农业生物工程技术篇1
12月6日，为更好地推动农业生物技术的科普宣传工作，中国生物工程学会在海南省三亚市举办了农业生物技术科普宣传专家座谈会，邀请农业生物技术领域重要科学家和一线科研人员、管理专家到会，就转基因技术及其产业化进程中的机遇和挑战、科学传播对于转基因技术发展的重要意义、农业生物技术科学家的社会责任、科学家与媒体的沟通策略等内容座谈研讨。本次座谈会还是中国生物工程学会开展中国科协会员日系列活动的一个重要组成部分。
来自农业部科技发展中心、中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国疾病预防控制中心、中国农业科学院、中国热带农业科学院、中国农业大学、华中农业大学、上海交通大学、海南大学、山西省农业科学院、中种集团、大北农集团以及中国植物生理与分子生物学会、中国植物保护学会和中国生物工程学会的30位专家参加了本次座谈会。
座谈会上，专家们表示，转基因科普宣传工作要争取主动，形成合力。要发挥好相关学会、科研院校、有关企业以及专家团体的优势，组建一支由一线科学家和科普专家组成的骨干队伍，进一步动员科技人员积极承担科普宣传的责任。提出以倡议的方式尽快成立农业生物技术科普宣传专家联合组织，以国家有关科技创新、促进生物技术发展的政策方针为指引，争取有关政府部门和中国科协和指导与支持，发挥好相关学会、科研院校和企业科技专家的集体优势，共同促进农业生物技术发展与产业化。
会议还讨论了拟成立的科普宣传专家联系组织的将要开展的工作，包括介绍农业生物技术基础知识和国内外发展动态、转基因安全管理与评价体系与进展、转基因新品种重大专项研究成果等重要信息；宣传农业生物技术发展的必要性、科学性、可行性和紧迫性，重点针对转基因食品与环境安全问题为公众解疑释惑；建立专门的科学传播信息网络平台，加强信息共享与交流合作，提高科普宣传的组织性、主动性、计划性和时效性；广泛联系和动员科研人员、教师、研究生以及广大志愿者等各方力量，针对社会不同人群，开展形式多样、生动活泼的科学传播活动；扩大科技界与新闻界的交流与互动，积极主动应对舆情，为生物技术发展创造良好的条件和氛围。（责任编辑：尹莉华）
（来源：中国生物工程学会供稿）
农业生物工程技术篇2
从农业工程技术创新的领域看，既包含种植业、林业、畜牧业和渔业等大农业，又包括农业的产前处理和产后精深加工全过程的工程技术。可以说，农业的发展、农民富裕、农村经济繁荣的过程就是农业工程技术装备农业的发展过程。全面推进农业工程技术创新，充分利用农业资源、提高土地产出率和农业劳动生产率、发展农村经济，是我国从根本上解决“三农”问题的战略选择。
当前，我国农业正处在传统农业向现代农业转变的加速期，推动农业工程技术创新面临千载难逢的历史机遇。但是，我们要清醒地看到，我国农业科技虽然取得了显著的进展，农业科技体系改革创新建设也取得了新的成绩，但是与世界农业强国相比，与我国的建设现代农业的需要相比，农业科技发展水平相对落后，原始创新和系统集成创新能力明显不足，现代农业工程技术的创新与应用差距更大，几千年封建小生产意识与观念的残余仍束缚着农业科技创新能力的提高和新技术的普及应用与发展。
因此，我国农业科技创新体系建设要站在全局的高度，深刻领会和把握科学发展观的内涵，树立“以人为本、创新跨越、支撑产业、持续发展、引领未来”的科技发展观，按照建立社会主义和谐社会的要求，以国家中长期科技发展规划为指导，从我国建设现代农业对农业工程技术的实际需求出发，充分借鉴国际成功的经验与做法，创建农业生产与农业工程技术一体化的创新体系，充分发挥政府的主导作用，部级研究机构与研究性高校的骨干作用，市场的基础作用和企业技术创新的未来主体作用，完善科技评价制度和资源配置制度，提高我国农业科技的创新能力和创新效益，加强引进技术的消化吸收与自主创新，特别是技术创新和系统集成。通过“政府推动、优化整合、协作共建，突出创新”的方式，实现资源整合、布局调整、能力提升、自主创新，为农业现代化服务。
一、体系建设。即充分利用发挥好现有农业科技创新的工程化平台，推动农业工程技术创新体系建设。注重“产、学、研”战略联盟建设和“工程技术集成与推广服务”平台建设相结合，促进农艺科技与农业工程技术一体化的新型农业科技创新体系的形成。满足“实用性、经济性、先进性”三大要求，开展关键技术创新突破、成套技术系统集成、先进实用技术推广示范。构建主攻方向明确、核心支撑突出、布局结构合理、区域分工明确、资源优势互补、具有较强国际竞争力、管理科学、运行高效，研究开发、生产、推广有机结合的国家农业工程技术创新体系。
以部级研究机构和研究能力强的高等院校为主体，构建国家农业工程技术创新体系的核心层，开展自主创新，成为农业工程技术的创新源头；以部级工程中心与具有行业优势的大型企业为主体，组建农业工程技术创新体系的转化层，开展科技创新成果的转化和产品创新，成为行业技术的集散地与孵化器；以具有区域优势的科研机构和推广应用服务部门为基础，构建农业工程技术创新体系的辐射层，建立覆盖全国的推广服务网络，成为农业工程技术的辐射源。
二、系统集成。在创建农业生产与农业工程技术一体化的创新体系过程中进行统一、系统部署，强化高新技术引领下的应用基础技术创新和农艺技术、农业工程技术的组配融合，全面提升农业工程技术的集成、应用和开发能力。要做好两个层次的紧密结合。第一层次是传统的机械、土木、水利、化工、电气工程技术与农业生物、资源、环境科学的紧密结合；第二层次是微电子学、工程控制、人工智能、信息技术、新材料、生物化学、生物仿生技术等将与新兴生物工程技术、农艺学、生态学、食品科学密切结合。通过上述两个结合的相互渗透，实现信息共享与资源整合，形成农业工程技术的效率优势。
农业生物工程技术篇3
关键词：农业现代化；发展；趋势；礼县
礼县是一个农业大县，经多年努力，农业发展较为迅速，但目前仍以传统农业为主，现代化农业尚在起步。要提高劳动生产率，推进农业的可持续发展，就必须大力发展现代化农业。有了现代化农业，才有高效益农业，也才能大面积提高农民收入。究竟如何才能发展礼县现代化农业，值得思考，本文以智力农业、精细农业、信息农业、生态农业等方面作了一些粗浅地探讨，以加快我县农业现代化发展进程。
1综合运用高新技术发展智力农业
时代愈进步、科学愈发达，农业生产就愈需要智力来运作。农业未来学家预测，目前太旱、太碱、太瘦、太湿的土地，将来都可以通过特殊先进技术，转变为良田沃野。我县在运用高新技术改造传统农业的技术路线方面，必须注意到我县农业技术结构的现状和农村经济的条件，技术路线的执行应能促进技术结构的优化。在技术结构上，我们应建立多元复合型的农业技术结构；在技术路线上，应选择以生物技术、有机技术为导向，以工程技术为辅的综合型农业技术路线。在综合发展中突出重点，抓住农业技术创新向高新技术方向发展的突破点，积极稳妥地推进农业技术创新和农业产业化发
展。
2大力发展精细农业
采用精细形态生产方式的原因，首先是土地、水、能源等自然资源日益匮乏，为了经济地利用各种有限资源，只能采取：技术密集、劳力密集、资金密集和生态密集的四大密集手段。其次，运用精细形态的生产方式，可以在过去不能或很难从事农业生产的土地或空间进行生产。在干旱缺水、山地陡坡都可以用水栽法转变为生产基地。水栽法不用土地，而是用营养液，在控制环境的条件下进行生产。这样，不但延长了生产季节，也扩大了生产的空间。第三，如果采用精细形态的农业生产方式，创造出高科技、高收入的农业，就一定会吸引大批有技术的人才扎根农村，使农村成为真正大有可为的广阔天地。第四，精细形态的农业，在交通方便、风光秀丽的地区，只要稍加装备、经营，就可以成为观光农业和休闲农业中心。这样，既可增加收入、促进农产品销售，又可以让城市居民领略田园风光、牧歌情调。
3大力发展信息农业
信息农业的基本特征可概括为：农业基础装备信息化、农业技术操作全面自动化、农业经营管理信息网络化。信息农业又包括两个内容：一是农业信息化，二是农业信息产业化。所谓农业信息化是社会信息化的一部分，是农业经济发展到某一特定过程的概念描述。它不仅包括计算机技术，还应包括微电子技术、通信技术、光电技术、遥感技术等多项技术在农业上普遍而系统应用的过程。农业信息化又是传统农业发展到现代农业进而向信息农业演进的过程，表现为农业工具以手工操作或半机械化操作为基础到以知识技术和信息控制装备为基础的转变过程。所谓农业信息产业化，就是将农业信息的采集、加工、传递、反馈、服务等形成一个一体化的、以信息咨询为主的知识密集型产业，它是农村社会化服务中新兴的独立的第三产业，是农村社会、经济发展的必然趋势。农业信息产业化是发展现代农业的需要，是农民进入市场的需要，是推进农村社会化服务的需要，是农业信息部门转变职能、自我发展的需要，是农村经济发展的必然趋势。目前我县农业部门和部分乡镇正在建立农业信息中心（站），并配备了微机用于信息管理，将为我县信息农业的发展奠定坚实的基础。
4全面发展生态农业
所谓生态农业，是指在农业生产中，以生态科学和原理为指导，利用动物、植物、微生物之间的相互依存关系，应用现代科学技术，保护、培植和充分利用自然资源，防止和减少环境污染，形成农林牧副渔良性循环，保持大农业稳定发展。我县长期以来实行的间作、套作、混作、轮作倒茬，施用粪肥、厩肥、绿肥，实行生物防治，充分利用土地，精耕细作等技术都有效地保证了农业的长期持续发展，是比较先进的生产方式。尤其近年来形成并大量用于生产实践的“猪―沼―果（菜）―粮”四位一体或“畜―沼―粮”三位一体的生态农业模式，应该作为今后实现农业现代化的一个主要发展方向。为了创造一个生态平衡的农业，就必须抛弃原有的以大量消耗化肥、化学农药为代表的农业发展模式，逐步探索和引进应用以遗传工程、生物技术为主的高新农业技术。
5促进发展城郊型工厂化农业
自然农业最大的特点是靠天吃饭，其生产的状况受自然因素影响很大。21世纪，由于实现工厂化，通过运用先进科技，农业生产将摆脱或部分摆脱自然条件的制约。所谓工厂化农业，是指在“农业生产车间”(塑料薄膜大棚，玻璃温室等)内，借用阳光或人工灯光进行不间断地农业生产。用现代科技装备的工厂化农业，集成了生物技术、信息技术、新材料技术、自动化控制技术和现代先进农艺措施等，其间作物的播种、生长、施肥、灌溉、环控等全过程都实现自动化，称得上是一个高水准的“种植工厂”。“种植工厂”可以通过对生物和环境的控制，使农业生产中的多种潜力得到充分发挥。首先，在自然或开放的条件下，水、肥、土、热等很难控制，“种植工厂”则可以充分发挥农业环境的有关潜能。其次，良好的“工厂环境”为生物潜力的发挥创造了条件，使农作物的有机物合成、转化和储存等效率大大提高，形状、味道和颜色良好。此外，“种植工厂”还能够很大程度地发掘作物生产的时空潜力：一方面，可使作物种植时间得以延长，复种指数得以提高，部分或完全摆脱季节的限制，一些农作物可做到常年均衡供应；另一方面，对温度、光照、供水和营养的有效控制，使作物平面、垂直的生产空间得以拓展，有的立柱栽培技术可增加数倍产量。
农业生物工程技术篇4
关键词：农业水土工程研究对象特点研究生培养
中图分类号：G420文献标识码：a文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0200-02
水土资源作为经济社会发展不可替代的基础支撑，是我国现代农业建设不可或缺的首要条件。耕地逐年减少，水资源日趋短缺等一系列问题造成的粮食减产、区域地下水位大幅度下降、水土环境退化、土壤荒漠化等一系列与农业水土工程学科紧密相连的资源环境问题，正在制约着当前的社会经济持续发展。如何促进我国农业水土工程研究发展和研究人员培养成为相关研究机构和高校亟待解决的问题之一。
1农业水土工程的形成与发展
农业水土工程学科是研究水、土运移规律与持续高效利用的理论与技术，是合理利用农业水土资源，创造良好的农业水土环境，为农业可持续发展服务的科学。作为以地学、生物学、气象学为理论基础，以工程学为技术基础的应用科学，农业水土工程学科在我国曾先后被称为“农田水利”和“农田灌溉”，国际上普遍采用“水土工程”名称，我国于1990年由国务院学位委员会学科评议组定名为“农业水土工程”。
农业水土工程是在农田水利工程基础上发展起来的[1]。明代著名科学家徐光启最早把西欧水利科学技术介绍到我国并在《农政全书》中系统地论述了农田水利有关问题，这是我国关于农业水土工程的最早著作。随着农业生产的进步，农田水利作为一门科学逐渐形成，不断完善，本世纪二三十年代，我国著名水利专家李仪祉先生主持兴建了泾惠渠等关中大型灌溉工程开启了以现代科学技术为基础的农田水利科学。我国关于“农田水利”最早的解释出现在李仪祉先生的《农田水利之合作》中。30年代中期李仪祉的《农田水利讲义》和沙玉清的《农田水利学》，对“农田水利”作了进一步科学地概括，形成了我国农田水利科学的初步体系。40年代初我国出现了“农业水利”一词。50年代以后，原苏联的影响起着很大作用。80年代以来，欧美的影响又逐渐增长，一些专家认为可以用“灌溉排水”来代替“农田水利”[2，3]。
早期的农业水土工程学科只是从水的角度出发，以水为出发点。随着现代农业科学技术的发展，研究人员认识到“水、土、作物”三者是紧密相关的，应该将三者作为一个整体来研究，才能有效地发挥各自的作用。
近20年来，我国农业水土工程学科发展迅速，取得了一大批研究成果。西北农林科技大学农业水土工程学科，围绕我国西北及干旱、半干旱地区的农业节水与水资源持续利用问题进行了诸多方面的研究。中国农业大学成立了中国农业水研究中心。2003年武汉大学的水资源与水电工程科学国家重点实验室成立，河海大学的水文水资源与水利工程科学国家重点实验室也为农业水土工程学科的发展做出了积极贡献[4]。东北农业大学、沈阳农业大学等高校相继成立了农业水土工程专业。
2农业水土工程研究对象的特点
农业水土工程的研究对象是以降水（灌溉）―土壤水―作物水―光合作用―干物质量―经济产量的转化关系和高效调控作为研究主线，从水分调控、水肥耦合、作物生理与遗传改良出发，探索提高各个环节中水的转化效率与生产效率的机理。就属性来说，其属于自然造物占主导地位，并受人为因素影响，是一种具有工程意义的自然过程，是人类农业生产历史产物，其形成受人类农业生产科技进步支配。同时，作为一门单独的学科又赋存于农业工程系统中，保持着与其他学科的相互依存和相互作用关系。
农业水土工程从根本上是以水的转化效率和生产效率为基础，以工程应用为目的的动态研究过程。农业水土工程领域具有多学科相互交叉、各种单项技术互相渗透的显著特征。包括水利工程学、土壤学、作物学、生物学、遗传学、材料学、数学和化学等多学科有机地结合。农业水土工程研究对象以及研究手段是复杂的，这种复杂性主要体现在以下几点。
（1）研究对象的复杂。农业水土工程既要研究工程技术，又要研究包括农业水文学理论，流体力学与水力学理论，土壤物理学与土壤水动力学理论，地表物质（水分、溶质、泥沙）迁移与能量转化理论，植物水分生理与抗逆性生理理论，农业气象学理论，农田生态学理论等。必须将相关理论与农业水土工程的核心理论与技术相结合才能够推动农业水土工程学科的发展。
（2）研究手段的复杂。为解决复杂现实的工程问题采取的实践手段复杂多变，必须理论与实践相结合。同时，不断改进研究手段，这是一个动态的过程。农业水土工程学科研究手段的更新和新技术的应用，包括计机技术、核技术、信息技术、红外技术、遥感技术、电测技术、示踪技术、现代工程技术以及先进的灌排技术与设备的应用等，同时采用数值计算方法、系统工程学、模糊数学、应用随机过程、系统动力学、信息论控制论、预测学与技术经济学等方法，借助这些技术与方法，才能从整体上考虑水―土壤―作物―大气之间关系，实现地表物质迁移与能量转化的定量描述，才能科学地确定其调控方案使该领域由单纯的实验性质变为一门有较严格的理论基础和定量方法的科学[5]。
（3）农业水土工程系统是开放性的。在其演化过程中不断地有新学科的加入，这又影响着系统的演化行为。
（4）系统具有时间属性。包括工程时间尺度，自然演替时间尺度，工程时间尺度既要关心其工程运营期间的稳定性，又受到自然演替时间尺度的限制，水―土壤―作物―大气之间的能量转换与传递属于短时间的尺度问题。对于不同生长期的水―土壤―作物―大气之间的能量转换与传递又属于长时间的尺度问题。
（5）存在着控制性条件。从水分调控、水肥耦合、作物生理与遗传改良出发，探索提高各个环节中水的转化效率与生产效率的机理。可以利用植物本身生理功能调节和挖掘植物本身的节水潜力；利用现代信息技术，开发作物水分信息采集与精量控制灌溉技术，提升传统节水技术的现代化水平；利用现代新材料技术，解决节水设备与产品研发中的材料与工艺问题，提升节水农业关键设备与重大产品的技术水平；推进常规节水技术的标准化、规范化、模式化、定量化和集成化，促进其大规模的应用，充分挖掘其节水的效果；在高效利用常规水资源的前提下，进一步挖掘劣质水、天然雨水等非常规水资源的利用潜力[4]。
3农业水土工程专业教学不足及对策
通过对农业水土工程专业研究对象的特点和现代高校本科生、研究生的培养模式分析可知，农业水土工程专业研究生的培养存在严重不足。现针对存在的不足，分析其产生的原因并提出相应的对策。
3.1本科教育与研究生教育脱轨
本科阶段各专业划分明显，即使存在交叉也多是专业基础课上的共享。例如农田水利专业就很少涉及土壤学，植物生理学，生态学等农业水土工程研究生必须具备的专业基础知识。这些知识的获得要等到研究生阶段才能够接触，这就导致问题的出现，如植物生理学，生态学的基础课程没有学习，影响这两门课程的学习效果。农业水土工程专业研究生各相关专业本科生都可以报考，导致研究生知识结构不同，偏农学的本科生报考农业水土工程专业研究生，虽然在土壤学，植物学，生态学方面基础较好，但是水利和数学等就成为了制约其发展的瓶颈，因为偏农学的本科生在本科阶段数学学习要求相对较低，水利方面的知识更是难以接触。农业水土工程专业是以水分在土壤―植物―大气中的运动为主要研究对象，以期达到农业水土资源的高效利用，在这个系统中，水分由土壤向植物的运动规律起关键性作用，农田水利专业本科生从事农业水土工程专业研究在知识储备上占优势，建议农田水利专业的本科生报考农业水土工程专业研究生，同时加强农田水利专业本科生农业生态系统及植物生理生态相关知识的学习。康绍忠在1993年建议在有条件的高校试办农业水土工程专业本科班[5]，这将大大提高农业水土工程专业研究生的质量。
3.2教育资源分配不均
作为科研人员，研究生指导教师所承担的科研项目数量和研究内容是不同的，甚至一些导师没有科研项目，科研经费不足，从而影响了学生直接参加科研课题的机会。这一差别不但在各高校之间存在，在同一所高校或研究机构内部区别也很大，造成教育资源分配不均。建议全国统一设立专门的研究生科研基金，用于研究生的培养。另外，各高校农业水土工程专业研究生课程设置区别很大，1992年康绍忠在他的文章中提出应在农业部所属教材编审委员会下设立农业水土工程专业教材编审小组，讨论全国农业水土工程专业研究生教材的统一编写问题及有关课程的教学大纲，这一举措有利于农业水土工程专业研究生培养质量的提高。
3.3学生掌握学科前沿不充分
学生从本科阶段进入研究生学习，学习方式需要有一个转变过程，现行的本科学生教育模式过于强调已有知识的传授，缺乏对未知领域的开拓和思考，本科灌输式教学使得学生只能被动地接受知识，制约其思考的主动性和探索性，研究生阶段只有主动探索性学习才能够完成相应的知识储备，这就造成了部分学生过渡时间较长，开始进入探索性研究阶段还没有完全掌握本领域的前沿。我国部分院校存在2年制硕士研究生，培养时间过短，研究生质量在时间上难以保证，建议农业水土工程硕士研究生采取3年制培养方式。我国大部分高校文献检索能力有限，教师和学生不能获得本领域国际最新研究成果，建议各高校加大对文献数据库建设的投入，或者进一步促进资源共享，为研究人员提供方便。
面对日益严峻的水土资源状况和粮食危机问题，要求在高等学校进行教学改革和探索，培养适应时代需要、高水平的农业水土工程学科人才，为解决我国国民经济可持续发展以及生态安全等重大战略问题做出应有的贡献。
参考文献
[1]熊运章.中国农业水土工程学科探源[J].西北高等农林教育，1994（增）：155-158.
[2]熊运章.中国农业水土工程学科的发展[J].西北农业大学学报，1994，22（增）：1-5.
[3]熊运章，康绍忠.中国农业水土工程学科及其发展预测[J].农业工程学报，1996，12（4）：6-9.
农业生物工程技术篇5
一、我国现代农业的主要内涵与特征
（一）主要内涵
1.现代农业是继原始农业、传统农业之后的一个农业发展新阶段。从世界范围看，传统农业向现代农业的转变，是在封建土地制度废除、资本主义商品经济和现代工业有了较大发展的基础上逐步实现的。
2.现代农业以科学技术为强大支柱。现代农业是伴随着科学技术的发展而发展的，并随着现代农业科学技术的创新与突破而产生新的飞跃。
3.现代农业以现代工业装备为物质条件。传统农业单纯依靠农业内部物质循环，而现代农业是依靠增加大量现代工业装备和现代物质投入的、开放的高效农业系统。
4.现代农业以现代经营管理为手段。现代农业是产业化、市场化的农业，要求运用现代经营管理知识进行经营和管理。
5.现代农业以高素质的劳动者为基础。现代农业是以科技和知识为支撑的，要求劳动者具有应用和掌握科技知识的能力。
6.现代农业以产业化为基本途径。现代农业是伴随着市场经济的发展而发展的。实现产业化生产、一体化经营，使农业生产呈现专业化、规模化、科学化和商品化趋势，已成为现代农业发展的基本途径。
（二）主要特征
1.现代农业突破了传统农业仅仅或主要从事初级农产品原料生产的局限性，实现了种养加、产供销、贸工农一体化生产，农业的内涵得到了拓宽和延伸，农业的链条通过延伸更加完整，农业的领域通过拓宽，使得农工商的结合更加紧密。
2.现代农业突破了传统农业远离城市或城乡界限明显的局限性，实现了城乡经济社会统筹发展，一、二、三产业的协调布局，优势互补，生态环境得到有效保护。
3.突破了传统农业封闭低效、自给半自给的局限性，发挥资源优势和区位优势，实现了农产品优势区域布局、农产品贸易国内外流通，有利于资源的合理开发和高效利用、先进科学技术的推广应用、优质农产品标准化生产和现代管理手段的运用。
4.现代农业是从传统农业转变的过程；是现代集约化农业和高度商品化农业相统一的发展过程；是动态的、不断发展的历史过程。过程性的特点主要表现在：
一是农业工业化过程，要求以现代科学技术和现代化装备设施来改造、提升传统农业，并运用现代企业管理技术来经营和管理农业，从而实现农业的生产规模集约化、生产过程规范化、生产产品标准化和生产方式产业化；
二是农业市场化过程，包括农产品商品化和农业生产要素的商品化；
三是农业可持续发展的过程，要求实现资源的高效利用和生态环境的保护相结合。
5.现代农业的核心是科学化，特征是商品化，方向是集约化，目标是产业化。农业产业化的实现途径主要是科工贸一体化和产加销一条龙，就是以市场为导向，以企业为核心，以农民经济合作组织为基础，以经济利益为纽带，通过龙头企业带动，将农民通过多种形式的经济合作组织与企业、与市场连接起来，从而形成完善的产业生产链和组织结构链。市场、资源、技术、人才和资金是农业产业化的五大基本要素，市场是前提、资源是基础，技术是核心，人才是关键，资金是保障。
二、我国建设现代农业面临的形势与挑战
（一）我国农业进入新的历史阶段
1.我国农业取得了举世瞩目的伟大成就，实现了主要农产品供给由长期短缺到总量基本平衡、丰年有余的历史性转变；
2.调整农业结构、增加农民收入、提高农产品国际竞争力、推进小城镇建设、改善生态环境、实现可持续发展成为全面建设小康社会和促进农业农村经济发展的重大任务；
3.农业发展的制约因素由原来主要是资源约束变为资源、市场、环境三重约束；
4.农业发展已由单纯追求产量，向产量和质量、效益并重，追求优产、优质、高效、安全、生态的转变；
5.加入wto后，我国农业和农村经济与世界经济的关联度日益增强，我国农业发展面临新的机遇与严峻的挑战；
6.科技进步成为农业和农村经济发展的主要推动力量，新的农业科技革命将大大促进我国农业现代化进程。
（二）我国农业发展面临若干突出问题
1.农业国际竞争力不强，一方面农业产业化程度低，农业劳动生产率低，农产品生产成本和价格高；另一方面农产品规格化标准化程度低，产品质量不高，农产品安全问题突出。
2.农民收入增长缓慢，就业压力增加，地区差距进一步加大。
3.农产品加工业严重滞后，我国农产品主要是以初级产品的形式进入国际国内市场，产品附加值低，经济效益差，并且造成资源浪费。
4.耕地和水资源日趋紧缺，农业生态环境压力加大，农业可持续发展的难度大。
5.农业科技的发展还不能适应新形势的需要，农民的科学文化素质不高，农业生产和农村经济的科技含量还比较低。
随着我国农业进入新的发展阶段，面临新的发展机遇和严峻挑战，实现由粗放式经营方式向集约化经营方式转变、由传统农业向现代农业转变是新时期我国农业和农村经济发展的根本目标，我们面临着加快建设现代农业的艰巨任务，在这个过程中，农业工程技术将发挥重大而关键的作用。
三、农业工程的主要任务与特点
（一）主要任务农业工程的主要任务就是运用现代工业技术成果、工业生产方式、工程建设手段和工程管理方法将农业生物技术、农艺措施、农业生产过程和农业经营管理紧密结合，通过综合、集成、组装和创新，建设为农产品生产提供最适宜的环境条件和农业资源得到最充分利用的基础设施，提供先进适用的技术装备，形成农产品的专业化、规模化、标准化生产和产业化经营，提高资源利用率和劳动生产率，提高农产品质量、生产规模和经济效益，实现农产品的有效增值，提高农业竞争力，增加农民收入，促进农业现代化。
（二）主要特点
1.农业工程技术既服务于农业生产各个环节，又服务于农业产前、产中、产后全过程，还服务于农村基础设施建设、乡村与小城镇建设和农业生态环境建设，是为大农业服务的应用型技术。
2.生物技术与工程技术相结合、先进性与适用性相结合、高新技术与常规技术相结合是农业工程技术的特色；综合性与全程性是农业工程技术的特点。
四、农业工程的主要研究领域
（一）农业规划与土地利用主要内容是通过综合相关专业和集成有关技术，研究编制农业区域发展规划、农业和农村经济发展规划、农村土地利用规划、农业建设项目前期规划等及开展农业工程咨询。
（二）农业遥感与资源监测主要内容是利用3S技术，通过对农业资源与农情进行遥感监测与信息分析，提供农业资源保护与开发利用方案和动态的农情信息，为政府宏观决策和农业信息化服务。
（三）农村能源与环境保护主要内容是进行农村生产、生活节能和可再生能源、新能源技术、农业环境保护和生态农业建设技术、农业废弃物处理与资源综合利用技术等方面的研究应用，通过实施农村能源与环境保护技术，促进农业的可持续发展。
（四）农业机械化与电气化主要内容是农业生产作业过程，包括耕作、播种、植保、灌溉、收获、运输等过程的机械化和农村生产、生活的电气化。
（五）农业生物环境与建筑（设施农业）主要内容是与集约化种、养殖业相关的园艺设施、畜禽舍等的环境创造和环境控制技术，通过实现环境控制和使用新结构、新工艺、新材料、新装置等，创造一个动植物生长的最佳环境，实现资源的高效利用和工厂化生产。
（六）农副产品加工与储运主要内容是进行农产品的产前产后加工、初级加工和产地加工及储运方面的技术研究与工程建设，通过发展农副产品加工业，大幅度提高产品附加值。
（七）农业水土工程主要内容是通过研究水土（水、盐、泥沙、污染物等）运动规律与调控管理技术、合理利用水土资源，创造良好的水土环境，为农业可持续发展服务。主要包括农业节水灌溉、农业水土资源的持续高效利用、农业水土环境工程与水土保持工程等领域。
（八）农业系统工程与信息技术主要内容是通过系统的方法和工程的手段，实现项目的有机集成、有效综合和整体组装，达到功能齐全、结构优化、效益良好。通过高新技术装备和手段，实现经济技术信息和市场信息的高效传播与利用，实现信息化管理，促进科学化决策。
五、农业工程与现代农业的关系
1.一些发达国家将现代农业也称为工程农业。农业产业化、现代化程度越高，越是发展优质高效农业，越需要工程设施和工程技术作为基础和支撑，对农业工程的依赖作用就越强。
2.农业工程技术是农业科学技术的有机组成部分，现代农业的三大支柱是农业生物技术、农业工程技术、农业经济及管理技术。如荷兰的工厂化农业，以色列的节水灌溉农业，美国的规模化农业等，都是三大支柱完美结合的范例。
3.农业工程技术在我国农业生产中的应用程度，是我国农业现代化水平的重要标志。农业工程技术决不是工业技术和其他工程技术的照搬和套用，而是要满足于和服务于生物技术，满足于和服务于农业生产和农业资源高效利用的特殊过程和特殊要求，满足于和服务于农业领域不同对象、不同地域环境、不同生产力水平的不同要求，是一个技术创新的过程。农业工程技术应用的过程实际上也就是现代农业建设和实现的过程。
六、农业工程技术在我国的应用与发展
（一）应用于三大领域
1.应用于农业资源的高效利用，通过科学的规划论证，使产业结构得到优化，使有限的土地资源得到充分合理利用；通过设施农业技术，使各地的光热资源和其他自然资源优势充分利用；通过旱作和节水技术，使水资源得到最有效的利用；通过农业废弃物处理，变废为宝，实现资源再生利用；通过生态农业建设与环保技术，实现农业可持续发展。
2.应用于现代集约化种养殖业，通过设施农业工程，实现园艺、畜禽产品的规模化、标准化和规范化生产，形成工厂化生产和周年生产的现代化高效农业生产体系，通过农机化技术，实现农产品的规模化集约化生产，从而大幅提高农产品质量和经济效益。
3.应用于农产品加工业，通过农产品加工技术的研究应用，实现农产品的有效增值，提高农产品的商品品质和市场竞争力，增加农业生产效益和农民收入。
（二）体现在四个方面
1.设施农业蓬勃发展。*1年我国的设施园艺栽培面积已突破210万公顷，与1980年相比增长了近300多倍，总面积达世界第一；我国的禽蛋和肉类生产已成为世界第一，肉蛋奶分别是1978年的7.75倍、12.43倍和10.46倍，工程技术为设施园艺和规模化集约化畜禽养殖业的迅速发展做出了重要贡献。以设施农业为主要内容的农业科技园区建设向人们展示了现代农业的魅力和美好的发展前景。
2.农副产品加工业潜力巨大。农产品加工是加快农业结构调整、实现农民增收的有效途径和重要突破口，与发达国家相比，我国农产品加工业的差距还十分显著。发达国家农产品加工业对农业的产值比达到3.5∶1以上，而我国目前还不到0.5∶1；发达国家经过二次加工的农产品比例达到80%以上，而我国仅为20%左右，因此发展潜力巨大。
3.生态环境建设任重道远。1979年以来，我国已建设了360多个农村能源综合示范县，“九五”以来，又开始建设一批生态农业示范县，通过技术集成和多部门联合运作，为综合解决县域经济社会发展而面临的能源和生态环境问题做出了重要贡献。但我国农业生态环境仍然十分脆弱，食品安全问题十分突出，生态环境保护与建设刻不容缓、任务十分艰巨。
4.农业生产能力提高和生产条件改善需求迫切。如农业机械化、现代节水农业、农业产业化生产等都迫切需要农业工程技术作为主要技术支撑。美国工程院把“农业机械化”评为20世纪最杰出的十大工程技术成就之一，因为它改变了整个农业、以至社会的面貌。我国已拥有5亿多千瓦的农用动力，耕种收管机械化综合程度达到40%以上，为我国农业发展起到了不可替代的作用，但由于我国还有65%的农村人口、近3亿农业劳动力、小规模的生产经营方式等决定我国实现农业机械化的难度仍然很大，必须走中国特色的农机化道路。
我国目前的农业劳动生产率低于世界平均水平，与发达国家相差几十倍甚至上百倍。据统计，我国近年的稻谷、小麦、玉米、大豆、油菜籽、棉花等主要农作物的生产成本中，人工费用占到35%～53%，平均为45%，而发达国家主要农产品成本中人工费用不到10%。根据*8年成本结构资料，我国机械作业成本是美国、加拿大的25%～80%，但劳动力成本是它们的4～6倍，使我国的大宗农产品生产成本偏高，玉米、大豆、棉花、糖料等大宗农产品的国内价格明显高于国际市场价格，不具备竞争优势。
（三）服务于五大目标
1.服务于粮食安全。为了保证粮食安全和粮食生产效益，粮食等大宗农产品必须实现生产规模化和生产过程机械化，这也是我国农业和农村经济发展的客观需要。
2.服务于农村产业结构调整。农村产业结构调整的主要内容是向畜牧水产养殖业、农副产品加工业和高效种植业（园艺业和特色农业）等方面转移，农业工程技术承担着重要任务。
3.服务于农民增收。大力发展农副产品加工业是实现农产品转化增值和农民增收的有效途径。
4.服务于农村生态环境建设。通过实施农村能源与环境保护工程，通过农业生态保护工程建设，能够有效地保护和恢复农业生态环境，实现无公害农产品生产和农业的可持续发展。
5.服务于农村劳动力转移和城镇化进程。通过发展农产品加工业、运输业和服务业，可有效实现农村劳动力转移和聚集，形成小城镇产业基础和经济基础，大宗农产品的机械化生产也为农村劳动力转移提供了客观条件。
七、加快农业工程科技创新，促进我国现代农业建设进程
1.在我国现代农业建设的进程中，必须紧紧依靠科学技术，农业工程的建设和技术的应用是使农业科技成果迅速转化成生产力的必要措施和有效手段，而农业工程科技创新又是农业工程建设和技术应用的前提和基础。因此，农业工程科技创新是促进我国农业发展和现代农业建设的突破口。
2.农业机械化、设施农业、农产品加工等所起到的巨大作用已经被人们广泛认识，现代节水农业、农村能源环保、农业生态环境建设等也越来越受到重视，“十五”期间，多项农业工程技术研究课题被列为国家重点攻关内容，农业工程领域的科技发展受到国家前所未有的重视，农业工程科技创新面临难得机遇。
3.由于农业工程技术基础研究相对薄弱，农业工程科技创新任务十分艰巨。要紧紧围绕新时期我国农业和农村经济发展的需求，紧紧围绕全面建设小康社会的需求，紧紧围绕建设现代农业的需求，紧紧围绕农业结构调整、优势农产品区域布局和农业“七大体系”建设的需求，紧紧围绕农业增效、农民增收和农产品竞争力增强的需求，紧紧围绕农业劳动力转移和城镇化战略的需求，紧紧围绕可持续发展的需求，大力促进农业工程科技创新。
八、结语
1.我国农业工程事业的发展，大大提高了农业劳动生产率，提高了农业的综合生产能力，加快了传统农业向现代农业的转变，不仅为实现我国农产品供给由长期短缺到总量基本平衡，丰年有余的历史性转变做出了积极贡献，而且也促进了农村产业结构的调整、农村劳动力资源的优化配置和农民收入的提高，增强了农业对国民经济持续、快速、健康发展的支撑能力和保障能力，促进了工业化、城镇化和现代化进程，促进了农业可持续发展。
2.我国农业进入新阶段，农业工程技术的作用更加突出。农业生物技术是农产品生产的关键和核心，决定产品本身的性能、品质和产量，农业工程装备设施是实现农产品生产的重要物质基础和硬件保障，没有这个基础和保障，就不可能实现农产品的规模化、规范化、标准化和产业化生产。
农业生物工程技术篇6
一、指导思想和基本原则
我区发展生物农业的指导思想是：以科学发展观为指导，以体制创新为动力，以科技创新为支撑，以产业化、规模化、市场化为重点，以增加农民收入为着力点，充分发挥自身产业优势，加快构建我区生物农业体系，使生物农业成为新兴产业培育的重要增长点，成为推动农业转型升级的战略性新兴产业。基本原则是：
（一）坚持政府主导与市场运作相结合的原则。充分发挥市场配置资源的基础性作用，鼓励农业企业、农业园区联合科研单位建设生物农业产业化合作平台。加大政策支持力度，加快形成有利于生物农业产业发展壮大的体制机制。
（二）坚持自主创新与政产学研合作相结合的原则。积极开展与国内外高水平的生物农业创新机构的政产学研合作，培育科技创新制高点，促进关键核心技术突破。以重点农业企业、农业园区为主体，加快自主创新步伐，培育一批具有自主知识产权的农业科技创新成果。加大农业招商引资力度，加强生物农业产业领军型创业人才和团队的引进，吸引多元资本投入生物农业建设。
（三）坚持全面推进与重点突破相结合的原则。重点推进对生物农业产业化发展具有重大示范带动作用的项目建设，重点推进农业生物关键技术的攻关，从而辐射带动全区生物农业及相关配套产业的发展。
（四）坚持统筹规划与分步实施相结合的原则。要以规划为先导，以现有产业为基础，以发展趋势为导向，科学合理布局，分阶段、分目标扎实推进，建设一批生物农业产业示范工程。
二、发展目标
根据《市现代生物农业产业发展规划》、《关于引进国内生物农业领军型创业人才计划的实施意见》和《关于加快生物农业发展的实施意见》的要求，我区发展生物农业的总体目标是：发挥资源和产业优势，大力发展生物农业技术，全面提升产业化水平，建设特色鲜明、科技领先、效益显著的现代生物农业示范区。2010~2012年的具体目标是：
2010年：全区培育生物农业企业4家以上，引进生物农业项目6个，推广示范生物农业产品20个。引进生物农业领军型人才2名，实现生物农业销售收入2亿元，培育生物农业规模企业1家。
2011年：与国内知名科研院所广泛开展政产学研合作，加大招商引智力度，引进生物农业领军型人才3名，引进项目8个，实现生物农业销售收入3亿元，培育生物农业规模企业1家。初步建立我区生物农业产业化体系。
2012年：全面推进生物农业关键技术研发、应用与创新，形成特色鲜明的生物农业发展体系。引进生物农业领军型人才4~6名，引进项目10个以上，实现生物农业销售收入6亿元，培育生物农业规模企业1家。全区生物技术在农业中的推广应用率达到80%以上，农业技术水平和综合效益显著提升。
三、发展重点
根据我区生物农业发展基础和自身产业特色，按照“产业化、集聚化、国际化”的发展要求，着力实施生物农业研发中心、生物农业产业基地、生物农业创新示范园等重点项目建设。
（一）生物农业研发中心建设
以生命科技产业园为载体，挂牌成立“生物农业研发中心”，将生物农业发展纳入园区重点规划目标。深化与中国农科院及省内知名院校、科研单位的产学研合作，重点开展生物育种、生物食品工程、生物（动植物）反应器、生物饲料、生物肥料、生物农药、农业环境控制和生物信息的技术研发，全力打造生物农业研发高地。
面向国内外著名生物农业企业开展一系列招商活动，争取引进一批技术领先、拥有自主知识产权、掌握核心技术、具有良好发展前景的项目。成立生物农业创新研发平台，打造生物农业总部经济，并以此为依托，组织力量，把握机遇，带动对生物发展关键技术的攻关，打破产业发展瓶颈。建设综合服务楼和各种配套设施，配备国际标准化生物化学实验室单元和符合Gmp标准的生物医药制造用房、实验动物用房等设施，努力建成高水平的生命科技、生物农业创新载体，使之成为我区生物农业发展的助推器。
（二）生物农业产业基地建设
以高端技术研发为先导，着力建设生物农业产业孵化基地，形成集技术转化、产业孵化、生产制造和交易展示等较为完整的产业链，充分实现生物农业项目、人才、基地、资本等要素的有机整合，重点培育发展生物反应器、生物育种、生物制剂、生物食品工程及生物饲料产业。
1．发展生物反应器产业。引进和培育兰诺生物等一批生物反应器生产企业。以基因表达、体细胞克隆、转基因等核心技术为重点，建立和完善动植物生物反应器扩繁、重组蛋白分离提纯技术体系，打造地区生物反应器研发、制造高地。
2．发展生物育种产业。以华日美生物科技有限公司等科技企业为载体，加快珍稀特种水产等的生物育种技术研究和开发，加速优质新品种的选育，积极推广良种畜禽、水产品种。
3．发展生物制剂产业。开发先进的动物疾病诊断试剂、食品安全检测试剂、环境监测试剂、新型酶制剂、微生物制剂、蛋白质产品、核苷酸产品、绿色水产药品、小分子抗原抗体、基因重组抗原抗体等生物化学制品。以安迪生物工程有限公司为基础，建设完整的抗原、抗体、试剂盒、试纸条、细胞工程、酶工程、基因工程等技术研发和生产的平台。
4．发展生物食品工程产业。以开发“安全、营养、多功能、生态”食品需求为重点，加快发展生物食品工程。与江南大学食品学院合作，重点开展食品酶制剂、功能食品等生产技术攻关，开发淡水和海水混合鱼糜、鲍汁小鱼丸风味重整等一系列新型食品加工项目，培育生物食品工程产业基地。
5．发展生物饲料产业。大力发展植酸酶、木聚糖酶、蛋白酶等新型饲料添加剂，建立饲料安全质量控制、添加剂和饲料安全配置、转基因饲料等技术体系，转化一批具有自主知识产权的高技术成果；开发畜禽饲料添加剂，分解粪臭素，抑制氨气排放，阻断粪臭素生成，最大限度减少畜禽的臭味，降低养殖业对环境的影响。
（三）生物农业创新示范园建设
以阳山水蜜桃科技园和区精细蔬菜产业园为核心，组建生物农业创新示范园，重点试验、应用与推广先进生物农业技术和产品，提高水蜜桃、蔬菜的综合生产能力和科技水平。
1．生物肥料推广应用。根据土壤种类和作物类型，推广功能型生物肥料，有效缓解土壤酸化、结构变差，阳离子交换能力降低，蓄水保肥能力下降，作物病虫害加重，产品质量降低的矛盾，逐步解决土壤酸化问题，克服连作病害问题。
2．生物农药推广应用。推广虫害性诱技术，运用生物学原理，通过物理手段控制虫害发生；继续与复旦大学合作研发酶工程甲素生物农药技术项目，进行生物灭鼠课题研究；在阳山水蜜桃科技园和精细蔬菜产业园推广高效、广谱生物杀菌剂、生物杀虫剂，延长农药有效控制时间，降低农药使用频率，减少化学农药中有毒物质在农产品中的残留。
3．农业环境控制技术推广应用。与中科院南京土壤研究所合作开发农业废弃物无害化处理系统，利用畜禽粪便、蔬菜秸秆等农业废弃物为原料，添加有益菌种，进行无害化处理、生物发酵，最终生成种植业生产所需生物有机肥料。找寻农业生产有机废弃物处理新模式，切实减轻农业面源污染和降低碳排放。
4．生物信息技术推广应用。突破农业专用传感与识别技术、农业传感网、智能化农业信息处理等重大共性关键技术，重点开发物联网技术、GiS技术在农业资源利用、农业生态环境监测、农产品与食品安全等领域的集成应用，培育一批农业信息相关新兴产业。
四、保障措施
（一）强化组织领导，健全工作体系。成立区生物农业发展领导小组，由区政府分管领导任组长，区委组织部、农林、发改、经信、科技、人社、教育、农办、商务、规划、国土、财政、各镇（街道）、开发区等为成员单位，领导小组办公室设在区农林局，具体负责组织推进、协调和日常管理工作。
各相关部门按照职责分工，统一协调推进相关组织工作。区委组织部、区人社局主要负责对生物农业领军型创业人才引进的组织协调和管理服务；区农林局负责生物农业发展组织推进、协调和日常管理工作；区发改局负责人才引进涉及的固定资产投资项目的立项审批与管理；区科技局主要负责生物农业科技成果转化、企业孵化平台建设；区财政局负责生物农业领军型创业人才引进专项资金的筹措管理；区经信、教育、农办、商务、规划、国土等部门负责落户生物农业企业的综合服务与管理；各镇（街道）、开发区负责生物农业企业落户。
（二）加强宣传发动，营造良好舆论氛围。围绕转变农业发展方式，大力宣传发展生物农业的重要战略意义，广泛宣传我区生物农业的规划布局、产业基础和发展政策，营造全区生物农业发展的良好氛围。
农业生物工程技术篇7
农业现代化的本质也就是科学技术化。未来农业将是以现代科技及其应用技术装备起来的崭新产业。农业的发展大体经历原始农业、传统农业和现代化农业三个阶段。原始农业主要靠大自然的恩赐,传统农业以经验为基础,现代化农业则是依靠科学技术。
一、美国农业发展的教训
以世界上农业最发达的美国为例,美国农业具有很高的劳动生产率。但是到20世纪80年代,人们发现以美国为典型的农业发展模式越发显示出其存在的问题及危机。
美国现代化农业生产模式和工业生产十分相似,即投入一定数量的物质和技术,产出一定数量的农产品。有的美国生态学家认为这种农业生产方式和采矿作业十分相似,即从土地中榨取、剥夺而且带来破坏;以长期和未来的损害换取短期和眼前的利益。建立在农业机械化和农业化学化这两大支柱上的农业现代化,基本上成为工业生产的一个变种,因而发生在工业生产中的污染、损害生态环境的现象,也都在现代化农业中出现;由于农业生产空间广袤,因而造成了更大的危害。其主要问题是:
(一)破坏土壤,加速地力衰竭土壤是有“生命”的物体,如果使用得当,土壤会愈来愈肥沃;反之,会愈来愈衰竭。美国现代化农业大面积的连年单作,大量使用化肥、除草剂,加上长期的机械耕作,造成了严重的土壤流失现象。美国每年流失的土壤,高达31亿吨。美国衣阿华州的土壤原来十分肥沃,经过长期的现代化农业的运作,损失了一半的表土。平均来说,衣阿华州农民每生产一蒲式耳(每蒲式耳为35.238升)的玉米,要流失一蒲式耳的表土,种植大豆损失表土更多。美国中西部一带农田的表土,早年深达6英尺,是世界上罕有的肥沃土壤,目前表土只剩下6寸,其余的,都在冲刷过程中流失。据专家估计,美国由于土壤流失造成直接和间接的经济损失,每年超过400亿美元。虽然50多年来,美国一直努力防止土壤冲刷,每年用于这方面的费用高达10亿美元以上,但是,由于现代化农业造成土壤破坏的根源没有消除,因此,一切治标措施都收效不大。
(二)减少了遗传的多样性不论在作物和家畜方面都是如此。美国式的现代化农业往往只使用少数的几个品种,而过去的传统农业则使用众多的本地品种。减少遗传的多样性,对于农业生产是很危险的,因为一旦病虫害爆发,由于品种的单一可能全军覆没。1970年美国玉米叶枯病,使全美15%的玉米产区颗粒无收,就是因为所有种子都是来自一个易感叶枯病的品种。
(三)大量消耗能源,能源利用率低美国现代化农业是典型的“能源集约农业”,美国每人一年中消费的食物,是用1吨汽油生产的,如果全世界各国都采用这种能源集约农业生产方式,那么占全球目前消耗量50%的汽油要用来生产食物,全球的石油储备在15年内就要告罄。
美国现代化农业生产,不但大量消耗不能再生的能源,而且能源的利用率极低。中国、印尼、缅甸等亚洲国家传统的农业生产方式,用0.05—0.1卡的热量,可以生产1卡热量的食物;而美国现代化农业则需0.2—0.5卡的热量,才能生产1卡热量的玉米、大豆、花生等等。美国人吃1罐只有270卡热量的罐头玉米,是用2800卡热量生产的。
(四)大量使用化肥和化学农药,造成环境污染例如,美国衣阿华州大泉盆地(BigSpringBasin)从1958年至1983年这25年中,地下水中的硝酸盐浓度增加了3倍,这是大量施用化肥的结果。美国31个州存在着化肥污染地下水的问题。
大量使用化学农药,对于农业工人的健康也造成直接的危害。美国农业工人伤亡率仅次于建筑业、采矿业,被列为三大危险行业之一。
(五)美国现代的养畜业,特别是肉牛饲养业,对生态环境造成很大的破坏美国的肉牛饲养主要集中在13个州,有42000处肉牛育肥场;其中200处最大的肉牛育肥场,集中了美国肉牛总数的50%左右。鉴于高度集中饲养,厩肥处理十分困难,造成了很大的空中和地下水的污染。此外,高度集中饲养,用水量也十分集中,造成一些地区采水过量,水源日趋枯竭。美国肉牛育肥场集中的中西部和西部各州,主要依靠横跨8个州、世界上一个最大的地下蓄水层供水,现在其中3个州的地下水已开采了一半,如此长期不断采水,蓄水层早晚有枯竭之虞。美国现代化大规模集中饲养肉牛,不得不用多种化学药物防治疾病和刺激生长。例如,组织代谢类固醇可以使肉牛增生5%一20%,提高饲料利用率5%—12%,增加瘦肉率15%—25%,因此被广泛地采用。美国全国肉牛育肥场中,95%以上使用各种生长激素;1988年,全美的肉牛饲养场用了1500万磅的抗生素作为饲料添加剂。而人类食用了化学药物生产的肉类,对健康是不利的。
美国农业部也曾承认:“美国农业生
产效率很高,但是所付出的巨大代价,是当初没有充分意识到的。美国农业现代化给社会、环境和健康带来的问题,应当予以足够的重视。”
对于美国现代化农业暴露出的种种问题,经过有关方面多年的探索,认为唯一解决问题的对策是,逐渐恢复过去以生态系统渗入农业生产中的方式,也就是逐步推行“低投入可持续农业”(LowinputSustainableagriculture,简称“Lisa”-“丽莎”)的生产方式。具体内容是:第一,充分将固氮技术和生物防治方法运用到农业生产过程中;第二,减少使用化肥和化学农药;第三,有效地利用植物和动物内部生物学和遗传学的潜力;第四,将种植业和养畜业最优化地结合起来;第五,注意节约和保存土壤、水、能源和生物学资源,等等。
二、现代农业发展趋势
(一)综台运用高新技术发展智力农业“丽莎”的生产方式提出后,不但美国各级政府有关部门十分重视,拨出专款作为研究和试验费用;并且在国家农业学术馆中,设立“丽莎情报中心”传播研究成果。不少
大学和学术研究机构对“丽莎”也进行了大量的研究和试验。人们认识到时代愈进步、科学愈发达,农业生产就愈需要智力来运作。农业未来学家预测,目前太旱、太碱、太瘦、太湿的土地,将来都可以通过特殊先进技术,转变为良田沃野。以色列已经在过去一些无法耕作的土地上,利用滴灌技术栽培柑桔等各种作物,就是明证。
目前我国在运用高新技术改造传统农业的技术路线方面,必须注意到我国农业技术结构的现状和农村经济的条件,技术路线的执行应能促进技术结构的优化。在技术结构上,我们应建立多元复合型的农业技术结构;在技术路线上,应选择以生物技术、有机技术为导向,以工程技术为辅的综合型农业技术路线。在综合发展中突出重点,抓住农业技术创新向高新技术方向发展的突破点,积极稳妥地推进农业技术创新和农业产业化。
(二)大力发展精细农业采用精细形态生产方式的原因,首先是土地、水、能源等自然资源日益医乏,为了经济地利用各种有限资源,只能采取四大密集:技术密集、劳力密集、资金密集和生态密集的手段。其次,运用精细形态的生产方式,可以在过去不能或很难从事农业生产的土地或空间进行生产。例如,干旱缺水、山地陡坡、盐渍滩涂乃至沼泽荒漠地区,都可以用水栽法转变为生产基地。水栽法不用土地,而是用营养液,在控制环境的条件下进行生产。这样,不但延长了生产季节,也扩大了生产的空间。中东一些炎热、干旱、缺水的地区,过去不能生产新鲜的蔬菜,目前已经用水栽法解决了问题。第三,发展中国家在工业化过程中,如果采用精细形态的农业生产方式,创造出高科技、高收入的农业,就一定会吸引青年扎根农村,使农村成为真正大有可为的广阔天地。第四,精细形态的农业,在交通方便、风光秀丽的地区,只要稍加装备、经营,就可以成为观光农业和休闲农业中心。这样,既可增加收入、促进农产品销售,又可以让城市居民领略田园风光;牧歌情调。
(三)信息农业方兴未艾当代世界正在由工业化时期进入信息化时代。以计算机多媒体技术、光纤和通信卫星技术为特征的信息化浪潮正在席卷全球。同样,现代信息技术也正在向农业领域渗透,形成信息农业。信息农业的基本特征可概括为:农业基础装备信息化、农业技术操作全面自动化、农业经营管理信息网络化。信息农业又包括两个内容:一是农业信息化,二是农业信息产业化。
所谓农业信息化是社会信息化的一部分。它首先是一种社会经济形态,是农业经济发展到某一特定过程的概念描述。它不仅包括计算机技术,还应包括微电子技术、通信技术、光电技术、遥感技术等多项技术在农业上普遍而系统应用的过程。农业信息化又是传统农业发展到现代农业进而向信息农业演进的过程,表现为农业工具以手工操作或半机械化操作为基础到以知识技术和信息控制装备为基础的转变过程。
农业信息化有三个明显的特点:(1)农业信息技术在其他技术序列中优先发展;(2)信息资源在农业生产和农产品经营中的作用日益突出,农民更注意用信息指导生产和销售;(3)信息产业的发展很大程度上促进乡镇企业的发展,并优化农业内部结构。据某些预测标准,当一个国家信息产业在农业中的附加值达到或超过农业总产值的50%时,就认为农业实现了信息化。
所谓农业信息产业化,就是将农业信息的采集、加工、传递、反馈、服务等形成一个一体化的、以信息咨询为主的知识密集型产业,它是农村社会化服务中新兴的独立的第三产业,是农村社会、经济发展的必然趋势。农业信息产业化是发展一优两高农业的需要,是农民进入市场的需要,是推进农村社会化服务的需要,是农业信息部门转变职能、自我发展的需要,是农村经济发展的必然趋势。
计算机应用于农业生产中,可以及时准确预报病虫害的发生期和发生量,做到及时防治,既节省农药,又减少粮食损失。计算机在饲料配制、优化施肥、作物产量预报、渔业捕捞以及农业经济结构优化等方面,都能发挥作用。利用遥感技术调查农业资源,预报自然灾害,也有速度快、效率高的特点。准确的气象预报也是农业生产中不可缺少的,气象卫星起着重要作用。
我国是一个农业大国,将计算机软件技术应用到农业领域,将具有重大的经济效益和社会效益。在发达国家农业信息化的影响下,我国从80年代以来,开展了系统工程、数据库与信息系统、专家系统、决策支持系统、遥感技术RS、地理信息系统GiS以及全球定位系统GpS等技术应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究,已取得许多重要成果,有些已达到国际先进水平。农业部1994年开始筹建的“中国农业信息网”现已初具规模,已有1000多个县入网。目前全国大部分省建立了农业信息中心,大多数县配备了微机用于信息管理。全国已建成了一些大型农业信息资源数据库、优化模拟模型、宏观决策支持系统、农业专家系统、计算机生产管理系统。应用遥感技术进行灾害预测预报与农业估产已取得显着效果。如北京市农林科学院作物所研究的“小麦管理计算机专家决策系统”可使小麦增产6%—25%,降低成本4%—8%,增加效益15%—30%;中国农业科学院草原研究所应用现代遥感和地理信息技术建立的“中国北方草地草畜平衡动态监测系统”,使我国草地的资源管理由过去常规方法上百人10年完成的工作量只需7天即可完成,经3年运行,节约经费1669万元;中国科学院合肥智能所研究的“农业专家系统”能指导农民科学育种、栽培、施肥、防治病虫害、田间管理等,已在二十几个省市推广使用,增产粮食13.5亿公斤,棉花35万担,节肥34万吨。南京经济学院研制的“粮食预警预报系统”可显示我国1959—2020年期间粮食生产、消费的中长期趋势,并可提供对产销缺口进行平衡调整的几种可选方案。
节约农业资源是实施农业可持续发展的基础之一,是核心内容。农业资源,例如土壤、气候、植物和水等是广泛分布在地球表面、而且不断地变化的自然资源。要想合理利用农业资源就必须掌握它们的分布、性质及其利用的变化,并取得现时性资料,这用常规技术是无法实现的。科学实验已经证明,只有运用包括卫星遥感技术、地理信息技术、全球定位技术、空间分析技术、模拟模型技术、网络技术和人工智能技术等综合的现代信息技术,建立农业资源信息系统,才有可能及时地为国民经济建设提供现时性的环境资料,并为领导或经营者提供决策咨询方案,以提高领导农业生产的主动性。据预测,利用全球定位系统、变量播种机和变量施肥机等,重大农业灾害的程度会得到较大程度的预防和控制,农民在每亩田的农活用工量可望从目前的10个左右降至1—2个,种子和化肥的使用量将减少30%—50%,产量却提高10%—30%,其结果必然是农民在轻松劳作的同时,得到更为丰厚的回报。
(四)生态农业大发展所谓生态农业,是指在农业生产中,以生态科学和原理为指导,利用动物、植物、微生物之间的相互依存关系,应用现代科学技术,保护、培植和充分利用自然资源,防止和减少环境污染,形成农林牧副渔良性循环,保持大农业稳定发展。
世界上所有国家都不同程度地存在着各种生态环境问题,人口的增加、工农业生产的发展,都加剧了问题的严重性。
英国着名经济学家Barbaraward(1914—1981)很早以前就认为美国现代化农业的道路是行不通的。他对中国南方和东南亚一些国家,将种植水稻和养畜、养鱼结合,充分利用土地和生物资源,保持良好生态环境的作法十分欣赏,而且提出一个十分有价值的观点:“唯一能够生产足够粮食,满足日益增长的人口需要的方式,是将所有适合耕作的土地,实行双作和三作。”由此可见,中国长期以来实行的间作、套作、混作、轮作,施用粪肥、厩肥、绿肥,实行生物防治,充分利用土地,精耕细作等似乎落后,但是保证了农业长期持续发展的技术,实际上是先进的生产方式,应该作为今后实现农业现代化的一个主要战略方针。
为了创造一个生态平衡的农业,就必须抛弃原有的以大量消耗石油、化肥、化学农药为代表的农业现代化的模式,取而代之的是以遗传工程、生物技术为主的高技术方法。当今时代由于分子生物学和细胞遗传工程等学科的飞快发展,在分子水平上探明生物机能已经成为可能。因此,人们对于利用生物遗传工程技术的研究成果解决农业生产领域中存在的诸多问题寄予很大希望。
遗传工程开始了人类首次涉足动植物机体内部的活动,通过改变基因结构,可以使植物生长得更好、产量更高,并具有内在的抗虫、抗病、抗逆、抗旱和自肥能力;也可以使作物更有效地进行光合作用。在动物方面,运用遗传工程,可以增加产量,提高品质,缩短生长期、妊娠期及增进家畜的各种性能。例如,将美洲驼和骆驼的基因互相移植,使新种具有两者的优点。
遗传工程还可以根据需要,使农牧产品产生某种特殊的品质(风味、色泽、酸甜度、营养价值等等)。科学家已经预见到,将来可以用遗传工程技术育成超级瘦肉型的肉猪、带有鹿肉风味(鹿肉在西方被视为野味之王)的牛肉。
人类目前主要粮食只有6种,科学家预见,到2025年,由于遗传工程的应用,可以增加到37种。这对于
丰富人类食物的来源,解决人口不断增加、耕地日益减少的严峻问题,具有重大意义。
(五)都市型的工厂化农业日趋成熟自然农业最大的特点是靠天吃饭,其生产的状况受自然因素影响很大。21世纪,由于实现工厂化,通过运用先进科技,农业生产将摆脱或部分摆脱自然条件的制约。所谓工厂化农业,是指在“农业生产车间”(塑料薄膜大棚,玻璃温室等)内,借用阳光或人工灯光进行不间断地农业生产。有的人认为,这是根本改变传统农业的重要方向。
用现代科技装备的工厂化农业,集成了生物技术、信息技术、新材料技术、自动化控制技术和现代先进农艺等,其间作物的播种、生长、施肥、灌溉、环控等全过程都实现自动化,称得上是一个高水准的“种植工厂”。“种植工厂”可以通过对生物和环境的控制,使农业生产中的多种潜力得到充分发挥。首先,在自然或开放的条件下,水、肥、土、热等很难控制,“种植工厂”则可以充分发挥农业环境的有关潜能。其次,良好的“工厂环境”为生物潜力的发挥创造了条件,使农作物的有机物合成、转化和储存等效率大大提高,形状、味道和颜色良好。此外,“种植工厂”还能够很大程度地发掘作物生产的时空潜力:一方面,作物可种植时间得以延长,复种指数得以提高,部分或完全摆脱季节的限制,一些农作物可做到常年均衡供应;另一方面,对温度、光照、供水和营养的有效控制,使作物平面、垂直的生产空间得以拓展,有的立柱栽培技术可增加数倍产量。
由于未来人们保健意识的加强,对食物品质的要求也随之提高。未来对食物的要求,首先必须符合“干净”和“营养”的标准。所谓“干净”,是指食物不用化肥、农药生产,不用人工防腐剂、染色剂,不经辐射处理。所谓“营养”,是指食物不但保存了最大营养价值,而且不经过长途运输,必须成熟后采收,保持一流鲜度。为了满足上述一系列的严格要求,农产品就必须当地生产、当地消费。
农产品长途运输不但降低品质,还要大量消耗能源,造成大气乃至海洋的污染。不少农产品长途运输的包装材料,是不能“生物降解”的,造成了严重的环境问题。据美国环境保护局资料,从1963年到1971年,美国消费的食物,按重量不过增加2.3%,但是,食物运输过程的大、小包装材料,按重量却增加了33%和39%,这就是增加了长途运输的结果。
目前美国已经出现所谓“社区支持农业”(Community-Supportedagriculture)这种生产形态,就是企业将生产和消费在地区内结合起来,逐渐实现农产品的地区自给。
工厂化农业一般适于布局在都市的周围,所以也有“都市型农业”之称,因为“智能型农业工厂”不仅包括蔬菜、园艺花卉,还有畜禽、特种水产品生产以及微生物生产。由于都市有发达的信息、交通和完备的基础设备,加之都市庞大的消费需求,未来的智能型农业工厂必将云集在都市周边,成为都市经济的重要支柱。
农业生物工程技术篇8
农业现代化的本质也就是科学技术化。未来农业将是以现代科技及其应用技术装备起来的崭新产业。农业的发展大体经历原始农业、传统农业和现代化农业三个阶段。原始农业主要靠大自然的恩赐，传统农业以经验为基础，现代化农业则是依靠科学技术。
一、美国农业发展的教训
以世界上农业最发达的美国为例，美国农业具有很高的劳动生产率。但是到20世纪80年代，人们发现以美国为典型的农业发展模式越发显示出其存在的问题及危机。
美国现代化农业生产模式和工业生产十分相似，即投入一定数量的物质和技术，产出一定数量的农产品。有的美国生态学家认为这种农业生产方式和采矿作业十分相似，即从土地中榨取、剥夺而且带来破坏；以长期和未来的损害换取短期和眼前的利益。建立在农业机械化和农业化学化这两大支柱上的农业现代化，基本上成为工业生产的一个变种，因而发生在工业生产中的污染、损害生态环境的现象，也都在现代化农业中出现；由于农业生产空间广袤，因而造成了更大的危害。其主要问题是：
(一)破坏土壤，加速地力衰竭
土壤是有“生命”的物体，如果使用得当，土壤会愈来愈肥沃；反之，会愈来愈衰竭。美国现代化农业大面积的连年单作，大量使用化肥、除草剂，加上长期的机械耕作，造成了严重的土壤流失现象。美国每年流失的土壤，高达31亿吨。美国衣阿华州的土壤原来十分肥沃，经过长期的现代化农业的运作，损失了一半的表土。平均来说，衣阿华州农民每生产一蒲式耳(每蒲式耳为35.238升)的玉米，要流失一蒲式耳的表土，种植大豆损失表土更多。美国中西部一带农田的表土，早年深达6英尺，是世界上罕有的肥沃土壤，目前表土只剩下6寸，其余的，都在冲刷过程中流失。据专家估计，美国由于土壤流失造成直接和间接的经济损失，每年超过400亿美元。虽然50多年来，美国一直努力防止土壤冲刷，每年用于这方面的费用高达10亿美元以上，但是，由于现代化农业造成土壤破坏的根源没有消除，因此，一切治标措施都收效不大。
(二)减少了遗传的多样性不论在作物和家畜方面都是如此。美国式的现代化农业往往只使用少数的几个品种，而过去的传统农业则使用众多的本地品种。减少遗传的多样性，对于农业生产是很危险的，因为一旦病虫害爆发，由于品种的单一可能全军覆没。1970年美国玉米叶枯病，使全美15％的玉米产区颗粒无收，就是因为所有种子都是来自一个易感叶枯病的品种。
（三)大量消耗能源，能源利用率低美国现代化农业是典型的“能源集约农业”，美国每人一年中消费的食物，是用1吨汽油生产的，如果全世界各国都采用这种能源集约农业生产方式，那么占全球目前消耗量50％的汽油要用来生产食物，全球的石油储备在15年内就要告罄。
美国现代化农业生产，不但大量消耗不能再生的能源，而且能源的利用率极低。中国、印尼、缅甸等亚洲国家传统的农业生产方式，用0．05—0．1卡的热量，可以生产1卡热量的食物；而美国现代化农业则需0．2—0．5卡的热量，才能生产1卡热量的玉米、大豆、花生等等。美国人吃1罐只有270卡热量的罐头玉米，是用2800卡热量生产的。
(四)大量使用化肥和化学农药，造成环境污染
例如，美国衣阿华州大泉盆地(Big
Spring
Basin)从1958年至1983年这25年中，地下水中的硝酸盐浓度增加了3倍，这是大量施用化肥的结果。美国31个州存在着化肥污染地下水的问题。
大量使用化学农药，对于农业工人的健康也造成直接的危害。美国农业工人伤亡率仅次于建筑业、采矿业，被列为三大危险行业之一。
(五)美国现代的养畜业，特别是肉牛饲养业，对生态环境造成很大的破坏
美国的肉牛饲养主要集中在13个州，有42000处肉牛育肥场；其中200处最大的肉牛育肥场，集中了美国肉牛总数的50％左右。鉴于高度集中饲养，厩肥处理十分困难，造成了很大的空中和地下水的污染。此外，高度集中饲养，用水量也十分集中，造成一些地区采水过量，水源日趋枯竭。美国肉牛育肥场集中的中西部和西部各州，主要依靠横跨8个州、世界上一个最大的地下蓄水层供水，现在其中3个州的地下水已开采了一半，如此长期不断采水，蓄水层早晚有枯竭之虞。美国现代化大规模集中饲养肉牛，不得不用多种化学药物防治疾病和刺激生长。例如，组织代谢类固醇可以使肉牛增生5％一20％，提高饲料利用率5％—12％，增加瘦肉率15％—25％，因此被广泛地采用。美国全国肉牛育肥场中，95％以上使用各种生长激素；1988年，全美的肉牛饲养场用了1500万磅的抗生素作为饲料添加剂。而人类食用了化学药物生产的肉类，对健康是不利的。
美国农业部也曾承认：“美国农业生产效率很高，但是所付出的巨大代价，是当初没有充分意识到的。美国农业现代化给社会、环境和健康带来的问题，应当予以足够的重视。”
对于美国现代化农业暴露出的种种问题，经过有关方面多年的探索，认为唯一解决问题的对策是，逐渐恢复过去以生态系统渗入农业生产中的方式，也就是逐步推行“低投入可持续农业”(Lowinput
Sustainable
agriculture，简称“Lisa”-“丽莎”)的生产方式。具体内容是：第一，充分将固氮技术和生物防治方法运用到农业生产过程中；第二，减少使用化肥和化学农药；第三，有效地利用植物和动物内部生物学和遗传学的潜力；第四，将种植业和养畜业最优化地结合起来；第五，注意节约和保存土壤、水、能源和生物学资源，等等。
二、现代农业发展趋势
(一)综台运用高新技术发展智力农业“丽莎”的生产方式提出后，不但美国各级政府有关部门十分重视，拨出专款作为研究和试验费用；并且在国家农业学术馆中，设立“丽莎情报中心”传播研究成果。不少大学和学术研究机构对“丽莎”也进行了大量的研究和试验。人们认识到时代愈进步、科学愈发达，农业生产就愈需要智力来运作。农业未来学家预测，目前太旱、太碱、太瘦、太湿的土地，将来都可以通过特殊先进技术，转变为良田沃野。以色列已经在过去一些无法耕作的土地上，利用滴灌技术栽培柑桔等各种作物，就是明证。
目前我国在运用高新技术改造传统农业的技术路线方面，必须注意到我国农业技术结构的现状和农村经济的条件，技术路线的执行应能促进技术结构的优化。在技术结构上，我们应建立多元复合型的农业技术结构；在技术路线上，应选择以生物技术、有机技术为导向，以工程技术为辅的综合型农业技术路线。在综合发展中突出重点，抓住农业技术创新向高新技术方向发展的突破点，积极稳妥地推进农业技术创新和农业产业化。
(二)大力发展精细农业
采用精细形态生产方式的原因，首先是土地、水、能源等自然资源日益医乏，为了经济地利用各种有限资源，只能采取四大密集：技术密集、劳力密集、资金密集和生态密集的手段。其次，运用精细形态的生产方式，可以在过去不能或很难从事农业生产的土地或空间进行生产。例如，干旱缺水、山地陡坡、盐渍滩涂乃至沼泽荒漠地区，都可以用水栽法转变为生产基地。水栽法不用土地，而是用营养液，在控制环境的条件下进行生产。这样，不但延长了生产季节，也扩大了生产的空间。中东一些炎热、干旱、缺水的地区，过去不能生产新鲜的蔬菜，目前已经用水栽法解决了问题。第三，发展中国家在工业化过程中，如果采用精细形态的农业生产方式，创造出高科技、高收入的农业，就一定会吸引青年扎根农村，使农村成为真正大有可为的广阔天地。第四，精细形态的农业，在交通方便、风光秀丽的地区，只要稍加装备、经营，就可以成为观光农业和休闲农业中心。这样，既可增加收入、促进农产品销售，又可以让城市居民领略田园风光；牧歌情调。
(三)信息农业方兴未艾当代世界正在由工业化时期进入信息化时代。以计算机多媒体技术、光纤和通信卫星技术为特征的信息化浪潮正在席卷全球。同样，现代信息技术也正在向农业领域渗透，形成信息农业。信息农业的基本特征可概括为：农业基础装备信息化、农业技术操作全面自动化、农业经营管理信息网络化。信息农业又包括两个内容：一是农业信息化，二是农业信息产业化。
所谓农业信息化是社会信息化的一部分。它首先是一种社会经济形态，是农业经济发展到某一特定过程的概念描述。它不仅包括计算机技术，还应包括微电子技术、通信技术、光电技术、遥感技术等多项技术在农业上普遍而系统应用的过程。农业信息化又是传统农业发展到现代农业进而向信息农业演进的过程，表现为农业工具以手工操作或半机械化操作为基础到以知识技术和信息控制装备为基础的转变过程。
农业信息化有三个明显的特点：(1)农业信息技术在其他技术序列中优先发展；(2)信息资源在农业生产和农产品经营中的作用日益突出，农民更注意用信息指导生产和销售；(3)信息产业的发展很大程度上促进乡镇企业的发展，并优化农业内部结构。据某些预测标准，当一个国家信息产业在农业中的附加值达到或超过农业总产值的50％时，就认为农业实现了信息化。
所谓农业信息产业化，就是将农业信息的采集、加工、传递、反馈、服务等形成一个一体化的、以信息咨询为主的知识密集型产业，它是农村社会化服务中新兴的独立的第三产业，是农村社会、经济发展的必然趋势。农业信息产业化是发展一优两高农业的需要，是农民进入市场的需要，是推进农村社会化服务的需要，是农业信息部门转变职能、自我发展的需要，是农村经济发展的必然趋势。
计算机应用于农业生产中，可以及时准确预报病虫害的发生期和发生量，做到及时防治，既节省农药，又减少粮食损失。计算机在饲料配制、优化施肥、作物产量预报、渔业捕捞以及农业经济结构优化等方面，都能发挥作用。利用遥感技术调查农业资源，预报自然灾害，也有速度快、效率高的特点。准确的气象预报也是农业生产中不可缺少的，气象卫星起着重要作用。
我国是一个农业大国，将计算机软件技术应用到农业领域，将具有重大的经济效益和社会效益。在发达国家农业信息化的影响下，我国从80年代以来，开展了系统工程、数据库与信息系统、专家系统、决策支持系统、遥感技术RS、地理信息系统GiS以及全球定位系统GpS等技术应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究，已取得许多重要成果，有些已达到国际先进水平。农业部1994年开始筹建的“中国农业信息网”现已初具规模，已有1000多个县入网。目前全国大部分省建立了农业信息中心，大多数县配备了微机用于信息管理。全国已建成了一些大型农业信息资源数据库、优化模拟模型、宏观决策支持系统、农业专家系统、计算机生产管理系统。应用遥感技术进行灾害预测预报与农业估产已取得显著效果。如北京市农林科学院作物所研究的“小麦管理计算机专家决策系统”可使小麦增产6％—25％，降低成本4％—8％，增加效益15％—30％；中国农业科学院草原研究所应用现代遥感和地理信息技术建立的“中国北方草地草畜平衡动态监测系统”，使我国草地的资源管理由过去常规方法上百人10年完成的工作量只需7天即可完成，经3年运行，节约经费1669万元；中国科学院合肥智能所研究的“农业专家系统”能指导农民科学育种、栽培、施肥、防治病虫害、田间管理等，已在二十几个省市推广使用，增产粮食13．5亿公斤，棉花35万担，节肥34万吨。南京经济学院研制的“粮食预警预报系统”可显示我国1959—2020年期间粮食生产、消费的中长期趋势，并可提供对产销缺口进行平衡调整的几种可选方案。
节约农业资源是实施农业可持续发展的基础之一，是核心内容。农业资源，例如土壤、气候、植物和水等是广泛分布在地球表面、而且不断地变化的自然资源。要想合理利用农业资源就必须掌握它们的分布、性质及其利用的变化，并取得现时性资料，这用常规技术是无法实现的。科学实验已经证明，只有运用包括卫星遥感技术、地理信息技术、全球定位技术、空间分析技术、模拟模型技术、网络技术和人工智能技术等综合的现代信息技术，建立农业资源信息系统，才有可能及时地为国民经济建设提供现时性的环境资料，并为领导或经营者提供决策咨询方案，以提高领导农业生产的主动性。据预测，利用全球定位系统、变量播种机和变量施肥机等，重大农业灾害的程度会得到较大程度的预防和控制，农民在每亩田的农活用工量可望从目前的10个左右降至1—2个，种子和化肥的使用量将减少30％—50％，产量却提高10％—30％，其结果必然是农民在轻松劳作的同时，得到更为丰厚的回报。
(四)生态农业大发展所谓生态农业，是指在农业生产中，以生态科学和原理为指导，利用动物、植物、微生物之间的相互依存关系，应用现代科学技术，保护、培植和充分利用自然资源，防止和减少环境污染，形成农林牧副渔良性循环，保持大农业稳定发展。
世界上所有国家都不同程度地存在着各种生态环境问题，人口的增加、工农业生产的发展，都加剧了问题的严重性。
英国著名经济学家Barbara
ward(1914—1981)很早以前就认为美国现代化农业的道路是行不通的。他对中国南方和东南亚一些国家，将种植水稻和养畜、养鱼结合，充分利用土地和生物资源，保持良好生态环境的作法十分欣赏，而且提出一个十分有价值的观点：“唯一能够生产足够粮食，满足日益增长的人口需要的方式，是将所有适合耕作的土地，实行双作和三作。”由此可见，中国长期以来实行的间作、套作、混作、轮作，施用粪肥、厩肥、绿肥，实行生物防治，充分利用土地，精耕细作等似乎落后，但是保证了农业长期持续发展的技术，实际上是先进的生产方式，应该作为今后实现农业现代化的一个主要战略方针。
为了创造一个生态平衡的农业，就必须抛弃原有的以大量消耗石油、化肥、化学农药为代表的农业现代化的模式，取而代之的是以遗传工程、生物技术为主的高技术方法。当今时代由于分子生物学和细胞遗传工程等学科的飞快发展，在分子水平上探明生物机能已经成为可能。因此，人们对于利用生物遗传工程技术的研究成果解决农业生产领域中存在的诸多问题寄予很大希望。
遗传工程开始了人类首次涉足动植物机体内部的活动，通过改变基因结构，可以使植物生长得更好、产量更高，并具有内在的抗虫、抗病、抗逆、抗旱和自肥能力；也可以使作物更有效地进行光合作用。在动物方面，运用遗传工程，可以增加产量，提高品质，缩短生长期、妊娠期及增进家畜的各种性能。例如，将美洲驼和骆驼的基因互相移植，使新种具有两者的优点。
遗传工程还可以根据需要，使农牧产品产生某种特殊的品质(风味、色泽、酸甜度、营养价值等等)。科学家已经预见到，将来可以用遗传工程技术育成超级瘦肉型的肉猪、带有鹿肉风味(鹿肉在西方被视为野味之王)的牛肉。
人类目前主要粮食只有6种，科学家预见，到2025年，由于遗传工程的应用，可以增加到37种。这对于丰富人类食物的来源，解决人口不断增加、耕地日益减少的严峻问题，具有重大意义。
(五)都市型的工厂化农业日趋成熟自然农业最大的特点是靠天吃饭，其生产的状况受自然因素影响很大。21世纪，由于实现工厂化，通过运用先进科技，农业生产将摆脱或部分摆脱自然条件的制约。所谓工厂化农业，是指在“农业生产车间”(塑料薄膜大棚，玻璃温室等)内，借用阳光或人工灯光进行不间断地农业生产。有的人认为，这是根本改变传统农业的重要方向。
用现代科技装备的工厂化农业，集成了生物技术、信息技术、新材料技术、自动化控制技术和现代先进农艺等，其间作物的播种、生长、施肥、灌溉、环控等全过程都实现自动化，称得上是一个高水准的“种植工厂”。“种植工厂”可以通过对生物和环境的控制，使农业生产中的多种潜力得到充分发挥。首先，在自然或开放的条件下，水、肥、土、热等很难控制，“种植工厂”则可以充分发挥农业环境的有关潜能。其次，良好的“工厂环境”为生物潜力的发挥创造了条件，使农作物的有机物合成、转化和储存等效率大大提高，形状、味道和颜色良好。此外，“种植工厂”还能够很大程度地发掘作物生产的时空潜力：一方面，作物可种植时间得以延长，复种指数得以提高，部分或完全摆脱季节的限制，一些农作物可做到常年均衡供应；另一方面，对温度、光照、供水和营养的有效控制，使作物平面、垂直的生产空间得以拓展，有的立柱栽培技术可增加数倍产量。
由于未来人们保健意识的加强，对食物品质的要求也随之提高。未来对食物的要求，首先必须符合“干净”和“营养”的标准。所谓“干净”，是指食物不用化肥、农药生产，不用人工防腐剂、染色剂，不经辐射处理。所谓“营养”，是指食物不但保存了最大营养价值，而且不经过长途运输，必须成熟后采收，保持一流鲜度。为了满足上述一系列的严格要求，农产品就必须当地生产、当地消费。
农产品长途运输不但降低品质，还要大量消耗能源，造成大气乃至海洋的污染。不少农产品长途运输的包装材料，是不能“生物降解”的，造成了严重的环境问题。据美国环境保护局资料，从1963年到1971年，美国消费的食物，按重量不过增加2．3％，但是，食物运输过程的大、小包装材料，按重量却增加了33％和39％，这就是增加了长途运输的结果。
目前美国已经出现所谓“社区支持农业”(Community-Supported
agriculture)这种生产形态，就是企业将生产和消费在地区内结合起来，逐渐实现农产品的地区自给。
工厂化农业一般适于布局在都市的周围，所以也有“都市型农业”之称，因为“智能型农业工厂”不仅包括蔬菜、园艺花卉，还有畜禽、特种水产品生产以及微生物生产。由于都市有发达的信息、交通和完备的基础设备，加之都市庞大的消费需求，未来的智能型农业工厂必将云集在都市周边，成为都市经济的重要支柱。
农业生物工程技术篇9
[关键词]农业技术；工业化；农业发展；技术进步
自20世纪30年代起，大型农业机械的出现导致农业耕作大规模机械化；化学工业的飞速发展为农业提供了大量的化学肥料、农药、饲料添加剂等化学产品；农业新技术尤其是杂交技术使农业劳动生产力大大提高，农畜产品大幅度增加。工业的突飞猛进以及工业化所带来的令人兴奋的经济效益，使农业技术不断地走向工业化的道路，“本来是主要的人类传统的职业的农业，从欧洲较富足的国家开始，正在迅速变为一种越来越带科学特征的工业”[1]，农业技术工业化似乎成为农业发展的必由之路。然而在以工业化的模式谋划农业发展的同时，出现了种种意想不到的困境。
一、农业技术工业化的内涵及特点
工业化是指以现代工业部门的发展为核心，用以机器体系为特征的先进物质技术基础取代以手工劳动为特征的落后的物质技术基础，以社会化大生产的生产方式取代个体生产的方式，从而使社会劳动生产率和社会生产能力不断提高，非农产业部门逐渐取代农业部门在国民经济中的主导地位的国民经济结构发生根本性变化的过程。本文更多地把工业化理解为为了追求经济目的，发生在农业生产技术中的工具、方式、观念、结构等方面的变革，从而引起的农业本身及其与人、社会、环境关系的改变。
工业化社会具有标准化、专业化、同步化、集中化、集权化的特点[2]，工业化一方面大力发展工业，使工业成为国民经济的主导产业，一方面将大工业的思想和理念融入社会的方方面面，在快速发展工业的同时，对农业和服务业的生产模式实行脱胎换骨的改造，使农业和服务业的劳动生产率得到迅速提高。
以工业化模式谋划农业的发展，其中心内容是农业技术工业化，即工业化技术在农业中的运用、工业产业模式在农业产业中的应用、工业经营方式在农业中的应用等等。从实质上看，农业技术工业化主要包括以下内涵：
第一，农业技术工业化主要体现在一些与工业相关的技术发展上，从传统技术中的手工工具、畜力过渡到使用自动化的、功率庞大的大机器，完成了农业机械化，实行联合作业和自动控制，劳动生产率、土地利用率不断提高。
第二，工业化是一个工业发展和农业改革的过程，工业化过程中的农业技术在“生态上以逐渐简化的种群来取代相当复杂的生物群落系统，在技术上以化石能(主要是石油能)驱动的理化技术系统取代人、畜力驱动的手工工具与传统农艺，在经济上或是以附属于工业资本的日趋商品化的市场经济的农业取代附属于传统农业社会的自然经济”[3]。机械、能源、科学技术的密集投放，资本的有机构成提高，使农业由粗放到集约，农业不再是劳力集约，而成为资本、技术、知识集约的产业。因此，农业技术工业化是一个极为复杂、庞大的变革过程。
第三，在认识上从以经验为主的认识模式转化为建立在实验科学之上的农业科学理论。认识、预测、改造自然的能力增强了，农业发展越来越依靠科学技术的进步。
第四，工业化的高效率、最大化导致了对农产品的大量需求，促进了农业的大规模化，不可避免地造成了化肥、农药、利用矿物能源的机械的大量投入，依赖石化能和化学产品，造成了特定农业生物的专业化、单作化、连片化和多头(羽)化。
第五，工业化的农业技术是以追求经济效益为主要目的的，因此追求农业外部投入与农业产出比的最大化，导致化学肥料的大量使用，使原来以有机循环为主的有机农业变为依靠无机投放的无机农业，动力系统、土地的营养平衡、病虫害防治都靠无机的方法来维持。
由此看来，农业技术工业化表现在动力强大、突破了客观自然的限制、扩大了农业生产的规模、人与自然的关系由依赖变为征服，工业化农业技术的知识体系运用科学的方法对不同来源、不同层次、不同结构、不同内容的知识进行综合和集成，实施再建构，使单一知识、零散知识、经验型知识结成统一整体进而形成新的知识体系，是复杂的知识整合体系。
二、农业技术工业化的困境
工业化带来的巨大的效益已经使工业技术至上主义根深蒂固。人们相信工业是先进部门，农业是落后部门，农业迟早要工业化，农业技术迟早要工业技术化。于是天然肥料被化肥取代、木材被钢铁和塑料取代，人们恨不能用工业合成物来代替食品。然而工业技术理论体系忽视了生物有机体的有机联系，无法完全代替生物理论。农业技术工业化过分单纯地接受了工业技术理论，大量使用农业机械、大量使用农药和化肥，过多地采取了这些生物成长自然过程以外的技术措施，使农业生产力的提高面临着停滞或者倒退的危险。工业化不仅仅在技术本身，而且在制度、政策、人的观念等方面不顾农业的特殊性，产生了严重的发展困境。
1、工业技术理论体系的缺陷
工业技术理论从根本上拒绝生物性和整体性[4]，表现为：
第一，工业技术的原理及模式是建立在物理学、化学基础之上的，忽视了生态学这一基础。农业技术与生物有机体打交道，农业生物本身、土壤、自然环境等是具有生命的活的有机系统，应当保持动态平衡状态才能健康。
第二．工业技术的建造机理是通过分裂、分化、分解、分割的方式将复杂的自然事物变为单纯物，然后又将这些单纯物重组为符合人的需要的复合物。这种技术方式只利用了自然规律的某一方面，而忽视了其他方面；违反了自然过程的流动性、循环性、分散性、网络性，割裂了技术活动与自然生命的统一，干扰了自然过程的多种节律，破坏了生物圈整体的有机联系。一些新技术虽然在提高农业产量方面具有令人满意的效果，但它们也要求应用能耗更大的耕作方法，其中包括大量使用高成本的化肥和农药[5]。
第三，工业技术的组织原则是线性的和非循环的。传统物质生产的目标是单个过程的最优化以及更快更好地取得经济效益，而线性的、非循环的工艺是最简单、最节约的，因而在生产工艺上形成“原料一产品一废料”的运行模式。
第四，工业技术以狭隘的价值观作为指导思想，建立在这样一种信念之上：对于自然的认识意味着对自然加以统治。
2、农业技术工业化政策的偏差
工业化的现代农业政策支持并刺激了工业化农业技术的应用，如化肥、农药、排水系统、过度开垦和销毁森林、减少轮作和休耕、不可再生能源的使用，造成了严重的生物多样性减少、水资源污染、家畜和人的健康受到威胁、加速了野生动物栖息地和农业景观破坏[6]。工业化农业技术还造成了人与自然联系的中断，“农业重新与自然(而不是人工)生长因素相互联系。要求技术重新本地化。……因此，农业的可持续性将再次要求‘技艺的本地化’；也就是说，重新发明和评价‘农耕的技艺’”[7]。不同的地域有不同的自然状况、不同的劳动技巧、不同的劳动过程和不同的农业产品，工业化农业技术政策鼓励割裂农业的这些地域特征，形成了一种地域知识的新形式，这种形式在不同的情况中不仅关注普遍规则的应用、生产过程和人工制品，也必然伴随着在应用过程中出现的特殊问题的解决方法的具体回应。
3、资本主义生产方式下的工业化经济理论和消费理论的偏差
工业化经济对能源和资源的过分依赖表现为它是资本密集型而不是劳动密集型。资本代表工作的潜力，是从过去对自然资源的利用中获取的。一旦这些资源减少，资本本身就成为一种极为稀缺的资源，经济中存在着一种用资本代替劳动的强烈趋势。资本和劳动都可生产出财富，但是资本密集型的经济同时也是资源和能源密集型的经济。当然，资本并不都是罪恶，它同时具有伟大的文明作用，但是它所产生的通货膨胀影响到经济的许多方面。工业化农业生产是靠能源密集型机器和灌溉系统来进行的，并且使用大剂量的从石油中提炼出的杀虫剂和化肥。这些方法不仅破坏了土壤的有机平衡，并在我们的食物中产生出有毒的化学物质。然后食品工业又把农产品变成过度加工、过度包装、过度作广告的食品，然后再长途运输到全国各地的大型超级市场去出售，所有这一切都要过多地消耗能源，因此引起燃料价格飞涨。动物养殖也是同样的情况，它受着石油化学工业的大力推动，因为生产单位动物蛋白比生产单位植物蛋白所需要的化石燃料能源要高出十倍以上。“现代农业也是一种工业，它的生存直接或间接地依赖于能源、技术、有熟练技能的劳动者、原材料及其它许多因素。因此，正如核战争所造成的气候异常会使农业遭受破坏一样，经济生产活动的紊乱也同样会使农业生产蒙受损失。农业生产手段越精细，其遭毁坏的危险就越大”[8]。美国生产的大部分粮食都不是供人消费而是喂养了供人吃的家禽，结果导致大多数美国人的饮食结构不平衡，进而导致肥胖和不健康，从而又引起了保健费用的上涨。
4、工业化大型化、高效化观念的偏差
工业化更多地强调大型化，机械化系统的最伟大之处是通过规模化获得的。更大的力量意味着更大的输出，输出越大越好，但这并不符合生物系统的有机特点，因为在生态系统中规模服从于功能[9]。机械化和大型化不一定是提高农业生产效率的制胜法宝，而且由于工业化的特点，“对自然界的统治的规模。在工业中比在农业中大很多，直到今天，农业不但不能控制气候。还不得不受气候的控制”[10]。工业化农业技术所产生的效益，也并非是最合算、最合理的，“自从普遍采用昂贵的机器以来，人被强行消耗的力量远远超出人的平均力量”[11]。
转贴于
三、农业技术工业化困境的解径
1、纠正技术理性的偏差
技术理性是指围绕着技术实践所形成的有目的的、合理的行为方式，在这种方式下，形成了一整套的基本文化价值观念，如人类征服自然、自然的定量化、有效性思维、社会组织生活的理性化、人类物质需求的先决性[12]。
正是由于技术理性，我们才会有今天的文明和历史的进步，也正是由于技术理性的如此成就，才被社会广泛接受，成为统治社会的权威，进一步形成了技术至上的思想。技术理性主义以对自然的支配为前提的思维方式，造成了对自然的破坏。技术理性无力解决人的个体性、自由意志、道德情感、本能欲求等非理性问题，而这种非理性世界是内在于个体的，它构成了人的生命活动的真正价值。理性主义的极度发展，必然造成非理性世界的严重危机，使人类迷失自我，丧失了内在的灵性。技术虽然延伸了人类某些方面的能力，同人的某些方面的生理机能相适应，但人的很多生理机能却遭到了可怕的压抑。在技术理性的思维方式中，每一种事物都是可替代的、可化约的、可按照人的意愿随意改变的，人自己也成了市场上一个可计量的市场价值物，成了整个社会机器中一个可以随意更换的部件。技术理性追求效率，在这种思维方式盛行的情况下，人们所注重的将是效率与计划性，而不是人的需要或价值。人类从蒙昧中解放出来，却又被理性自身的创造物——机器、商品和官僚制所奴役。
对于技术理性，“不应该成为霸权主义理性，陷入绝对的理性主义和工具主义”[13]，也不应成为禁锢人类发展、离析人与自然和谐关系的力量，而要将工具理性和价值理性相统一，指导农业技术向合社会目的的方向发展。
2、健全相关社会制度
首先，加快技术发展和技术预测。要清醒地认识技术可能带来的问题，在技术设计时消除或减少技术给人类带来的不利，选择合社会目的的农业技术。为了消除化学化农法或工业化农法，摆脱现代农业的困境，削弱现代农业技术的异化，就要选择生态化的、绿色化的、适用的技术，摆脱对工业技术的崇拜而不回避技术的发展。人类具有主观能动性，可以认识问题。解决问题，而绝不能回避问题。西方先进工业国家都在积极寻找所谓“替代农业”，如生态农业、生物农业、持续农业、有机农业、自然农业等等，我国也在积极尝试以生态农业技术和绿色农业技术为基础的高新农业技术园区的试验。其共同信念是，在农业生产中强调人与自然的和谐相处，反对与自然相对抗；农业生态体系为一个有机整体；重视土壤的培肥；重视病虫害的生物防治；合理利用农业资源；保持持久的农业生产力。
其次，以科学发展观作为社会发展的指导思想。要克服异化带来的弊端，除了寻找现代农业技术自身存在的问题，避免现代技术对生物有机体及其生活环境的过度伤害之外，更关键是超越传统自然观，破除工业技术万能的幻想，在人与自然之间寻找协调和均衡的机制，利用人类的知识、智慧和意志去自觉地实现一种“均衡”的发展，实施农业技术的可持续发展。现代农业技术创新应该尽量遵循自然流动、循环的规律，减少对农业生物体生长方式的改变，减少化学物质等人造物的投入，尽量保持农业生物品种的多样性。只有这样，才能逐步协调人与自然的关系，形成和谐的、均衡的天人合一的世界。因为人类的知识不断丰富，技术不断进步，人类对技术的预测也越来越明确，解决危机的可能性不断增加。随着社会的发展，人类的发展观发生了根本性的演变，发展观将会更加全面，更加科学化。另外，在新的发展观指导下，人与自然的关系不断协调，必将形成人与自然和谐统一的关系。现代农业技术达到这种“均衡”，异化的削弱甚至消解完全可能的。
第三，完善新技术研发的技术评价和社会公众评价机制。技术评价是对技术进行可行性研究，要做市场分析，投资——效益分析，评价可能采用的技术，还要分析其使用后对环境可能带来的污染等，通过研究分析决定是否选用该项技术或技术体系。农业技术的评价是测定农业技术的功能属性，对研究、发展、引进和推广的农业技术进行经济、社会、生态效益分析和可行性论证，从而为农业生产管理者进行农业技术选择提供科学的决策依据。社会公众评价是将农业技术的新发明向社会公众进行告知，以征得社会公众的认可，确保社会公众的知情权的行使，减少社会公众对新技术的恐慌和排斥。对于新技术的研究和开发，尤其是新技术的使用。必须通过较为完善的技术评价和社会公众评价。前面分析过农业技术的功能，农业产品是与社会每一个成员的切身利益、健康密切相关的，新技术的社会后果不仅要通过专业研究评价机构的评价，还要通过社会公众的评价和认可；不仅要通过经济效益评价，还要通过社会、生态、人文伦理的评价；不仅要进行短期的评价还要进行中长期评价；不仅要进行积极效益的评价还要进行负效应和风险性评价。通过技术和社会公众的评价，尽可能地减少技术的负效应，降低技术的风险性，保证技术的推广和发展。
第四，加强技术研发和管理的立法。新技术研发给农业生产带来巨大的变化，一方面为新的农业时代开创了无限的可能与机会，另一方面也夹带着无限的未知与危险。新技术可能使未来社会的知识财富和物质财富更加集中，拥有高技术、接受新科技的族群与信息匮乏者、未接受新科技的族群之间的差距拉得更大，知识产权、商业秘密权、个人隐私权等权利体系更易受到破坏，人们的落伍感、代沟感、贫乏感、差距感会加强，挑战频繁而至，新问题将层出不穷。现有的法律、法规将不足以应付新时代的需要，起码是瞬时的混乱局面将难以避免。新技术的应用和研发要通过法律法规进行约束、引导和规范，防止滥用、误用技术。如农业生态环境保护法、农药使用规范、生物制品使用法规、转基因农产品标签法等。
3、“适度技术”的应用
从技术主体的角度来看，农业技术异化的重要原因是对技术的过度使用带来的技术负效应，如前面谈到的化肥技术负效应。选择适度技术避免了单纯追求高、大、快。如合理密植是增加农作物产量的重要的技术措施，但是在密植技术中，种植密度越大，作物的茎杆越细，越易倒伏。密植与倒伏是密植技术中的一对矛盾。解决这个矛盾要靠培养矮株品种抗倒伏，而植株过矮又会导致作物产量下降。这些问题的解决要依靠适度技术的应用，既要考虑合理密植，又要考虑到合理的植株高度。
适度技术的应用首先要遵循自然规律，在保证农作物和畜禽原有自然生物性状稳定的基础上，按照人类的需要进行适当的改变。如巨型猪、巨型蔬菜和含有肉味的蔬菜等就改变了生物体原有的生物性状，不仅带来一定的风险性，而且对公众心理造成压力。其次要遵循综合性原则，适度技术不是单项技术的使用，而是整个技术体系的应用，农业技术体系既包括种养技术，又包括机械技术、生物技术、化学技术和管理技术等，适度技术也要在各个单项技术之间寻求一种综合的、相互融合协调的合自然规律和社会规律的技术形态。
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农业生物工程技术篇10
农业现代化的本质也就是科学技术化。未来农业将是以现代科技及其应用技术装备起来的崭新产业。农业的发展大体经历原始农业、传统农业和现代化农业三个阶段。原始农业主要靠大自然的恩赐,传统农业以经验为基础,现代化农业则是依靠科学技术。
一、美国农业发展的教训
以世界上农业最发达的美国为例,美国农业具有很高的劳动生产率。但是到20世纪80年代,人们发现以美国为典型的农业发展模式越发显示出其存在的问题及危机。
美国现代化农业生产模式和工业生产十分相似,即投入一定数量的物质和技术,产出一定数量的农产品。有的美国生态学家认为这种农业生产方式和采矿作业十分相似,即从土地中榨取、剥夺而且带来破坏;以长期和未来的损害换取短期和眼前的利益。建立在农业机械化和农业化学化这两大支柱上的农业现代化,基本上成为工业生产的一个变种,因而发生在工业生产中的污染、损害生态环境的现象,也都在现代化农业中出现;由于农业生产空间广袤,因而造成了更大的危害。其主要问题是:
(一)破坏土壤,加速地力衰竭土壤是有“生命”的物体,如果使用得当,土壤会愈来愈肥沃;反之,会愈来愈衰竭。美国现代化农业大面积的连年单作,大量使用化肥、除草剂,加上长期的机械耕作,造成了严重的土壤流失现象。美国每年流失的土壤,高达31亿吨。美国衣阿华州的土壤原来十分肥沃,经过长期的现代化农业的运作,损失了一半的表土。平均来说,衣阿华州农民每生产一蒲式耳(每蒲式耳为35.238升)的玉米,要流失一蒲式耳的表土,种植大豆损失表土更多。美国中西部一带农田的表土,早年深达6英尺,是世界上罕有的肥沃土壤,目前表土只剩下6寸,其余的,都在冲刷过程中流失。据专家估计,美国由于土壤流失造成直接和间接的经济损失,每年超过400亿美元。虽然50多年来,美国一直努力防止土壤冲刷,每年用于这方面的费用高达10亿美元以上,但是,由于现代化农业造成土壤破坏的根源没有消除,因此,一切治标措施都收效不大。
(二)减少了遗传的多样性不论在作物和家畜方面都是如此。美国式的现代化农业往往只使用少数的几个品种,而过去的传统农业则使用众多的本地品种。减少遗传的多样性,对于农业生产是很危险的,因为一旦病虫害爆发,由于品种的单一可能全军覆没。1970年美国玉米叶枯病,使全美15%的玉米产区颗粒无收,就是因为所有种子都是来自一个易感叶枯病的品种。
(三)大量消耗能源,能源利用率低美国现代化农业是典型的“能源集约农业”,美国每人一年中消费的食物,是用1吨汽油生产的,如果全世界各国都采用这种能源集约农业生产方式,那么占全球目前消耗量50%的汽油要用来生产食物,全球的石油储备在15年内就要告罄。
美国现代化农业生产,不但大量消耗不能再生的能源,而且能源的利用率极低。中国、印尼、缅甸等亚洲国家传统的农业生产方式,用0.05—0.1卡的热量,可以生产1卡热量的食物;而美国现代化农业则需0.2—0.5卡的热量,才能生产1卡热量的玉米、大豆、花生等等。美国人吃1罐只有270卡热量的罐头玉米,是用2800卡热量生产的。
(四)大量使用化肥和化学农药,造成环境污染例如,美国衣阿华州大泉盆地(BigSpringBasin)从1958年至1983年这25年中,地下水中的硝酸盐浓度增加了3倍,这是大量施用化肥的结果。美国31个州存在着化肥污染地下水的问题。
大量使用化学农药,对于农业工人的健康也造成直接的危害。美国农业工人伤亡率仅次于建筑业、采矿业,被列为三大危险行业之一。
(五)美国现代的养畜业,特别是肉牛饲养业,对生态环境造成很大的破坏美国的肉牛饲养主要集中在13个州,有42000处肉牛育肥场;其中200处最大的肉牛育肥场,集中了美国肉牛总数的50%左右。鉴于高度集中饲养,厩肥处理十分困难,造成了很大的空中和地下水的污染。此外,高度集中饲养,用水量也十分集中,造成一些地区采水过量,水源日趋枯竭。美国肉牛育肥场集中的中西部和西部各州,主要依靠横跨8个州、世界上一个最大的地下蓄水层供水,现在其中3个州的地下水已开采了一半,如此长期不断采水,蓄水层早晚有枯竭之虞。美国现代化大规模集中饲养肉牛,不得不用多种化学药物防治疾病和刺激生长。例如,组织代谢类固醇可以使肉牛增生5%一20%,提高饲料利用率5%—12%,增加瘦肉率15%—25%,因此被广泛地采用。美国全国肉牛育肥场中,95%以上使用各种生长激素;1988年,全美的肉牛饲养场用了1500万磅的抗生素作为饲料添加剂。而人类食用了化学药物生产的肉类,对健康是不利的。
美国农业部也曾承认:“美国农业生产效率很高,但是所付出的巨大代价,是当初没有充分意识到的。美国农业现代化给社会、环境和健康带来的问题,应当予以足够的重视。”
对于美国现代化农业暴露出的种种问题,经过有关方面多年的探索,认为唯一解决问题的对策是,逐渐恢复过去以生态系统渗入农业生产中的方式,也就是逐步推行“低投入可持续农业”(LowinputSustainableagriculture,简称“Lisa”-“丽莎”)的生产方式。具体内容是:第一,充分将固氮技术和生物防治方法运用到农业生产过程中;第二,减少使用化肥和化学农药;第三,有效地利用植物和动物内部生物学和遗传学的潜力;第四,将种植业和养畜业最优化地结合起来;第五,注意节约和保存土壤、水、能源和生物学资源,等等。
二、现代农业发展趋势
(一)综台运用高新技术发展智力农业“丽莎”的生产方式提出后,不但美国各级政府有关部门十分重视,拨出专款作为研究和试验费用;并且在国家农业学术馆中,设立“丽莎情报中心”传播研究成果。不少大学和学术研究机构对“丽莎”也进行了大量的研究和试验。人们认识到时代愈进步、科学愈发达,农业生产就愈需要智力来运作。农业未来学家预测,目前太旱、太碱、太瘦、太湿的土地,将来都可以通过特殊先进技术,转变为良田沃野。以色列已经在过去一些无法耕作的土地上,利用滴灌技术栽培柑桔等各种作物,就是明证。
目前我国在运用高新技术改造传统农业的技术路线方面,必须注意到我国农业技术结构的现状和农村经济的条件,技术路线的执行应能促进技术结构的优化。在技术结构上,我们应建立多元复合型的农业技术结构;在技术路线上,应选择以生物技术、有机技术为导向,以工程技术为辅的综合型农业技术路线。在综合发展中突出重点,抓住农业技术创新向高新技术方向发展的突破点,积极稳妥地推进农业技术创新和农业产业化。
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BR>(二)大力发展精细农业采用精细形态生产方式的原因,首先是土地、水、能源等自然资源日益医乏,为了经济地利用各种有限资源,只能采取四大密集:技术密集、劳力密集、资金密集和生态密集的手段。其次,运用精细形态的生产方式,可以在过去不能或很难从事农业生产的土地或空间进行生产。例如,干旱缺水、山地陡坡、盐渍滩涂乃至沼泽荒漠地区,都可以用水栽法转变为生产基地。水栽法不用土地,而是用营养液,在控制环境的条件下进行生产。这样,不但延长了生产季节,也扩大了生产的空间。中东一些炎热、干旱、缺水的地区,过去不能生产新鲜的蔬菜,目前已经用水栽法解决了问题。第三,发展中国家在工业化过程中,如果采用精细形态的农业生产方式,创造出高科技、高收入的农业,就一定会吸引青年扎根农村,使农村成为真正大有可为的广阔天地。第四,精细形态的农业,在交通方便、风光秀丽的地区,只要稍加装备、经营,就可以成为观光农业和休闲农业中心。这样,既可增加收入、促进农产品销售,又可以让城市居民领略田园风光;牧歌情调。
(三)信息农业方兴未艾当代世界正在由工业化时期进入信息化时代。以计算机多媒体技术、光纤和通信卫星技术为特征的信息化浪潮正在席卷全球。同样,现代信息技术也正在向农业领域渗透,形成信息农业。信息农业的基本特征可概括为:农业基础装备信息化、农业技术操作全面自动化、农业经营管理信息网络化。信息农业又包括两个内容:一是农业信息化,二是农业信息产业化。
所谓农业信息化是社会信息化的一部分。它首先是一种社会经济形态,是农业经济发展到某一特定过程的概念描述。它不仅包括计算机技术,还应包括微电子技术、通信技术、光电技术、遥感技术等多项技术在农业上普遍而系统应用的过程。农业信息化又是传统农业发展到现代农业进而向信息农业演进的过程,表现为农业工具以手工操作或半机械化操作为基础到以知识技术和信息控制装备为基础的转变过程。
农业信息化有三个明显的特点:(1)农业信息技术在其他技术序列中优先发展;(2)信息资源在农业生产和农产品经营中的作用日益突出,农民更注意用信息指导生产和销售;(3)信息产业的发展很大程度上促进乡镇企业的发展,并优化农业内部结构。据某些预测标准,当一个国家信息产业在农业中的附加值达到或超过农业总产值的50%时,就认为农业实现了信息化。
所谓农业信息产业化,就是将农业信息的采集、加工、传递、反馈、服务等形成一个一体化的、以信息咨询为主的知识密集型产业,它是农村社会化服务中新兴的独立的第三产业,是农村社会、经济发展的必然趋势。农业信息产业化是发展一优两高农业的需要,是农民进入市场的需要,是推进农村社会化服务的需要,是农业信息部门转变职能、自我发展的需要,是农村经济发展的必然趋势。
计算机应用于农业生产中,可以及时准确预报病虫害的发生期和发生量,做到及时防治,既节省农药,又减少粮食损失。计算机在饲料配制、优化施肥、作物产量预报、渔业捕捞以及农业经济结构优化等方面,都能发挥作用。利用遥感技术调查农业资源,预报自然灾害,也有速度快、效率高的特点。准确的气象预报也是农业生产中不可缺少的,气象卫星起着重要作用。
我国是一个农业大国,将计算机软件技术应用到农业领域,将具有重大的经济效益和社会效益。在发达国家农业信息化的影响下,我国从80年代以来,开展了系统工程、数据库与信息系统、专家系统、决策支持系统、遥感技术RS、地理信息系统GiS以及全球定位系统GpS等技术应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究,已取得许多重要成果,有些已达到国际先进水平。农业部1994年开始筹建的“中国农业信息网”现已初具规模,已有1000多个县入网。目前全国大部分省建立了农业信息中心,大多数县配备了微机用于信息管理。全国已建成了一些大型农业信息资源数据库、优化模拟模型、宏观决策支持系统、农业专家系统、计算机生产管理系统。应用遥感技术进行灾害预测预报与农业估产已取得显着效果。如北京市农林科学院作物所研究的“小麦管理计算机专家决策系统”可使小麦增产6%—25%,降低成本4%—8%,增加效益15%—30%;中国农业科学院草原研究所应用现代遥感和地理信息技术建立的“中国北方草地草畜平衡动态监测系统”,使我国草地的资源管理由过去常规方法上百人10年完成的工作量只需7天即可完成,经3年运行,节约经费1669万元;中国科学院合肥智能所研究的“农业专家系统”能指导农民科学育种、栽培、施肥、防治病虫害、田间管理等,已在二十几个省市推广使用,增产粮食13.5亿公斤,棉花35万担,节肥34万吨。南京经济学院研制的“粮食预警预报系统”可显示我国1959—2020年期间粮食生产、消费的中长期趋势,并可提供对产销缺口进行平衡调整的几种可选方案。
节约农业资源是实施农业可持续发展的基础之一,是核心内容。农业资源,例如土壤、气候、植物和水等是广泛分布在地球表面、而且不断地变化的自然资源。要想合理利用农业资源就必须掌握它们的分布、性质及其利用的变化,并取得现时性资料,这用常规技术是无法实现的。科学实验已经证明,只有运用包括卫星遥感技术、地理信息技术、全球定位技术、空间分析技术、模拟模型技术、网络技术和人工智能技术等综合的现代信息技术,建立农业资源信息系统,才有可能及时地为国民经济建设提供现时性的环境资料,并为领导或>，！的10个左右降至1—2个,种子和化肥的使用量将减少30%—50%,产量却提高10%—30%,其结果必然是农民在轻松劳作的同时,得到更为丰厚的回报。
(四)生态农业大发展所谓生态农业,是指在农业生产中,以生态科学和原理为指导,利用动物、植物、微生物之间的相互依存关系,应用现代科学技术,保护、培植和充分利用自然资源,防止和减少环境污染,形成农林牧副渔良性循环,保持大农业稳定发展。
世界上所有国家都不同程度地存在着各种生态环境问题,人口的增加、工农业生产的发展,都加剧了问题的严重性。
英国着名经济学家Barbaraward(1914—1981)很早以前就认为美国现代化农业的道路是行不通的。他对中国南方和东南亚一些国家,将种植水稻和养畜、养鱼结合,充分利用土地和生物资源,保持良好生态环境的作法十分欣赏,而且提出一个十分有价值的观点:“唯一能够生产足够粮食,满足日益增长的人口需要的方式,是将所有适合耕作的土地,实行双作和三作。”由此可见,中国长期以来实行的间作、套作、混作、轮作,施用粪肥、厩肥、绿肥,实行生物防治,充分利用土地,精耕细作等似乎落后,但是保证了农业长期持续发展的技术,实际上是先进的生产方式,应该作为今后实现农业现代化的一个主要战略方针。
为了创造一个生态平衡的农业,就必须抛弃原有的以大量消耗石油、化肥、化学农药为代表的农业现代化的模式,取而代之的是以遗传工程、生物技术为主的高技术方法。当今时代由于分子生物学和细
胞遗传工程等学科的飞快发展,在分子水平上探明生物机能已经成为可能。因此,人们对于利用生物遗传工程技术的研究成果解决农业生产领域中存在的诸多问题寄予很大希望。
遗传工程开始了人类首次涉足动植物机体内部的活动,通过改变基因结构,可以使植物生长得更好、产量更高,并具有内在的抗虫、抗病、抗逆、抗旱和自肥能力;也可以使作物更有效地进行光合作用。在动物方面,运用遗传工程,可以增加产量,提高品质,缩短生长期、妊娠期及增进家畜的各种性能。例如,将美洲驼和骆驼的基因互相移植,使新种具有两者的优点。
遗传工程还可以根据需要,使农牧产品产生某种特殊的品质(风味、色泽、酸甜度、营养价值等等)。科学家已经预见到,将来可以用遗传工程技术育成超级瘦肉型的肉猪、带有鹿肉风味(鹿肉在西方被视为野味之王)的牛肉。
人类目前主要粮食只有6种,科学家预见,到2025年,由于遗传工程的应用,可以增加到37种。这对于丰富人类食物的来源,解决人口不断增加、耕地日益减少的严峻问题,具有重大意义。
(五)都市型的工厂化农业日趋成熟自然农业最大的特点是靠天吃饭,其生产的状况受自然因素影响很大。21世纪,由于实现工厂化,通过运用先进科技,农业生产将摆脱或部分摆脱自然条件的制约。所谓工厂化农业,是指在“农业生产车间”(塑料薄膜大棚,玻璃温室等)内,借用阳光或人工灯光进行不间断地农业生产。有的人认为,这是根本改变传统农业的重要方向。
用现代科技装备的工厂化农业,集成了生物技术、信息技术、新材料技术、自动化控制技术和现代先进农艺等,其间作物的播种、生长、施肥、灌溉、环控等全过程都实现自动化,称得上是一个高水准的“种植工厂”。“种植工厂”可以通过对生物和环境的控制,使农业生产中的多种潜力得到充分发挥。首先,在自然或开放的条件下,水、肥、土、热等很难控制,“种植工厂”则可以充分发挥农业环境的有关潜能。其次,良好的“工厂环境”为生物潜力的发挥创造了条件,使农作物的有机物合成、转化和储存等效率大大提高,形状、味道和颜色良好。此外,“种植工厂”还能够很大程度地发掘作物生产的时空潜力:一方面,作物可种植时间得以延长,复种指数得以提高,部分或完全摆脱季节的限制,一些农作物可做到常年均衡供应;另一方面,对温度、光照、供水和营养的有效控制,使作物平面、垂直的生产空间得以拓展,有的立柱栽培技术可增加数倍产量。
由于未来人们保健意识的加强,对食物品质的要求也随之提高。未来对食物的要求,首先必须符合“干净”和“营养”的标准。所谓“干净”,是指食物不用化肥、农药生产,不用人工防腐剂、染色剂,不经辐射处理。所谓“营养”,是指食物不但保存了最大营养价值,而且不经过长途运输,必须成熟后采收,保持一流鲜度。为了满足上述一系列的严格要求,农产品就必须当地生产、当地消费。
农产品长途运输不但降低品质,还要大量消耗能源,造成大气乃至海洋的污染。不少农产品长途运输的包装材料,是不能“生物降解”的,造成了严重的环境问题。据美国环境保护局资料,从1963年到1971年,美国消费的食物,按重量不过增加2.3%,但是,食物运输过程的大、小包装材料,按重量却增加了33%和39%,这就是增加了长途运输的结果。
目前美国已经出现所谓“社区支持农业”(Community-Supportedagriculture)这种生产形态,就是企业将生产和消费在地区内结合起来,逐渐实现农产品的地区自给。
工厂化农业一般适于布局在都市的周围,所以也有“都市型农业”之称,因为“智能型农业工厂”不仅包括蔬菜、园艺花卉,还有畜禽、特种水产品生产以及微生物生产。由于都市有发达的信息、交通和完备的基础设备,加之都市庞大的消费需求,未来的智能型农业工厂必将云集在都市周边,成为都市经济的重要支柱。