赵其国:我国须走生态高值农业之路

2010-9-06 08:36 来源: 科学时报
收藏到BLOG

  随着社会经济发展,我国农业生产对资源、生态和环境的影响越来越明显,涉农相关生态环境事件时有发生。传统的“石油农业”依靠大量能源、资源维持其高速运转,严重影响了世界农业的可持续发展。

  日前,中国科学院院士、中科院农业科技领域发展路线图研究组组长赵其国提出,发展“生态高值农业”是应对未来农业巨大挑战、实现农业持续发展的一项最重要的创新举措。

  并非简单的“生态+高值”

  “石油农业”为解决世界粮食危机起到了重要作用,但高投入高产出的“石油农业”已带来资源锐减与退化、环境污染、生态功能衰减、食品安全等一系列严重问题。

  我国人均耕地不足世界人均水平的45%,并且还在以每年33万公顷(约合500万亩)的速度减少。全国平均每年旱涝灾害造成1000万吨粮食损失;全国污灌面积已占总灌溉面积的7.3%;平均每公顷化肥施用量达400公斤以上;农药年使用量已达120万吨以上,其中约50%左右的农药将进入土壤与水体,污染农田面积已达900万公顷……

  在今年6月召开的中国科学院第十五次院士大会、中国工程院第十次院士大会上,国家主席胡锦涛在讲话中针对农业科技,首次提出要“构建我国生态高值农业产业体系”。

  赵其国说,未来我国农业发展面临巨大机遇和挑战。在机遇层面,农产品市场的扩张、农业比较效益的提高、农业生产结构的改善和农业科技的发展等,都将为中国未来农业发展提供难得机遇。

  但是,我国农业发展还面临五个方面的巨大挑战:日益严峻的耕地、水资源和生态安全;小规模经营和农业现代化发展之间的矛盾;农业劳动人口的大规模转移与就业;农业多功能需求的增长对中国粮食与农产品安全及水土等资源超载压力的威胁;全球气候变化对农业的冲击和影响等。

  基于此,“生态高值农业”的概念应运而生。赵其国说,“生态高值农业”是包括生态农业及环境与农产品高产、高质、高效及科技、市场、产业经济价值相结合的总概念,是现代农业可持续发展的方向。

  赵其国认为,“生态高值农业”必须是生态的,同时又是高值的,不过却不是简单的“生态+高值”。

  “这种生产方式需要体现生态与高值协调的社会属性。不同的社会生产力发展水平、社会制度、人类审美观与价值观等因素会产生不同的‘生态高值农业’模式。”赵其国说,农业的生态环境效益、经济效益和社会效益等,决定了“生态高值农业”的发展水平。  

  赵其国说,“生态高值农业”是充分应用现代及未来新能源、新材料、新装备以及新信息技术、新生物技术等武装起来的农业高新技术体系与生产模式,其宗旨是在确保生态环境友好的前提下,通过提高农业科技内涵和提高农业生产管理水平实现农业产业的高值化,从而大幅度提高农业生产能力、产业化水平、竞争力和比较效益。

  而且,“生态高值农业”以健康消费需求为导向,以提高农业市场竞争力和可持续发展能力为核心,兼有高投入、高产出、高效益与可持续发展的双重特性;是转变农业增长方式、提高农业综合生产能力的集中体现。

  不盲目效仿发达国家

  世界上有两种最基本的生态农业类型。一种是以欧美等发达国家为代表的生态农业,即所谓西方生态农业,另一种是以我国及印度为代表的替代农业类型。

  赵其国介绍说,以欧美等发达国家为代表的生态农业直接针对资源短缺和环境污染问题,着重考虑农业生态环境的保护及优良生态环境带来的伦理、道德上的可接受性,甚至宁愿采取一些限制经济发展的做法,把发展生态农业等替代农业作为保护农业生态环境和资源的基本措施和战略选择。

  而以我国和印度为代表的使用替代农业的国家,人多地少,经济基础差,发展能力弱,满足日益增长的农产品量与质的需求是当前农业的主要任务。

  替代农业类型的国家在实践中并不排斥化肥、农药等化学品的使用,利用现代科学技术与传统农业技术相结合,充分利用有限的土地等资源,运用系统工程学的方法,全面规划、合理组织农业生产,实现农业优质高效和持续发展,达到生态与经济两大系统的良性循环和经济、生态、社会三大效益的统一。

  赵其国分析认为,我国基本国情决定了现代生态农业不能简单引入西方发达国家的理论,而应在借鉴国外成功经验的基础上,依照生态原理和生态经济规律,把经济、社会和生态效益作为一个有机整体来统筹运作,既要体现我国农业发展的良好形象,又要将生态系统原理应用到农业中去,构成一种低投入、高产出的现代农业生产体系。

  “以西方发达国家为代表的国外生态农业与我国生态农业有明显差别,但其中却有很多共通之处。”赵其国说。

  首先,各国都面临全球性资源与环境问题的共同挑战和威胁;其次,都把农业生态环境的维护与建设作为系统的基本输出目标或目标之一,都非常重视利用生态系统自身的生物循环达到环境自净和良性生产的目的;再次,在发展趋势上虽然侧重面有所不同,但都不排斥高科技的应用,都重视绿色食品的生产,努力提高产品质量和生产的规范化。

  我国经济面临“三农”问题的困扰和加入世界贸易组织后的一系列挑战,现阶段的农业已进入结构转型的关键时期,具有发展的客观性和必然性。

  另一方面,我国生态农业总体上还是一种发展中的新事物,正处于不断完善的过程中,需要根据其发展不断进行调整和创新。

  赵其国说,在新形势下,“生态高值农业”的提出将丰富我国农业的转型战略,促进我国农业的可持续发展,是我国生态农业产业化客观性和必然性的体现。

  我国生态农业在清洁化生产和维护生态环境等方面具有明显的效果和作用,也逐渐得到世人认可。尽管我国地域类型众多,但从全国范围看,目前的“生态高值农业”应主要集中在富有区域特色的清洁食品生产与加工、绿色环保产业、生态观光旅游、废弃物循环利用、生态肥料、可降解膜、生物农药产业化等方面。

  五方面进行技术创新

  不过,实现“生态高值农业”必然会引发农业思想观念、产业结构、技术结构和经营管理体制等的一系列大变革。

  “生态高值农业”具有低碳循环经济、高产优质、高效安全、高科技、规模化市场经济型农业的特征。赵其国认为,只有更加充分地把工业化、城市化成果应用到现代农业建设中来,才能有效带动农业增长方式的转变、促进农业综合生产能力的全面提升,才能充分挖掘农业增效、农民增收的潜力,才能更加体现农业集约化经营与生态化生产的有机结合和经济社会生态综合效益的最大化。

  作为能够协调生态效益、社会效益和经济效益的一种农业生产方式,“生态高值农业”建设须构建农业的生态格局。赵其国说,其核心和关键是进行景观格局的规划、循环系统的设计和生物多样性关系的重建,把工业化农业所分割的、分散的、直线化的农业在系统和整体的意义上实现重组。

  根据我国“生态高值农业”技术支撑与需求现状,赵其国分析,目前应主要从以下几个方面进行技术创新。

  第一,无公害农产品种养殖技术。主要包括环境友好型肥料、生物性农药、病虫草害生物防治、可降解农膜、废弃物资源化利用、污染物处理技术等。

  第二,农产品加工技术。进一步提升营养水平和商品化水平的高附加值加工技术及相应加工设备的研制。

  第三,我国传统农业精华。充分挖掘和整合我国传统与常规农业中的经验及技术精华,整合合理轮作和间套复种、保护性耕作、病虫综合控制等技术,形成一整套生态化种养殖业技术。

  第四,标准化生产体系。重点就生态化物料投入、生态化种养殖业、无公害产品加工、产品营销等过程的技术规程、标准等进行规范化研究,为我国“生态高值农业”的规范化和国际化奠定坚实基础。

  第五,高新农业技术。目前主要表现为生物技术支持下的分子育种技术、全球卫星定位支持的精确农业技术、可降解塑料生产的农用薄膜、害虫的性引诱技术、新型纳米材料制作的控释肥生产、新型微生物制剂等。

  2050年进入“生态高值农业”时代

  根据预测,未来40年,除大米和小麦需求会出现先缓慢增长后下降的趋势外,其他农产品将出现不同幅度的增加。例如,奶制品需求将增长6倍以上,水产品需求将增长近3倍,畜产品、饲料粮、水果、食油和纤维总量需求将增长1.5~1.6倍,蔬菜和食糖需求将分别增长75%和1倍。

  除食品安全外,农业的比较效益不断下降,生态环境压力日益严重,全球不确定性因素对农业发展的影响日益明显,农业本身也面临减排温室气体的压力,发展“生态高值农业”已刻不容缓。

  赵其国说,要通过构建“生态高值农业”产业体系,不断满足国内日益增长的农产品总量需求以及质量、安全和多功能需求。

  到2020年,通过重点农业科技领域的重大创新和突破,使中国农业具备“生态高值农业”体系所需要的国家食物和纤维总量供给安全得到基本保障,国家食品质量安全得到基本保障,以及农业生产结构、生态和功能实现根本转变,农业资源可持续利用和安全得到一定提高的科技支撑条件。

  到2050年,具备实现农业资源可持续利用、国家食物总量和质量安全得到充分保障、农业进入传统功能与现代多功能并存的未来农业所需要的科技支撑条件,使我国农业在发展中国家率先进入生态高值可持续发展时代,全面实现农产品优质化、营养化、功能化,实现农业生产管理的信息化、数字化、精准化,建成农业高值转化的产业体系,形成生态系统持续良性循环、景观优美、功能多样、城乡一体的新型农业。

  “生态高值农业”建设的核心任务是实现农业生物质资源、水土资源和废弃物资源的生态高值化利用,实现农产品的生态高值化生产,实现产后生态高值化加工及其市场化。

  赵其国分析说,“生态高值农业”产业体系主要包括农产品安全、可持续农业、智能农业和高值农业建设等四个方面。

  在农产品安全方面,至2020年,形成分子育种技术体系,通过对多个基因的组合,实现对多个性状的分子改良,分子育种品种的数量增加一个数量级以上,获得80~100个具有特定高营养组分或对人体健康具有可靠功效的功能型动植物新品种,生产和加工等环节的污染得到完全控制,粮食自给率95%以上,其他农副产品基本自给。  

  至2050年,实现覆盖全基因组的基因时空表达、翻译、修饰和调控技术,通过分子模块的耦合对动植物个体实行全基因组优化组装,从而创制出智能品种,肉蛋奶等人均占有量增加一倍以上,全面实现农产品优质化、营养化、功能化,高营养及功能型农产品占比提高50%以上。

  在可持续农业方面,至2020年,建立不同区域结构合理、功能稳定的生态农业模式,实现化肥和农药适量使用,开始应用可降解农膜,稻麦等C3作物光能利用率提高到1.2%,土肥水综合利用率提高10%。

  至2050年,实现农业生态系统持续良性循环,多功能安全高效肥料占30%,生物农药用量占30%,稻麦等C3作物光能利用率提高到2%;土肥水综合利用率提高30%。

  在智能农业方面,至2020年,生产流通全程信息服务覆盖到县级,实现全国及全球遥感估产、各种灾情遥感监测,90%大型温室设施农业、50%的禽畜鱼大型人工养殖场、东北和新疆20%的种植业实现单项或多项作业精准化,黄淮海平原、长江中下游开始大面积精准作业试点。

  至2050年,生产流通全程信息服务覆盖到每个生产和流通单元,实现全国农业资源和产量动态监测和预报,智能温室、人工养殖业基本实现精准化管理,东北和新疆70%的种植业实现准精化作业,黄淮海平原、长江中下游40%的种植业实现精准化作业,其他地区20%的种植业实现精准化作业。

  在高值农业方面,至2020年,形成生物基为原料的高附加值产品的研发体系,初步建立集休闲、观光、教育、文化于一体的高值化服务型农业产业。

  至2050年,形成农业高值转化的产业体系,形成景观优美、功能多样、城乡一体的服务型农业产业体系。

  赵其国还强调,建设“生态高值农业”的上述产业体系,必须加强农业科学与其他科学、技术的交叉融合,实现农业科学技术的创新与突破。

  因此,“生态高值农业”的发展需要在植物种质资源与现代育种科技、动物种质资源与现代育种科技、资源节约型农业科技、农业生产与食品安全科技、农业现代化与智能化农业科技等五大领域的基础研究和应用技术开发上取得重要创新和突破,以便为“生态高值农业”和生物产业发展提供重要科技支撑。

  “解决世界经济发展所面临的人口、资源、环境这三大难题的根本出路在于实现经济的可持续发展。我国农业的现代化必然是现代化的‘生态高值农业’。”赵其国说,只有发展“生态高值农业”,才能充分挖掘农业增效、农民增收的潜力,实现生态、社会与经济的可持续发展,实现人与自然和谐共处,最终达到经济、社会、生态综合效益的最大化。