張 宇,張 玉
(中國農業科學院煙草研究所,中國青島 266101)
習近平總書記在黨的十九大報告中指出農業農村農民問題是關系國計民生的根本性問題,必須始終把解決好“三農”問題作為全黨工作的重中之重。為了全面實施鄉村振興戰略,促進農業全面升級、農村全面進步、農民全面發展,加快農業農村現代化,全面建設社會主義現代化國家,制定并頒布了《中華人民共和國鄉村振興促進法》,全面實施鄉村振興戰略,離不開現代農業技術發展,農業現代化也是推動農業進步、改善農村面貌、增加農民收入的必由之路。
中國是傳統的農業大國,土地面積大,物種資源豐富,農耕歷史久遠,經歷過原始農業與粗放農業階段,現階段的農業一般被認為屬于精耕細作農業,但大部分地區的農業仍保持著傳統農業的狀態。伴隨著中國工業化和城鎮化的發展,農村耕地面積減少,農業勞動力不足,勞動成本不斷增加,糧食安全依然面臨嚴峻形勢。國家實施以我為主、立足國內、確保產能、適度進口、科技支撐的糧食安全戰略,堅持藏糧于地、藏糧于技,采取措施不斷提高糧食綜合生產能力,建設國家糧食安全產業帶,完善糧食加工、流通、儲備體系,確保谷物基本自給、口糧絕對安全,保障國家糧食安全。
近年來,在科技創新引領和制度支持的背景下,我國的農業生產開始進入現代化水平,逐步從依靠經驗向依靠科學技術轉變。不斷加強農業科技創新,培育創新主,強化創新能力,建立創新平臺,建設現代農業產業技術體系,推動農業農村創新驅動發展,成為新時期農業發展的重要任務。
農業現代化是隨著農業實踐不斷發展和深入的,是傳統農業向現代農業轉化的必要過程,需要多方面的條件作為支撐,主要是通過提高生產過程中的技術裝備等水平,不斷地調整農業結構和專業化、社會化的分工,實現農業要素生產率水平的提高和農業持續發展的過程。
農業機械化是實現農業現代化的前提,也是實現農業現代化的標志,在轉變農業發展方式,提高勞動生產率、土地產出率和資源利用率,降低農業的生產成本等方面發揮著至關重要的作用。農村耕地工具的機械化已經成為全球農業發展的必然趨勢,正在不斷地朝著更加有效的管理與技術相結合的方向發展,不斷帶動整體農業經濟體系的全面進步,有力保證農業產業結構形式,推動其朝著更加健康穩定的方向發展。
國家鼓勵農業機械生產研發和推廣應用,推進主要農作物生產全程機械化,提高設施農業、林草業、畜牧業、漁業和農產品初加工的裝備水平,推動農機農藝融合、機械化信息化融合,促進機械化生產與農田建設相適應、服務模式與農業適度規模經營相適應。
隨著現代先進生物技術學科領域的快速發展,我國現代技創新能力顯著增強,先進科學技術在農業中得到廣泛應用,在農產品產量提高、質量提升、生產成本降低、保證食品安全、突破資源環境約束、提高營養水平等方面具有巨大潛力。在《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中,“生物育種”已經成為強化國家戰略科技力量的前沿領域。
目前,生物育種、生物綠色投入品等農業生物技術領域,已經取得了一系列進展,為農作物和畜禽品質的改良、產量提高以及生產環保的農用物資等發面做出了很大貢獻。全球各個國家對轉基因技術存在爭論,但新的生物技術手段的應用,將可以大大增強人類應對食物短缺、能源匱乏、環境污染等一系列全球挑戰的能力。此外,利用生物活體、微生物或者提取物等,制造生物農藥,防治植物病蟲害,可以有效減少傳統農藥使用,減輕對生態環境的影響。
針對農業動植物精確性狀、功能、產物等調控與創制效率低的問題,集成基因組、轉錄組、蛋白質組、變異組、代謝組、表型組等數據,結合基因組編輯技術,可以實現基因組的精確編輯,從而實現生物育種目標。分析農業動植物抗逆、抗病、優質等特征相關反應和生理過程重要節點,基于組織或細胞特異性組學分析技術挖掘基因順式表達調控元件和反式作用因子,建立高效表達調控元件驗證和評估體系,設計并研發功能模塊,實現表達調控元件的改造、標準化、組裝和在受體細胞的表觀修飾,通過“智能型”轉化系統在底盤動植物中進行模塊裝配和系統優化,進行分子設計育種和組裝,可以顯著提高育種效率和靶向目的性。
植物分子醫藥技術是現代農業產業科技含量的代表,具有操作簡單、成本低廉、周期較短的特點,主要是利用植物細胞或植株作為生產工廠,利用高效外源表達載體系統,生產具有醫用價值的生物產品,主要包括疫苗、藥用蛋白、抗體等,伴隨著藥用蛋白需求量的增加,植物生物反應器具有非常高的商業價值和應用前景。
伴隨著互聯網技術完善,生物大數據升級,物聯網、人工智能和區塊鏈等信息技術在農業上的應用,可以有效解決農業生產和農業科研領域的問題,促進農業現代化水平。國家鼓勵農業信息化建設,加強農業信息監測預警和綜合服務,推進農業生產經營信息化。
人工智能可以促進農業生產的精細化發展,為農業生產帶來便利,可以利用于農業生產的土壤分析、水利規劃,生產過程監管和農產品檢驗等領域,逐步實現農業生產自動化、智能化管理,并且有效提升了農業生產質量和效率,其典型表現是人工智能極大改變了農業生產方式,促進了農業生產水平快速提升。人工智能技術在農業上的應用,使作物耕種、畜禽養殖、防蟲防病、農作物采收等許多勞動強度高的農事生產活動能夠借助各種農業機械、農業機器人等智能化的設備替代農民工作,可以有效降低農業生產人員的勞動強度、減少人工成本,在一定程度上提升了農業生產經濟效益。另外,在農產品加工、農產品質量安全檢測等工作中,應用人工智能技術可有效提升相關工作效率與工作質量,使農業生產能夠為社會大眾提供更加優質、安全、放心的農產品。
隨著5G網絡發展,物聯網技術、區塊鏈技術逐漸應用到更多的行業之中,同時促進了農業生產模式的變化。大數據是一種公認的綜合性技術手段,能夠對大規模的數據信息進行歸納處理,對信息進行計算和儲藏,目前已經應用在農業領域的發展之中。利用大數據技術、物聯網、區塊鏈等來發展農業,進一步分析探討收集到的與農業相關的一些數據信息,合理的進行應用并且制定方案。通過不同的方案來進行農業的生產活動和對農產品進行加工制作,以此來增值農產品,增加農業的經濟產值,有效的對農業進行了監管,提高對農業進行監管的能力,促進相關政府和市場主體做出科學、預見、有效的生產經營決定。
伴隨著農業科技發展的同時,需要投入的各類資源也越來越多,隨之而來的環境污染也變得越發嚴重,發展現代生態循環農業成為必然趨勢。生態農業是在保護農業生態環境的前提下,遵循生態學、生態經濟學的規律,運用系統工程學的方法和先進的科學技術,進行集約化經營的農業發展模式,是按照生態學和經濟學原理,運用現代科學技術成果和現代管理手段,以及傳統農業的有效經驗建立起來的,能獲得較高的經濟效益、生態效益和社會效益的現代化農業。循環農業是指運用物質循環再生原理和物質多層次利用技術,實現較少廢棄物的生產和提高資源使用效率的一種農業生產方式,作為一種環境友好型的農作方式,具有良好的社會效益、經濟效益和生態效益。
現代生態循環農業可以綜合生態農業和循環農業優勢,是將種植業、畜牧業、漁業等與加工業有機聯系的綜合經營方式,利用立體式多物種的核心技術,通過生物資源在農林牧副漁多模塊間形成整體生態鏈的良性循環,來解決環境污染問題,優化產業生態結構,節約農業生產資源,提高農業生產效率,打造了新型的多層次循環農業生態系統,成就出一種良性的生態循環環境。與此同時,開辟因地制宜,依托當地特優生態資源條件搭建獨立成熟的復合農業模塊的經營方式,既可以根植于當地生態環境的改善,又可以跨區調配生產資源,形成更廣義空間上的現代生態循環農業。
在《“十四五”全國農業綠色發展規劃》中指出,目前我國農業綠色發展仍然處于起步的階段,貫徹綠色發展里面還不夠深入,農業生產方式仍然較粗放,綠色優質農產品供給還不足,綠色發展激勵約束機制尚未健全。規劃中強調要對標基本實現美麗中國建設目標,落實中央碳達峰、碳中和重大戰略決策,科學謀劃農業綠色發展目標任務,加快農業全面綠色轉型升級。規劃中提出“四個堅持”基本原則,要求堅持底線思維、保護為先,堅持政府引導、市場主導,堅持創新驅動、依法治理,堅持系統觀念、統籌推進。
我國是農業大國,伴隨著傳統農業向現代農業發展的過程,應該始終堅持農業科技創新工作推動農業現代發展的引領性地位,把握新時代農業科技創新和現代農業發展導向,發展智慧農業、信息農業、精準農業、生態農業、循環農業、綠色農業,助力農業現代化生產,提高農業生產水平。