农业学科与产业发展
为应对全球农业环境问题、粮食安全和农业可持续发展危机,2002年联合国粮农组织联合有关国际组织和国家发起了全球重要农业文化遗产(GIAHS)保护倡议。2005年,浙江稻鱼共生系统被列为中国第一个、全球第一批GIAHS保护试点,自此也开始了中国系统性农业文化遗产及其保护利用的研究。笔者在全面梳理有关研究文献的基础上,回顾了过去10多年来中国的重要农业文化遗产及其保护与利用的主要成果,认为现阶段农业文化遗产的研究核心内容主要为价值挖掘与多功能拓展开发、动态保护与适应性管理2个方面;围绕农业文化遗产的概念和内涵有许多的争论,但这些争论促进了对这种新型遗产的认识;农业文化遗产内部的可持续机制赋予了它价值多样性,对农业文化遗产价值的研究凸显了保护的意义。农业文化遗产的保护与发展主要有2种途径,即在其多功能价值认识基础上的多功能农业发展,包括高品质特色农产品生产、生态旅游业发展、文化产业发展等,以及以生态与文化补偿为核心的政策激励机制。为进行动态性和适应性管理与保护,“五位一体”的多方参与机制和法律保障管理办法的建立必不可少。虽然中国的农业文化遗产研究相较其他国家处于领先地位,但仍需要在资源普查与价值评估、系统演化特征与可持续性维持机制等方面开展基础研究,在体制与机制建设、动态保护范式与典型模式等方面开展应用研究,并注意多学科综合研究。
经过上百年的发展,作物种质资源研究在全球取得了突飞猛进的发展。随着国际社会政治环境的变化和科学技术的进步,目前种质资源研究出现了一系列新的发展趋势和特征,包括种质资源考察收集全球化、保存保护多元化、鉴定评价精准化、基因发掘规模化、种质创新目标化、共享利用主动化等。中国作物种质资源研究在建国后也取得了重大进展与突破,查清了中国农作物种质资源本底的物种多样性,创建了农作物种质资源科学分类、统一编目、统一描述的技术规范体系,创建了世界上唯一的长期库、复份库、中期库、种质圃、原生境保护点相配套的种质保存和共享利用体系;开展多种农作物种质资源精准鉴定评价,新基因发掘取得显著成效;高效作物种质创新及其利用技术不断完善,并在作物育种中发挥了重要作用。2015年,中国颁布了《全国农作物种质资源保护与利用中长期发展规划(2015—2030年)》,提出了今后作物种质资源研究的五大行动,为种质资源学科的发展提供了战略支撑。
本文回顾了近百年来中国水稻科技发展的突出进展和代表性成果,尤其在水稻育种、栽培和现代生物技术研究方面。在此基础上,分析了中国水稻产业发展的形势与任务,展望了未来水稻产业发展前景和趋势。作者认为,随着国家宏观调控能力的不断提高,中国水稻生产、市场、消费和贸易将稳定发展,科技支撑能力将不断提升,绿色生态、可持续发展趋势将更加显著。
文章总结分析了新中国成立以来中国小麦生产发展和品种选育与栽培技术研究的历史进程。小麦生产发展分为4个阶段,即1949—1957年恢复性增长、1958—1978年稳定增长、1979—1999年单产快速增长和2000—2016年产量质量同步提升。简要介绍了1949年前的育种起步历史,1950年以后小麦育种取得了巨大进展,经历了抗病稳产早熟、矮化抗倒高产和高产优质高效3个阶段,矮秆基因和1B/1R易位系利用与株型改良起到关键作用,育成了碧蚂1号、泰山4号、扬麦158、豫麦21、济麦22等突破性品种,主产麦区经历了8~9次品种更新换代。黄淮麦区的矮秆高产育种和长江中下游麦区的抗赤霉病育种在国际上产生重要影响。概括了种质资源、远缘杂交、矮败小麦、品质改良、兼抗型成株抗性育种、基因组学等领域的新进展。小麦栽培研究经历了4个阶段,20世纪50年代以合理密植为核心,20世纪六七十年代重点研究不同麦区小麦生长发育规律与高产栽培历程,20世纪80年代提出了各主要麦区栽培技术模式包括精播高产、节水高产等技术,20世纪90年代以优质和信息技术应用为主。未来产业发展面临提升质量、降低成本和保护环境三大挑战,气候变化、病害加重、缺乏优质高效抗病品种制约生产发展,建议加强优质抗病高效品种选育与新技术应用研究,实现栽培研究与植保、土肥、农机等有机结合,以全面提高小麦产业的竞争力。
本文回顾了近百年来中国油料作物产业发展历程。分析了油料生产发展现状、进出口贸易和消费增长近况。概述了品种改良、高产栽培、植物保护、机械化生产、产品加工、质量控制等领域科技创新成效及其转化应用对推动产业发展的作用。讨论并提出了未来油料产业发展的目标任务与实现途径。
本文回顾了中国热带农业的发展历程,分析了中国热作产业的发展现状,阐述了科技进步在促进热带农业发展中所取得的成效,指明了热带农业科技在新时期面临的新需求,最后明确了新时期热带农业科技创新的重点任务。
三萜类化合物是灵芝中主要的活性化学成分之一,由于其具有多种生理活性,现已成为灵芝研究开发的热点。为了给灵芝三萜液态深层发酵的调控及未来的规模化生产提供参考和借鉴,本研究聚焦通过发酵工程手段获得灵芝三萜的最新研究工作,综述了灵芝发酵方法中三萜的检测方法、发酵技术、液态深层发酵动力学及与灵芝三萜生物合成相关途径等方面的研究进展。在此基础上指出了研究中存在的问题:没有系统性地筛选适合发酵工程生产的灵芝三萜菌株,缺乏对菌丝体中三萜的化学结构和药理活性方面的研究,目前只有较少规模化的利用发酵法生产灵芝三萜的研究,缺少直接利用活性追踪的方法优化灵芝三萜生产工艺等,最后进行了展望。
本文根据食品工业发展速度、食品工业产值与农业产值之比、人均GDP等指标首次将中国食品工业发展历程划分为缓慢增长、觉醒发展、高速增长、中高速增长4个阶段,系统分析了每个阶段的发展特征和取得的成效。根据中国食品工业发展历史、现状和趋势,做出了中国食品工业由高速增长转向中高速增长的判断,从发展目标、供给与消费、科技创新、新业态、产业结构等角度对中国食品工业未来发展进行了展望,并对中国食品工业未来发展模式、发展方向、发展路径等进行了讨论。
本文重点介绍了近年来中国葡萄产业发展现状及产业特点,总结了在中国葡萄产业发展中取得的创新突破与重要成果,分析当前葡萄产业发展中存在的问题,提出葡萄产业未来展望。
笔者叙述了近年来中国特种经济动物养殖产业的发展现状,对国内饲养的主要特种经济动物毛皮动物(狐、貉、貂)、茸鹿(梅花鹿、马鹿)、珍禽等领域的产业发展现状、科研创新突破、取得重大成果、国际影响及未来发展趋势进行了概述。指出了国内特种经济动物养殖在科学研究领域取得的成就、在国际上的影响力、与其他国家存在的差距以及产业未来的研究领域,旨在为中国特种经济动物养殖产业健康可持续发展指明方向。
农业是人类社会发展的基础,在漫长的历史长河中做出了巨大的贡献。近代人口的不断增加,科学技术的发展以及人类在经营中的短期行为,带来了日益加剧的生态和环境问题,并引起了全世界人民对农业发展道路的关注与反思。中国凭借悠久的农业历史、多样的自然条件和文化积淀,在政府的激励与引导下,提出了具有中国特色的生态农业的概念,建立了较为完善的理论体系,总结了适合中国国情的多种成功模式,开展了不同层面的生态农业建设试点,并得到了国内和国际的广泛承认与赞扬。但中国的生态农业在实践中也存在一些亟待解决的问题和矛盾,有待今后在理论、技术、管理、政策、能力建设和评价指标等方面进一步深入研究和探索。
农机工业是机械工业的重要组成部分,是现代农业发展的物质基础。本文回顾了中国农机工业从无到有、由弱变强的百年发展历程,着重对新中国成立以来,中国农机工业在体系构建、体制转换、市场导向、依法促进等各个发展阶段取得的成就、存在的问题以及农机工业在推进中国农业机械化进程,促进农业现代化发展中发挥的重要作用进行了论述,对中国农机工业未来发展的方向和前景进行了展望。
植物生理学是农学的主要学科领域,与作物生产密切相关。本文重点回顾了国际和国内作物生物学发展的历程和科学前辈,并侧重与农业生产密切相关的植物生理学研究,包括光合作用,水分生理、营养生理、逆境生理、激素调控等。近年来,随着分子生物学的发展,植物生理学目前已经进入到多个学科领域,植物基因组、转录组、表观组、蛋白质组、代谢组等研究迅速发展,为大规模解析植物各种复杂的生理过程奠定了基础,也为作物的高产优质多抗育种与绿色栽培创造了条件。
农业绿色高效节水是保障中国食物安全、农产品有效供给和农业可持续发展的重要措施。笔者分析了国内现代农业发展面临的新形势和国内外农业高效节水研究发展态势,指出了国内农业高效节水发展遇到的瓶颈和应关注的问题,提出了国内农业节水发展中应实现“四个转变”,即由单一节水灌溉技术向与农艺技术相结合转变,由单一高效节水向节水节肥节药一体化转变,由单一节水高产向节水提质高效转变,由重视节水面积数量向重视工程质量和效益转变;搞好“四个完善”,即完善节水科技推广与技术服务体系,完善农业节水试验与用水监测网络,完善农业节水补偿机制,完善节水产品市场准入机制;以及加强变化环境下农业高效节水科学研究工作的建议。指出了未来中国节水高效农业研究的关键科学问题,包括作物生命需水及对变化环境的响应、作物精量高效用水的多过程协同调控、作物生产-水资源-生态系统的互馈机制。
养殖业不仅为人类提供丰富的食物来源,还可提供有机肥原料,改善土壤生态环境,促进种植业增产增收,因此是一个与人类食物链和生态环境关系十分密切的产业,是一个既能影响土壤生态,又能影响种植业和人类食品安全的“承上启下”的产业。合理适度的养殖,有利于保持生态平衡,实现农业可持续发展。当前,中国养殖业还存在加工比重小、技术落后、高耗低效等问题;同时,由于集约化、规模化养殖的发展,畜禽养殖污染产生量大、处理成本高、综合利用率低,科学合理地处理养殖废弃物已成为农村环境保护治理的紧迫任务。笔者回顾了养殖业产业发展历程,总结了中国在养殖业领域取得的重要成果,分析了当前国内养殖业面临的养殖废弃物处理问题,凝练出了国内当前养殖业废弃物处理的形势任务,提出发展现代生态养殖是解决中国畜牧业转型升级过程中出现的新问题的必然选择,并对此展望了未来发展前景和趋势。
农业遥感是遥感科学的重要分支。文章回顾了农业遥感研究的百年发展历程,认为目前遥感在农业领域的应用广度和深度都在不断扩展,农业遥感从获取传统的总产、面积、单产等要素向更多监测要素不断深入,从传统的资源、环境向植保、农学等方向不断扩展,农业遥感正逐步成为农业科学的基础关键技术。论文从农情遥感、农业灾害遥感、农业资源环境遥感等领域全面总结了近年来中国农业遥感研究取得的成就及重要成果。从农业定量遥感、无人机遥感、作物表型遥感等方面指出了农业遥感研究发展的国际前沿,分析认为,随着传感器、物联网、互联网+、大数据、人工智能等技术的发展及现代农业发展的需求,“十三五”及未来10年,国内农业遥感技术在天空地一体化的农业遥感大数据获取、人工智能与大数据等的信息智能提取和挖掘等方面发展前景巨大。
农业信息技术对引领和支撑现代农业发展发挥了重要的作用。文章介绍了农业信息技术的内涵,回顾了国内外农业信息技术发展的4个主要发展,分析了中国农业信息技术发展存在的问题和面临的形势,提出了农业信息技术未来发展重点与发展建议。旨在为促进国内农业信息技术发展提供参考。
畜牧业中的动物福利影响着动物源食品的质量安全,进而影响人们的健康。中国的动物福利发展落后于西方发达国家,体现在人们对动物福利的态度、立法、科学研究、教育及生产实践等诸多方面,这与中国现阶段的畜牧养殖发展水平有关,也与中国国情现状有关。近年来,随着广大消费者对畜产品质量安全的关注,政府、学界及企业界开始重视养殖过程中的动物福利问题,以动物福利理念为指导的健康养殖快速发展,建立健全的福利标识机制和法律规范,引导人们重视动物福利。
以人粮关系为主线、以中国社会经济发展为辅线,重点回顾了近百余年中国粮食安全变化历程及其社会经济背景。提出粮食安全问题分析的4个纬度,即农民生计、土地制度、农业科技、政策管理。认为重粮重农不轻工商、控制人口过快增长、完善土地使用制度、发展农业科技、维护国家长治久安是保障粮食安全的5个要素。最后指出应树立包括数量安全、结构安全、生态安全、质量安全在内的广义粮食安全观,系统地构建粮食安全保障体系。
随着经济全球一体化的加速发展以及环境保护和可持续发展意识地不断觉醒,在全球有机农业快速发展的背景下,20世纪90年代初中国开始了有机农业的探索。有机农业经过了出口导向型向国内有机产品拉动型的发展阶段,2005年随着国内有机产品标准和相关法律法规的颁布实施,中国有机农业步入规范化、法制化发展的轨道。文章从中国有机农业发展背景及历程、生产贸易概况、法律法规、监督管理、政策扶持、技术保障及发展战略等方面,对国内有机农业迄今20余年的发展过程和发展特征及存在的问题进行分析,以期为未来持续健康发展提供科学支撑。