“十八連豐”背后的科技底氣

　　光明日報記者 楊 舒

　　　　13657億斤！剛剛過去的2021年，中國糧食產(chǎn)量再創(chuàng)新高。

　　產(chǎn)量比上年增加267億斤，至此，我國糧食生產(chǎn)已連續(xù)7年保持總量在1.3萬億斤以上，喜獲十八連豐。

　　大國糧倉穩(wěn)，開局倉廩足。這一切，離不開好種子、好植保、好農(nóng)機、好耕地，更離不開其背后高水平農(nóng)業(yè)科技的自立自強。

　　農(nóng)業(yè)生物技術(shù)育種與作物基因組學研究邁入國際前列，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域科學家發(fā)表的國外期刊論文量躍居世界第一，農(nóng)業(yè)科技進步貢獻率突破60%……回首“十三五”，農(nóng)業(yè)高新技術(shù)加快發(fā)展，農(nóng)業(yè)科技成果加速產(chǎn)出，創(chuàng)新體系效能在改革中穩(wěn)步提升，我國農(nóng)業(yè)科技整體實力進入世界前列。

　　農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心主任楊雄年將這一切形容為“華麗轉(zhuǎn)身”—“農(nóng)業(yè)科技的支撐引領(lǐng)從‘一農(nóng)’向‘三農(nóng)’轉(zhuǎn)變，從‘數(shù)量型’向‘質(zhì)量型’轉(zhuǎn)變，從‘資源消耗型’向‘內(nèi)涵式’轉(zhuǎn)變?！?/p>

　　中國人的飯碗牢牢端在自己手上，科技是支撐，更是底氣。

　　把一株野生稻“馴化”為農(nóng)民手中的糧食，需要多久？答案是約7000到10000年。如何在短時間內(nèi)培養(yǎng)良種？

　　　　抓住種子這個“要害”

　　用占世界9％的耕地養(yǎng)活占世界近20％的人口，如何多產(chǎn)糧，出路在科技，種子是核心。

　　把一株野生稻“馴化”為農(nóng)民手中的糧食，需要多久？答案是可能約7000到10000年。

　　2021年3月，中國科學院種子創(chuàng)新研究院/中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所李家洋院士團隊，首次提出了異源四倍體野生稻快速從頭馴化的新策略，為大大縮短這一進程提供了可能。這項發(fā)表于國際期刊《細胞》上的成果，被視為水稻研究領(lǐng)域的一項重大突破性進展，有望給世界糧食生產(chǎn)帶來顛覆性革命。

　　一粒種子可改變世界，這只是一個縮影。

　　相關(guān)報告統(tǒng)計，“十三五”期間，我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域獲得國家科技“三大獎”159項，頒發(fā)神農(nóng)獎540項、豐收獎1631項。其中，水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性狀形成的分子機理及品種設(shè)計獲得2017年國家自然科學一等獎，水稻遺傳資源的創(chuàng)制保護和研究利用獲得2020年國家科技進步一等獎，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所小麥種質(zhì)資源與遺傳改良創(chuàng)新團隊、袁隆平雜交水稻創(chuàng)新團隊分別獲得2016年和2017年國家科技進步創(chuàng)新團隊一等獎，“這充分展示出我國水稻、小麥科技創(chuàng)新的強大實力和國際先進水平?！睏钚勰暾f。

　　不久前發(fā)布的《2021全球農(nóng)業(yè)研究熱點前沿分析解讀》顯示，中國在作物、畜牧獸醫(yī)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與加工、農(nóng)業(yè)信息和農(nóng)業(yè)工程學科領(lǐng)域中，領(lǐng)先優(yōu)勢始終明顯，熱點前沿總體表現(xiàn)力得分均排名第一。2021年9月，國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)布的《生物育種產(chǎn)業(yè)專利導航研究成果》也指出，全球生物育種產(chǎn)業(yè)近十年來專利數(shù)量快速增長，我國生物育種專利申請量排名第一。

　　每年冬天，地跨海南省三亞、陵水等地的國家南繁科研育種基地里都是一片繁忙。多年來，一代代來自全國各地的育種科學家紛紛在此時“南遷”投身農(nóng)業(yè)育種工作，全國近70%的農(nóng)作物新品種都曾在這里“成長”，如今，這里堪稱“南繁硅谷”，成為中國種業(yè)科技的硬核支撐。

　　中國糧用中國種。截至目前，我國主要農(nóng)作物良種基本實現(xiàn)全覆蓋，自主選育品種面積占95%以上，水稻、小麥兩大口糧作物品種自給率達100%?！斑@些年，我們糧食單產(chǎn)有較大幅度提升，50%以上歸功于品種改良。”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部總農(nóng)藝師、發(fā)展規(guī)劃司司長曾衍德這樣評價。

　　傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)是典型的勞動密集型產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)機械的使用極大地解放了生產(chǎn)力，如果再給農(nóng)機加上“智能”呢？

　　　　農(nóng)機插上“智慧”翅膀

　　2021年10月，在“十三五”科技創(chuàng)新成就展上，我國自主研制的首臺340馬力智能無級變速拖拉機前人頭攢動。這臺墨綠色的“鋼鐵巨人”光輪胎就有兩米高。它引入北斗導航系統(tǒng)，可實現(xiàn)無人駕駛作業(yè)，還能根據(jù)地勢的情況，進行智能無級變速，科幻感十足。此外，這臺大馬力拖拉機通過配置8條輪胎的驅(qū)動方式，增加了地面附著面積，增大牽引力，同時還減少了對土壤的破壞，可實現(xiàn)復雜土壤中的高效率作業(yè)。

　　以上種種核心關(guān)鍵技術(shù)的突破，打破了國外高端農(nóng)業(yè)裝備的長期技術(shù)壟斷，代表著中國農(nóng)機裝備水平的新高度。

　　事實上，過去幾年，大江南北田間地頭的“科技味兒”越來越濃，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由此插上了“智慧”的翅膀。

　　在新疆，推廣應(yīng)用的北斗導航自動駕駛技術(shù)實現(xiàn)了棉花生產(chǎn)的機械化信息化融合發(fā)展，示范推廣的國產(chǎn)高性能大馬力拖拉機配套犁、國產(chǎn)六行打包采棉機等高端裝備更提供了強有力的技術(shù)支撐；在河南，玉米種植大戶可將機收的玉米從田間地頭直接送到玉米烘干基地，經(jīng)過先進農(nóng)機的玉米棒烘干、脫粒、籽粒烘干“一條龍”作業(yè)，實現(xiàn)糧食即收即存儲；在江西，從打田到收割，水稻種植可全程機械化，在先進水稻收割機的幫助下，曾經(jīng)最苦最累的“雙搶”不再難熬。在5G技術(shù)+北斗高精定位技術(shù)支撐下，農(nóng)機的定位甚至可以精確至厘米級別，有效提升農(nóng)業(yè)資源利用率，節(jié)本增效。

　　統(tǒng)計顯示，“十三五”期間，我國農(nóng)作物耕種收綜合機械化率超過71%，全國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)從0.53提高到0.57，我國科學家在研究熱點“無人機農(nóng)業(yè)信息獲取技術(shù)及應(yīng)用”中同樣表現(xiàn)出色，全球排名第一。

　　不久前，在中國農(nóng)學會發(fā)布的《2021中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村重大新技術(shù)新產(chǎn)品新裝備》中，一款航空精準施藥霧滴沉積檢測系統(tǒng)奪人眼球。這款裝備通過智能無人機和傳感器的支持，能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)藥藥滴的精準噴灑監(jiān)測，可謂“滴滴可控，算無遺漏”，彰顯出農(nóng)用無人機的“中國智慧”。

　　據(jù)中國農(nóng)機流通協(xié)會市場監(jiān)測，農(nóng)業(yè)無人機年度銷量從2017年的不足千架發(fā)展到2020年的1.53萬架,四年時間增長了17倍。2020年，我國擁有植保無人駕駛航空器70779架，較上年大幅增長77.52%。

　　“我國精準農(nóng)業(yè)航空植保技術(shù)與農(nóng)業(yè)智能裝備引領(lǐng)了世界農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展方向，植保無人飛機的保有量、作業(yè)面積處于世界首位?！睏钚勰暾f。

　　綠色是農(nóng)業(yè)的底色，但化肥和農(nóng)藥的過多施用，不僅增加了生產(chǎn)成本，也產(chǎn)生了環(huán)境污染。高效、綠色與可持續(xù)農(nóng)業(yè)如何發(fā)展？

　　　　植保擦亮綠色底色

　　小麥赤霉病被稱為小麥的“癌癥”，是威脅糧食安全的重大國際性難題。我國每年小麥赤霉病受害面積6000多萬畝，直接經(jīng)濟損失達100億元。2021年，山東農(nóng)業(yè)大學孔令讓團隊首次從長穗偃麥草中克隆了主效抗小麥赤霉病基因Fhb7，揭示了其抗病分子機理和遺傳機理，為從育種角度解決日益嚴重的小麥抗赤霉難題提供了寶貴的種質(zhì)資源，也助力了綠色防控。這一重大植保突破入選2021中國農(nóng)業(yè)科學十大重大進展。

　　綠色是農(nóng)業(yè)的底色，從主要依靠拼資源、拼消耗轉(zhuǎn)到可持續(xù)發(fā)展上來，靠的是綠色興農(nóng)的科技支撐。幾年來，我國農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)通過加強農(nóng)業(yè)污染防治基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)集成示范應(yīng)用，組建化肥農(nóng)藥減量增效、畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理等國家科技創(chuàng)新聯(lián)盟，深化產(chǎn)學研企協(xié)作，合力突破農(nóng)業(yè)污染防治技術(shù)瓶頸。

　　數(shù)據(jù)顯示，“十三五”時期，中央財政共投入23.29億元，啟動實施“化學肥料和農(nóng)藥減施增效綜合技術(shù)研發(fā)”重點專項，有力支撐了化肥農(nóng)藥零增長行動計劃，三大糧食作物的化肥和農(nóng)藥利用率均超過40%，農(nóng)作物秸稈綜合利用率達到86.7%，全面支撐了農(nóng)業(yè)資源可持續(xù)利用和綠色發(fā)展。

　　小小納米技術(shù)聽起來“高精尖”，卻能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中派上大用場。

　　中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員崔海信介紹，目前，納米科技與新材料集成創(chuàng)新與應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域正孕育著顛覆性技術(shù)突破，也為發(fā)展高效、綠色與可持續(xù)農(nóng)業(yè)提供了前沿科技手段。尤其是利用納米技術(shù)創(chuàng)制高效、安全、低殘留“納米農(nóng)藥”，已成為綠色農(nóng)藥創(chuàng)新發(fā)展的主流。

　　如今，我國科學家已將納米材料應(yīng)用于肥料、農(nóng)藥以及疫苗研制中，在納米藥物設(shè)計原理、增效機理、制備技術(shù)與工藝集成等方面形成了一批具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的成果，同步于該領(lǐng)域國際前沿研究，為世界農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供了技術(shù)選擇方案，成為“十三五”時期我國農(nóng)業(yè)科技豐碩成果中的一大亮點。

　　土地是農(nóng)業(yè)之根，土壤的質(zhì)量決定了農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。在確保耕地面積的同時，我們更要思考，如何保證耕地質(zhì)量？

　　　　向耕地難題進發(fā)

　　冬閑時節(jié)，中國農(nóng)科院祁陽紅壤站里的實驗田依然一片綠意。60年多來，這個國家級重點野外觀測實驗站聚焦土壤這一長期、基礎(chǔ)性問題，已擁有6個持續(xù)時間超過30年的長期定位試驗，積累超過20000份土壤樣品，超過5000份植株樣品，160萬個觀測研究數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)已成為攻克南方紅壤酸化難題、提高地力的金鑰匙。

　　嚴守18億畝耕地紅線，強化耕地保護，是穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)的關(guān)鍵所在。但據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“2019年全國耕地質(zhì)量等級情況公報”顯示，全國耕地一到三等耕地僅占31%，中低產(chǎn)田占比高達2/3以上，優(yōu)質(zhì)耕地資源十分緊缺。

　　有土斯有糧，瞄準耕地這個要害，中國科學家正信心滿滿，全力進發(fā)。2021年12月，國家耕地科學中心正式成立。依托在東北黑土地有機質(zhì)提升、南方低產(chǎn)水稻土改良、南方紅壤酸化防治、糧食作物養(yǎng)分資源高效利用等領(lǐng)域的豐碩成果，科學中心將堅持團隊作戰(zhàn)，打破小而散的傳統(tǒng)研發(fā)模式，以成建制的團隊為任務(wù)攻關(guān)單元；堅持協(xié)同共享，構(gòu)建縱向核心產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)布局和橫向關(guān)鍵共性技術(shù)集成支撐的創(chuàng)新聯(lián)合體，服務(wù)“藏糧于地”戰(zhàn)略，支撐解決“耕地要害問題”。

　　而于2020年底成立的國家黑土地保護與利用科技創(chuàng)新聯(lián)盟，正圍繞黑土地的保護與利用，凝聚院校、科研機構(gòu)、市縣農(nóng)技農(nóng)機推廣部門、龍頭企業(yè)和農(nóng)民合作社等單位的力量，帶領(lǐng)農(nóng)民切實把“耕地中的大熊貓”保護好、利用好。

　　點滴的科技進步背后是創(chuàng)新體系效能的提升。

　　楊雄年介紹，凝聚各方力量，共同解決現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的重大技術(shù)瓶頸問題，目前，這樣的科技創(chuàng)新聯(lián)盟我國已建成51個，其中，16個標桿聯(lián)盟進入實體化運行。提升原始創(chuàng)新能力，42個綜合性重點實驗室、335個專業(yè)性重點實驗室、269個農(nóng)業(yè)科學觀測實驗站按規(guī)劃實施，共同組成了農(nóng)業(yè)學科群體系。江蘇南京、山西太谷、四川成都、廣東廣州、湖北武漢等5個國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新中心，更成為“農(nóng)業(yè)硅谷”和區(qū)域經(jīng)濟增長極。

　　糧食安全乃國之大者，曾衍德說：“我國糧食生產(chǎn)連年豐收，糧食安全總體有保障。也要看到，未來一個時期需求還將持續(xù)增長，抓糧食生產(chǎn)的勁頭只能緊不能松?！币虼耍ズ酶睾头N子“兩個要害”，推動經(jīng)營創(chuàng)新和機具創(chuàng)制創(chuàng)新，用現(xiàn)代化的手段來確保糧食安全，將是這個五年我們的首要任務(wù)。

　　　　（本文圖片均為新華社發(fā)）

　　《光明日報》（ 2022年01月13日 16版）