跨越2030"农业科技学科发展战略 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　着眼于2030年国家战略需求、农业科技发展和国际竞争挑战，发挥国家决策智囊团的作用，中国农业科学院自2012年起组织有关研究所近200位以中青年专家为主体的研究力量，组建了作物园艺、植物保护、畜牧、兽医、农业资源与环境、农业微生物、农产品加工、农业工程与机械、农业信息、农业经济等12个专题战略研究小组，围绕国家农业产业和农业学科发展的重大战略问题和热点问题，开展前瞻性、综合性学术研究。研究紧密结合2030年我国农业发展形势与需求，分析了各学科领域农业科技发展趋势与需求，提出了一批有待突破的核心关键技术；研究提出了各个农业学科战略发展目标与发展路径，形成了各学科领域中长期科技发展战略；在广泛深入开展调研的基础上，从基础科学与前沿技术、产业核心关键技术、科技基础性长期性工作等方面提出一批重大科技任务建议，和一批事关学科跨越发展的重大科技基础设施建议，并针对学科特点提出若干发展措施与政策建议。出版《“跨越2030”农业科技学科发展战略》，对农业学科中长期发展具有重要的战略性、前瞻性、指导性意义。

目录

第一章　作物科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 2
第二节 发展战略 / 8
第三节 重点研发任务 / 17
第四节 重大科技基础设施 / 20
第五节 发展措施与政策建议 / 22
参考文献 / 23
第二章　园艺科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 26
第二节 发展战略 / 31
第三节 重点研发任务 / 36
第四节 重大科技基础设施 / 42
第五节 发展措施与政策建议 / 45
参考文献 / 47
第三章　植物保护科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 50
第二节 发展战略 / 55
第三节 重点研发任务 / 59
第四节 重大科技基础设施 / 66
第五节 发展措施与政策建议 / 68
参考文献 / 69
第四章　畜牧科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 73
第二节 发展战略 / 78
第三节 重点研发任务 / 84
第四节 重大科技基础设施 / 91
第五节 发展措施与政策建议 / 92
参考文献 / 93
第五章　兽医科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 97
第二节 发展战略 / 102
第三节 重点研发任务 / 107
第四节 重大科技基础设施 / 113
第五节 发展措施与政策建议 / 116
参考文献 / 117
第六章　农业资源与环境科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 119
第二节 发展战略 / 125
第三节 重点研发任务 / 131
第四节 重大科技基础设施 / 140
参考文献 / 142
第七章　食品科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 145
第二节 发展战略 / 153
第三节 重点研发任务 / 157
第四节 重大科技基础设施 / 164
第五节 发展措施与政策建议 / 167
参考文献 / 168
第八章　农产品质量安全科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 171
第二节 发展战略 / 179
第三节 重点研发任务 / 184
第四节 发展措施与政策建议 / 188
参考文献 / 190
第九章　农业微生物科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 193
第二节 发展战略 / 199
第三节 重点研发任务 / 204
第四节 重大科技基础设施 / 209
第五节 发展措施与政策建议 / 211
参考文献 / 212
第十章　农业工程与机械科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 216
第二节 发展战略 / 221
第三节 重点研发任务 / 225
第四节 重大科技基础设施 / 230
第五节 发展措施与政策建议 / 232
参考文献 / 233
第十一章　农业信息科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 236
第二节 发展战略 / 240
第三节 重点研发任务 / 245
第四节 重大科技基础设施 / 252
参考文献 / 255
第十二章　农业经济科技发展战略
第一节 趋势与需求 / 257
第二节 发展战略 / 260
第三节 重点研发任务 / 265
第四节 发展措施与政策建议 / 269
参考文献 / 270

精彩书摘

　　第一章
　　作物科技发展战略
　　第一节?趋势与需求
　　一、科技发展现状
　　经过国家科技计划持续支持和科技人员长期努力，我国作物科技快速发展，在基础和前沿技术研究、共性关键技术研发、重大新品种培育、粮食丰产增效等方面取得了显著成效。作物科技自主创新对提高农业生产水平和保障粮食安全发挥了不可替代的作用。
　　（一）系统构建了我国农作物种质资源保护与利用技术体系
　　收集、整理编目和入库保存了350多种作物2386个物种48万余份种质资源，保存总量位居世界第二。完成了30%以上库存种质资源的抗病虫、抗逆和品质特性初步评价，创造优质、抗病虫、抗逆、氮磷高效等作物新种质5200余份。建成1座长期库、1座复份库、11座中期库、43个种质圃、169个原生境保护点以及种质资源信息库等，形成了布局合理、分工明确、职能清晰的国家作物种质资源保护体系。
　　（二）作物育种科技与产业化取得新突破
　　完成了小麦A、D基因组及棉花、甘蓝、油菜、黄瓜、芝麻、谷子等作物基因组的深度测序，构建了序列框架图。初步解析了水稻、小麦、玉米、棉花、油菜、黄瓜等农作物产量、株型、品质、抗性、育性等重要性状形成的分子基础，精细定位和克隆了一批重要性状基因，开发出水稻、玉米、小麦、大豆等作物重要性状优异新基因和分子标记300余个。主要作物两系法杂种优势利用技术不断引领创新并得到有效应用，分子育种技术开始用于育种实践，转基因农作物新品种研发技术体系得到不断完善。突破性优良新品种不断涌现，以京科968、隆平206、济麦22、百农AK58等为代表的玉米和小麦品种年种植面积超过1000万亩（15亩=1公顷。下同），培育推广了Y两优1号、登海605等亩产潜力超过1000千克的水稻和玉米品种，涌现了丰垦139、德育919等一批适合机械化的新品种。迄今为止，我国育成主要农作物新品种达2万余个，实现了5～6次新品种大规模更新换代，良种供应能力显著提高，良种覆盖率达到96%，品种对提高单产的贡献率达43%，国内自主的种业品种主导地位进一步巩固。目前，我国水稻、小麦、大豆、油菜全部为自主选育品种，转基因抗虫棉品种国产化率达95%以上，玉米自主选育品种占85%以上。2015年，我国作物种业市场总规模已经超过1170亿元，成为继美国之后的第二大国际种业市场。
　　（三）作物高产栽培理论与技术创新取得新进展
　　创建了“精确选用优良品种—精确培育壮秧—精确定量栽插—精确定量施肥—精确定量灌溉”的水稻栽培技术体系；突破了小麦超高产共性技术和重穗型品种“窄行密植匀播”、多穗型品种实施“氮肥后移”等关键核心技术；提出了通过“扩库、限源、增效”，提高根系活力、延缓根系衰老，平衡硫、氮、磷营养，延长花后群体光合高值持续期，挖掘玉米高产潜力的栽培理论和“促、稳、促”超高产调控技术。创立了冠层动态分析的“三合模式”理论，揭示了作物耕层差异性及其对冠层的影响，建立了冠层耕层协同优化的定量分析方法和“深耕层—密冠层”“控株型—促根系”及“培地力—高肥效”的密植高产技术模式，有效解决了玉米密植倒伏、早衰的生产问题，被列为农业部和相关部门主推技术，在东北和黄淮海区连续5年实现了亩产超1000千克的高产典型。此外，机械化、轻简化作物栽培技术创新、农机农艺有效融合、农田保护性耕作与高产高效栽培等研究与示范也取得重要进展。
　　（四）形成了一支作物科技攻关团队与创新载体
　　通过科技体制改革以及科技计划实施，我国在主要农作物育种与推广应用方面拥有了750多个主要研发机构、1.8万人的科技队伍。在农作物育种基础科学和前沿技术领域建成了农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程，作物遗传改良、作物遗传与种质创新等10个国家重点实验室，农业部重点实验室103个，国家农作物改良中心及分中心142个，玉米、油菜等国家工程技术研究中心30个，水稻、小麦等国家工程实验室11个，以及农业科学观测实验站143个。
　　我国作物科技历经几十年的发展，具备了从基础研究、应用研究到成果推广的创新与应用能力，基本满足了农业生产的需求，但与发达国家还有较大差距。如我国种质资源和基因资源挖掘广度和深度不够，原创性种质缺乏，具有重要利用价值的基因较少；作物育种基础理论研究与育种实践和生产实际仍然脱节，现有品种难以满足农业生产转型发展的要求，基因组编辑、全基因组选择、分子设计等新型育种技术研发应用不足；现实作物产量与高产纪录差距悬殊问题有待创新突破，轻简化、标准化、机械化栽培耕作技术还不成熟，应对气候变化的丰产抗逆栽培理论与技术尚待深入研究。
　　二、科技发展趋势
　　（一）基因资源的竞争日趋激烈
　　基因技术是作物科技发展的核心技术，基因资源深层次挖掘是现代生物技术创新的源泉。我国拥有极其丰富的作物种质资源，但只有把种质资源优势转变为基因资源优势，才能应对未来重要功能基因研究白热化竞争的局面。我国特有作物品种资源重要功能基因及遗传标记的挖掘、验证仍将是作物种业科技创新的重点研究领域，开发新一代基因组测序技术、功能基因调控网络解析技术，规模化克隆具有重要育种价值的功能基因，是该领域的研究热点。
　　（二）杂种优势利用期待更大突破
　　目前，水稻、玉米、油菜、棉花等农作物的杂交种已广泛应用于生产，标志着杂交育种技术仍将是种业发展的重要基石。近年来，随着“强优势杂交种”概念的提出，新一轮以强优势杂交种为主体的杂种优势利用研究与开发已经成为全球作物育种界最热门的研究领域之一。通过生态、地理远缘品种间和杂种优势群间的种质资源多样性开发和利用，研究主要农作物杂种优势利用中的基础群体、亲本配制、杂交模式，完善强优势亲本优良基因的定向聚合方法与技术，重点创制一批拥有自主知识产权和突破性的强优势杂交作物新品种。
　　（三）分子育种实用化明显加快
　　随着基因组测序技术日益成熟和不断创新，在经历单分子标记辅助选择、多分子标记聚合选择阶段后，分子育种技术进入一个崭新的发展和应用阶段。全基因组选择技术将成为育种新技术的研究重点。以基因组编辑技术为代表的基因精准表达调控技术逐渐成为育种技术的创新热点，将实现对目标性状的定向改造。转基因技术势不可挡，第一代转基因技术以抗虫、抗除草剂为主，更有利于转基因作物的生产者和经营者；新一代转基因技术将更注重消费者的诉求和利益，培育安全性更高、营养保健功能强大、抗非生物逆境性能显著的转基因作物新品种。
　　（四）品种选育目标呈多元化
　　作物育种目标更加注重优质与高产相结合，增强抗病虫性和抗逆性，提高光温水肥资源利用效率，适宜机械化作业和轻简化栽培，保障农产品的数量和质量同步安全，是新一代绿色品种的必然选择。高产是新品种选育的永恒主题，继续挖掘杂种优势利用潜力是今后重要的发展方向；在高产的基础上，强化品质性状是新品种选育的重点；由于全球气候变化和生物进化等因素的影响，各种新型病虫害和逆境不断出现并有可能给农业生产和农产品质量产生巨大影响，病虫害和逆境抗性改良是确保新品种持续稳定增产的重要抓手。
　　（五）良种良法配套、农机农艺融合成为作物生产发展的总趋势，建立作物高效生产模式是保障作物持续增产的必然选择
　　面向主产区，以关键技术创新与熟化和集成示范为重点，开展主要粮棉油作物新品种高产潜力及其挖潜途径研究，通过技术创新和农机农艺深度融合，集成作物增产技术模式，逐步扩大示范，辐射带动更大区域的生产模式更新，形成区域主要农作物高产高效生产的综合技术体系。
　　三、战略需求
　　（一）发展作物科技，保障粮食安全
　　粮食安全关系到我国社会稳定和经济发展，优良新品种培育及产业化是事关国家粮食安全的根本。据预测，到2030年我国粮食产量必须达到6.5亿吨、作物单产必须每年增长1%～2%才能满足基本需求。然而，我国粮食安全在新的时期却面临新的严峻挑战。一是城市化和工业化使得耕地资源逐步减少。二是农业生态环境不断恶化将对粮食生产带来重大影响。水资源短缺使农田灌溉难以为继，全国常年缺水量约3000亿立方米，受旱面积达1.95亿～3亿亩；过度施用农药化肥、土地沙化、盐碱化、土壤侵蚀、气候变暖以及废气废水的污染扩散，均给粮食生产带来极大隐患。三是随着我国人民生活水平和购买力不断提高，维持粮食总量和质量平衡、地区平衡和种类平衡的难度不断加大。尤其是近年来粮食进口不断攀升，但由于我国人口和人均粮食消费均在持续增长，依靠进口无法解决我国粮食安全问题。因此，大力发展现代作物科技，加快培育和推广高产、优质、多抗、广适、资源高效利用作物新品种，是突破资源环境约束，确保国家粮食安全的重大战略举措。
　　（二）创新作物科技，支撑农业生产方式变革
　　随着我国城镇化和农业现代化的不断推进，农村人口大量迁移城市，农村劳动力急剧减少、成本急剧上升，实现农业生产的机械化和轻简化成为大势所趋。以往我国农业生产以单纯追求产量为主，拼资源、拼消耗，其实质是高成本、高消耗的发展模式。新时期的现代化农业必须依靠科技进步、依靠提高劳动者素质，把这种模式转变为数量、质量、效益并重的发展方式。创新现代作物科技，加快突破前沿育种关键技术，培育和推广适宜机械化和轻简化作业、特色专用的重大作物新品种，是促进我国农业生产方式变革的重要支撑。
　　（三）推广作物科技，建设种业强国
　　我国作物种业起步较晚，但发展迅速，已成为国际第二大种业市场。比较而言，我国种业企业数量较多，但创新能力较弱，产业链条松散。随着全球一体化进程的不断加快，种业国际竞争日趋激烈。目前，位居全球前10位的跨国种业集团全部进入我国，依靠核心技术优势快速渗入我国主要农作物种业市场。跨国公司种子虽然仅占我国蔬菜播种面积的20%左右，但是却拿走了种子市场利润的40%。同时，跨国种业公司凭借雄厚的资金和高端技术进入我国种子市场，呈现出投资重点向粮食作物拓展、投资环节向科研育种延伸、投资形式向并购发展、投资布局向主产区推进的发展势头。因此，加快发展以分子标记育种技术、分子设计技术、基因组编辑等为核心的现代生物育种技术，创制和推广作物重大新品种，引领生物技术产品更新换代，抢占种业竞争的制高点，提高企业科技创新能力，是应对国际挑战和建设现代种业强国的重要途径。
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