白春禮
(中國科學院 北京 100864)
自2003年我國實施糧食生產(chǎn)的恢復性增長以來,已經(jīng)實現(xiàn)了連續(xù)7年增長,產(chǎn)量突破萬億斤大關,對促進和保障國家經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定發(fā)揮了重大作用。我們在欣慰于這些成績的同時也清醒地看到,我國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨著極端天氣和自然災害常態(tài)化、農(nóng)業(yè)人口城鎮(zhèn)化、要素驅(qū)動增長方式枯竭化的嚴峻挑戰(zhàn)。創(chuàng)新增長方式,推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式由傳統(tǒng)向現(xiàn)代化方式轉(zhuǎn)變,是黨中央、國務院根據(jù)“三農(nóng)”工作新形勢提出的重大戰(zhàn)略目標。中科院也為此進行了有益的探索,2007年與河南、山東等省區(qū)合作啟動了“耕地保育與持續(xù)高效現(xiàn)代農(nóng)業(yè)試點工程”重大項目,2009年與沈陽軍區(qū)合作開展了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)方式的探索與試驗。面向國家糧食和食品安全,謀求糧食增產(chǎn)的新途徑、實現(xiàn)資源節(jié)約與高效利用、探索我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式,將是中科院農(nóng)業(yè)科技領域今后一段時期的發(fā)展目標。
溫總理在今年的政府工作報告中指出,解決13億中國人的吃飯問題始終是頭等大事,任何時候都不能掉以輕心。中央和各級政府一直堅持把“三農(nóng)”工作放在重中之重,不斷促進農(nóng)業(yè)基礎地位的鞏固和加強。2010年糧食總產(chǎn)再創(chuàng)歷史新高,達到1.09萬億斤,實現(xiàn)了連續(xù)7年增產(chǎn),為我國的社會穩(wěn)定、治國安邦和抵御外來勢力的影響起到了至關重要的作用。但是我們必須看到,我國的農(nóng)業(yè),特別是糧食生產(chǎn)在取得巨大成就的同時,也迎來了前所未有的挑戰(zhàn)。
首先是堅守18億畝耕地紅線的形勢不容樂觀。從1996年國家第一次土地詳查起,到2008年共減少耕地面積達1.25億畝(833億公頃),現(xiàn)有耕地面積已減至18億畝紅線(1.2億公頃)。但是各地追求土地經(jīng)濟的熱度仍然不減,紅線已經(jīng)面臨易破難守的局面。其次是國家糧食安全和供需平衡越來越依賴于缺水的北方糧食生產(chǎn),其持續(xù)性和穩(wěn)固性令人擔憂。僅占我國水資源20%的北方地區(qū),目前生產(chǎn)了我國糧食總量的一半以上。過去20年,平均每年北糧南運達270億公斤左右,等于平均每年水資源緊缺的北方地區(qū)調(diào)出了250億立方水,2008年已超過500億立方,相當于79.5萬平方公里黃河流域全年降雨量的1/7流到了南方,這樣的糧食安全基礎不僅脆弱,也難以持續(xù)。第三是連續(xù)7年增產(chǎn)的背后,隱藏著出現(xiàn)拐點的機率越來越大。盡管我們戰(zhàn)勝了2009年的大旱和2010年的低溫災害,但極端氣候頻繁發(fā)生,我們必須要有更加強有力的應對災害能力,才能確保持續(xù)增產(chǎn)。第四是農(nóng)村勞動力大量外移,糧食生產(chǎn)正面臨著前所未有的方式轉(zhuǎn)變的壓力。加快生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變,彌補從事農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)人力資源的不足,已經(jīng)迫在眉睫。第五是大豆等農(nóng)產(chǎn)品大量進口,預示著我國農(nóng)業(yè)對國際市場的依賴度增加,能否擺脫西方國家對我國糧食的控制已經(jīng)成為必須要回答的現(xiàn)實問題。以大豆為例,2010年進口量達5480萬噸,占到了全球大豆貿(mào)易量的一半以上,差不多是國內(nèi)產(chǎn)量的3倍。若按中國目前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平計算,中國進口的農(nóng)產(chǎn)品至少相當于利用了境外6億畝以上的農(nóng)作物播種面積。今后數(shù)年中國將不得不向國外求助糧食,如果由于中國推高美國和國際糧價,可能會遭到對華糧食出口的限制。這是關系到國家長治久安的戰(zhàn)略問題。
概括而言,我國的農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)正處于一個轉(zhuǎn)折關口,上述挑戰(zhàn)如果沒有應對戰(zhàn)略和途徑,我國的糧食安全、農(nóng)業(yè)發(fā)展、社會穩(wěn)定將受到嚴重威脅,國民經(jīng)濟的發(fā)展計劃也難以得到落實。要攻關成功,除了加大政策引導和投入支持力度外,依靠科學技術(shù)的創(chuàng)新是應對挑戰(zhàn)的必由之路。如果我們能在節(jié)約水土資源的新技術(shù)或替代技術(shù)方面取得突破,就能從根本上解決水土資源對糧食生產(chǎn)的約束問題。如果能發(fā)展出系列現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變,就能大幅度提高單位面積產(chǎn)能和工作效率,有效緩解農(nóng)業(yè)勞動力的不足,擺脫對國際市場的依賴。這實際上是落實“科學發(fā)展觀”的具體體現(xiàn)。
中科院作為我國最大的國立研究機構(gòu),有責任在解決國家農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略問題上做出貢獻,特別是在攻克農(nóng)業(yè)重大科技難點,占領農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略科技制高點、提出農(nóng)業(yè)重大問題解決方案和樹立關鍵科技示范樣板方面,發(fā)揮出先鋒和引領的作用,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和可持續(xù)發(fā)展提供關鍵性和戰(zhàn)略性科技支持。
上世紀建院之初,中科院就提出:研究任務首先是全力支援國家建設。建院62年來,我們一直秉持這樣的原則,始終將關系到國民經(jīng)濟建設和社會發(fā)展全局的農(nóng)業(yè)研究列為工作的重點之一,并抓住我國農(nóng)業(yè)不同發(fā)展階段的戰(zhàn)略性、前瞻性問題,組織全院最強有力的研究陣容,開展攻關式研究,取得一個又一個突破,為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了重大貢獻。今天當我們重新回顧這些成績時,不僅可以發(fā)現(xiàn),它們對我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展影響極為深遠,同時也為中科院未來農(nóng)業(yè)研究再創(chuàng)輝煌提供了極其寶貴的經(jīng)驗。
新中國成立伊始,百業(yè)待興。為了摸清家底,規(guī)劃未來,中科院承擔了最為艱苦的自然資源綜合考察的國家任務,成為中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的先鋒隊??茖W家們不畏艱辛、跋山涉水,走前人未走之路,獲得了大量的第一手資料,為我國農(nóng)業(yè)規(guī)劃和發(fā)展奠定了堅實的基礎。自上世紀50年代起,中科院先后參與、組織、領導了對華北和南方土壤,新疆自然資源,東北農(nóng)業(yè)資源,南方山區(qū)資源,黃土高原生態(tài),草地生態(tài)等多類型、多區(qū)域、長周期的科學考察,積累了大量寶貴數(shù)據(jù),為推動國家開展資源普查,促進區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展,控制蝗蟲等生物災害發(fā)生,形成數(shù)個新的商品糧和經(jīng)濟作物基地,實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展奠定了科學基礎。這些成果時至今日仍是指導我國區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展、生物災害區(qū)域控制、科學施肥、特別是中低產(chǎn)田治理、草地牧業(yè)開發(fā)和生態(tài)環(huán)境建設與保護的科學依據(jù)?;诳茖W考察提出的區(qū)域農(nóng)業(yè)開發(fā)、國家商品糧基地和經(jīng)濟作物基地建設、山區(qū)農(nóng)業(yè)開發(fā)基地等建議都已經(jīng)成為現(xiàn)實,并正在為我國農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)做出重要貢獻。
今天的黃淮海平原是我國重要的農(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)基地,但其昔日長期飽受旱、澇、鹽堿、風沙等多種自然災害的危害,糧食產(chǎn)量長期低而不穩(wěn)。
上世紀70年代末,中科院作為先鋒隊,利用20多年在黃淮海平原的研究積累,于1979年組織大兵團深入山東、河南、安徽等地,創(chuàng)建農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)模式。通過突破關鍵技術(shù),集成配套綜合治理技術(shù)和農(nóng)業(yè)高產(chǎn)栽培技術(shù),建立萬畝示范區(qū),糧食畝產(chǎn)由原來的194公斤上升到508公斤。1988年,由李振聲副院長組成的專家組,在周光召院長的支持下,與山東、河南等省聯(lián)合提出了以大幅度提高糧棉油產(chǎn)量為目標,開展黃淮海平原農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)的請戰(zhàn)報告。1988年6月李鵬總理親臨禹城試區(qū)視察時指出:“這里取得的成果,對整個黃淮海平原開發(fā),乃至對全國農(nóng)業(yè)的發(fā)展都提供了有益的經(jīng)驗”。從此拉開了黃淮海平原農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)序幕。中科院組織了院內(nèi)32個所、幾百名科技人員參與的大兵團,北京農(nóng)業(yè)大學、中國農(nóng)科院等多家科研部門也組織了研究隊伍,會戰(zhàn)黃淮海。5年后使黃淮海地區(qū)的糧食年生產(chǎn)能力提高了500億斤,獲得了國家科技進步特等獎。黃淮海模式和開發(fā)經(jīng)驗隨后在全國迅速推廣,中央和各級地方政府陸續(xù)成立了農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦,進行長期農(nóng)業(yè)開發(fā),為我國的糧食生產(chǎn)邁上新臺階做出了舉世矚目的貢獻。
中科院始終關注育種前沿發(fā)展趨勢,1956年就開始了高粱雜種優(yōu)勢及應用研究,率先育成了雜交高粱新品種,不僅帶動了全國雜交高粱新品種的選育和大面積推廣,也為后來全國大規(guī)模開展雜交玉米和雜交水稻等農(nóng)作物雜交育種提供了思路和成功經(jīng)驗。
1956年我國發(fā)生了歷史上最嚴重的小麥條銹病,也因此開啟了李振聲院士對小麥與長穗偃麥草遠緣雜交育種研究。經(jīng)過20年的努力,他帶領課題組克服了一系列難題,育成小偃麥系列及衍生新品種達79個,累計推廣面積超過3億畝,增產(chǎn)超過75億公斤,開創(chuàng)了小麥遠緣雜交品種推廣面積最大的先例。
隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展,中科院在我國又率先開創(chuàng)了花藥培養(yǎng)、單倍體育種、染色體工程育種等新領域;創(chuàng)建了動植物組織培養(yǎng)技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因克隆技術(shù)體系;獲得了包括小麥原生質(zhì)體培養(yǎng)再生植株,率先在國內(nèi)獲得克隆羊、牛胚胎分割繁殖種牛、克隆牛群體等一大批具有引領作用的科研成果。這些成果對全國開展各種農(nóng)作物和農(nóng)業(yè)動物的相關研究發(fā)揮了技術(shù)先導和示范帶動作用。
水稻是最重要的糧食作物之一,直接關系到世界一半人口的生活質(zhì)量。我院啟動的中國水稻基因組研究,完成了世界第一張水稻(秈稻)基因組“精細圖”和參加了國際水稻基因組(粳稻)4號染色體精細圖的構(gòu)建,為大規(guī)模分離抗病、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的相關基因奠定了基礎,成為基因組研究史上的重要里程碑,并由此推動了水稻功能基因組研究走向深入和蓬勃發(fā)展。李家洋院士的科研團隊以水稻株型等發(fā)生改變的突變體為切入點,系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)決定水稻品質(zhì)與產(chǎn)量的相關基因及調(diào)控網(wǎng)絡,克隆了一系列控制水稻株型的關鍵基因,并在其作用機理探索方面取得了原創(chuàng)性研究成果,為新一代水稻分子育種奠定了基礎。
我國淡水與海水養(yǎng)殖的成功與產(chǎn)業(yè)興起與中科院貢獻密切關聯(lián)。四大家魚的人工繁殖的成功,開啟了我國淡水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,這一成就曾于1964年在北京召開的科學大會上宣講。從國家“六五”攻關開始,我院陸續(xù)馴化與繁殖成功了武昌魚、細鱗鲴,培育成功雌核發(fā)育的異育銀鯽,改良鯉魚品種,并于1984年獲得了世界上第一批轉(zhuǎn)魚生長激素全基因的轉(zhuǎn)基因魚。從1976年開始經(jīng)過20多年的努力,成功培育出國家大宗淡水魚類第一個推介的新品種——中科3號,新增產(chǎn)值50多億元。
海水養(yǎng)殖是漁業(yè)產(chǎn)業(yè)的一個重要方面,中科院以海帶、對蝦、扇貝的苗種繁育與品種研發(fā)為先導引領了幾次海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的興起與發(fā)展,對我國海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展為世界第一養(yǎng)殖大國起到重要帶動和支撐作用。以“大連1號”雜交鮑等為代表的海珍品養(yǎng)殖推動了我國新一輪海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,雜交鮑年產(chǎn)值已逾80億元,成為我國海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的龍頭產(chǎn)業(yè)。
中科院相關研究單元及時準確地把握國家重大戰(zhàn)略需求,長期以來圍繞農(nóng)業(yè)科技布局與政策、資源與環(huán)境政策、城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展和基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府治理、農(nóng)產(chǎn)品政策分析與決策支持系統(tǒng)開展了系統(tǒng)化的長期研究,在國際上率先開展轉(zhuǎn)基因技術(shù)經(jīng)濟和政策研究,為中央制定農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展政策做出了重要貢獻,提供了有力的科技支撐。
應用綜合系統(tǒng)方法開展的長達31年的糧食估產(chǎn),年度預測比國際同類研究提早3—4個月,平均誤差小于1.8%,為我國每年糧食相關計劃的制定提供了重要依據(jù),受到黨和國家領導人的持續(xù)關注,得到了各相關部門的高度認可和支持。
已有的成功經(jīng)驗已經(jīng)告訴我們,中科院在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中必須成為先鋒隊和開拓者,才能發(fā)揮引領作用,實現(xiàn)在國家農(nóng)業(yè)創(chuàng)新體系中的優(yōu)勢互補。在農(nóng)業(yè)科技領域,我院的定位是“主導上游,引領中游,聯(lián)合下游”。為此,在未來的農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中,第一我們將以發(fā)展生態(tài)高值農(nóng)業(yè)為主要方向,深入實施農(nóng)業(yè)科技領域的知識創(chuàng)新,開展戰(zhàn)略先導研究,為我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展夯實理論基礎。第二是瞄準農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略高新技術(shù),在已有的工作基礎上,進一步強化分子生物學技術(shù)、信息農(nóng)業(yè)技術(shù)、農(nóng)用新材料技術(shù)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備方面的研究,提升我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力和國際競爭力,推動我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革命。第三是針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變過程中急需解決的技術(shù)難點和可持續(xù)發(fā)展問題,進行共性關鍵技術(shù)的突破和生態(tài)綠色化改造,引領農(nóng)業(yè)向綠色和生態(tài)高值的現(xiàn)代化方式轉(zhuǎn)變。第四是應對資源緊缺的挑戰(zhàn),全方位挖掘技術(shù)替代潛力,使資源通過技術(shù)實現(xiàn)增效。第五是面對國家農(nóng)業(yè)重大戰(zhàn)略問題,及時提出可示范驗證的解決方案,為國家農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)提供決策支持和可參照的模式。第六是加強高素質(zhì)人才隊伍和高水準研究平臺建設,為全面提升我國農(nóng)業(yè)科技能力做出重要貢獻。
目前中科院正全面推進“創(chuàng)新2020”實施方案,在農(nóng)業(yè)研究領域,整合全院有關力量,已對上述6個方面進行了部署。在“十二五”計劃中,將重點開展下列工作:
(1)在農(nóng)業(yè)知識體系創(chuàng)新方面,將計劃部署包括 “植物分子設計育種創(chuàng)新技術(shù)體系”戰(zhàn)略性先導科技專項、“食品安全源頭技術(shù)創(chuàng)新”、“土壤生物功能與調(diào)控”等在內(nèi)的一批重大項目,建立農(nóng)作物育種的新型技術(shù)體系,通過5—10年努力,取得農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的重大突破,為生物育種戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)形成和未來20—30年的農(nóng)業(yè)發(fā)展提供科技支撐,帶動全國的農(nóng)業(yè)研究從跟蹤向自主創(chuàng)新方式轉(zhuǎn)變。
(2)在農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略高新技術(shù)方面,重點研發(fā)多基因轉(zhuǎn)移和多性狀改良品種,完善主要糧油作物的基因轉(zhuǎn)移和優(yōu)異種質(zhì)創(chuàng)新技術(shù),結(jié)合分子標記和安全轉(zhuǎn)基因技術(shù),實現(xiàn)主效基因和其互作網(wǎng)絡的高效轉(zhuǎn)移和聚合。保護重要畜禽水產(chǎn)動物的種質(zhì)資源,開發(fā)分子標記技術(shù)和對特殊價值種質(zhì)資源的發(fā)掘,增強畜禽水產(chǎn)優(yōu)良品種的遺傳改良力度和創(chuàng)新潛力,獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)和市場應用前景的重要新技術(shù)、新基因、新材料和新品種。
針對農(nóng)業(yè)信息和裝備技術(shù),重點開展土壤和作物信息快速獲取、農(nóng)業(yè)數(shù)字化管理、農(nóng)田精準作業(yè)方面的研究,建設土壤、水資源、氣象等農(nóng)業(yè)資源的數(shù)字化系統(tǒng)和農(nóng)村信息多功能網(wǎng)絡平臺,研發(fā)專業(yè)搜索引擎和農(nóng)業(yè)共性軟件、傳感器以及空天一體的智能化作業(yè)煮裝備。提高農(nóng)業(yè)高技術(shù)裝備水平和精準管理能力。
針對農(nóng)用新材料新制劑,重點研發(fā)功能型環(huán)保地膜、高效生物制劑、生物農(nóng)藥、環(huán)保肥料、土壤改良劑。
(3)在共性關鍵技術(shù)及其綠色生態(tài)化改造方面,重點部署耕作—勻播—施肥一體化的機械高產(chǎn)栽培和精準管理技術(shù),利用資源的循環(huán)再生和能量多級利用、病蟲害生物防治、生物農(nóng)藥等技術(shù)對生產(chǎn)過程進行改造,大幅降低化肥農(nóng)藥的施用量,節(jié)約成本,提高效率,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(4)在應對水土資源緊缺的技術(shù)替代方面,重點加強灌溉節(jié)水、旱農(nóng)節(jié)水、生物節(jié)水和非常規(guī)水資源利用等關鍵技術(shù)研究,推進節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展。加強可農(nóng)用廢棄地及灘涂等土地資源整理與復墾開發(fā)、占補地快速改良等技術(shù)研究,促進新墾土地優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)。突破耕地綜合生產(chǎn)力提升、退化耕地修復的制約因素,提高耕地綜合生產(chǎn)能力;強化農(nóng)林可再生資源循環(huán)高效利用技術(shù)研究,建立不同區(qū)域循環(huán)農(nóng)業(yè)高效生產(chǎn)技術(shù)體系。
(5)在面向國家農(nóng)業(yè)發(fā)展,提供可參照的模式和解決方案方面,主要針對糧食生產(chǎn)能力的持續(xù)提升、資源可持續(xù)利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變,在黃淮海、東北、南方稻作區(qū)以及新疆旱作區(qū),開展新一代中低產(chǎn)田改造、豐產(chǎn)節(jié)資的大面積均衡增產(chǎn)技術(shù)體系以及規(guī)模化現(xiàn)代生產(chǎn)模式的新技術(shù)集成和開發(fā),創(chuàng)建示范區(qū),進行大面積推廣。
發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè),推進結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整,轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)增長方式,是黨中央、國務院針對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展態(tài)勢做出的重大戰(zhàn)略部署。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是繼原始農(nóng)業(yè)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)之后農(nóng)業(yè)發(fā)展的新階段,其核心就是科學化、集約化、產(chǎn)業(yè)化和智能化。這一過程要求科技對農(nóng)業(yè)的貢獻率在80%以上,農(nóng)產(chǎn)品商品率平均95%以上,農(nóng)業(yè)投入占當年農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的比重至少在40%以上?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的實現(xiàn)途徑存在荷蘭及以色列模式、法國模式、日本模式和美國模式。我國人口眾多,人口結(jié)構(gòu)和分布也在發(fā)生重大變化;同時,我國生態(tài)類型多樣,地域、氣候復雜。國情社情不同,這些發(fā)達國家的成熟范例無法為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供對應模式。為確保糧食安全和主要農(nóng)產(chǎn)品有效供給,必須立足實際,緊緊依靠農(nóng)業(yè)科技進步和創(chuàng)新,走具有中國特色的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)之路。
牢記使命,勇于擔當。中國科學院將按照黨中央、國務院的部署,銳意創(chuàng)新,勇于實踐,為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)一體化可持續(xù)發(fā)展做出重要的創(chuàng)新性貢獻。