、新一代的生物农药、动物疫苗、生物肥料、动植物生长调节剂，为环境的保护和可持续发展带来福音。1992年，巴西的里约热内卢召开了非常有名的环境与发展大会，要求在20世纪末，农药里边用生物农药用到60来替代有机农药，以减少对环境的污染。在20世纪末，美国仅15，中国不到1，还是有合成农药。有些关键技术没解决。 用基因工程菌来进行生产农药和疫苗。20世纪80年代的中期，发达国家已经开始用基因工程疫苗。据估计，生产一百亿只鸡疫苗，用常规的方法生产需要五千万个鸡胚，要五千万个鸡蛋才能完成疫苗的生产。用生物反应器技术，两头牛够了，耗能上可以少五千倍，成本可以减八千倍。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,美

18、籍华裔学者杨向中：胚胎生物技术在农业和医学方面有着广阔的应用前景，拥有巨大的商业价值，这些相关研究在治病救人造福人类的同时会给中国带来可观的商业回报，使中国成为这项技术及其成果的创造国和输出国，促进中国的经济发展，形成科研和经济互相促进的良性循环模式。 “未来，克隆在农业中的应用并非生产大量肉和奶（因成本高而价格昂贵），而是克隆全世界最好的家畜品种，以供给那些只有较差品种的发展中国家发展畜牧业。这项技术可以让中国的奶牛品种改善、产奶水平提高30-50年，目前，我们的牛奶产量是每头牛每年3.5吨，比美国50年前的5吨水平还要低，而现在美国每头奶牛每年产奶10吨。” 克隆的意义不在于克隆出一个或几

19、个动物，而在于繁殖出有优良性状的品种。用传统方法杂交育种很难，往往十年八年都做不好，而用克隆技术就能很快得到。中国的奶牛一年只能产2吨奶，而国外进口奶牛一年能产10吨奶，如果用克隆技术，花1-3年时间就能得到后代，大大缩短遗传育种的时间。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,转基因动物，尤其是转基因小鼠是基础生物学和医学科学必不可少的研究模型。 利用转基因大动物（如牛羊猪）作为生物反应器在乳腺或者其他外泌性器官中表达药用蛋白如人凝血因子-8等，可提供用于人类治疗的药物蛋白的更有效的生产方式，有数百种药物蛋白可使用这个方法生产。粗略估计，全球每年对转基因药物蛋白的需求超过250亿美元 。这些药物

20、蛋白使用传统方法很难生产或者成本太高。 克隆技术可于复制优秀或者有特殊意义的动物个体（比如顶尖种公牛和宠物），拯救濒危灭绝的物种（比如正在进行的克隆大熊猫计划）。 克隆技术和转基因、基因标靶技术结合，使用转基因或者靶基因修正后的细胞系生产转基因克隆动物群，可解决显微注射方法不可预测和成功率低的问题，将转基因技术效率提高数十倍，使除小鼠外对其它动物进行基因标靶操作成为可能。 克隆技术和最新的人胚胎干细胞技术结合而产生的治疗性克隆技术将是人类医疗历史上革命性的技术。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,中国工程院李宁院士： “将来很多人可能都离不开与克隆技术相关的产品、与克隆技术联系起来的治疗方法

21、和技术，它给人类文明带来的进步是不可低估的，从现在来讲是无法估量的。可以想象，克隆技术的成功率提高后，如果你需要高品质的动物产品，用克隆技术就可以把它复制出来，谁都能吃得到；治疗性克隆技术在临床的广泛应用，也将极大地提高人类的健康水平。” 2006年8月2日，美国批准通过克隆技术得到得转基因动物山羊生产药物上市。这是一个重要的里程碑，打破了畜牧业和制药业之间的界限，打破了农业生产和工业生产之间的界限，把农业生产变成工业工程，把制药这种高难度的技术变成了一个畜牧业过程，而且其成本降低到原有方式的1/100。 美国在奶牛和种公牛方面实现了克隆的产业化。连续两年，奶牛拍卖会上，前十名中风头最劲的都是

22、克隆牛。2006年10月，美国宣布要在2007年2月让克隆动物的肉、皮毛、奶等产品进入市场。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,李宁：动物农业有望15年超作物农业 农业GDP主要包括动物、农作物、蔬菜、林业等的产值发达国家动物农业的产值约占整个农业GDP的55%，荷兰、以色列等国家则高达80%-90%。我国动物农业产值约占整个农业GDP的34%，作物农业则为46%-47%，两者相差10多个百分点。 “这是因为我们国家的农业还处于发展中国家的农业，所以高度重视作物农业，而且这种形势还会持续较长一段时间。” 虽然在统计数据上动物农业所占比重低于作物农业，但是，由于动物农业提供的是肉蛋奶等生活必需

23、品，其重要性不言而喻。一方面，肉蛋奶的充分供应大大提高了人们的生活质量、营养水平以及身体素质。另一方面，直接导致了城市人均粮食消费量的下降。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,“刚改革开放的时候，北京市人均口粮是160公斤，现在人均消费的粮食一年约50公斤，而猪肉的消费量一年就超过50公斤。”省出的110公斤粮食主要归功于动物农业。口粮消费下降，肉蛋奶的消费需求上升，这是我国农业转型的明显征象和实质转变。处于农业转型进程中的中国要突破只重视作物农业的狭隘认识。 我国动物农业发展很快。跟1997年相比，肉的产量翻了一倍，奶的产量大约提高了近30倍，鸡蛋的产量也提高了将近一半。 主要原因有两个，

24、“一是有市场需求，老百姓都想吃得好一点；二是动物农业从一开始就走了市场经济的道路。这个领域的企业90%以上都是民营企业，有国营色彩的企业远远低于10%！” 过分市场化的结果是，我国动物品种主要依赖于进口。其中奶牛依赖程度达100%，猪、鸡接近90%！这意味着动物农业整个产业链的源头品种严重依赖于国际市场。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,我国在动物育种方面存在很大优势：巨大的市场需求，如果能自主培育出新的品种，在国内不愁销路；遗传资源非常丰富，有非常多的地方品种。“这些地方品种适应能力、抗病能力、生存能力都很强，而国外的品种对环境要求很敏感，容易得病，一死就一堆”。 转基因生物育种重大专项

25、启动后短短两年时间中，我国动物育种取得了很大的进展。 例如用生物育种技术培育的奶牛。 “我们培育了人乳化的牛奶，就是把人类母乳里边几种重要的蛋白转移到牛里边去，使得牛奶的蛋白含量得到显著提高，同时改善了牛奶的品质。”利用上述技术培育的奶牛目前已了生产试验阶段，离安全证书只有一步之遥。“这是我们国家转基因动物研究项目中进展得最快的，只有我们这项研究进入了生产试验阶段。”,现代科技对农业、农村发展的可能影响,此外，抗口蹄疫、猪瘟等抗病的转基因猪也已诞生，提高羊毛产量和质量的转基因羊的研究也有很大的进展。转基因重大专项启动后，短短两年时间，先后有几十种转基因动物出生。 目前我国转基因动物研究水平接近

26、于发达国家的水平。 我国动物农业品种依然严重依赖于国际市场。在动物农业产业链的源头上，我们几乎没有掌控的能力。和世界发达国家相比，我国动物农业研究成果的转化能力大约落后10年时间，至于整个产业化的水平，则尚有20年的差距。 “如果我们国家要进一步提高畜牧业的效率、进一步保证产业链的安全，动物育种肯定非常重要。”当务之急是加大投入支持动物生物育种，大力支持一些企业成为创新主体。,现代科技对农业、农村发展的可能影响,“由于动物育种本身难度很大、周期长、投资大、技术要求高，我们国家在过去就放弃了，但现在已经到了必须重视动物育种的重要时刻！”“在目前的经济水平下加大投入，我们国家有可能实现跨越式发展。

27、” 放大到整个生物农业发展上，除了重视生物育种，还要高度重视生物药的开发和农业产品的生物加工。“还有，极为重要的一点是，国家要大力提高终端消费市场对生物育种的科学认识”。 中国在未来15年之内，动物农业的发展应该超过作物农业。但前提是，现在一定要重视动物育种的发展！“很难想象，当我们动物农业进入了中等发达国家的水平，而我们的品种还依赖于国外市场的话，那动物农业的持续增长恐怕就很难保障了。”,现代科技对农业、农村发展的影响,拉吉帕特尔（Raj Patel），粮食战争：权力和世界食物体系的隐形战争（Stuffed and Starved: Markets, Power and Hidden Bat

28、tle for the World Food System），东方出版社2008 全球化时代的大矛盾：饥饿和肥胖 食物生产由谁决定？农民？市场？ 食物生产链的主宰者：借助于规模效应，规定其与种植者、加工商、出口商和进口商的合作方式。 乌干达咖啡种植者自述：贫困、无选择，种植咖啡交售地区收购商14美分/每公斤-转卖咖啡加工厂19美分/每公斤-加工后的咖啡运送到首都乌干达首都每公斤26美分（含运费2美分）-出口商乌干达咖啡公司（Ugacof）每吨赚10美元（每公斤1美分），且是优质咖啡的利润-挑选、分级、确认等环节到达西伦敦雀巢咖啡加工设备前时成本已为每公斤1.64美元-磨碎投放市场时每公斤价格为

29、26.40美元。,现代科技对农业、农村发展的影响,食物体系的瓶颈： 咖啡种植者、消费者 数量过剩；出口商恶性 竞争，在从田间到餐桌和 超市的配送线上权力集中 在极少数公司和个人手中。,现代科技对农业、农村发展的影响,威廉恩道尔.粮食危机：运用粮食武器获取世界霸权，知识产权出版社，2009 1.官商勾结：华盛顿发动“转基因革命”，竭力向世界推广转基因粮食作物，以满足权势集团的利益需求。1992年，老布什政府的竞争力评议委员会主席、副总统戈尔宣布，“对生物技术产品的监管将与其他产品相同，没有必要进行特别的管制”，这些改革措施会加速和简化通过生物技术向消费者、粮食加工者和农民提供更好的农产品的程序。 2.洛克菲勒计划：自20世纪60年代始，粮食与石油一起成为美国维持经济霸权的关键支柱，主导粮食市场与主导石油市场和武器市场一样成为华盛顿战略和政策的核心。1973年世界粮食危机成为美国粮食政策的标志性事件，当时