淺談新時(shí)期我國(guó)作物栽培學(xué)面臨的形勢(shì)與發(fā)展方向

引言：作物栽培學(xué)是農(nóng)業(yè)科學(xué)的前沿學(xué)科之一，在解決我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的安全供給上發(fā)揮了重要作用。回顧20世紀(jì)我國(guó)作物栽培學(xué)的發(fā)展歷程與所取得的重大成就，展望21世紀(jì)作物栽培學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇，提出了作物栽培學(xué)在新時(shí)期創(chuàng)新與加速發(fā)展的對(duì)策。

一、前言

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，隨著人口的不斷增長(zhǎng)和人民生活水平的日益提高，資源緊缺與環(huán)境惡化等矛盾將日益突出。[1]而解決我國(guó)十多億人口優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的安全供給問題，將始終是我國(guó)國(guó)計(jì)民生中的頭等大事。因此堅(jiān)持依靠科技進(jìn)步，不斷提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，促進(jìn)我國(guó)由農(nóng)業(yè)大國(guó)向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，是農(nóng)業(yè)戰(zhàn)線科技工作者肩負(fù)的偉大歷史使命。建國(guó)以來，我國(guó)農(nóng)業(yè)取得了舉世矚目的成就，以不足世界7%的土地養(yǎng)活了世界22%的人口，對(duì)世界的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。

二、我國(guó)作物學(xué)當(dāng)前面臨的形勢(shì)

作物栽培學(xué)是研究作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量、品質(zhì)形成規(guī)律及其與環(huán)境條件的關(guān)系，探索通過栽培管理、生長(zhǎng)調(diào)控、優(yōu)化決策、栽培管理等途徑，實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效及其可持續(xù)性的理論、方法與技術(shù)的科學(xué)。我國(guó)是一個(gè)人口眾多與資源相對(duì)貧乏的國(guó)家，保障糧食安全是關(guān)系國(guó)計(jì)民生與社會(huì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)性工作。[2]近年來，中央一號(hào)文件十分重視糧食生產(chǎn)與糧食安全，其中 2012 年明確提出將糧食科技作為農(nóng)業(yè)科技的第一要?jiǎng)?wù)，并以糧食豐產(chǎn)科技工程為建設(shè)重點(diǎn)來全面、系統(tǒng)部署糧食生產(chǎn)與科技工作。可以說，作物栽培科技在我國(guó)糧食安全中正發(fā)揮并將繼續(xù)發(fā)揮著重要中堅(jiān)作用。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，作物栽培科技的不斷進(jìn)步，以及全球氣候環(huán)境的不斷變化，作物栽培學(xué)如何與時(shí)俱進(jìn)地抓住時(shí)機(jī)、乘勢(shì)而上，努力開辟中國(guó)特色作物栽培科學(xué)現(xiàn)代化的廣闊道路，奮力開創(chuàng)作物栽培科學(xué)支持社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)、保障糧食安全的嶄新局面，為提高我國(guó)作物生產(chǎn)水平而發(fā)揮其他學(xué)科不可替代的作用，對(duì)此必須進(jìn)一步深刻認(rèn)識(shí)。當(dāng)前作物栽培學(xué)存在作物生產(chǎn)增收增效困難以及栽培出的成果產(chǎn)出無法適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求兩個(gè)大的難題。增收增效的難度提高，自重就要加強(qiáng)要就的工作，目的在于為了推進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展需要提供更多的先進(jìn)技術(shù)。同時(shí)借鑒其他國(guó)家的研究經(jīng)驗(yàn)，例如日本等資源十分匱乏的國(guó)家發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等經(jīng)驗(yàn)都可以成為我國(guó)借鑒的目標(biāo)。在最近幾年，我國(guó)不少新的作物品種都被培育出來，許多作物的性狀得到極大的改善，但是存在的問題便是作物本身的產(chǎn)量潛力沒有得到突破，無法維持高產(chǎn)的狀態(tài)。因此可以說我國(guó)的作物栽培學(xué)仍然存在極大當(dāng)前潛力，具有很大的發(fā)展空間，因此如果要讓科研工作者的積極性提高，思想開闊開放，培養(yǎng)科研工作者的創(chuàng)造性潛質(zhì)就需要在科研計(jì)劃以及課題的設(shè)置上重視栽培，不要把栽培單純的定義為育種學(xué)科，同時(shí)不要束縛工作者的思想，要保證其全方位多面發(fā)展。

三、新時(shí)期我國(guó)作物栽培學(xué)的發(fā)展方向

為適應(yīng) 21 世紀(jì)作物生產(chǎn)的新形勢(shì)，滿足國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品持續(xù)增長(zhǎng)和環(huán)境改善的需求，作物栽培學(xué)科要勇挑重?fù)?dān)，拓展研究范圍，強(qiáng)化研究深度，提高成果水平。其中需重點(diǎn)研究的方向與內(nèi)容有以下方面。

（一）作物超高產(chǎn)栽培

實(shí)踐表明，作物超高產(chǎn)的研究與應(yīng)用，在提高大面積作物生產(chǎn)水平和提高單產(chǎn)方面起到了關(guān)鍵性作用，對(duì)推進(jìn)作物生產(chǎn)現(xiàn)代化和確保糧食安全具有重大的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。我國(guó)糧食總產(chǎn)八連增，離不開作物超高產(chǎn)的示范推廣，我國(guó)未來作物的持續(xù)增產(chǎn)將更大程度上依靠作物超高產(chǎn)栽培技術(shù)的進(jìn)步與引領(lǐng)。同時(shí)，低產(chǎn)變中產(chǎn)需要超高產(chǎn)栽培技術(shù)的推動(dòng)，中產(chǎn)變高產(chǎn)需要超高產(chǎn)栽培技術(shù)的引領(lǐng)，高產(chǎn)變更高產(chǎn)則也需要超高產(chǎn)栽培的突破與直接應(yīng)用。當(dāng)前，不僅要加強(qiáng)超高產(chǎn)種質(zhì)資源、自然資源以及社會(huì)資源等綜合協(xié)調(diào)創(chuàng)新與再創(chuàng)新外，還要重點(diǎn)加強(qiáng)機(jī)械化與輕簡(jiǎn)化栽培方式的超高產(chǎn)栽培研究與應(yīng)用。

（二）作物信息數(shù)字化栽培

運(yùn)用農(nóng)業(yè)信息技術(shù)，可以對(duì)復(fù)雜的作物栽培生產(chǎn)過程進(jìn)行系統(tǒng)的分析和綜合，建立動(dòng)態(tài)的模擬模型和管理決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)作物生產(chǎn)管理的定量決策，從而促進(jìn)作物栽培的規(guī)范化、信息化、科學(xué)化，使傳統(tǒng)作物栽培學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樽魑镏悄茉耘鄬W(xué)。作物智能栽培學(xué)研究?jī)?nèi)容涉及面很廣，主要包括作物生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫及信息系統(tǒng)、作物生長(zhǎng)預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、作物管理決策支持系統(tǒng)、作物空間信息系統(tǒng)（3S技術(shù)等）、精確農(nóng)業(yè)支持系統(tǒng)、作物智能教學(xué)和苗情診斷系統(tǒng)、虛擬作物以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)等。在這方面，我國(guó)必須根據(jù)實(shí)際情況合理地吸收國(guó)外先進(jìn)思想與技術(shù)，走自己的路，構(gòu)建有中國(guó)特色的智能栽培學(xué)。

（三）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與控制

農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)，不僅包括農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量安全，還涵蓋農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。要重點(diǎn)研究作物安全、清潔生產(chǎn)的障礙因子及成因，不同作物類型對(duì)重金屬、農(nóng)藥、有機(jī)污染物等典型污染物的響應(yīng)，土壤和作物中重金屬分布、富集、規(guī)避的規(guī)律和分子機(jī)理，主要污染物影響農(nóng)產(chǎn)品安全性的機(jī)制及其修復(fù)理論與機(jī)制，有害物質(zhì)替代、阻抗和消減理論和技術(shù)途徑，作物安全清潔生產(chǎn)的典型和區(qū)域模式等。

（四）作物栽培生理基礎(chǔ)

作物栽培學(xué)基礎(chǔ)研究是作物栽培學(xué)研究的重要組成部分，對(duì)作物栽培學(xué)理論與技術(shù)的發(fā)展起著引領(lǐng)和支撐作用。目前，雖然對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育及其調(diào)控的葉齡模式、作物產(chǎn)量形成的光合性能機(jī)制、作物“源、庫、流”關(guān)系、作物群體質(zhì)量形成生理診斷指標(biāo)等進(jìn)行了初步研究，但要充分認(rèn)識(shí)其機(jī)理，闡明作物栽培學(xué)的一些重大生理環(huán)境問題，如“作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的栽培生理基礎(chǔ)”、“禾谷類作物強(qiáng)、弱勢(shì)粒灌漿差異機(jī)理”、“作物對(duì)生理逆境（ 如干旱、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)脅迫等） 響應(yīng)及其栽培調(diào)控途徑”等，還需加強(qiáng)學(xué)科內(nèi)、學(xué)科間和國(guó)際間的交流與合作，齊心協(xié)力促進(jìn)作物栽培學(xué)科的發(fā)展。同時(shí)，利用基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)等新技術(shù)，從激素、酶學(xué)、分子等微觀角度開展作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)形成及其生理生化機(jī)制的功能研究。

參考文獻(xiàn)

[1]凌啟鴻，張洪程.作物栽培學(xué)的創(chuàng)新與發(fā)展[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版）， 2002，23（4）：66-69.

[2]霍中洋，張洪程，吳文革等.新時(shí)期中國(guó)作物栽培學(xué)發(fā)展研討[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（36）：17959-17961.

（作者單位：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院）

作者簡(jiǎn)介

劉永兵（1988.10-），男，黑龍江省海林人，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)專業(yè)。