编者按 10月16日是世界粮食日，我们邀请到农业科技专家谈谈科学技术在农业发展中的重要作用。

进入21世纪，受人口快速增长、自然灾害频繁、资源环境退化及高度工业化、城市化等因素影响，全球粮食产量的增长幅度显著低于粮食消费需求的增长速度，粮食贸易价格持续高位运行，使粮食安全再次成为国际社会高度关注的焦点问题。

我国人口众多，人均耕地面积远低于世界平均水平。如何在城镇化、工业化的发展中，让有限的耕地带来最大收获？水资源短缺、气候变化、极端天气等因素仍然是制约我国农业发展的短板。如何摆脱“靠天吃饭”的无奈？毫无疑问，科技是最有力的武器。

中国作为拥有13亿人口的农业大国和发展中国家，粮食安全始终是经济发展、社会稳定和国家自立的基础。改革开放以来，我国粮食生产总量从3亿吨先后跨越了 4亿吨和5亿吨两个台阶，不仅用占世界9%的耕地养活了占世界22%的人口，而且食物供给日益丰富，为保障国家粮食安全及世界粮食安全作出了巨大贡献。按照《国家粮食安全中长期规划纲要》，到2020年粮食消费需求将达到5725亿公斤，按照保持国内粮食自给率95%测算，国内粮食生产能力应达到约 5450亿公斤，要增产近1000亿斤粮食，粮食单产要在现有基础上再提高10%左右。综观国内外农业发展历史进程和经验，日新月异和不断创新的农业科学技术，始终是粮食安全的希望和支撑。

粮食安全面临诸多考验

在新的历史阶段，我国粮食安全的内涵及任务在不断拓展，不仅要保障粮食数量增长，而且必须向优质、安全、营养方向发展；不仅要提高粮食生产能力，而且要有效缓解资源紧缺和生态环境恶化趋势；不仅要提高粮食生产水平，而且要保障农民收入持续提高。在这种背景下，保障粮食安全的难度也在不断加大，耕地减少、水资源短缺始终是我国农业发展无法回避的硬约束，而资源浪费及利用效率不高与资源紧缺并存使矛盾不断加剧，未来城市化、工业化进程仍将持续，保证18亿亩耕地面积及16亿亩粮食播种面积的“安全底线”面临重大考验。

其次，传统粮食增产方式是以高投入、高产出为支撑的，不仅导致农作物生产成本高及效益低，而且造成生态系统污染，直接影响到环境质量和农产品质量安全，构建高产、低耗粮食增产新模式任重道远。

第三，气候变化导致农业自然灾害呈进一步加重的趋势，使粮食生产的波动性和不稳定性增加，近20年我国粮食受灾面积均占到粮食播种面积的30%以上，每年因灾损失的粮食在1000亿斤左右。

面对如此严峻挑战和艰巨任务，必须依靠农业科技创新和技术进步，来支撑我国粮食生产从低效益、高资源依存型向多高效益、高科技依存型转变，以不断满足国内日益增长的粮食需求，确保实现国家粮食长久安全。
生物技术构筑安全体系

随着生命科学、物质科学等基础科学和生物技术、信息技术、材料技术等高技术不断向农业领域渗透和融合，世界农业科技不断注入新的发展动力。基因组学、蛋白质组学和生物信息学等生命科学前沿的快速发展，使农业生物基因资源与遗传改良研究日趋深入，正在形成以种质资源为基础、以基因为核心、以品种为载体的新型粮食安全研究开发体系。

以分子育种和杂种优势利用两大核心技术为支撑的作物现代高效育种技术体系初步成型，分子设计育种技术不仅可以实现优良农作物新品种的定向培育，大幅度提高育种效率，而且可以调控作物品质、产量与抗性等性状的协调改良，为突破产量、品质和抗逆性的协调改良技术瓶颈，提供了有效途径；利用杂种优势技术，聚合优质、高产、抗病虫、水肥高效利用等性状新基因，培育超高产、品质优、能抵抗多种自然灾害和病虫害的水稻、玉米、小麦等“超级作物”新品种也不断取得新进展。

科学家们对于生物技术将会最终驱动作物产量水平不断提升充满了信心，被誉为“绿色革命之父”的诺贝尔和平奖获得者布劳格(Borlaug)乐观地认为，科学突破特别是基因工程能够使作物产量水平已经很高的地区在未来35年增产50%。

同时，新型节水农业技术、生物肥料创制技术、农业生物药物技术与植物生长调节剂、生物灾害控制技术等为有效缓解资源环境问题，为保障农业生态安全和产品质量安全等提供技术支撑；农业信息技术、工厂化农业生产及现代农业装备技术等正向智能、高效、多功能和大型化方向发展，在实现作业过程精确操作和节本增效的同时，能大幅度提高农作物生产力水平。

科技贡献率要再提高

从我国粮食生产现状和发展趋势看，粮食作物良种优势和高产栽培技术的增产潜力还没有充分发挥，科技进步在粮食增产中的贡献份额只有50%，远远低于发达国家60-80%的水平，依靠科技进步提高粮食生产能力的潜力还很大。

首先，需要快速提升我国生物种业的实力和国际竞争力，着力解决育种技术效率低、品种遗传基础狭窄、优质专用化程度低、稳定性较差等问题，以提高产量、改善品质、增强抗性为重点，攻克分子育种与常规育种结合的技术瓶颈，在突破作物品种产量潜力、专用目标性状改良、抗旱和水肥高效利用、创新抗病虫等综合性状改良上取得重大进展，培育综合多抗、抗性持久稳定、产量潜力大的育种材料和农作物新品种，在未来10年里粮食作物至少完成一次品种更新换代。

其次，需要强化粮食作物高产高效栽培与农作制度创新，良种良法配套，有效缩减“产量差”，目前我国主要粮食作物的大面积平均产量只有新品种区试产量的 60-70%、区域高产水平的40-50%，通过技术优化集成和推广应用，缩小实际产量与潜在产量之间的“产量差”是提升粮食总产更有效途径；从耕作制度改革看，不仅在调整优化种植模式和提高复种指数方面有潜力，而且在提高调整粮食作物区域布局和品种结构方面提高耕地周年单产有很大潜力。

第三，需要提高应对气候变化和农业灾害的能力与技术水平，按照“生物抗灾、结构避灾、技术减灾、制度救灾”思路，在不断提高作物品种抗逆能力基础上，构建防灾、抗灾、减灾型耕作制度模式与配套高产稳产技术体系；有效提高重大生物灾害的监测预警技术水平，建立基于现代高新技术支撑的作物有害生物综合防治技术体系。

第四，需要快速提高粮食作物生产的机械化、轻简化、标准化、精准化水平，实现粮食生产管理的全程机械化专业化和标准化生产，通过精准田间作业有效提高肥、水、药等投入资源的利用效率，实现化学投入品减量使用和控制环境污染，
协调集约高产与资源高效和可持续发展的矛盾。(陈阜 作者为中国农业大学农学与生物技术学院教授)