章作物科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 2
第二節 發展戰略 / 8
第三節 重點研發任務 / 17
第四節 重大科技基礎設施 / 20
第五節 發展措施與政策建議 / 22
參考文獻 / 23
第二章園藝科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 26
第二節 發展戰略 / 31
第三節 重點研發任務 / 36
第四節 重大科技基礎設施 / 42
第五節 發展措施與政策建議 / 45
參考文獻 / 47
第三章植物保護科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 50
第二節 發展戰略 / 55
第三節 重點研發任務 / 59
第四節 重大科技基礎設施 / 66
第五節 發展措施與政策建議 / 68
參考文獻 / 69
第四章畜牧科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 73
第二節 發展戰略 / 78
第三節 重點研發任務 / 84
第四節 重大科技基礎設施 / 91
第五節 發展措施與政策建議 / 92
參考文獻 / 93
第五章獸醫科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 97
第二節 發展戰略 / 102
第三節 重點研發任務 / 107
第四節 重大科技基礎設施 / 113
第五節 發展措施與政策建議 / 116
參考文獻 / 117
第六章農業資源與環境科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 119
第二節 發展戰略 / 125
第三節 重點研發任務 / 131
第四節 重大科技基礎設施 / 140
參考文獻 / 142
第七章食品科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 145
第二節 發展戰略 / 153
第三節 重點研發任務 / 157
第四節 重大科技基礎設施 / 164
第五節 發展措施與政策建議 / 167
參考文獻 / 168
第八章農產品質量安全科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 171
第二節 發展戰略 / 179
第三節 重點研發任務 / 184
第四節 發展措施與政策建議 / 188
參考文獻 / 190
第九章農業微生物科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 193
第二節 發展戰略 / 199
第三節 重點研發任務 / 204
第四節 重大科技基礎設施 / 209
第五節 發展措施與政策建議 / 211
參考文獻 / 212
第十章農業工程與機械科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 216
第二節 發展戰略 / 221
第三節 重點研發任務 / 225
第四節 重大科技基礎設施 / 230
第五節 發展措施與政策建議 / 232
參考文獻 / 233
第十一章農業信息科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 236
第二節 發展戰略 / 240
第三節 重點研發任務 / 245
第四節 重大科技基礎設施 / 252
參考文獻 / 255
第十二章農業經濟科技發展戰略
節 趨勢與需求 / 257
第二節 發展戰略 / 260
第三節 重點研發任務 / 265
第四節 發展措施與政策建議 / 269
參考文獻 / 270

章
作物科技發展戰略
節?趨勢與需求
一、科技發展現狀
經過國家科技計劃持續支持和科技人員長期努力，我國作物科技快速發展，在基礎和前沿技術研究、共性關鍵技術研發、重大新品種培育、糧食豐產增效等方面取得了顯著成效。作物科技自主創新對提高農業生產水平和保障糧食安全發揮了不可替代的作用。
（一）繫統構建了我國農作物種質資源保護與利用技術體繫
收集、整理編目和入庫保存了350多種作物2386個物種48萬餘份種質資源，保存總量位居世界第二。完成了30%以上庫存種質資源的抗病蟲、抗逆和品質特性初步評價，創造優質、抗病蟲、抗逆、氮磷高效等作物新種質5200餘份。建成1座長期庫、1座復份庫、11座中期庫、43個種質圃、169個原生境保護點以及種質資源信息庫等，形成了布局合理、分工明確、職能清晰的國家作物種質資源保護體繫。
（二）作物育種科技與產業化取得新突破
完成了小麥A、D基因組及棉花、甘藍、油菜、黃瓜、芝麻、谷子等作物基因組的深度測序，構建了序列框架圖。初步解析了水稻、小麥、玉米、棉花、油菜、黃瓜等農作物產量、株型、品質、抗性、育性等重要性狀形成的分子基礎，精細定位和克隆了一批重要性狀基因，開發出水稻、玉米、小麥、大豆等作物重要性狀優異新基因和分子標記300餘個。主要作物兩繫法雜種優勢利用技術不斷引領創新並得到有效應用，分子育種技術開始用於育種實踐，轉基因農作物新品種研發技術體繫得到不斷完善。突破性優良新品種不斷湧現，以京科968、隆平206、濟麥22、百農AK58等為代表的玉米和小麥品種年種植面積超過1000萬畝（15畝=1公頃。下同），培育推廣了Y兩優1號、登海605等畝產潛力超過1000千克的水稻和玉米品種，湧現了豐墾139、德育919等一批適合機械化的新品種。迄今為止，我國育成主要農作物新品種達2萬餘個，實現了5～6次新品種大規模更新換代，良種供應能力顯著提高，良種覆蓋率達到96%，品種對提高單產的貢獻率達43%，國內自主的種業品種主導地位進一步鞏固。目前，我國水稻、小麥、大豆、油菜全部為自主選育品種，轉基因抗蟲棉品種國產化率達95%以上，玉米自主選育品種占85%以上。2015年，我國作物種業市場總規模已經超過11，成為繼美國之後的第二大國際種業市場。
（三）作物高產栽培理論與技術創新取得新進展
創建了“精確選用優良品種—精確培育壯秧—精確定量栽插—精確定量施肥—精確定量灌溉”的水稻栽培技術體繫；突破了小麥超高產共性技術和重穗型品種“窄行密植勻播”、多穗型品種實施“氮肥後移”等關鍵核心技術；提出了通過“擴庫、限源、增效”，提高根繫活力、延緩根繫衰老，平衡硫、氮、磷營養，延長花後群體光合高值持續期，挖掘玉米高產潛力的栽培理論和“促、穩、促”超高產調控技術。創立了冠層動態分析的“三合模式”理論，揭示了作物耕層差異性及其對冠層的影響，建立了冠層耕層協同優化的定量分析方法和“深耕層—密冠層”“控株型—促根繫”及“培地力—高肥效”的密植高產技術模式，有效解決了玉米密植倒伏、早衰的生產問題，被列為農業部和相關部門主推技術，在東北和黃淮海區連續5年實現了畝產超1000千克的高產典型。此外，機械化、輕簡化作物栽培技術創新、農機農藝有效融合、農田保護性耕作與高產高效栽培等研究與示範也取得重要進展。
（四）形成了一支作物科技攻關團隊與創新載體
通過科技體制改革以及科技計劃實施，我國在主要農作物育種與推廣應用方面擁有了750多個主要研發機構、1.8萬人的科技隊伍。在農作物育種基礎科學和前沿技術領域建成了農作物基因資源與基因改良國家重大科學工程，作物遺傳改良、作物遺傳與種質創新等10個國家重點實驗室，農業部重點實驗室103個，國家農作物改良中心及分中心142個，玉米、油菜等國家工程技術研究中心30個，水稻、小麥等國家工程實驗室11個，以及農業科學觀測實驗站143個。
我國作物科技歷經幾十年的發展，具備了從基礎研究、應用研究到成果推廣的創新與應用能力，基本滿足了農業生產的需求，但與發達國家還有較大差距。如我國種質資源和基因資源挖掘廣度和深度不夠，原創性種質缺乏，具有重要利用價值的基因較少；作物育種基礎理論研究與育種實踐和生產實際仍然脫節，現有品種難以滿足農業生產轉型發展的要求，基因組編輯、全基因組選擇、分子設計等新型育種技術研發應用不足；現實作物產量與高產紀錄差距懸殊問題有待創新突破，輕簡化、標準化、機械化栽培耕作技術還不成熟，應對氣候變化的豐產抗逆栽培理論與技術尚待深入研究。
二、科技發展趨勢
（一）基因資源的競爭日趨激烈
基因技術是作物科技發展的核心技術，基因資源深層次挖掘是現代生物技術創新的源泉。我國擁有極其豐富的作物種質資源，但隻有把種質資源優勢轉變為基因資源優勢，纔能應對未來重要功能基因研究白熱化競爭的局面。我國特有作物品種資源重要功能基因及遺傳標記的挖掘、驗證仍將是作物種業科技創新的重點研究領域，開發新一代基因組測序技術、功能基因調控網絡解析技術，規模化克隆具有重要育種價值的功能基因，是該領域的研究熱點。
（二）雜種優勢利用期待更大突破
目前，水稻、玉米、油菜、棉花等農作物的雜交種已廣泛應用於生產，標志著雜交育種技術仍將是種業發展的重要基石。近年來，隨著“強優勢雜交種”概念的提出，新一輪以強優勢雜交種為主體的雜種優勢利用研究與開發已經成為全球作物育種界熱門的研究領域之一。通過生態、地理遠緣品種間和雜種優勢群間的種質資源多樣性開發和利用，研究主要農作物雜種優勢利用中的基礎群體、親本配制、雜交模式，完善強優勢親本優良基因的定向聚合方法與技術，重點創制一批擁有自主知識產權和突破性的強優勢雜交作物新品種。
（三）分子育種實用化明顯加快
隨著基因組測序技術日益成熟和不斷創新，在經歷單分子標記輔助選擇、多分子標記聚合選擇階段後，分子育種技術進入一個嶄新的發展和應用階段。全基因組選擇技術將成為育種新技術的研究重點。以基因組編輯技術為代表的基因精準表達調控技術逐漸成為育種技術的創新熱點，將實現對目標性狀的定向改造。轉基因技術勢不可擋，代轉基因技術以抗蟲、抗除草劑為主，更有利於轉基因作物的生產者和經營者；新一代轉基因技術將更注重消費者的訴求和利益，培育安全性更高、營養保健功能強大、抗非生物逆境性能顯著的轉基因作物新品種。
（四）品種選育目化
作物育種目標更加注重優質與高產相結合，增強抗病蟲性和抗逆性，提高光溫水肥資源利用效率，適宜機械化作業和輕簡化栽培，保障農產品的數量和質量同步安全，是新一代綠色品種的必然選擇。高產是新品種選育的永恆主題，繼續挖掘雜種優勢利用潛力是今後重要的發展方向；在高產的基礎上，強化品質性狀是新品種選育的重點；由於全球氣候變化和生物進化等因素的影響，各種新型病蟲害和逆境不斷出現並有可能給農業生產和農產品質量產生巨大影響，病蟲害和逆境抗性改良是確保新品種持續穩定增產的重要抓手。
（五）良種良法配套、農機農藝融合成為作物生產發展的總趨勢，建立作物高效生產模式是保障作物持續增產的必然選擇
面向主產區，以關鍵技術創新與熟化和集成示範為重點，開展主要糧棉油作物新品種高產潛力及其挖潛途徑研究，通過技術創新和農機農藝深度融合，集成作物增產技術模式，逐步擴大示範，輻射帶動更大區域的生產模式更新，形成區域主要農作物高產高效生產的綜合技術體繫。
三、戰略需求
（一）發展作物科技，保障糧食安全
糧食安全關繫到我國社會穩定和經濟發展，優良新品種培育及產業化是事關國家糧食安全的根本。據預測，到2030年我國糧食產量必須達到6.5億噸、作物單產必須每年增長1%～2%纔能滿足基本需求。然而，我國糧食安全在新的時期卻面臨新的嚴峻挑戰。一是城市化和工業化使得耕地資源逐步減少。二是農業生態環境不斷惡化將對糧食生產帶來重大影響。水資源短缺使農田灌溉難以為繼，全國常年缺水量約3000億立方米，受旱面積達1.95億～3億畝；過度施用農藥化肥、土地沙化、鹽堿化、土壤侵蝕、氣候變暖以及廢氣廢水的污染擴散，均給糧食生產帶來極大隱患。三是隨著我國人民生活水平和購買力不斷提高，維持糧食總量和質量平衡、地區平衡和種類平衡的難度不斷加大。尤其是近年來糧食進口不斷攀升，但由於我國人口和人均糧食消費均在持續增長，依靠進口無法解決我國糧食安全問題。因此，大力發展現代作物科技，加快培育和推廣高產、優質、多抗、廣適、資源高效利用作物新品種，是突破資源環境約束，確保國家糧食安全的重大戰略舉措。
（二）創新作物科技，支撐農業生產方式變革
隨著我國城鎮化和農業現代化的不斷推進，農村人口大量遷移城市，農村勞動力急劇減少、成本急劇上升，實現農業生產的機械化和輕簡化成為大勢所趨。以往我國農業生產以單純追求產量為主，拼資源、拼消耗，其實質是高成本、高消耗的發展模式。新時期的現代化農業必須依靠科技進步、依靠提高勞動者素質，把這種模式轉變為數量、質量、效益並重的發展方式。創新現代作物科技，加快突破前沿育種關鍵技術，培育和推廣適宜機械化和輕簡化作業、特色專用的重大作物新品種，是促進我國農業生產方式變革的重要支撐。
（三）推廣作物科技，建設種業強國
我國作物種業起步較晚，但發展迅速，已成為國際第二大種業市場。比較而言，我國種業企業數量較多，但創新能力較弱，產業鏈條松散。隨著全球一體化進程的不斷加快，種業國際競爭日趨激烈。目前，位居全球前10位的跨國種業集團全部進入我國，依靠核心技術優勢快速滲入我國主要農作物種業市場。跨國公司種子雖然僅占我國蔬菜播種面積的20%左右，但是卻拿走了種子市場利潤的40%。同時，跨國種業公司憑借雄厚的資金和高端技術進入我國種子市場，呈現出投資重點向糧食作物拓展、投資環節向科研育種延伸、投資形式向並購發展、投資布局向主產區推進的發展勢頭。因此，加快發展以分子標記育種技術、分子設計技術、基因組編輯等為核心的現代生物育種技術，創制和推廣作物重大新品種，引領生物技術產品更新換代，搶占種業競爭的制高點，提高企業科技創新能力，是應對國際挑戰和建設現代種業強國的重要途徑。
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