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| 科学时报问粮系列报道之三：我们能为粮食安全做哪些工作 |
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有研究认为，现在我国科技对粮食生产的贡献率大致为40%左右，尚存在较大的提升潜力。“十一五”期间，科技部大幅增加对农村科技的投入，将工业领域和农社领域的经费比例从原来的7∶3调整到5∶5，在国家重大科技专项、国家科技支撑计划、“863”计划和“973”计划等主体计划中向农业领域倾斜。
作为国家自然科学最高学术机构和全国自然科学与高新技术综合研究与发展中心，中国科学院在我国科技事业中扮演着重要角色，那么，中国科学院对我国粮食安全的贡献和作用体现在哪些方面呢？中国科学院副院长李家洋院士近日在接受《科学时报》记者专访时，特别对此作了总结和概括：“从世界背景来看，中国的粮食安全是个重大问题，要确保粮食供给，需要强有力的科技支撑。中国科学院拥有包括生命科学和资源环境在内的涉农研究所40多个，各有专长又相互关联。中国科学院以其学科的综合性和科技人员长期的工作积累，在解决‘三农’问题特别是粮食安全问题方面，已经并必将继续发挥举足轻重的作用。”
科学技术对农业的贡献
中国科学院为社会切身感受到的重大贡献之一就体现在农业科学技术方面。农业发展曾有著名的“八字宪法”：水、肥、土、种、密、保、工、管。李家洋认为，尽管伴随时代进步，用词发生了变化，但其内涵在今天依然十分重要。他着重列举了几个方面。
首先，农业方面最重要的问题还是良种，“这可以从袁隆平院士和李振声院士分别获得国家最高科技奖上充分体现出来，袁隆平院士的主要贡献是杂交水稻育种，而李振声院士的成就是培育了小偃系列的小麦品种和基于这一品种所培育出来的很多地方主干优良品种”。
在育种方面，中国科学院做了很多工作。育种是一项综合性工作，对于优良品种，它能够节水、节肥、抗旱、抗病虫害，甚至在有些地方还需要抗高低温等。“中国科学院主要是通过遗传学、分子生物学和生物技术等的研究成果与技术集成做到这一点。今后的发展方向主要是根据不同地域的条件与要求，把高产优质、节水节肥、抗旱抗病虫害等特点集成起来的作物品种设计。此外，农业生产率的提高还需要提高机械化作业水平，而大规模的机械化作业就需要特殊株型结构的农作物，这些都需要通过品种改造去实现。在这方面，中国科学院无疑具有强大的力量，有深厚的技术积累和高水平的专家队伍。”
其次，在农业耕地方面，不论是在耕地数量或耕地质量变动的监测与评价，还是在耕地保育与污染修复方面，中国科学院都可以给予技术上的指导与支持。“比如，在数量方面，因为我们有卫星遥感和航空遥感测量系统与技术，可以准确测量土地量的变化，既可以了解土地的瞬间动态变化，也可以掌握土地耕种的历年变化，比如种了什么作物、长势如何等问题都可以借助遥感技术得到答案。”就耕地质量而言，中国科学院多个研究所，特别是南京土壤研究所，在土壤科研方面有非常深厚的积淀，可以研究并了解不同地域的土壤状况，如结构、养分、水分、污染等情况，从而能够根据不同耕地的类型与所种植的农作物情况，提出相应的种植品种与耕作模式等宏观指导和技术标准。
第三，从水分来说，中国地域广阔，不同地方有不同的水问题，有的地方是地表水问题；有的则为地下水的安全可持续利用问题，比如华北地区存在全国最大的地下水漏斗，如何进行补偿挽救，使农业生产可以持续发展成为重要的课题。中国科学院在解决水土流失、水分有效利用和水土肥的合理高效耦合等问题上都在进行深入研究。
第四，生物技术目前在全世界都受到高度重视，正处于技术攻坚与大发展的早期阶段。随着生物技术的发展，科技对农业的贡献将更加突出，在作物新品种培育、生物农药和生物制剂研发等方面的作用会越来越大。大力发展与应用环境友好的生物技术是确保我国农业可持续发展、建设生态文明和保障食品安全的重要途径。比如，中国科学院动物所与河南省济源市有关企业合作研制的昆虫病毒生物农药，可以有效地通过病毒来控制虫害，因此一个100多人的小厂就可以生产满足3000万亩次抗虫害需求的生物农药。
今年4月初，中科院生命科学与生物技术局与当地政府签署了《合作建设生物科技产业示范基地框架协议》，必将极大地推动生物科技特别是与农业相关生物科技的产业化进程。
中国科学院已经拥有诸如寡糖农药、S诱抗素、宁南霉素、缓控施肥和昆虫信息素等一批原创性科研成果，对我国蔬菜、棉花、草原鼠害和森林虫害的防治发挥了重要作用，获得了重大的社会和经济效益。此外，中国科学院在农业生物资源的开发利用上也有很大的潜力，比如在超高生物量的植物筛选、生物柴油、乙醇发酵等方面，都具有比较好的工作积累。
未来方向：农业的工业化发展趋势
从长远发展来看，李家洋认为，今后中国农业发展的方向应该是高产优质、高效多抗、专用品种的规模化精准设施农业，其主要特点是农业的工业化发展趋势。目前，发达国家的农业基本上是沿着这一方向前进。比如在美国，一家人的农场就可以耕种几千亩乃至上万亩土地，在播种、除草、灌溉、施肥和病虫害防控等很多方面，都可以实现机械化生产和自动化管理。
面对未来农业生产中对自动控制方面的更高需求，李家洋认为，中国科学院在生物技术、信息技术、节水农业、后加工、特色农业设施的研发等方面，都可以作出自己的贡献。
“从长远看，中国农业迫切需要高新技术的支持和参与，这样才能实现水、土、肥等自然资源的高效利用，达到高产、优质、高效的目的。”有鉴于此，中国科学院部署了不同层次的农业科研项目，除了各个研究所在品种、水分、土壤、农药、化肥、肥料等方面部署的领域前沿项目外，生物局和资环局在创新三期中部署了数十个重要方向性项目，这5年来仅生物局在农业科研方面就有2亿多元人民币的投入。
特别值得一提的是，在2007年9月，中国科学院启动了一个经费达到1亿元的项目——“耕地保育与持续高效现代农业试点工程”。这是中国科学院在农业领域支持的重大战略项目，也是中国科学院在“十一五”期间的先导性项目。
该项目主要包括4个方面：一是利用航空和遥感技术对土地进行勘测，确定耕地的数量基数；二是对土地的产能和质量进行评估、研究，探索持续增产的途径；三是为粮食的持续增产形成综合的系统技术体系，努力达到年增产1%的目标；四是为农业的持续发展和国家的宏观决策提供科学依据，按照由点及面、逐步辐射的思路，为全国农业的持续增长提供示范和指导。
据李家洋分析，在中国人口高峰的2030年至2040年、人口达到14.5亿时，中国粮食产量在现在的基础上需要每年增加0.5%至1%才能满足需求。中国科学院为能确保这一粮食增长潜力的实现，需要探索并提供科学技术支撑，这就需要各类技术的综合集成，通过重大项目把土、水、肥、种子、农药、信息等各方面资源和科技成果都综合集中起来。“中国科学院清醒地意识到粮食问题的重要性，在知识创新工程三期的整体战略布局中，我们为此专门设立了一个现代农业创新基地。”
要特别重视中低产田
“我要特别呼吁对中低产田改造的重视和投入，这是我国农业生产中一直存在的重大问题。在我国现有耕地中，70%左右都是中低产田，只要能够使中低产田单位产量提高一个小台阶，就是解决国家粮食问题前进的一大步。”李家洋表示。
在历史上，中国科学院在黄淮海中低产田的改造并建设国家商品粮基地方面作出了历史性贡献，而“耕地保育与持续高效现代农业试点工程”这个战略性项目，作为中科院在农业方面的先导性重大项目，将会更进一步关注中国的中低产田改造问题。
“目前，中国粮食增产的主要潜力区域一个在东北，另一个就是淮北地区；淮北地区主要是中低产田。从长远看，中低产田改造也将涉及优良新品种的培育与选择，国家现有品种多数是追求高水肥条件下的高产，但这在中低产田的一般条件下很难实现；同时高水肥还很容易造成环境污染，这也是我为什么提出要对淮北地区中低产田改造更多关注的原因。我们要进一步加强中科院与相关省的合作，重点解决不同土壤类型的中低产田改造中的科学技术问题，做好示范与引领工作。”
中低产田改造在不同土地类型上有不同要求，黄淮海的中低产田改造使以前的盐碱地、荒洼地在十多年间变成高产优质的耕地，江西红黄壤也能变成高产优质的水稻田。中低产田改造的成就大小，除土壤本身的状况条件外，将主要取决于专家、当地政府和农民的合作与投入。
制定长远明晰的农业战略
李家洋表示，“三农”问题紧密相连，中国科学院对解决“三农”问题的贡献，不仅在农业技术层面，同时还包括在对我国农业经济方面的研究和对农业政策方面的有关建议。
在国家宏观政策方面，中国科学院有一批优秀的农业经济研究专家，他们依托中国科学院在农业科学技术研究方面的背景，可以从各个方面对“三农”问题作深入调查、分析和研究；除发表论文以外，他们的一项很重要的工作就是向高层领导提供咨询报告和建议，通常都会得到国家决策层的高度重视。
这些咨询报告和政策建议中，包含不同层次的问题，涵盖粮食生产、农村发展、土地流转机制、劳动力转移、转基因作物、农作物的效益比较、农业技术推广体系等各个方面，既涉及到大的政策问题，如体制机制问题，也关注到小的具体项目，如转基因作物的种植效益与影响分析。
针对农业比较利益低而出现的撂荒问题，李家洋认为这也是中国科学院能够有所作为的方面，比如撂荒地的面积、撂荒的时间、是否有进一步利用，都可以通过航空遥感进行准确的监测和跟踪。
李家洋强调，农业比较效益和农产品附加值相对较低，这都是全球性的问题。农业还是一个需要政府长期投入扶持的领域，农业的最基本功能是提供人们生活的最基本保障。不管是粮食、蔬果、经济作物，还是养殖业的畜禽渔产品，都是人们生活和生存的必要基础，只有在此基础之上，才能扩展到较高附加值的各种农业加工品，再进一步提升到以生物原料为基础的生物基工业产品，比如可降解塑料、生物质能源等。“国家在这方面要有一个长远明晰的战略，从农业的基础保障功能，一级级向上发展，这样，在一个长远明确的国家政策指导下，使与农业相关的各个层次的生产达到合理的平衡，保证各个方面都能得到良好的比较效益，从而保障我国的粮食安全。”
