編者按:進(jìn)入新世紀(jì)以來,我國糧食總產(chǎn)連創(chuàng)新高。但面對(duì)耕地不斷減少的態(tài)勢(shì),確保13億人口多樣化的食物需求,更凸現(xiàn)出以科技創(chuàng)新為引擎,加快農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的緊迫性。為此,我們約請(qǐng)小麥、水稻、玉米、大豆生產(chǎn)的首席科學(xué)家,為我國糧食的增產(chǎn)增效建言獻(xiàn)策。
加快發(fā)展優(yōu)質(zhì)小麥
國家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家 肖世和
我國是世界上最大的小麥生產(chǎn)國與消費(fèi)國,2008年總產(chǎn)量為1.13億噸,總消費(fèi)量為1.04億噸,消費(fèi)總量占全球的16.1%。從上世紀(jì)80年代到90年代初,中國是世界上的主要小麥進(jìn)口國,每年平均進(jìn)口小麥1100萬噸。90年代中后期,我國依靠農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新提高了糧食單產(chǎn),小麥生產(chǎn)總量超過消費(fèi)總量,進(jìn)口逐年降低。
為滿足市場(chǎng)不斷變化的需求,1997年以來,我國全力推廣小麥優(yōu)質(zhì)品種,種植面積連續(xù)大幅度增長。10多年來,在小麥總面積從3000萬公頃下降到2200萬公頃的情況下,我們不僅依靠提高單產(chǎn)滿足了國內(nèi)消費(fèi)總量需求,而且將優(yōu)質(zhì)小麥品種的種植面積從1998/1999年度的180萬公頃提升到2008/2009年度的近1500萬公頃,占到小麥種植總面積的67.9%。目前,我國已基本形成五大高品質(zhì)小麥集中種植區(qū)域,優(yōu)質(zhì)小麥供需總量基本平衡。
但要看到,隨著高品質(zhì)小麥總量的基本平衡,優(yōu)質(zhì)小麥供需結(jié)構(gòu)不盡合理的問題凸現(xiàn)出來。依據(jù)面筋強(qiáng)度,優(yōu)質(zhì)專用小麥一般分為三種:適合制作餅干和糕點(diǎn)的弱筋小麥;適合制作面條和饅頭的中筋小麥;以及適合制作面包的強(qiáng)筋小麥。在國內(nèi),目前已經(jīng)育成和推廣的優(yōu)質(zhì)小麥品種中,強(qiáng)筋小麥品種占多數(shù),而弱筋小麥品種寥寥無幾。這一品種結(jié)構(gòu)帶來的直接后果是,我國對(duì)優(yōu)質(zhì)弱筋小麥的國外依賴度居高不下,有時(shí)甚至全部需要進(jìn)口。
因此,不斷提高我國優(yōu)質(zhì)小麥的質(zhì)量與效益,必須從源頭抓起,要把好生產(chǎn)關(guān),加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)小麥的品種改良和栽培管理,努力在育種、栽培、收貯、粗加工、精加工各個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),以滿足人民多樣化的食物需求。
首先,要切實(shí)加強(qiáng)農(nóng)田基本建設(shè)。全面建立農(nóng)田質(zhì)量現(xiàn)狀與用養(yǎng)檔案,分區(qū)建立覆蓋所有農(nóng)田的基本建設(shè)規(guī)劃,分批實(shí)施農(nóng)田整治與質(zhì)量建設(shè),重點(diǎn)加強(qiáng)小水利及灌溉工程建設(shè),如溝渠整修、井網(wǎng)布局、電力及灌溉設(shè)備配置、平整土地等。
其次,要加快高產(chǎn)高效簡化栽培技術(shù)研究。全面普及測(cè)土配方施肥,分區(qū)分類推薦施肥標(biāo)準(zhǔn),不斷提高小麥播種質(zhì)量。特別是在小麥主產(chǎn)區(qū),要提倡“七分種、三分管”,形成規(guī)范化整地、播種技術(shù)模式,研制優(yōu)良播種機(jī)械,全面培訓(xùn)農(nóng)機(jī)手,做到高質(zhì)量耕種。
再次,要認(rèn)真培育和選擇主導(dǎo)品種。當(dāng)前,發(fā)展優(yōu)質(zhì)小麥面臨的突出問題是良種不良。種子品種混雜、純凈度低、大小不勻,大田種植后弱株較多、雜株叢生,不利于優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。因此,要加大優(yōu)質(zhì)新品種的培育力度,嚴(yán)把種子質(zhì)量關(guān),切實(shí)做到統(tǒng)一供種。
此外,還要圍繞適宜的小麥主導(dǎo)品種有重點(diǎn)地開展技術(shù)推廣工作,特別是要抓好基層農(nóng)機(jī)手和科技示范戶的技術(shù)培訓(xùn)與指導(dǎo),為發(fā)展優(yōu)質(zhì)小麥生產(chǎn)提供有力的科技與人才支撐。
不斷提高水稻增產(chǎn)技術(shù)的適用性
國家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家 程式華
我國是世界上最大的水稻生產(chǎn)國,不僅產(chǎn)量占世界總量的28.6%,更重要的是水稻生產(chǎn)技術(shù)居世界領(lǐng)先水平。特別是改革開放以來,在種植面積持續(xù)減少的情況下,我國水稻單產(chǎn)不斷提高,滿足了居民口糧60%以上的消費(fèi)需求,為保障國家糧食安全奠定了基礎(chǔ)。
歷史地看,我國水稻單產(chǎn)已實(shí)現(xiàn)了兩次飛躍。上世紀(jì)50年代中后期,我國科研人員利用矮稈資源,通過多種方法相繼育成一大批適合不同地區(qū)、不同熟期的半矮稈高產(chǎn)良種,單產(chǎn)潛力比原有高稈品種提高30%左右,使我國水稻單產(chǎn)躍上了畝產(chǎn)300公斤的平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了水稻單產(chǎn)的第一次飛躍。70年代,我國水稻科研人員以雜種優(yōu)勢(shì)理論為指導(dǎo),以發(fā)掘不育細(xì)胞質(zhì)源為突破口,以回交轉(zhuǎn)育質(zhì)核互作不育系為主要方法,使秈型雜交稻育種率先在我國獲得成功,并開始大面積推廣。至90年代初,雜交水稻面積達(dá)到全國水稻種植面積的50%以上。雜交水稻的應(yīng)用推動(dòng)我國水稻從畝產(chǎn)300公斤躍上了400公斤新臺(tái)階,實(shí)現(xiàn)了第二次飛躍。
目前,我國水稻正孕育著畝產(chǎn)躍上500公斤平臺(tái)的第三次突破。上世紀(jì)90年代中期以來,農(nóng)業(yè)部啟動(dòng)了以單產(chǎn)突破為切入點(diǎn)的“中國超級(jí)稻研究”重大項(xiàng)目。中國水稻研究所等單位組成了研究協(xié)作組,創(chuàng)造性地提出了“理想株型塑造與強(qiáng)優(yōu)勢(shì)利用相結(jié)合”的中國超級(jí)稻育種技術(shù)路線。經(jīng)過10多年的聯(lián)合攻關(guān),我國超級(jí)稻研究與示范推廣取得了重大突破,分別于2000年和2005年實(shí)現(xiàn)了大面積試驗(yàn),示范田達(dá)到畝產(chǎn)700公斤和800公斤的前兩個(gè)階段目標(biāo),目前正向畝產(chǎn)實(shí)現(xiàn)900公斤的第三階段發(fā)展。截至2008年,我國共育成兩優(yōu)培九、協(xié)優(yōu)9308、沈農(nóng)265等71個(gè)超級(jí)稻品種,與配套技術(shù)一起,推動(dòng)我國水稻單產(chǎn)在2007年和2008年連續(xù)兩年達(dá)到歷史高點(diǎn)。
伴隨著超級(jí)稻品種選育成功,各地將超級(jí)稻品種與水稻旱育稀植、強(qiáng)化栽培、測(cè)土配方施肥、重大病蟲害綜合防治等技術(shù)組裝配套,集成了五大稻區(qū)主要季節(jié)超級(jí)稻品種配套技術(shù),基本形成了適合不同生產(chǎn)條件下的超級(jí)稻栽培技術(shù)體系,制訂并發(fā)布了超級(jí)稻品種栽培“明白紙”,進(jìn)一步發(fā)揮了超級(jí)稻品種的增產(chǎn)潛力,實(shí)現(xiàn)了水稻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。對(duì)比調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,僅栽培集成技術(shù)大面積應(yīng)用一項(xiàng),就比對(duì)照區(qū)增產(chǎn)15%、增效10%以上。實(shí)踐表明,超級(jí)稻一般每畝可增產(chǎn)50公斤以上。1999—2008年,全國共示范推廣超級(jí)稻3.5億畝,累計(jì)增產(chǎn)210億公斤,農(nóng)民增收336億元。
從長遠(yuǎn)看,在我國大面積推廣超級(jí)稻,要緊緊抓住四個(gè)環(huán)節(jié)。一是品種優(yōu)先。要大力培育和推廣以超級(jí)稻品種為代表的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和多抗品種,重點(diǎn)是強(qiáng)化早晚超級(jí)稻、廣適型超級(jí)稻品種培育和推廣。在此基礎(chǔ)上,通過科學(xué)手段遴選一批適應(yīng)于五大稻區(qū)的主導(dǎo)品種,使每個(gè)實(shí)施縣確立主導(dǎo)品種3到5個(gè)。二是集成技術(shù)。要以品種為核心大力集成配套栽培技術(shù)。重點(diǎn)是研發(fā)推廣適合我國不同稻區(qū)、不同栽培方式、不同耕作制度的種植機(jī)械,建立農(nóng)戶歡迎的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝配套的技術(shù)體系,同時(shí)加強(qiáng)拋秧等輕簡栽培標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)研究,使其操作簡單、易學(xué)易用。三是強(qiáng)化推廣。要以國家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)、農(nóng)業(yè)科技入戶工程、超級(jí)稻選育與示范、新型農(nóng)民科技培訓(xùn)工程等項(xiàng)目為載體,創(chuàng)新基層農(nóng)技推廣機(jī)制,構(gòu)建科技與生產(chǎn)良性互動(dòng)、產(chǎn)學(xué)研緊密銜接的運(yùn)行機(jī)制,推進(jìn)品種技術(shù)的組裝配套和快速推廣應(yīng)用。四是創(chuàng)新制度。要研發(fā)推廣以稻田為中心的新型稻作制度,確保稻田生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展,在穩(wěn)定稻田面積的同時(shí)促進(jìn)稻農(nóng)增收。
保持我國玉米產(chǎn)業(yè)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)
國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家 張世煌
我國是世界上玉米主要生產(chǎn)國,2008年總產(chǎn)量為1.66億噸,居世界第2位。目前,國內(nèi)玉米供需基本平衡。但從長遠(yuǎn)看,世界市場(chǎng)對(duì)玉米加工產(chǎn)品的需求將持續(xù)增長,特別是化石能源供求失調(diào)將促使農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的超常規(guī)發(fā)展。據(jù)測(cè)算,到2020年,我國玉米的需求量將上升到2.14億噸。到那時(shí),若要保持我國玉米的基本自給,玉米的種植面積需保持在3000萬公頃、平均產(chǎn)量應(yīng)達(dá)到6830公斤/公頃。這就意味著,需要在2006年我國玉米單產(chǎn)最高水平5565公斤/公頃基礎(chǔ)上,再提高近1300公斤/公頃。我國耕地資源有限,增加玉米總產(chǎn)量只能主要依靠提高單產(chǎn),這是對(duì)我國玉米育種和其他技術(shù)創(chuàng)新提出的新挑戰(zhàn)。
與發(fā)達(dá)國家相比,我國玉米產(chǎn)業(yè)存在諸多差距。主要表現(xiàn)在:玉米生產(chǎn)主體是分散的農(nóng)戶,機(jī)械化程度低、效率不高;育種研究力量分散且低水平重復(fù)現(xiàn)象嚴(yán)重,優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗新品種選育不能滿足市場(chǎng)需求,在育種理論、方法、材料和技術(shù)研發(fā)方面投入不足;病蟲草害防治技術(shù)研究進(jìn)展緩慢,缺乏政府主導(dǎo)的全國病蟲草害調(diào)查,難以準(zhǔn)確掌握病蟲草害發(fā)生的實(shí)際狀況;重要病蟲害防治的應(yīng)用基礎(chǔ)研究滯后,技術(shù)儲(chǔ)備不足,導(dǎo)致生產(chǎn)防控被動(dòng);產(chǎn)后加工產(chǎn)品種類少、產(chǎn)業(yè)鏈條短、生產(chǎn)成本高、自動(dòng)化水平低。
要盡快縮短我國玉米產(chǎn)業(yè)與世界先進(jìn)水平的差距,當(dāng)務(wù)之急是要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向、以提高產(chǎn)業(yè)總體效益和農(nóng)民收入為目的、以提高質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本為核心、以優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)和提高轉(zhuǎn)化能力為重點(diǎn),通過科學(xué)規(guī)劃和合理布局,鞏固并加強(qiáng)東北春玉米區(qū)和黃淮海夏玉米區(qū)的優(yōu)勢(shì)地位,推廣專用品種,強(qiáng)化高產(chǎn)高效栽培技術(shù),引導(dǎo)畜牧業(yè)和飼料工業(yè)布局調(diào)整,促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)玉米區(qū)域化布局、規(guī)?;a(chǎn)、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營,加快形成具有國內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭力的玉米產(chǎn)業(yè)帶。
就玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展來說,關(guān)鍵環(huán)節(jié)是加快公益性研發(fā)和產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的國家玉米育種體系建設(shè)。要繼續(xù)推動(dòng)適合我國國情的農(nóng)業(yè)科研體制改革,鼓勵(lì)和加快公共研究機(jī)構(gòu)的育種力量、材料、技術(shù)向大型種子企業(yè)轉(zhuǎn)移,建立按研發(fā)環(huán)節(jié)分工的育種團(tuán)隊(duì),使企業(yè)成為育種創(chuàng)新的主體。要組織全國育種力量聯(lián)合攻關(guān),加大玉米種質(zhì)改良和創(chuàng)新力度,盡快培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗逆和低風(fēng)險(xiǎn)型新品種。要充分利用國家轉(zhuǎn)基因?qū)m?xiàng)、行業(yè)科技項(xiàng)目、“863”計(jì)劃等支持,重點(diǎn)開展玉米育種的理論和方法研究,加快育種平臺(tái)建設(shè),逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)?;?、程序化、信息化的設(shè)計(jì)育種程序,促進(jìn)大中型種子企業(yè)的發(fā)展。
配套技術(shù)推廣是提高玉米單產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前,要盡快推行深松改土技術(shù),配合秸稈等有機(jī)物料還田,提高土壤肥力,改善土壤環(huán)境,降低玉米生產(chǎn)成本;要加快推廣免耕直播技術(shù),提高播種質(zhì)量,并適當(dāng)推遲玉米收獲期,通過耕作改制達(dá)到增產(chǎn)目標(biāo);要加強(qiáng)以機(jī)械化為載體的玉米密植高產(chǎn)簡化栽培技術(shù)研究,積極推廣玉米收獲機(jī)械作業(yè),逐漸實(shí)現(xiàn)玉米生產(chǎn)的全程機(jī)械化作業(yè);要推廣密植增產(chǎn)技術(shù),重點(diǎn)推廣早熟耐密品種和密植增產(chǎn)技術(shù),根據(jù)品種特性和自然生態(tài)條件,爭取用10—15年時(shí)間,把全國玉米的平均種植密度增加1000株/畝;要加強(qiáng)玉米深加工關(guān)鍵技術(shù)研究,延長玉米淀粉及副產(chǎn)品精深加工鏈,推進(jìn)玉米產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
重振我國大豆產(chǎn)業(yè)
中國農(nóng)科院油料作物研究所研究員 周新安
國家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家 韓天富
1996年,我國由大豆出口國變?yōu)閮暨M(jìn)口國,此后進(jìn)口量一路攀升。造成這一局面的原因十分復(fù)雜,概括起來主要是種植規(guī)模與增產(chǎn)技術(shù)的瓶頸制約。我國大豆生產(chǎn)多為分散的農(nóng)戶,生產(chǎn)規(guī)模過小,難以獲得規(guī)模效益。大豆種植戶平均規(guī)模只有1—2畝,即使土地資源較為豐富的黑龍江省和內(nèi)蒙古東部地區(qū),專業(yè)農(nóng)戶的規(guī)模也只有150畝左右。相比之下,美國1978年農(nóng)戶的平均種植規(guī)模為1701畝,近年上升為近3000畝;巴西農(nóng)場(chǎng)的規(guī)模大都超過了15000畝。種植規(guī)模的擴(kuò)大,使得美國及南美大豆生產(chǎn)國的種植成本大大降低,規(guī)模效益明顯。研究表明,我國僅因大豆種植規(guī)模小、機(jī)械化和標(biāo)準(zhǔn)化程度低,就使生產(chǎn)總成本比美國高1/3。
在大豆生產(chǎn)技術(shù)方面,我國與先進(jìn)國家存在著較大差距,主要表現(xiàn)在:品種產(chǎn)量潛力較低,抗倒伏、抗病蟲和抗逆能力差,適應(yīng)范圍窄;耕作制度不合理,輪作倒茬不規(guī)范,土壤有機(jī)質(zhì)長期入不敷出,肥力持續(xù)下降;栽培管理粗放,病蟲草害嚴(yán)重;施肥制度不合理,重施氮肥、磷肥,而較少施用有機(jī)肥、鉀肥和微肥,造成養(yǎng)分失調(diào),生產(chǎn)成本不斷增加,種植效益低下;基礎(chǔ)研究薄弱,研究力量分散,技術(shù)儲(chǔ)備不足,高新技術(shù)尚未實(shí)用化;技術(shù)服務(wù)體系不健全,服務(wù)不到位。正是由于技術(shù)進(jìn)步緩慢,2002年以來我國大豆畝產(chǎn)始終在110公斤上下徘徊。
在耕地、水資源日趨緊張的情況下,要重振我國大豆產(chǎn)業(yè),關(guān)鍵是要在穩(wěn)定和適當(dāng)擴(kuò)大種植面積的基礎(chǔ)上,依靠科技進(jìn)步,主攻單產(chǎn)。
穩(wěn)定和擴(kuò)大大豆種植面積是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我國大豆年種植面積最高時(shí)達(dá)1.9億畝。此后,由于人口增加,為保障基本口糧供給,大豆種植面積被壓縮,最低時(shí)減至1億畝左右。這兩年,由于農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移和市場(chǎng)需求的變化,部分地區(qū)農(nóng)民種植大豆的積極性有所提高。當(dāng)前,穩(wěn)定和擴(kuò)大大豆種植面積的重點(diǎn)措施是:在東北地區(qū)推行大豆、玉米輪作制度,在黃淮地區(qū)積極擴(kuò)大大豆種植面積,在南方地區(qū)發(fā)展間、混、復(fù)、套等多種作物的多種種植制度。特別是黃淮地區(qū),種植大豆的生態(tài)條件適宜,具有較大的生產(chǎn)潛力,應(yīng)作為擴(kuò)大大豆種植面積的主攻區(qū)域。
依靠科技進(jìn)步是我國大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本出路。目前,我國大豆平均單產(chǎn)與世界先進(jìn)水平的差距懸殊。2007年,我國大豆平均畝產(chǎn)為96.9公斤,比世界大豆平均畝產(chǎn)低55.1公斤,與美國、巴西、阿根廷3個(gè)主產(chǎn)國相比差距更大。近年來,我國各地涌現(xiàn)出一批大面積高產(chǎn)典型。2004—2006年,國家大豆區(qū)域試驗(yàn)9個(gè)組的平均畝產(chǎn)達(dá)到178.6公斤,接近大豆主產(chǎn)國的單產(chǎn)水平,比全國大豆平均畝產(chǎn)高出34.3%,說明提高我國大豆單產(chǎn)的潛力很大。
目前,我國已具備大幅提高大豆單產(chǎn)的科技條件。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面,其一是優(yōu)良品種不斷涌現(xiàn),其二是栽培技術(shù)不斷改進(jìn)。從長遠(yuǎn)看,提高我國大豆單產(chǎn)水平,根本上仍要依靠農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新。農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新,一方面要精心選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、專用大豆新品種,一方面要加快完善新品種及其栽培技術(shù)的推廣體系建設(shè),兩者不可偏廢。近期,我國應(yīng)根據(jù)不同生態(tài)區(qū)的實(shí)際,重點(diǎn)抓好現(xiàn)有主導(dǎo)品種和綜合配套技術(shù)的推廣應(yīng)用。同時(shí),還要引進(jìn)、篩選和推廣適宜品種,建立適合北方春大豆區(qū)、黃淮海流域夏大豆區(qū)、南方多作大豆區(qū)等不同生態(tài)條件下的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、節(jié)本的大豆栽培技術(shù)體系。