世界兴起新一轮农业科技革命

科技日报, 2012年3月5日

编者按 龙年伊始，2012年“中央一号”文件如期公布，农业科技被摆上更重要的位置。这是一个符合世界农业发展规律的重大决定。纵观世界农业发展史，科技进步始终是农业发展的重要动力。而随着人口数量与资源禀赋之间的矛盾越来越突出，随着农民对过上更加富裕生活的要求越来越强烈，科技对于农业可持续发展的贡献愈发重要，新一轮农业科技革命已势不可挡。本期特以农业科技革命为话题，集中介绍当今世界农业科技的发展趋势及先进国家的经验，以飨读者。

农业是关系到国计民生甚至国家安全的战略问题，各国高度重视，投入了大量的资源开展农业研究并取得巨大的成就。在过去的半个世纪里，农业科技取得了重大进展，粮食产量的提高速度远高于人口数量的增长速度。在世界人口从1961年的31亿增长至2007年的67亿的情况下，粮食产量从8.77亿公吨增至23.51亿公吨，有效解决了人们的吃饭问题，并使人均收入增至原来的三倍。

近年来，随着气候变化、水源缺乏、能源短缺、粮食安全、食品安全以及环境恶化等重要挑战的出现，各国决策者们日渐认识到，必须加强农业研究，以确保农业的可持续发展，同时缓解气候变化、能源短缺以及环境恶化等问题。目前，各国政府和国际组织高度重视，推动农业科技创新，促进农业可持续发展，掀起新一轮的全球农业科技革命。

各国农业科技创新投入大幅增加

随着各国对农业科技生产力作用认识的不断提高，农业研发投资也在不断增长。2000年，全球农业研发总支出估计有337亿美元。从分布国家来看，三分之二是由发达国家进行的，三分之一是由发展中国家进行的。从执行主体来看，40%左右由私营公司进行，60%由公共机构进行。值得注意的是，95%的私人研发是在发达国家进行。在发展中国家，科技实力较强的农业私营公司很少，相应的，私人农业研发支出很少，绝大部分农业研发都是由公共机构进行的。从农业研发强度（农业研发支出占农业国内生产总值的份额）来看，发达国家和发展中国家的差距明显。2000年，发展中国家的农业研发强度为0.54％，而发达国家的强度则高达5.28％。

1981年到2000年，世界农业研发公共支出增加了35%（扣除通货膨胀），从142亿美元增加到203亿美元。发展中国家的农业研发公共支出的增长更快，从59亿美元增长到100亿美元，增长了53%。目前发展中国家占全球农业研发公共支出的一半左右，比1980年提升了许多。

当前，农业研发公共支出高度集中，前5%国家的农业研发公共支出占全球总额的50%。美国一国就占了20%。亚太地区的农业研发支出增长很快，从1981年占世界总额的15.7%增长到2000年的25.1%。2000年，中国和印度占据了所有发展中国家农业研发公共支出的29%。与之形成鲜明对比的是，撒哈拉以南的非洲地区则持续走低，其份额从1981年占发展中国家农业研发公共投资总额的17.9%跌至2000年的11.9%。

农业研发公共强度（农业研发公共支出占农业国内生产总值的份额）在发展中国家也更低，2000年，发展中国家的农业研发公共强度只有0.5%，而发达国家则为2.36%。从变化趋势上看，发达国家的农业研发公共强度从1980年的1.62%增至1991年的2.33%，之后却鲜有增长。相比之下，发展中国家的农业研发公共强度在整个阶段没有变化。

由于大型农业公司主要集中在发达国家，因此，私营部门的农业研发支出也主要集中在发达国家。在这些国家中，私人研发占农业研发总支出的55%，与1981年44%的私人份额相比大幅度增加。2000年，美国私营部门占全国农业研发支出的55%，日本私营部门的农业研发份额比美国的稍大，澳大利亚和加拿大的这一份额则低于35%。

在发展中国家，只有6.4％的农业研发是由私营公司或私人进行的。然而，不同国家的情况有很大差异。在亚洲和太平洋地区，该份额为9％左右，而在整个撒哈拉以南非洲地区，该数额仅为1.7％。南非私营部门的农业研发支出占了撒哈拉以南非洲地区的一半。

高新技术发展助推农业科技革命

21世纪，以生物、信息、新材料等高新技术为代表的世界科学技术飞速发展，并不断取得重大突破，为农业生产带来了新的技术革命。

生物技术是农业科技革命的重要组成部分。以基因组学为核心的现代农业生物技术，已成为未来世界各国农业科技发展的重点之一。利用转基因、分子设计等现代生物学技术可培育高产优质多抗高效的作物新品种。生物育种既需要分子标记、转基因等现代生物育种技术的支持，又需要借鉴常规育种技术的成功经验，才能培育出性状优良的作物新品种。有专家认为，生物育种的影响将远远超过20世纪的“绿色革命”，成为新的农业科技革命的重要组成部分。

物联网技术的迅速发展将催生农业迈入智慧农业发展阶段。近年来，美国和欧洲一些发达国家相继开展了农业领域的物联网应用示范研究，实现了物联网在农业生产、资源利用、农产品流通领域、“物－人－物”之间的信息交互与精细农业的实践与推广，形成了一批良好的产业化应用模式。在农业资源监测和利用方面，美国和欧洲利用资源卫星对土地利用信息进行实时监测，并将其结果发送到各级监测站，实现大区域农业的统筹规划。在农业生态环境监控方面，一些国家对农作物不同阶段的苗情、长势信息、环境信息进行获取，并将相关数据发送到农业综合决策网进行处理，以指导施肥、施药、收获等农业生产过程。在农业生产精细管理方面，一些国家应用GPS、传感器等物联网感知技术，为农业生产信息获取、生产管理、辅助决策、智能实施提供技术支撑。

农业资源综合利用技术受到各国重视。当前，粮食增产已不再是各国农业科技发展的唯一目标。随着气候变化、能源短缺、环境污染等问题的日益严重，各国越来越重视农业资源的综合利用。以提高农业资源利用效率为核心，以节地、节水、节肥、节药、节能为目的，以农业资源综合利用的循环经济为重点，有针对性地开发“资源节约型”和“环境友好型”技术，是世界各国农业科学技术的研发重点。

纳米技术在农业领域应用具有潜在优势。尽管人们对于纳米粒子对玉米、番茄、稻米和其他粮食作物是否产生影响以及其中的作用机理还不了解，但很多专家认为纳米技术在农业应用中具有很多潜在优势，包括降低沉降率、增强物质元素在土壤中的运移、提高扩散率、降低活性成分结晶及提高效率等。

国际科技合作强化农业创新优势

国际科技合作是在国际范围内整合科技资源，实现强强联合优势互补的重要方式。各国政府十分重视农业领域的国际科技合作，将其列为政府间国际科技合作的重要内容之一。

资金投入是开展农业国际科技合作的重要保障。美国农业部与多个国家签订了农业科技合作协定，为开展农业国际科技合作研究提供资金；美国国家科学基金会也设立了促进农业发展的基本研究计划来支持推动发展中国家农业发展的原创性科学研究。欧盟在其第七框架计划的国际合作计划中，将农业的国际科技合作作为其重要资助内容之一，并计划安排19亿欧元用于资助欧盟与第三方国家就农业发展中的重点问题开展国际科技合作。以色列与美国和荷兰签署了双边农业研发基金，专门支持农业研发活动；日本、澳大利亚等国家也与其他国家的国际科技合作框架下将农业科技合作设为主要合作内容之一，并在联合研发、人员交流等方面给予经费支持。

在开展农业国际科技合作时，国外政府往往根据合作国家、合作内容等采取多元化的合作方式。开展联合项目研究是国外政府采用较多的合作方式之一，主要是将双边或多边政府科技合作框架下确定的合作内容凝练成具体合作项目，在双边政府共同资助下开展合作研究。在已有的开放性的科技计划中设立专门的农业国际科技合作内容也是开展农业国际科技合作的重要方式，如欧盟框架计划中的国际合作计划利用自有资金来支持欧盟科学家与第三方国家共同开展研究等。此外，通过支持农业领域的科研人员交流、开展农业科技培训、实施农业领域的联合调查研究也是国外政府常采用的国际科技合作方式。

随着粮食安全、食品安全等全球性农业问题日益突出，推动农业可持续发展已逐步成为当今国际农业发展的主要潮流和方向，国外政府多围绕农业可持续发展这一核心开展农业国际科技合作。美国国家自然科学基金会的促进农业发展的基本研究计划将动植物基因改良、病虫害防治、水土生态化学、农业工程等作为与发展中国家开展农业科技合作的优先领域。欧盟第七框架计划将生物资源的可持续利用与管理、食品安全、生物技术等确定为农业领域的优先合作方向。在日本的农业国际科技合作体系中，施肥、病虫害综合防治、遗传资源开发利用、农业环境综合评价及生物多样性保护等与农业可持续发展紧密及相关的技术常被作为与发展中国家开展合作的重点。

在发达国家的农业国际科技合作中，都十分注重对发展中国家提供农业科技援助。日本目前已经形成了一个多渠道的对外援助体系，其中在日本协力机构（JICA）的资助下，日本通过开展技术合作项目、开发调查、支持青年研究、紧急灾害援助等多种方式在农业领域对发展中国家提供科技援助。澳大利亚农业部设立了国际农业合作计划，为发展中国家贸易伙伴在农业领域的政策制定、技术创新、能力建设等方面提供援助，并强调通过技术援助与培训来了解区域的动植物资源情况以及边界的灾害、疾病风险等。

■ 延伸阅读

各国农业科技重点领域一览

依靠科技实现农业高产增收是世界各国长期以来的共识。结合各自国情和优势，各国在农业科技研发领域各有所专。近年来随着粮食安全、气候变化、能源短缺、环境恶化等问题的日益突出，农业科技关注的重点在悄然地发生变化。

欧盟：欧盟的农业研发工作主要体现在其第七框架计划中。第七框架计划中与农业相关的领域是食品、农业和生物技术主题。该主题的预算为19亿欧元，主要开展可持续管理、生物资源（微生物、 动植物）生产和利用的知识进步方面的研究，将为农业、渔业、饲养、食物、健康、森林及其相关产业提供更安全的基础、具有生态效益和竞争力的产品与服务。具体研究活动包括:土地、森林、水环境中生物资源的可持续生产和管理，包括可持续生产系统的研究、动植物的生产和卫生、动物福利、渔业和水产业，以及生物多样性的开发和可持续利用；食物链的完整性和管理，食品、健康和福利方面的研究将对其产生影响；可持续的、非粮食产品和工艺的生命科学和生物技术发展，将改善作物、森林资源、原油、海产品、能源、环境、高附加值产品的生物技术。

日本：日本目前的农业研发重点包括：基因组研究；新型食品开发，包括功能食品开发，食品原料开发，食品安全检测技术开发，科学防伪技术开发；环保生物技术研发，主要有低成本、高转换率的生物质燃料（生物乙醇等）生产技术，有机塑料等生物制品的低成本生产技术，以及利用微生物或植物净化被污染土壤的生物修复技术等；农业生物技术与其他尖端技术的交叉利用，包括交叉生物技术和纳米技术，开发生物传感器和超微生物反应器等，进行生物体或细胞模拟；交叉生物技术和信息技术，开发遗传信息数据储存系统、生物信息可视成像以及水稻基因组仿真等技术。2008年，日本出台了新农业基因组计划（2008—2013年），主要研究内容包括遗传基因的开发与鉴定、分子标记辅助育种等内容。其中分子标记辅助育种的研究目标是：培育具有多产性的籼稻、高温催熟性的粳稻及高度抗病虫性和耐冷性等特征的水稻品种；培育具有高温催熟性、抗稻飞虱、抗虫性和抗枯叶病，并同时能够适应温度变化的水稻品种；培养可直接播种或者减少农业资源投入、市场性能高的新一代水稻品种；培育能够减少镉含量的水稻品种。