科技创新保障中国粮食安全

　　“中国农业发展已从过去主要依靠增加资源要素投入进入主要依靠科技进步的新时期。”在日前在北京召开的第七届国际作物科学大会上，农业部副部长、中国农业科学院院长李家洋院士这样说。

　　在这场有着国际作物科学领域的“奥林匹克”之称的国际作物科学大会上，来自70多个国家的2000多位作物科技工作者一起分享了作物科技研究的最新进展。国内外专家认为，中国农业的科技自主创新能力和整体实力持续提高，特别是作为粮食生产、加工及消费大国，中国历来高度重视作物科学研究，不断加大科研投入，在抗虫棉研发、杂交水稻培育等作物育种、栽培、生物技术领域都取得了突破性进展。

　　１科技有力助推中国农业发展

　　8月17日下午，参加国际作物科学大会的中外代表们来到位于中国农业科学院作物科学研究所的国家种质资源库和中国农业大学上庄实验站等专业实验基地，实地参观农业科技的新进展。

　　在国家种质资源库，笔者看到，这里由试验区、种子入库前处理操作区、贮藏区三部分组成。贮藏区建有两个长期贮藏冷库，可保存种质40余万份，多数作物种子可保存50年以上。

　　“在作物种质资源创新与育种效应分析方面，种质库的任务目标是什么？” 在参观时，河南农业大学的张学林副教授这样问。

　　种质资源中心主任卢新雄研究员介绍说，“我们的任务是研究建立基于分子染色体工程与全基因组选择相结合的高效种质创新与有效利用技术，揭示重要3到5个外源基因组区段、基因族、基因的遗传和育种效应。要创制适合不同生态区、目标性状突出、易于利用的新种质400到500份，其中100份得到育种利用。”

　　通过开展一系列的研究工作，国家种质资源库取得了众多独创的培育成果，大大提升了在国际上的地位和影响力。据卢新雄介绍，中国作物种质资源保存数量与质量得到同步提升：截至2015年底，收集保存各类种质资源470295份，而且多样性进一步丰富，保存总量居世界第二位，这是衡量一个国家在种质资源领域国际地位的重要标志。“我们创建了世界上唯一的多维作物种质资源保存体系。”卢新雄说，“我们所建立的长期库、复份库、中期库、种质圃、离体库、超低温库、DNA库、原生境保护点有机融合的保存体系，是目前唯一的多维种质资源保存体系。”

　　不仅如此，据农科院作科所工作人员卫斐介绍，该库在谷子种质创新以及单倍型分析、小麦远缘杂交等方面也取得了一些国际领先的成果。“首次创制出达到实用水平的非转基因抗除草剂谷子新种质，并明确其抗性遗传规律，建立了高效育种技术体系，选育出系列抗除草剂谷子新品种、杂交种，该成果获得了2012年国家科技进步二等奖。”卫斐说。

　　来自北京杂交小麦工程技术研究中心的作物遗传育种专家高世庆，在参观了位于北京市海淀区的中国农业大学上庄实验站后表示，“实验站规模非常大，实验环境非常好，种植了玉米、小麦、棉花、大豆、蔬菜、牧草、中草药及其它经济作物，”他说，“这里展开了作物育种、耕作栽培及温室保护地栽培技术研究工作，取得了良好的效果。”

　　在李家洋看来，中国农业科技自主创新能力和整体实力持续提高，科技创新有力助推了现代农业发展，主要农作物良种基本实现全覆盖，畜禽品种良种化、国产化比例逐年提升，良种在农业增产中的贡献率达到43%以上；新技术新成果的应用示范，使农田氮磷等的排放量降低60%以上，坡耕地水土流失量减少50%以上，耕地地力提高1个等级、综合生产能力提高20%以上。

　　“农业科技对现代农业发展的支撑能力大幅度提升，农业科技源头创新能力显著增强，产业关键技术不断突破，技术创新大幅度提升农业资源利用效率。”李家洋说。

　　２与各国广泛开展作物领域合作

　　“很多数据表明中国农业正在发生极大的变化。我是一名大学教授，通过研究，我了解到中国是世界作物生产领域的领导者。”来自韩国忠南大学的安圣南对笔者说。

　　为了迎接世界粮食安全带来的挑战，中国致力于与各国开展作物生产领域的合作。来自菲律宾IRRI（国际水稻研究所）的威廉·保罗·奎克说：“IRRI和中国正在开展合作，进行了许多交互实验。过去几年中，洪水、干旱等自然灾害给农民的生产生活带来困难，因此加大国际合作研究力度，研发与环境气候变化相适应的作物新品种是很重要的。”

　　据国际水稻所所长马修·莫雷尔博士介绍，中国农业科学院正在联合国际水稻研究所致力于利用水稻基因组学研究气候适应型水稻。农科院与国际水稻所的这项合作，将提升水稻新品质研究进程中所需的研究手段和体系；建立中国表型学网络，以更好了解水稻植株的基因性状如何决定其在农田的表现。

　　马修·莫雷尔说：“基于现有合作关系，国际水稻所与中国农科院正建立全国范围的合作，这及时有效地整合了先进技术和遗传多样性研究，以应对气候变化和满足对稻米的未来需求。这当中，农科院所展现出的领导能力，与我们互补的优势明显。”

　　中国农科院与国际水稻所的合作所具潜力深远，合作研究产生出的先进育种方法、新种质、前育种系和优异的育种材料将在东南亚国家联盟成员国内分享。

　　此外，国际水稻研究所正组织全球的农业科学家对水稻进行升级，力争让水稻从碳3作物变成碳4作物或者具有碳4作物高效高产的特性。用通俗的话来描述，就是国际水稻研究所正组织全球的农业科学家对水稻进行“整容”。

　　所谓给水稻“整容”，就是通过科学方法，使水稻的叶片结构和造型更利于吸收阳光，提高光合效率，同时通过生化代谢等途径，提高光合效率，进而达到高产的目的。

　　国际水稻研究所研究员叶国友进一步解释说，水稻、小麦等是碳3作物，特点是株型低矮，产量也低，光合效率偏低，而玉米、高粱等作物是碳4作物，株型高大，产量也高，光合效率较高。我们的目标是通过科学方法，实现水稻产量翻一番，提高水分利用效率10%—20%，提高水稻抗旱能力。

　　“这项研究已经进行了7年，取得明显进展，但攻克这一技术难关还需全球合作。”马修·莫雷尔介绍说。

　　近年来，中国在世界作物科学领域做出的贡献，得到了众多国际友人的认可。

　　来自墨西哥生物多样性基因组学实验室的阿尔瓦雷斯对本报表示，“中国在发展农业新技术方面做出了很大努力，是作物科学领域最发达的国家之一。同时，我还看到很多中国学生热衷于农业和作物研究，这是很有价值的，而且中国也正在帮助许多国家解决粮食问题。”

　　３创新为农业可持续发展提供支撑

　　“十三五”规划纲要指出，必须加快转变农业发展方式，着力构建现代农业产业体系、生产体系、经营体系，提高农业质量效益和竞争力，走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的农业现代化道路。并指出，要促进农业可持续发展。

　　对于农业的可持续发展，中外专家认为，科技水平是影响和制约农业可持续发展的重要因素，没有过硬的技术，就难以实现可持续发展。

　　据了解，新时期，中国农业科技发展仍然面临诸多挑战。保障粮食和农产品有效供给的难度越来越大，需要在农业生物育种、农作物持续高效生产、畜禽健康养殖、农业机械化与标准化、农业防灾减灾等技术上有新的突破；农业科技引领生产方式变革的准备不足，需要加快发展精准化农业信息技术，加强全程农业机械化及标准化技术研发；资源紧缺与消耗的挑战不断加大，需要加强农业资源高效利用、节水农业、中低产田改良、农田生态环境保护与修复等关键技术创新；农业新兴产业的快速发展，需要加快生物种业、生物药物、生物疫苗、生物肥料、生物饲料、新一代农业设施与信息设备等关键技术研发。

　　中国农业大学资源与环境学院张福锁教授指出，“农业正面临着通过增加产量、减少环境成本来确保全球粮食安全的巨大挑战，在中国，我们通过开展153个试点实验来应对这一挑战，覆盖了水稻、小麦、玉米等主要的农业生态领域。”

　　“更重要的是观念创新，我们科研人员希望国家可以从政策上引导农业的可持续发展，特别是在人才引进方面，要学习国外先进的理念和科研方法，与更多国外科研机构和院校建立联系。”农科院作物科学研究所的曹双河指出。

　　“就社会经济而言，作物生产科学会产生很大的影响。在发展中国家的一些很小的农场里，农民不能进行发明工作，我们需要解决社会经济和环境影响，研发作物增产技术来满足粮食需求，同时满足社会经济可持续发展的需求。”马修·莫雷尔认为，“集约化农业对于迎接未来挑战来说是很重要的一个部分，但是就环境问题来说也是一个落脚点，我们应该减少化肥的使用，减少杀虫剂的使用，占用更少的土地增加生产活动，所以这是水稻科学领域最主要的挑战。”

　　“随着可持续发展目标被提上未来十五年的全球发展日程，我们需要一个新的全球食物系统，确保与饥饿和气候变化相关的目标能够在2030年之前实现，”国际食物政策研究所所长樊胜根表示，“在形成这样一个食物系统的过程中，科学技术创新在帮助全世界实现可持续发展目标、保障粮食安全和持续供应方面，扮演了相当重要的角色。”