面对重大需求与挑战 加强农业科技创新发展

信乃诠

（中国农业科学院，北京 100081）

我国是一个农业大国。当前，我国所面临的世情、国情、农情，实现粮食产量基本自给目标，既有机遇也有挑战，新的科技革命在全球向多层次全方位拓展，农业科技进步和创新，推动着世界农业的发展，我国农业在世界农业大局中要找准定位，把握世界农业发展的新趋势、新特点，不断提高农业科技自主创新能力，促进中国特色现代农业的可持续发展。

1 需求与挑战

面对2020年全面建成小康社会对农业发展重大需求，实现粮食产量和主要农产品基本自给的目标，面临着人口、资源、环境的严峻挑战，即人口增加，耕地减少，水资源短缺，气候变化，环境不断恶化，使我国食物供需出现的新矛盾、新挑战。

1.1 人口增加

中国人口的基本情况是：基数大、增长快、素质偏低，给农业和经济社会发展带来巨大压力。中国是世界上人口最多的国家，约占世界人口的21.4%。1949年建国初期中国人口为5.5亿，到2004年人口增加到12.99亿，第五次全国人口普查统计，2010年全国人口达到13.77亿，预测2020年将达到14.72亿。在全国人口结构中，农村人口约占50%，比世界平均值高出了4个百分点。全国农村人口结构中文盲半文盲占近6.0%，初中文化程度占49.5%；高中以上文化程度的只占16.7%。如此庞大的、较低素质的人口群，给资源的承载能力和社会经济负荷能力，都带来巨大的压力。

1.2 耕地减少

中国人均耕地资源占有量少，差异悬殊，后备不足，供需矛盾难以逆转。中国人均国土面积仅0.8hm2，为世界平均的29%。人均耕地0.094hm2，仅为世界人均的1/4。人均耕地面积已经由1953年的0.152hm2下降到2004年的0.095hm2，全国2800多个县中，有666个县的人均耕地面积低于联合国粮农组织确定的0.05hm2的警戒线。中国耕地质量明显下降，全国耕地有机质平均含量已降到1.5%，明显低于欧美国家2.5%～4%的水平，东北黑土帶土壤有机质含量已从初显时的8%～10%下降到目前的1%～5%；在富庶的江淮平原，目前土壤有机质含量一般不到1%，低的只有0.3%。近年来，随着工业化和城镇化进程对用地需求的迅速增加，非农用地挤占农业用地的势头十分强劲，耕地持续减少。1981～1985年净减少245.93万hm2，年均减少49.13万hm2。1993年耕地减少32.27万 hm2，1996年耕地减少 41.4万 hm2。 1998～2004年耕地净减少约220万hm2。近两年，每年建设占用耕地在18.7万～20万hm2，生态退耕、调整结构、灾毁耕地在6.67万hm2以上，每年净减少耕地26.7万～33.3万 hm2。预测到2020年全国耕地面积将减少400万hm2，人均耕地占有量仅为0.07hm2左右。

1.3 淡水资源短缺

我国水资源时空分布不平衡，组合错位，质量下降，成为农业发展主要制约因素之一。中国全年河川径流量为2.8万亿m3，居世界第六位，但人均占有量仅为2250m3，为世界平均水平的1/4。在世界上132个有水资源统计资料的国家中名列第82位，为世界13个贫水国之一。我国水土资源匹配不够合理，组合错位。在长江流域及其以南地区水多耕地少，水资源占全国资源总量的81%，而耕地仅占全国耕地的35.9%；在长江流域及其以北方地区水少耕地多，耕地占全国耕地的64.1%，而水资源仅占19.1%。在华北地区耕地占38.5%，而水资源仅占7.5%；西北地区耕地占5.8%，而水资源占6.4%；东北地区耕地占20%，而水资源占7%。在华北平原地下水资源开采过渡，累计达1000亿m3，普遍出现漏斗，共81个，漏斗总面积达6.4万km2，渤海湾地区发生海水倒灌，土壤盐渍化加重。农业是用水大户，高达3578亿m3，约占全社会用水量的63.5%，有效利用率只有40%多。

我国2010年农田灌溉面积达到0.57亿hm2，灌溉用水量高峰期，约达5000亿m3，中等干旱年份将缺水300亿～350亿m3。预测到2030年农业可供水量6990亿m3，需水量7119亿m3，缺水量129亿m3，缺水率1.8%。

1.4 环境不断恶化

世界各地已有的观测证据表明，进入工业化社会后，人类的生产活动迅速发展，地球环境负荷急剧增大，特别是使用石化燃料等矿物燃料，大气中的二氧化碳、二氧化氮等气体含量明显增加，引起了全球性的气候变暖，即温室效应，将对整个降水格局、旱涝出现的频率以及台风、飓风的路径、强度产生重大变化。这种变化对中国农业影响总的估计是弊多利少。

同时，中国环境污染严重，质量下降。二氧化硫年排放量就从1999年的1858万t上升到2005年的2300万t，酸雨面积急剧扩大，约占国土面积的40%。废水年排放量360亿t，其中城市污水80%以上排入江河、湖泊，水质富营养化日趋严重，使农田受到污染。据水利部在长江、黄河、珠江、松花江、辽河10万km长的161个支流口调查，被污染的江河长度已占一半，有4万km不符合渔业水质标准，其中已有240km长的江河中鱼虾绝迹。工业固体废物每年堆存约6亿t，历年总占地面积 5万 hm2。2008年我国化肥 5239万 t，农药 167.2万t，化肥和农药的使用量明显过大，化肥和农药利用率仅为30%～40%，还有地膜等大量使用，面源污染严重，直接危机生态环境和人身健康。全国环境质量仍处于局部改善、整体恶化的状况。

1.5 自然灾害加剧

中国是世界上自然灾害最严重的国家之一。在各种自然灾害中，气象灾害所占比重最高。根据联合国气象组织统计，气象灾害占自然灾害总数的60%。中国自然灾害造成的经济损失中，气象灾害所占比重更高。据1949～1995年的统计资料，全国农田平均每年受灾面积0.34亿hm2，约占总耕地面积的32.5%，成灾面积0.14亿hm2，约占总耕地面积的14%，每年粮食减产250～400亿kg。在有气象资料统计中，旱涝灾害面积约占气象灾害面积的81%，是造成农业产量波动的主要灾害。1998年全国受涝面积2229.2万 hm2，成灾面积1378.5万hm2，绝收面积529.5万hm2，直接经济损失2550亿元。2001年全国农作物受旱面积3847.2万hm2，其中成灾面积2368.8万 hm2，绝收面积 642万hm2，粮食减产3900万t。2006年是1998年之后灾害最严重的一年，农作物受灾面积4109.13万hm2，其中绝收面积540.89万hm2，经济损失2528.1亿元。

根据《OECD-FAO全球农业展望报告（2013-2022年）》近期预测，到2020年气温将增加1.3～2.1℃，2050年将比2000年提高2.3～3.3℃。极端天气气候事件发生频率和强度将呈增加趋势。我国北方地区水资源匮乏和干旱情况将恶化，南方地区水患和洪涝也将增多。粮食供给受温度变化、水资源可用量、极端天气气候事件、土壤条件及病虫害的影响。小麦、玉米、水稻三大粮食作物产量将有所下降。预计同2000年相比，粮食总产量将下降14%～23%。

1.6 经济全球化

中国加入世贸组织后，扩大优势农产品出口快速增长，从2000年的150.4亿美元，增长到2003年的212.4亿美元，年均增长率达到12.2%。中国农产品出口占世界的份额，已经从1990年的2.4%，逐步上升到2002年的3.2%。中国农产品具有较大的出口潜力，但是还存在一系列问题，如农产品质量安全问题，农产品加工度低、技术创新薄弱、缺乏品牌产品，农产品行业组织发展滞后，农产品出口秩序和行业自律问题严重，政府支持政策不够等。今后相当长的一段时期内，中国农产品出口将面临极其复杂的国际竞争环境，“绿色壁垒”、“技术壁垒”将越来越高，“反倾销”、“特保条款”有可能成为主要出口障碍；发达国家对农业提供巨额补贴，国际农产品贸易被严重扭曲；建立国际农业资易新规则和新秩序步履维艰。按照“发挥比较优势，促进技术创新，实现市场多元化”的战略思路，中国农产品出口实现3年达到300亿美元，10年突破400亿美元的目标，成为世界农产品贸易强国之一。提升中国农产品出口的竞争力，积极应对复杂的国际农产品贸易局势，努力扩大优势农产品出口，迫切需要实施提供一搅子政策支持的农产品出口促进计划。其中要依靠科技进步和创新，加快农产品质量检验监测体系建设，研究提出农产品从“产地到餐桌”质量安全标准，尽快同国际接轨，确保农产品安全。要警惕经济全球化和由此带来的动植物病虫害、病原体的毁灭性风险，提高我国农产品的国际竞争力。同时，还要面对世界新一轮农业科技革命挑战，跟踪动向，研究对策，为维护国家粮食安全、生态安全和广大农民的切身利益提供技术支撑。

2 创新与发展

面向2020年农业和农村经济发展的重大需求，农业科技创新驱动发展的总体布局，主要概括为：围绕粮食安全、生态安全、气候变化、产业发展、农村富裕等国家战略需求，引领新一轮农业技术变革，发展战略性新兴产业，推动新的绿色革命和促进生态环境技术发展等国际发展趋势，部署农产品生产技术创新、农业高新技术创新、新兴产业技术创新、资源环境技术创新等战略重点领域，加强科研创新与开发等能力建设，加快中国特色农业科技创新体系建设，为全面建成小康社会做出新的贡献。

纵观世界农业科技发展的新特点、新趋势，结合我国“三农”实际，农业科技创新驱动发展的战略重点如下。

2.1 现代生物技术

根据调查资料，从1996～1999年，全球种植转基因作物面积从170万hm2发展到3990万hm2，增长了23.5倍。1999～2001年全球种植转基因作物面积，发达国家占75%，发展中国家占24%。2005年全球种植转基因作物面积高达9000万hm2，市场交易额高达52.50亿美元。与2004年比较，全球转基因作物种植面积增加了900 hm2，增产幅度为11%。最近，据转基因作物年度报告作者、ISAAA董事会主席Chrejames提供的资料，2011年全球转基因作物种植面积新增1200万hm2，比2010年增长8%。2011年全球29个国家1670万农民种植转基因作物的土地达1.6亿hm2。其中美国种植面积达6900万hm2，巴西以3030万hm2的种植面积位列第二，中国的转基因作物种植面积位居第六，农户种植转基因棉花390万hm2，种植比例高达71.5%，增收效益高达250美元/hm2。“报告”称中国转基因作物未来发展可能达到3000万hm2，其中转基因玉米作为饲料需求激增，会优先发展。中国农业科学院院长李家洋曾计算过，2030年前后来如果中国人口增加2亿以上，粮食总需求量达到7亿t以上，单产需增加40%以上，届时要保证16亿人口的粮食安全，只能依靠农业生物技术。

围绕提高我国现代农业前沿技术国际竞争力的科技需求，强化自主创新，引领农业生物产业技术发展。重点要实施国家重大专项，加强植物分子设计育种技术、动物分子与细胞育种技术、重要农业生物功能基因组等研究，为生物育种产业提供核心技术。

2.2 农业信息技术

数字地球的核心是全球的信息化，是以计算机、海量地球信息与通信网络为主体的数字化、网络化、智能化和可视化的全过程。而“数字农业”是推动农业科技创新，促进农业“两个转变”和农业新发展的有效途径。“数字农业”提出后，美国、澳大利亚、加拿大等开展研究，并取得了重要进展。美国在全球占据了领先地位，先后实现了农业数据库创建、专家系统应用、计算机网络普及，开展以“3S”技术为代表的精准农业实践，估计有20%的耕地、80%的农场采取这种模式管理，并取得了显著的经济社会效益。荷兰有关单位与IRRI合作的SARP项目在东南亚国家得到广泛验证与应用。中国在引进美国和荷兰模型的基础上，通过消化、吸收和创新建立了主要作物生长模拟模型，先后提出了水稻、小麦、玉米、棉花等作物模拟模型及优化栽培系统。1999年通过“948”计划项目开展了精准农业技术体系研究，自主研发的精准农业地理信息软件，嵌入式农田信息采集系统，变量施肥处方图生成软件和变量农药喷洒机等，在北京、河南等地示范11.3万hm2，平均可省肥10%-15%，节水达25%，单产提高10%以上，利用遥感辅助收获和加工，产品附加值提高30%以上，直接经济效益1亿多元。2006年美国《未来学家》杂志公布的预测，未来10年，美国每家农户均能使用精准农业技术，预计精准农业技术将在2010～2015年内得到广泛应用。

围绕我国动植生产过程精准化管理，着力研究农业数字化技术。重点突破作物生态过程模拟与形态结构虚拟表达、作物系统虚拟设计等重大理论与技术；研制高精度植物生命信息获取设备、动物行为信息传感器、环境信息传感器，研究农业物联网信息融合、知识网络、协间决策与云服务技术以及农产品数量安全智能分析与预警关键技术等，为提高农业智能化和精准化管理水平。

2.3 节水灌溉技术

根据FAO统计资料，全球水资源总量为1.386万亿m3，其中农业用水约占60%。在农业用水中喷灌面积达0.2亿hm2，其中美国1996年达0.11亿hm2，占全国灌溉面积的46%。美国农业用水1980年达到高峰，2073亿m3，随后开始减少，到2000年为1980亿m3，占用水总量41.25%。干旱缺水的以色列十分重视有限水资源的高效利用，大力推广节水灌溉技术，全国耕地实现了灌溉管道化，田间灌溉全部采用滴灌和喷灌技术，并将计算机和自动控制技术运用到灌溉系统，对作物水、肥实行精确化、标准化的定时、定量供给，单方水可生产粮食2.32kg。节省下来的水通过管道输送到沙漠地区，1949～1996年全国耕地面积从248万hm2扩大到660万hm2，农田灌溉面积从45.3万hm2扩大到255万hm2，增加了8倍多，农业产值增长了16倍。近年来，在水资源管理和提高农业水的利用效率研究又有新进展。

中国是一个水资源相对贫乏的国家。20世纪80年代以来，中国节水灌溉技术有了很大发展。据2007年统计，全国有效灌溉面积0.54亿hm2，其中节水灌溉面积已达0.17亿hm2，渠道防渗输水灌溉面积达 0.1亿 hm2，低压管道输水灌溉面积523.2万hm2，喷灌面积120万hm2，微灌（微喷灌、滴灌等）面积近26.7万hm2。2008年农业用水量持续下降，为3578亿m3，占总用水量的63.5%。从各地的实践来看，采用先进的节水灌溉技术，都获得了显著的节水增产效果。

面向2020年，要以提高灌溉水资源利用效率为目标，重点加强高效低能耗节水灌溉技术与设备、抗旱节水保墒制剂、智能决策与田间精量控制灌溉新技术研究，开展作物需水量、田间节水灌溉技术、节水作物新品种选育等集成与应用，建立不同区域灌溉农业技术体系。在北方旱作地区和南方丘陵雨养农业地区，以提高自然降水利用率为目标，重点开展抗旱作物新品种筛选，耕作轮作制度、保护性耕作技术及集雨节灌农业技术体系等研究。

2.4 农业工厂化技术

工厂化农业是在相对可控条件下，采用工业化生产方式进行农业产品的生产。据不完全统计，2002年全世界温室面积达90万hm2，其中亚洲面积最大，占世界温室总面积的一半以上。荷兰是世界上温室生产最发达的国家，其温室以大型玻璃温室为主体，现有现代化大型连栋玻璃温室面积1.2万hm2，占世界现代化玻璃温室面积的1/4，居世界第一位，其中花卉栽培面积为7000 hm2，蔬菜栽培面积为5000hm2。荷兰温室生产水平很高，如番茄每平方米年产量1970年为20kg，1998年超过40kg，2002年已达到50～60kg。荷兰花卉和观赏植物出口创汇为63.18亿美元，蔬菜和水果出口创汇达18.13亿美元。日本也是世界上温室生产发达国家，其现代化温室总面积5.12万hm2。与荷兰相比较，其最大的特点是以塑料温室为主体，面积达4.9万hm2，占温室总面积的95.6%，玻璃温室面积为0.23万hm2，占温室总面积的4.4%。温室中蔬菜栽培面积为3.7万hm2，花卉栽培面积为0.78万hm2，果树栽培面积为0.68万hm2，分别占温室总面积的71.6%、15.2%和13.2%。近年来，以色列温室生产有了飞速发展，已从简易的塑料温室发展到设施完善、功能齐全、能有效控制室内环境的各类现代化大型温室。每公顷温室一季最高收获玫瑰300万支，每公顷温室番茄最高年产量达500t。温室花卉、蔬菜、果品大量出口欧洲各国，年创汇达5亿美元。

中国设施农业发展很快，近30年发生了革命性的变化。20世纪80年代初，在塑料大棚和中小棚的基础上，研究设计出适应我国不同地区各种建筑结构、环境控制和栽培技术的日光温室，具有造价低、耗能少、操作简单、经济效益好等特点。同时，把引进国外现代温室技术与我国的实际相结合，经过引进、消化、吸收和创新，自行设计出大型连栋温室。2008年全国设施农业总面积达334.7万hm2。20世纪70年代后期，从日本引进的塑料薄膜覆盖栽培技术进行消化吸收和创新，首先在蔬菜上获得成功，以后扩展到水稻育秧、棉花、玉米等作物上，成为一项促进作物早熟、丰产、优质的高效种植技术，2008年推广面积达0.2亿hm2。

要深入开展现代温室环境自动控制技术研究，借助于电子学与自动控制技术，研究温室作物生长发育的适宜环境条件。还要应用人工智能、神经网络等高技术，将专家系统引进温室管理、决策和咨询，不断提高现代温室的研究技术水平。

2.5 生物制品研制技术

目前高效安全环保型生物制品作为新兴产业备受国际关注，生物调节剂、生物肥料、生物饲料、生物农药、生物兽药等新兴产业发展很快。美国、加拿大和墨西哥的生物农药使用量占世界总量的44%。欧洲的生物农药使用量占世界总量的20%。中国生物农药、生物肥料和生物兽药使用量在世界总量中占有一定的比重。生物制品新兴产业将是未来农业发展的重点领域之一。

针对中国动物物重大病虫（疫病）防控和保障公共卫生安全的重大需求，以生物制品研发为核心，建立农业生物药物创新和产业化工程技术体系。重点突破农业生物药物靶标发现和分子设计、新载体发掘利用、药物源头的微生物及产物高通量挖掘等前沿和关键技术；研制新型生物肥料、生物农药、生物饲料、生物兽药和药物、生物调节剂等，并实现产业化；建设农业药物和生物制剂分子设计、新产品研发平台、产业化基地。

2.6 应对气候变化技术

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）一份报告称，21世纪全球气候变暖严重威胁人类生存与发展。IPCC在2009年最新的气候预测结果显示，在过去100年间全球气温升高了0.74℃，到2100年很可能上升1.1～6.4℃。如果气温升高超过4℃，不利影响将更加严重，很可能导致一些地区粮食生产受到严重威胁、生态系统严重恶化、水资源严重短缺等，对农业乃至整个社会可持续发展造成重大阻碍。应对全球气候变化成为世界各国刻不容缓的重大任务。

我国是粮食生产大国、养殖业大国又是农用化学品消费大国，温室气体排放总量约占全国的17%，减排任务繁重。中国应对全球气候变化对农业的影响，重点开展气候变化对农林牧渔业，特别对粮食生产、种植制度、区域农业的影响研究；农林气象灾害发生发展和成灾规律研究，农林重大气象灾害风险分析与评估，农林重大气象灾害监测预警和防控关键技术研究，重大农业气象灾害防灾减灾措施及新技术、新产品的研制，以及温室效应、固碳减排技术等研究，为应对全球气候变化提供科技支撑。

2.7 农产品加工技术

目前，发达国家农产品加工产值一般都在60%以上，美国达到83%，中国仅为20%～30%。在肉类消费结构中，法国熟肉食品占40%，德国熟肉食品占45%～50%，美国熟肉食品占65%，而中国熟肉食品仅占10%～15%。再以水果为例，中国人均占有量40kg，为世界平均的1/2，美国的1/3，法国的1/4。与发达国家相比，我国农产品加工业产值与农业产值比例，发达国家平均为3∶1，而我国只有0.6∶1，主要是农产品加工业规模小，加工技术水平低。

21世纪中叶，农产品加工研究的趋势与重点是：一是大宗农产品加工。如玉米、小麦、大豆、马铃薯，食用植物油等；二是农副产品综合利用。作物秸秆、稻壳、米糠、麦麸、棉籽饼、油籽饼等；三是深精加工与综合利用。如胚芽榨油、胚乳生产α-淀粉等专用淀粉或糖浆等。当前国际上采用超临界萃取技术、超高压技术、超微粉碎技术、超高压静电技术、超滤技术、结构重组技术、冷杀菌技术等。随着农产品精深加工的快速发展，保健食品市场的产品研究已跨越药品型态的膠囊锭状食品的藩篱，越来越多样化，依据2007年中国台湾谷类食品工业技术研究所推估，研制并通过健康食品认证的产品将近80种，保健品产值已达新台币340亿元。

围绕加快我国农产品、食品产业的快速发展和满足城乡居民营养健康的需求，突破农产品、健康食品设计与制造的核心技术，促进产业的升级。重点加强农产品精深加工技术、食品生物工程、制造关键技术、营养设计的食品制造、生物加工和物流智能化与绿色化等技术研究，努力提高农产品、食品生产能力和技术水平。

2.8 农产品质量安全技术

农产品质量问题事关国计民生，也是当前国内外广泛关注的重要问题。农产品质量安全是指农产品的可靠性、使用性和内在价值，包括在生产、贮存、流通和使用过程中形成、合成留有和残存的营养、危害及外在特征因子，既有等级、规格、品质等特性要求，也有对人、环境的危害等级水平的要求。

改革开放以来，随着人民生活水平的提高，党和政府高度重视农产品安全问题。从实施“无公害食品行动计划”以来，农产品质量安全监管从行政推动发展到当前的依法监管，在法制建设、资金投入、机构组建等方面采取强有力的措施。近年我国大中城市蔬菜、水果、畜禽和水产品例行监测合格率保持在95%以上，农产品出口合格率高达99%，我国提高农产品质量安全水平稳步提升。但是，从2001年广东“毒大米”、2003年张北“毒菜”、2004年湖南“毒黄花菜”等事件，到海南豇豆、“瘦肉精”、“三聚氰”、“地沟油”和“毒胶囊”农药残留和非法添加等问题和重大事件的频发，引起了社会各界的普遍关注，必须采取经济、法制措施，加强农产品质量安全保障体系建设。

同时，还要加强农产品质量安全技术研究。这方面国外经验值得借鉴。欧盟是世界上重要的农产品和食品进出口地区，20世纪90年代以来，在原有食品安全管理体系基础上进行了多项改革，从“农田到餐桌”的整条食品链塑造了一个较为健全的食品安全保障体系，并在近年来欧盟农产品和食品安全管理实践中取得了明显成效。澳大利亚科研与生产紧密结合，围绕农产品和食品质量安全问题开展一系列研究，如生产过程控制、追溯及信息采集和公共技术服务等，国家立项，得到世界银行等国际组织资助，取得具有世界领先水平的科技成果。美国是世界上第一大农产品贸易国，进口和出口在世界上农产品贸易中占有较大份额，重视农产品和食品质量安全保障问题，并一直保持着较高的安全水平，尤其是奥巴马总统上台后，开启了食品安全管理的新一轮改革和调整，其中加强了农产品和食品安全管理研究，如风险分析制度、监测预警机制、产品追溯召回体系等均取得重要进展，并在监管中得到应用，为确保食品安全发挥了重要作用。

总之，要紧密围绕净化产地环境，保证投入品质量、规范生产行为、强化监测预警、严格市场准入等，健全标准体系、检测体系、认证体系、科技支持体系、信息服务体系，以及应急机制等农产品质量安全支持体系，切实加强农产品质量安全技术研究，建立和完善从产地到餐桌的全程控制体系，进一步提高我国农产品质量安全水平。

2.9 农业机械工程技术

在人类从事农业生产的历史长河中，20世纪初内燃机、拖拉机在农业上广泛应用，经过近几十年的发展，种植业、农产品产后处理与加工业，贯穿产前、产中和产后的全过程，可以全部用机械代替人畜力，实现了农业机械化，极大地提高资源利用率和劳动生产率。美国是世界上最早实现农业机械化的国家，农业劳动力从1910年的1365万人降为1940年的1098万人，到1978年减至为394万人，1996年降至35.96万人，2000年仅为22万人。近百年来，美国随着农业机械化程度的提高，农业劳动生产率提高了十几倍。目前农业机械化的发展趋势是向大马力联合作业发展，一百多匹马力的拖拉机一个人操作，用液压传动，电子技术检测，拖带农具可把开沟、播种、施肥、锄草等五六项作业联合一次完成。同时整个生产过程，从田间作业、运输、到种子清选、烘干、入库、加工等全过程机械化。现在，美国仍然是世界上农业劳动生产率最高的国家之一，每个农业劳动力平均生产谷物10万kg、肉类9000kg、牛奶2万kg。荷兰每个农业劳动力2006年平均生产谷物6.8t、肉类14t、奶类54t，创造产值6.5万美元。从世界各国农业经济活动分析对比中，可以找出农业劳动生产率与机械化的关联程度，即机械化程度越高，农业劳动生产率也越高。20世纪70年代初期到90年代初期，农业劳动生产率，发达国家提高了3倍，发展国家只提高了1.4倍；每个劳动力的国民抚养能力，发达国家由15人提高50～60人，美国2002年提高到127人，而发展中国家的只有3～5人。农业机械化提高劳动生产率，不以自然资源状况为前提，不仅在人少耕地多的国家起作用，在人多耕地少的国家也是如此。日本是个人多耕地少的国家，人均耕地只有0.03hm2；1970年农业经济活动人口有1076万，在解决了水稻插秧和收割机械化后急剧减少，1980年、1994年分别降至661.2万、38.50万；1970年平均每一农业经济活动人口生产谷物1642kg，1980年、1994年分别达到1995kg、4101kg；1994年日本农业经济活动人口比1970年减少63.6%，生产谷物效率提高2.5倍，谷物产量增加了175%。

中国的农业机械化，经过60年的艰苦努力，有了长足发展。2008年全国农业生产综合机械化水平为45.8%，其中机耕、机播、机收水平分别达到53%、38%和31%。主要粮食作物的生产机械化发展迅速，小麦综合生产基本实现了全程机械化，综合机械化水平达到86%，水稻综合机械化水平和玉米综合机械化水平超过51%。1995年农机化对粮食产量的贡献率提高到12.48%，对全部农产品的增量贡献率达到13%，为农民致富做出了贡献。

围绕现代农业物质装备保障能力的重大需求，着力开展农用物质与装备产业技术创新，重点开展农业生产全程机械化装备研究。大马力拖拉机、多功能节约型田间作业机械、现代种业系列装备等关键技术研究。加强粮食、棉花等主要作物生产专用装备研究。加快创制环境友好型化学农药、除草机械及多功能、可降解新一代农膜研制。

2.10 农业前沿技术

原始性创新是农业科技发展的基础。国际社会着眼于21世纪20年代农业的发展，加强农业科学的原创性和前沿技术研究，力争取得重大进展与突破。

要围绕作物基因组学、功能基因组学、生物信息学、农作物核心种质构建、雄性不育杂种优势利用、农业重大灾害的灾变规律及防治机理、现代集约优质高产高效农业理论、气候变化对农业影响与对策等方面组织联合攻关，争取有新的重大进展。在几个学科前沿领域，如光合作用、生物固氮、遗传工程、抗性机理、免疫机理等方面取得重大突破，为从根本上解决农业和粮食问题，做出新的更大贡献。