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  加快推进新的农业科技革命 刘维佳  
 

党的十六届五中全会提出的发展现代农业和建设社会主义新农村的目标,已经成为各级党委政府的实际行动和广泛的社会共识。那么,实现这一目标,从何着手、从何突破呢?笔者认为,以更加积极的姿态、更加有力的政策,在三大领域加快推进新的农业科技革命,是发展现代农业和建设社会主义新农村的战略重点。

一、大力发展生物技术,

积极而慎重地推进“基因革命”

农业从它诞生的那一天起,基本的功能就是对生物的开发和利用。生物技术是20世纪最伟大的科学成就之一,是现代农学、现代医学和一切生命科学的技术源头。有大量迹象表明,21世纪是生物技术的世纪。生物技术作为新的农业科技革命推进器,正在悄然改变我们的生活。功能基因组学不断取得的新进展,为农业生物基因技术的广泛应用开辟了道路,动物基因组研究的成果为动物分子育种打通了路径。激动人心的“基因革命”,在把生物技术推向新巅峰的同时,也为现代农业发展搭建了全新的科技平台。

生物技术取得的一些重大突破,首先引发了农业育种的革命。一粒“种子”可以改变一个世界,这是对育种革命的高度评价。基因技术通过生物反应器,可以对植物、动物、微生物所有物种间进行基因转移和重组,形成无数粒新的“种子”。这些优良的包括转基因的“种子”,极大地扩展了生物种质资源和杂种优势,创造更加适合人类需要的新物种,给现代农业和新农村增添了生机与活力。生物技术的“基因革命”,在农业的诸多领域展开。比如,在抗性育种方面,转基因抗虫棉、转基因抗除草剂大豆、转基因抗螟虫玉米等已经在多个国家种植,大有取代非转基因品种的态势;在品质育种方面,转基因技术使传统意义上的良种概念也发生了本质性的变化,培育了赖氨酸含量比普通玉米高近50%的饲料玉米、没有豆腥味的大豆、能降低胆固醇的植物黄油等专用功能食品。有专家提供的数据表明,全球20%左右的大豆、玉米、棉花作物都采用了转基因技术,美国的转基因大豆、棉花达到60%。不仅如此,动物乳腺生物反应器技术将目标基因在动物乳腺特异表达,生产价值昂贵的医用和农用多肽蛋白,正在成为生物技术和市场竞争的热点。用番茄和马铃薯生产乙肝疫苗,用烤烟生产感冒药,用玉米生产治疗糖尿病的药物等,使转基因生物技术从农业向医药乃至更广泛的领域扩散。在转基因问题上,我们似乎可以看出这样的态势:那就是,各种转基因生物及其制品就在我们生活之中,需要各国科学而明智的面对,其研发和推广必须采取更加灵活务实的态度,关键是要把进出口贸易的技术壁垒与国内外研究推广的务实性区别开来,否则就可能贻误时机,陷于被动。

说到“基因革命”,有必要深化对我国在2001年完成水稻基因组测序意义的认识。全球有50%多的人口以大米为主食,我国以大米为主食的人口更多。水稻基因总数估计在45000至56000之间,大概是人类基因总数的两倍。水稻是第一种被测出基因序列的农作物,水稻遗传密码的破译有助于加速改进作物的营养、产量和可持续农业的发展。2002年我国科研人员在美国《科学》杂志上公布了有关水稻基因组序列的论文,得到了国际科技界的高度评价。其实,此前美国和瑞士的公司曾先后宣布完成了水稻基因组序列测定,但没有公布数据或对数据的使用加以限制。中国完成这一成果并公布后,在水稻基因研究领域打破了“奇货可居”的局面,用《科学》杂志的话说,这是对科学和人类的里程碑式贡献,因为它不仅有助于提高中国粮食自给的能力,而且有助于解决全球粮食安全问题。由此可见,尽管我国与一些西方发达国家相比,生物技术特别是基因工程的总体水平还有较大差距,但是在某些领域我们的差距正在缩小,有迎头赶上的可能性。因此,不能妄自菲薄。

进入21世纪以来,“基因革命”的领域每天都在拓展。我国已研究成功的转基因烟草和转基因蓝藻,可分别用于吸附并排除土壤、水域中重金属镉、汞、铅、镍污染,尤其是水稻、人参、中草药、茶叶等多种出口产品的污染和城市工业污水、矿业污水、电镀污水等,使其达到国际出口标准。此外,这些转基因作物还可美化城市街道,防止环境再度污染,使农业科技革命具有了全局意义。我国拥有丰富的基因资源,发展生物技术特别农业基因工程的条件优越。应当在基因测序、功能基因的识别等高端技术层面,鼓励原始创新,争夺“基因革命”的主动权。农业生物技术领域的知识产权竞争激烈,谁占有稀缺的基因资源,谁首先掌握转基因技术,谁就控制了农产品市场的制高点。“基因革命”还是一把锋利的双刃剑。基因资源是人类可以争夺的最后一种资源,在推进“基因革命”的过程中,一定要保护好我国的种质资源,绝不能使我国成为国外公司“转基因生物的试验场”。这也是需要我们清醒面对的一个敏感问题。

二、大力促进农业信息化,

全力以赴推进“信息革命”

信息是社会生产力中最活跃的要素,信息资源对物质和能源具有一定替代作用。总体上说,我国还处于工业化、城市化的加速时期,但发展的前端已经迈上信息化的门坎。农业信息化作为一种新的生产力,正在牵引着农业科技飞速跨越,并将彻底改造农业这一最古老的产业。农业信息化是一个全方位的概念,是指把现代信息技术应用于农业生产、交换、分配、消费的全过程,主要包括农业生产手段的信息化、农业科技创新的信息化、农业管理经营的信息化、农产品市场的信息化几个大的方面。近年来,无论是发达国家,还是发展中国家,农业“信息革命”的势头越来越猛,已经开始全面拉动农业整个产业的革命。

在农业“信息革命”的进程中,有几大信息技术的研发和应用值得重视。一是农业数据库与网络。这是农业信息化的心脏、血脉和筋骨,不但支撑着农业信息化,而且还支撑着新的农业科技革命。它将各种农业信息加工成为数据库,建立多元化、全球化、多媒体化的农业数据库系统。与农业数据库系统相配套的网络技术,可以及时、准确、全面搜集相关信息,通过信息网络传输到世界上的任何地方。二是以3S技术为核心的8大系统。即全球定位系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、网络化系统。这些系统之间的技术各有侧重,互相渗透,没有绝对的界限。在这8大系统的综合作用下,一些发达国家造就了精准农业的“神话”,被誉为信息时代作物生产管理技术革命的重要成果。6年前,美国使用精准农业技术的耕地面积就达到了90%,技术精确到10平方米为单位的小块土地上。三是虚拟农业。它把农业科学与计算机技术紧密地结合起来,定量而系统地描述作物生长发育及其和农业环境相互作用的关系,是农业多学科基础性研究的结晶。主要是在计算机上利用虚拟现实技术、仿真技术、多媒体技术,建立数字模型定量且系统地描述农作物和动物生长发育、器官建成和产量形成等生理生态过程,并对与环境之间相互作用的数量关系作出分析。设计出虚拟农作物、畜禽,从遗传学角度进行定向培育,改变传统的育种方式和科研方式,实现生产对象与过程的虚拟化和模型化。因此被称为“把农业带入信息时代的主要工具”。

我国的农业信息化建设,具有起步晚但发展快的特点。1979年开始引进国外遥感技术并应用于农业,1981年建立了第一个计算机农业应用研究机构,进行以科学计算、数学规划模型和统计方法应用为主的农业科研和应用研究。这之后,我国开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感系统、农业专家系统、决策支持系统、地理信息系统等研发,不少重要成果得到应用,有些达到国际先进水平。农业部在1994年就建立了中国农业信息网,中国农业科学院1997年建立了中国农业科技信息网。进入21世纪,农业信息化步伐加快,研究应用的水平明显提升。比如,研发成功的多媒体小麦管理系统、饲料配方系统等得到广泛应用,北方草地草畜平衡动态监测系统将过去用常规方法上百人10年完成的工作在7天内完成。与此同时,农业信息服务逐步完善,网络延伸、资源开发、信息发布工作不断完善,农业信息服务的实效性增强。目前,全国农业信息网站如雨后春笋达到上万家,为农业信息化提供了载体和平台。3S技术应用于粮食种植面积、土壤墒情、水旱灾害、农作物产量等监测预测,为农业决策提供了科学依据。

农业信息化的革命性在于,它的渗透力、融合力、支撑力极强,不局限哪个行业和领域,信息技术可以全面装备和整体改造传统农业,完全有能力改变几千年来传统农业的生产经营方式。因此,我们要牢牢抓住农业“信息革命”的历史机遇,加快农业信息基础设施建设,重点实施“金农工程”,抓住网络延伸、资源开发、信息发布、“三电合一”(电话、电视、电脑)和进村入户等关键环节,加大投入,开发应用,健全机制,不断缩短与发达国家的差距,走出一条中国特色农业信息化道路,使农业产业由粗放到精细,由闭塞到开放,由弱质到强势。

三、大力扶持生物质产业,

不失时机地推进“能源革命”

近年来,伴随着石油价格暴涨和一次性化石燃料资源渐趋枯竭,迫使人们不得不面对能源危机,开发新能源的任务越来越紧迫。据有关国际组织估计,按现在的生产量,世界石油供应量只能维持50年,天然气也仅仅能够使用50年。某种程度上,能源问题已经成为当今世界的头号问题,战争与和平,资源与环境,发展与停滞,都在能源问题上聚焦。在这样的大背景下,生物质产业迅速浮出水面,在世界范围内引发了一场开发生物质能源的“能源革命”。

生物质这个概念比较抽象,它用来表示直接或间接来源于植物光合作用的各种有机体,是通过大气、水、大地、阳光产生的可再生、可循环性资源。由于地球上不断生长的动植物量远远高于人类对能源的需求量,所以生物质能源的发展空间是广阔的。生物质能源不但具有多功能性,而且还具有可持续性。自然界每年可产生2000亿吨的光和有机物质,转化为能源相当于全世界能源消耗的10倍,而现在利用的还不到7%。生物质产业就是利用农作物的果实秸秆、林木和其它植物及其残体、畜禽粪便、有机废弃物,以及利用边际性土地和水种植能源植物,通过工业加工转化,进行生物基产品、生物原料和生物能源生产的新兴产业。早在上个世纪70年代,美国和巴西为应对全球能源危机以玉米为原料加工燃料乙醇,开始了生物质能源的探索。这之后,生物质产业厚积薄发。2002年美国提出《生物质技术路线图》,计划到2020年生物质能源和生物质基产品较2000年增加20倍,达到全国能源消耗总量的25%,2050年达到50%。与美国情况大体相同,欧盟委员会提出到2020年运输燃料的20%将用生物燃料。经过多年的积累和准备,生物质产业大有加速的趋势。这里有一个大胆的设想:不久的将来,石油能源日落西山,“绿金”取代“黑金”,生物质能源接替石油承担起能源重任。

我国是能源短缺的国家,石油储量仅为世界的2%,消费量则位居世界第二,石油进口依存度接近50%。有研究报告预测,我国的石油和天然气资源在30年之内枯竭。甚至还有专家认为,我国的石油和天然气能源只能维持17年。显而易见,摆脱能源危机,发展生物质产业是必然的现实选择。世界自然基金会的一份《中国生物质能利用技术评价》报告报告显示,我国有丰富的生物质资源,但利用率很低,主要是农户用作生活燃料。每年产生的7亿吨农作物秸秆和谷壳,其中有2亿吨白白在露地焚烧掉;每年产生的30亿吨畜禽粪便,其中有25亿吨未加利用。资源的浪费和环境的污染已经成为我国农业发展的难点。而发展生物质产业,对于这两方面的问题都能解决得很好。据有关部门估计,全国各种荒地、盐碱地、沼泽地等边际性土地,总量加起来与可耕地面积大体相当,用来发展生物质能源潜力巨大。我国是能源短缺的国家之一,油气能源尤为短缺,无法满足经济社会发展的需要。在石油进口的问题,主动权不在我们手上,往往是受制于人。生物质能源为我们解决能源问题提供了新的路径。有专家测算,如果有效利用现有生物质资源的一半加工成为生物质能源,就等于建成一座年产5000万吨的大油田。这样可再生的绿色能源,是取之不尽用之不枯竭的。

为促进生物质产业的发展,我国已把生物质能源的研发和产业化计划纳入国家中长期发展规划,《可再生能源法》已于2006年1 月1日施行。以这两大举措为标志,我国的生物质产业正式拉开了序幕。目前,国内生物质产业的发展已经有了良好的开端,吉林、河北、安徽等地取得了成功的经验。不但可以用玉米生产乙醇汽油,而且还可以用农作物秸秆、南方的木薯、北方的甜高粱生产乙醇。海南、四川、福建等地已先后建立起年产万吨级规模的装置。还有一些地方大力发展木本油料植物,利用荒山、沙地种植麻风树、黄连木、油茶等生物柴油树种,栽种一次,收获多年。微生物油脂研究开发,也取得了重要突破。一些微生物比如酵母、霉菌、藻类等,在一定条件下能将碳水化合物转化为油脂贮存在菌体内,油脂发酵周期短,不受场地、季节、气候变化的影响,基本不与粮食争地,易于工业化生产。所有这些,都使生物质能源开发的空间十分广阔。

总而言之,新的农业科技革命就发生在我们身边。“基因革命”蓬勃兴起,“信息革命”全面启动,“能源革命”迫在眉睫,谁能抢占先机,谁就能占领现代农业的制高点,进而成为农业科技革命的领跑者。


 
   
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