农业科技发展态势与面向2020年的战略选择

1.至2020年农业领域科技发展新趋势新特点。世界农业科技发展新趋势将体现在如下5个方面：（1）植物种质资源与现代育种科技,如大规模植物种质资源发掘,光合作用研究的突破将加快现代育种大变革速度,系统生物学将为大规模基因资源发掘和利用提供系统的理论与技术基础,分子设计育种将产生突破性品种并催生智能品种诞生,第二代生物质原料生产将成为大农业的重要组成部分;（2）动物种质资源与现代育种科技,如大规模动物种质资源发掘,传统育种和基因工程相结合培育新品系是动物遗传育种发展方向,动物克隆技术和转基因动物将进一步取得突破,良种化和健康养殖科技发展迅速;（3）源节约型农业科技,如耕地资源集约利用与耕地质量定向培育科技发展,农田生态系统节水技术体系和建设流域水资源保障体系,高效新肥料研制和集成农田生态系统养分技术,低碳农业技术将成为未来的重要技术;（4）农业生产与食品安全科技,如支撑食品安全的生产技术发展迅速,更加关注营养保健功能食品的科技和食品安全监控技术,危险性快速评估技术体系技术得到广泛应用;（5）农业信息化和精准农业科技,如农业信息服务网络化科技和种养业管理信息化科技将加速发展,精准农业科技进入新的发展阶段,农业装备制造技术向大型和复式作业等方向发展。2.中国农业发展和粮食安全面临的挑战和对科技的重大需求。（1）农业发展面临新的挑战。在生产上,小规模经营与大市场和现代化的矛盾更加突出;耕地刚性下降和水资源短缺对农业形成的威胁越来越严峻;科技体系不能适应市场发展和农民对技术的需求;许多农业资源的利用和管理与农业食物系统的可持续性相悖。在市场上,对食品质量和安全将提出更高要求;整个农产品供应链系统正经历着历史性变化;贸易自由化使农产品进口压力进一步加大。（2）国家粮食安全面临的挑战：我国粮食安全于2008年已经突破了95%自给率目标,2010年更下降到90.6%;我们预测,我国粮食需求在2020年将达到6.7亿t,在现有政策下需求增长将高于生产增长,粮食自给率到2020年将下降到87%左右。（3）农业科技创新是发展农业和保障国家粮食安全的重大需求：面对农业发展和粮食安全的挑战,我国急需在植物种质资源利用与现代育种、动物种质资源利用与现代育种、资源节约型农业、农业生产与食品安全、农业信息化和精准农业等五大科技领域实现突破。为此,国家最近对农业科技发展提出了新的要求,特别是构建＂生态高值农业＂技术体系。中国科学院的优势在于多学科联合,能够在科技综合研究和集成基础上实现重大突破。如果把以上五大科技领域联合起来,在＂生态高值农业＂科技发展上将能起到国家科技发展的引领作用。3.面向2020的农业科技战略选择：构建我国生态高值农业产业体系。生态高值农业含义：所谓＂生态＂,就是要体现农业既能为社会提供安全、优质的农产品,又能实现农业资源的永续利用;所谓＂高值＂,就是要体现农业有很高的土地产出率、投入产出率、劳动生产率。因此,＂生态高值农业＂是集约化经营与生态化生产有机结合的现代农业。它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,是转变农业增长方式、提高农业综合生产能力的集中体现。生态高值农业科技的发展目标：到2020年,通过重点农业科技领域的重大创新突破,为不断满足日益增长的农产品总量、质量、安全和多功能的需求以及改善农业生产结构、生态环境和农业资源永续利用等生态高值农业体系提供科技支撑。生态高值农业研发内容：（1）提升＂中国至2050年农业科技发展路线图＂的理念与五大科技领域的研究水平;（2）建立生态高值农业的综合技术体系;（3）研发六大城市圈（如北京、上海、重庆、武汉、沈阳、南京等）、十大典型区域生态高值农业发展模式及其技术支撑体系（长三角城市群郊区生态高值农业模式,华中种养加一体化农业圈层模式,西南山地立体农业生态高值农业模式,南方亚热带特种农林果综合开发模式,滨海滩涂农业综合开发利用模式,黄土高原水土保持及农林果流域开发模式,黄淮海平原粮养加农业综合模式,东北平原粮食基地综合开发利用模式,西北寒旱区农牧综合开发模式,北部漠境盐湖综合整理开发模式）;（4）建设农产品产业化、加工产业化和综合产业化三大体系。最后在上述4个层次研发基础上,全面建立我国生态高值农业产业化网络体系。我国生态高值农业技术体系的构建：根据我国的现状,目前应主要从以下几个方面进行技术创新,（1）无公害农产品种养殖技术;（2）农产品加工技术;（3）我国传统农业精华技术;（4）标准化生产技术;（5）高新农业技术。对中国科学院提出的建议：（1）将＂生态高值农业＂列为中国科学院＂十二五＂的重大研发项目;（2）组织＂农业领域战略研究组＂和中国科学院有关单位提出生态高值农业建设的项目规划,并通过院部将此项目向国家有关部委推荐;（3）组织全院农业科研力量,联合全国的有关力量,首先在城市郊区农业与经济相对发达的地区,建立我国＂生态高值农业＂模式及其配套技术体系。     

土壤重金属的形态分布特征及其影响因素

土壤重金属元素在介质中的存在形态是衡量其环境效应的关键参数.选择长江三角洲地区的江苏省昆山市为研究区,采集了126个土壤表层样品,通过欧共体标准司提出的BCR 3步提取法对土壤中Cd、Cr、Cu、Co、Ni、Pb和Zn等7种重金属元素的形态分布特征进行了分析,并采用逐步回归法探讨了影响重金属化学形态的影响因素.研究结果表明,Cd主要以可还原态存在,Pb主要以有机结合态存在,而Cr、Cu、Ni、Zn和Co 5种元素主要以残渣态存在,不同重金属元素的次生相态所占总量百分比由大到小的顺序为Cd、Pb、Co、Cu、zn、Ni、Cr.重金属总量是影响重金属形态含量的最主要因素,其次为有机质和pH值,FeOx含量是影响残渣态含量的主要因素,粘粒含量是影响Zn各形态的主要因素,MnOx含量是影响Pb各形态的主要因素.     

苏南经济快速发展区土壤Cu形态含量影响因素定量分析——以昆山市为例

以江苏省昆山市为典型区,定量研究几种因素对农田土壤Cu形态含量的影响。结果表明:1)土壤有效态Cu含量为8.37 mg/kg,土壤全Cu含量为27.43 mg/kg,土壤Cu的活化率为31.02%;2)土壤重金属Cu各形态含量相对大小为残渣态(13.82 mg/kg)有机质结合态(9.42 mg/kg)铁锰氧化物结合态(2.79 mg/kg)碳酸盐结合态(0.84 mg/kg)、可交换态(0.57 mg/kg),残渣态含量明显高于其它形态,达47.83%,有机质结合态Cu含量也较高,占全量的36.09%;3)pH值是影响可交换态Cu含量的最主要因素,达极显著负相关水平。全Cu含量是影响碳酸盐结合态Cu含量、铁锰氧化物结合态Cu含量、有机质结合态Cu含量和残渣态Cu含量的最主要因素,达极显著正相关水平;4)全Cu含量是影响可交换态Cu含量的重要因素,达显著正相关水平。pH值是影响碳酸盐结合态含量的相对重要因素。CEC是影响铁锰氧化物结合态Cu含量的重要因素。有机质含量是影响有机质结合态Cu含量的重要因素,达极显著正相关水平。0.01 mm黏粒含量是影响残渣态Cu含量的重要因素。     

贵州铜仁汞矿区主要农产品重金属污染及其健康风险评估

在贵州省铜仁市汞矿区重要的粮油和蔬菜生产基地司前大坝,采集大米、蔬菜、鸡蛋、猪肉和鱼肉等农产品样品,分析了重金属Hg、Cd、Pb和Mn含量,利用单项污染指数和危害指数对农产品的重金属污染状况及其潜在的健康风险进行评估。结果表明,司前大坝农产品中Hg、Cd、Pb和Mn的平均质量比分别为大米9.53μg/kg、34.19μg/kg、33.16μg/kg、22 125μg/kg,蔬菜5.38μg/kg、24.76μg/kg、41.83μg/kg、2 299μg/kg,猪肉146.2μg/kg、8.32μg/kg、30.86μg/kg、2 757μg/kg,鱼肉155.5μg/kg、25.00μg/kg、16.66μg/kg、1 065μg/kg。鸡蛋中Hg和Mn的平均质量比分别为61.74μg/kg和71.33μg/kg,Cd和Pb质量比低于检出限。所有农产品Pb的污染指数小于1,没有受到Pb污染。但青菜、鸡蛋、猪肉和蒜苗Hg的单项污染指数分别为1.07、1.23、2.92和3.27,辣椒Cd的单项污染指数为1.29,表明青菜和鸡蛋受到Hg的轻度污染,猪肉受到Hg的中度污染,蒜苗受到Hg的重度污染,辣椒受到Cd的轻度污染。司前大坝居民经农产品摄入重金属的危害指数HI为3.26,当地居民长期食用这些农产品会对其健康造成不利影响。其中,大米的危害指数为2.14,占总危害指数的65.6%,是居民健康风险的主要来源。Mn和Hg的危害指数为1.57和1.03,分别占总危害指数的48.2%和31.6%,是影响居民健康的主要因素。     

中国南方农田养地制度的演变与发展

在田养地制度是耕作制度的重要组成部分．40多年来．我国南方农田生产力能免得到不断提高，是与农田养地制度的不断发展和完善分不开的．本文比较系统和全面地分析、总结了建国以来，我国南方农田土壤耕作制度、农田培肥制度的演变和发展．时指导南方耕作制度的进一步改革、促进南方农业的可持续发展具有重要意义．     

中国土壤科学发展的理论与实践

从土壤作为资源与环境共同载体这一角度出发，阐述了土壤科学发展的特点、土壤科学研究的特性和方向，提出了土壤“3P”、土壤“3S”和土壤“3R”的未来创新研究内容。认为应牢牢把握“土壤圈”这一现代土壤科学发展的理论基础，丰富和发展现代土壤科学，不断推进土壤科学发展与创新的实践运用。     

土壤学微观研究与地理学宏观分析相结合——朱鹤健著《土壤学与地理学交叉研究》评介

《土壤学与地理学交叉研究》一书,是朱鹤健教授从事教育与科研50余年的研究成果汇编,它既是一部融合土壤学与地理学的系统科学专著,又是一部凝聚理论、试验与实践于一体的科研文集。该书共分中文论文、英语论文及教学与社会服务论文三大部分,共收集论文近百篇,近百万字。从论文总体的质量看,共有三个特点:一是对学科发展的思路有所创新,明确提出“土壤学与地理学交叉研究”的新方向。朱鹤健教授通过亲身的教学与实践,将土壤学与地理学相互交融与汇合,并围绕土壤地理与土壤资源开发利用这一主轴,以土壤学微观研究与地理学宏观分析相结合,建立了“土壤地理学系统化教学体系”,为学科的交叉与发展创建了新的思路,并荣获国家与省级优秀     

中国土壤科学战略发展研究的新思路——土壤学战略发展研究的顶层设计与路线图

土壤科学在国家农业可持续发展和生态环境建设中具有重要的战略地位。文章论述了当前新形势下,土壤科学战略发展的新思路和新目标,从科学目标和国家需求方面阐述了未来土壤科学战略发展的新方向,构建了土壤科学战略发展的顶层设计图,提出了我国2020-2050年土壤科学战略发展总思路,并对此进行了综合提示与深入思考。     

苏南经济快速发展区土壤有效态镉含量影响因素及分布特征

研究了农田土壤有效态镉含量的影响因素及分布特征。结果表明：① 土壤有效态Cd含量总体较高,平均值为0.092 mg/kg,最大值高达0.354 mg/kg,且土壤Cd的平均活化率高达53%,Cd是该区主要的重金属污染物之一;②土壤表层有效态Cd含量与全Cd含量呈极显著正相关,回归分析表明该区农田土壤有效态Cd含量主要受全Cd含量的影响;③在不同经济功能区,有效态Cd和土壤Cd的活化率均以化工区为高,在不同地貌区,二者均以中部平原区最高,中部平原区Cd的活化率显著高于北部洼区;④在土壤剖面上,土壤有效态Cd含量和土壤Cd的活化率均以表层为高,表明土壤Cd的环境风险主要集中在表层20 cm。     

土壤中13种有机氯农药超声波提取方法研究

应用超声波提取江西红壤和南京黄棕壤中的 13种有机氯农药 (α 、β 、γ 和δ HCH ,2 ,4′ DDT ,2 ,4′ DDE ,4 ,4′ DDT ,4 ,4′ DDE ,4 ,4′ DDD ,α endosulfan ,dieldrin ,endrin ,HCB) ,固相萃取柱进行纯化 ,气相色谱进行定量分析 .对不同提取溶剂 (正己烷、二氯甲烷、正己烷和甲醇、正己烷和丙酮、正己烷和二氯甲烷 )、提取时间 (0 .5～ 2h)、提取次数 (1～ 5次 )与提取效率的关系进行了研究 .研究表明以正己烷 甲醇 (4∶1)作为混合提取溶剂 ,超声提取一次 ,提取 2h能取得较高的提取效率 .此技术节省溶剂且提取方法简单 .