作者:储成才 来源:中国科学报 发布时间:2012-5-26 5:44:13
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粮食丰产终须借力科技创新

 
“不断上涨的粮价,已经将世界逼迫到危险的边缘。”这是世界银行行长佐利克2011年年初向世界发布的消息。与此同时,世界各地纷纷传出禁止粮食出口及部分粮食价格上涨的消息。国际粮价在波动中不断攀升,粮食危机的频繁发生,给世界政治经济格局带来深远影响。高粮价和由此带来的高通胀是引发地区局势动荡的根本因素。总体而言,我们可以得出一个明确的结论:世界粮食已经出现了一个重大转折,即从生产过剩转入紧缺时代。
 
值得庆幸的是,我国粮食已基本能自给(约95%),并连续八年实现丰收,中国粮食对于稳定世界粮食价格起到重要作用。中国人口数量世界第一,粮食消费需求极大,如果大量进口粮食必然会对世界粮食市场带来巨大冲击,因此世界各国都在密切关注中国的粮食生产动向。但目前我国的农业基础仍很薄弱,影响我国粮食需求和生产的诸多不利因素将长期存在(人口:2030年我国人口达16.5亿,粮食缺口1.4亿吨;耕地:城镇化、道路建设等威胁占用耕地;污染:每年仅重金属污染而减产粮食达1000万吨;灾害:2010年灾害损失粮食168亿公斤,直接损失1509亿元)。因此,对于一个拥有13亿人口的大国来说,只有立足自给自足,保证粮食供需平衡,才能确保国家和社会的长治久安。
 
粮食总产主导因素不断变化
 
根据 1952~2008年56年我国粮食播种面积、粮食单产和粮食总产的综合分析研究发现,50多年来决定我国粮食总产的主导因素是不断变化的。
 
上世纪50年代,我国粮食单产很低,亩产在100公斤左右,总产随播种面积的增减而波动;
 
上世纪60至90年代中,我国粮食单产连续34年保持增长,从亩产100公斤增长到300公斤,其间粮播面积虽有减少,但总产呈现快速增长态势;
 
最近10年,粮食单产徘徊在300公斤左右,又出现了像上世纪50年代那样的情景,即粮食播种面积成了决定粮食总产的主导因素,总产随播种面积的增减而波动。
 
我国粮食总产自1998年达到最高值5.123 亿吨后,随后5年连续出现下滑,到2003年达到低谷,下滑到4.307亿吨。此后,政府采取了一系列支农措施,使粮食总产开始恢复性增长。到2008年,粮食总产恢复到5.285亿吨,仅为1998年的水平。最近10年的情况虽然与上世纪50年代相似,但性质却有很大的不同,即我国粮食生产出现了一个新的转折:从快速增长转入缓慢增长的新阶段。
 
主要挑战仍待攻克
 
耕地减少和人口增加。截至2011年2月,全国耕地总面积仅剩18.26亿亩,比1997年的19.49亿亩减少1.23亿亩,中国人均耕地面积由10多年前的1.58亩减少到1.38亩,仅为世界平均水平的40%,已逼近18亿亩粮食安全生产需求的底线。2030年,我国人口预计达到14.5亿,主要粮食作物产量需要不断提高。
 
资源短缺。中国人均水资源仅有2220立方米,约为世界平均水平的1/4,农业耗水约占水资源消耗的65%,2020年农业用水缺口估计将达1000 亿立方米;全国平均每年受旱面积达2180万公顷,严重成灾839万公顷,粮食减产100亿公斤以上。每年由于缺水造成国民经济损失达2000多亿元。此外,氮、磷化肥用量占全世界用量的30%,而我国磷矿资源只有27亿吨储量,仅够使用约70年。
 
自然灾害和国际竞争。1998~2004年,我国由于自然灾害每年粮食损失达500亿公斤,上世纪90年代病虫害的暴发面积超过2540万公顷,比80年代增加了41%。
 
2010年,我国进口玉米157万吨,为上年的19倍;进口小麦120万吨,也高于上一年,增幅为36%;稻米进口量也增至366171吨,较前一年增量接近2.9万吨,这一数据并未包括经由南部国境线的稻米走私的数量。2010年国产大豆只有1450万吨,进口超过5480 万吨。油菜籽产量1350万吨,进口超过320万吨,创新纪录,食用油对外依赖性愈演愈烈。
 
农药和化肥过度使用。我国年杀虫剂农药用量约为43万吨,我国年化肥用量约为4000万吨,氮磷用量约占世界用量的30%,但利用率仅为发达国家的60%。
 
科技创新为根本途径
 
上世纪60年代,由于水稻、小麦半矮秆品种的大面积应用和推广,使产量增加了20%~30%,被誉为“绿色革命”。上世纪七八十年代,利用杂种优势培育的杂交水稻新品种,在相同条件下,比一般水稻增产20%以上,实现了我国粮食生产的又一次飞跃。
 
抓好农业生产,确保粮食安全,必须加强政策支持,加大资金投入,这些措施将在短时间内发挥重大作用,然而从长远角度看,它们发挥作用的能力将会越来越小。解决粮食问题的根本途径还是要依靠科技的持续进步,科技创新将为提高粮食产量和品质带来无限广阔的发展空间。
 
正因为如此,实现粮食丰产工程一靠政策,二靠投入,三靠科技。今后粮食总产的增长主要靠单产的提高,单产的提高要靠综合农业技术。中国农科院的研究结果表明,优良品种和先进的栽培技术对粮食单产的贡献率分别占33.8%和34.1%。种子在我国农业成本构成中占比约为12%,略大于农药的7%,而远远低于化肥的44%。农药和化肥超过50%的高投入,不仅是我国农业生产面临的严峻的产业危机,也反映了我国相关科技研发的缺位,值得农业科技工作者深思。
 
目前,我国农业生产仍面临许多科技难题。如高产品种不优质,而优质品种不高产;杂交稻品质普遍较差,品质改良已成当务之急。在如何高效利用养分方面,小麦等主要农作物单季氮肥利用率仅为30%~35%,而发达国家达到45%,我国农田氮肥损失率高达50%以上,每年损失的氮素价值近300亿元;小麦等主要农作物单季磷肥利用率仅在10%~20%左右。目前我国化肥的平均施用量是发达国家化肥安全施用上限的2倍,但平均利用率仅为40%左右。这些化学合成物质不仅污染了耕地、水,还严重威胁到食品安全。我国工厂化养殖动物每年产生27亿吨动物粪便。但因养殖业与种植业分离等原因,这些本可成为很好的有机肥料的动物粪便未得到合理利用。在如何实现作物稳产方面,还要大力推广作物新品种。但我国小麦推广品种的抗性普遍不理想,常导致病害大面积流行。此外,近几年不断发生的旱涝灾害也对农业的可持续发展产生重要影响。
 
从以上列出的农业生产中的主要问题可以看出,粮食丰产工程,不仅需要政策的扶持,包括完善基础设施建设,向种粮农民提供政策扶持,提高粮食收购价格,更需要利用新的育种技术如分子辅助选育和转基因技术,加快品种改良步伐。此外,还迫切需要推进节水高效农业、精准农业,实现种植业和养殖业协调发展等新的技术体系的应用和推广。
 
(作者系中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员)
 
《中国科学报》 (2012-05-26 A3 观察)
 
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