標籤: 暫無標籤

作物科學是農業科學的核心學科之一,本科學的兩個主要二級學科分別為作物育種學和作物栽培學。作物科學的根本任務是研究作物重要性狀的遺傳規律和育種技術,培育優良品種,實現良種化、種子標準化;同時揭示作物生長發育和產量、品質形成規律及其與環境關係。

1 作物學 -基本信息

作物科學是農業科學的核心學科之一,本科學的兩個主要二級學科分別為作物育種學和作物栽培學。作物科學的根本任務是研究作物重要性狀的遺傳規律和育種技術,培育優良品種,實現良種化、種子標準化;同時揭示作物生長發育和產量、品質形成規律及其與環境關係,採取農藝措施將良種的遺傳功能轉化為現實生產力,實現高產、優質、高效、生態、安全的生產目標,為保障中國糧食安全和農產品有效供給、生態安全、現代農業可持續發展提供可靠的技術支撐。

2 作物學 -發展狀況

進入21世紀,世界作物科學與技術發展形勢發生巨大變化,生物技術和信息技術向作物科學領域不斷滲透與轉移,高新技術與傳統技術相結合,促進了作物科學與技術迅速發展。發達國家通過生物技術和信息技術創新應用,推動了作物生產向優質、高效、無污染方向發展,顯著提高了作物生產的可控程度和農產品的市場競爭力。中國作物科學與技術發展以高產、優質、高效、生態、安全為目標,以品種改良和栽培技術創新為突破口,促進傳統技術的跨越升級,推動現代農業的可持續發展。

(一) 作物遺傳育種發展突出 1.以生物技術為特徵的現代育種發展迅速
依據生物遺傳變異的原理,育種方法從雜交育種、誘變育種到多倍體育種、單倍體育種,再到細胞工程、基因工程、分子標記育種,生物育種技術在中國發展迅速,與發達國家在生物育種新技術差距正在減小。生物技術育種正成為提高作物產量和改善品質的主要途徑。

2.以關鍵性狀改良為主的新品種不斷湧現
優良品種的選育正逐步由表現型選擇向基因型選擇、由形態特徵選擇向生理特性選擇的轉變,優質、高產、抗逆的有機結合已成為優良品種培育的發展目標和方向;品種改良取得大批具有顯著應用效益的成果,推動了農業科技的進步。

3.以方法體系創建為核心的育種技術得到發展
近年來,通過生命科學及相關學科的滲透、交融和集成,作物遺傳育種理論和方法不斷拓展,在實現品種矮稈化和雜交化二次重大技術突破的基礎上,細胞工程、分子標記、轉基因以及分子設計等現代育種技術迅速發展。

(二) 作物栽培發展加快 1.以產量潛力為突破口的超高產技術發展成為熱點 
作物產量突破的可持續高產、超高產成為國內外的研究重點。世界各國均把提高糧食產量作為農業的重中之重,一些發達國家(美國、日本等)和國際農業研究機構(IRRI、CIMMYT等)將作物高產突破列為重大研究計劃。中國以作物栽培技術創新與集成應用為核心開展科技攻關,超高產栽培技術不斷成熟,顯著提高了作物生產能力。

2.以品質、產量協同提高為重點的優質高產技術向縱深發展
作物產量與品質同步提高成為各國作物產業化發展的共同戰略。發達國家把優質、專用農產品的生產技術研發和應用放在首位。近年來,中國以主攻單產兼顧優質、高效、質量安全的作物栽培技術創新和集成應用取得顯著成效,並繼續向縱深發展。   

3.以現代技術應用為特色的精準定量技術發展加速
作物栽培定量化、精確化、數字化技術已成為作物生產和作物栽培科技發展的新方向。發達國家作物生產實行定量化設計、精確化與數字化栽培管理。中國近年來,開展了精確定量栽培、數字化農作技術和作物生產信息化服務技術的研發,在作物生產管理中正在發揮重要作用。

4.以資源節約為重點的簡化高效技術有了新發展
以資源節約為重點的簡化高效栽培技術創新與應用成為現代農業發展的主要方向。中國近年來在節約資源的基礎上,開展大量的簡化高效栽培技術研究,特別是主要農作物的節水、省肥、簡化、高產的栽培技術取得了新的進展,一直在生產上發揮重要作用。

5.以作物生理高效機製為突破口的栽培理論與技術發展不斷深入
作物生理學與環境生態學研究相結合,在作物栽培中發揮了重要作用。以作物光合碳代謝為中心的光合性能、源庫生理和產量構成研究為作物高產栽培奠定了理論基礎;作物營養生理研究促進作物施肥技術進步;環境生理生態研究促進了作物抗逆高產栽培的技術創新。

3 作物學 -近年來發展的重大進展和成就

(一)中國作物科學研究成果豐碩 中國作物科學正在向高產、優質、高效、生態、安全多目標方向發展,學科領域更加廣泛,學科水平不斷提升,並取得重大新進展和成就。2005-2006年,獲得國家級重大成果獎23項。其中:國家自然科學獎二等獎1項;國家技術發明獎二等獎4項;國家技術進步獎一等獎1項、二等獎14項;以及一批省部級成果獎。科技成果的推廣應用,獲得巨大的社會、經濟、生態效益,作物科學的技術支撐和儲備能力大大增強,為保障糧食安全和農產品供給、增加農民收入、促進農業和農村經濟可持續發展做出了重大貢獻。

(二)中國作物科學研究成就突出 1. 作物遺傳育種取得顯著成就 
(1)3年來培育通過國家和省級審定的高產、優質、多抗作物新品種500餘個,已成為不同區域的主栽品種和重要的接班品種。新品種的產量不斷提高,品質顯著改善。育成的一批優質稻米、優質麵包、麵條小麥、高油大豆、「雙低」高油油菜和高油、高澱粉玉米品種,品質標準達到國標一級或部頒優質一級標準。
(2)作物遺傳育種技術、方法不斷創新。中國在雜種優勢利用、誘導有利基因變異的細胞工程技術、轉移有益外源基因的轉基因技術、分子標記輔助目標性狀高效選擇技術等方面進行卓有成效的探索,提出一批育種新技術和新方法,初步形成了較為完整的現代育種技術體系。
雜種優勢利用技術:提出了莖櫱、粒間和根系頂端優勢為中心的超高產水稻生理模式和「後期功能型」超級稻新概念;攻克了大豆雄性不育性的保持和大豆田間的昆蟲傳粉問題,初步實現「三系」配套;人工雜交棉花制種技術、核不育系雜交制種技術取得進展;建立了「純合兩用系、臨時安全保持系、恢復系」三系油菜授粉控制系統。培育出的二系超級雜交水稻、雜交大豆、雜交抗蟲棉和「雙低」雜交油菜新品種,居國際領先水平。
分子標記育種技術:定位與緊密標記控制抗水稻白葉枯病、抗稻飛虱、抗褐飛虱、耐貯藏、低堊白率基因,抗小麥白粉病、澱粉品質、抗穗發芽基因,抗大豆包囊線蟲基因,抗玉米矮花葉病、絲黑穗病、鏽病基因,油菜種皮色素合成基因;建立了滾動回交與標記相結合的水稻、小麥、玉米、大豆等作物分子聚合育種技術體系。
轉基因育種技術:採用農桿菌介導法、基因槍法及花粉管通道法初步建立水稻、小麥、玉米、棉花、油菜等主要作物轉基因技術體系,在無選擇標記、選擇標記基因刪除和目標基因產物定性降解、植物組織特異性優勢表達等核心技術取得突破;在轉基因抗蟲棉、轉基因高植酸酶玉米、抗蟲玉米、抗病蟲水稻、抗除草劑水稻、抗黃枯萎病棉花、抗旱耐鹽小麥、抗蚜蟲小麥等均取得了重要成果,培育出轉基因棉花新品種108個,同時創製出一批具有特殊性狀的水稻、玉米、小麥、棉花、油菜等轉基因新品系。

2.作物栽培理論與技術創新取得突破和顯著應用效果 
(1)作物高產理論和技術創新:研究創建了稻麥作物的「葉齡模式」和高產高效群體質量調控理論、質量指標及其技術體系,有效地指導了稻麥作物栽培與調控;基於作物產量構成、光合性能和源庫關係研究,創建了作物產量形成「三合結構」理論模式和定量方程,提出了作物結構性挖潛、功能性挖潛和同步挖潛的高產途徑,在指導作物可持續高產研究和實踐中發揮了重要作用;實施國家糧食豐產科技工程項目,創新了稻、麥、玉米的高產核心技術30餘項,集成創建了適於三大平原的三大作物高產、超高產組合技術模式40餘套,培創出一批可持續高產、超高產典型和示範樣板,並大面積推廣。
(2)作物產量與品質同步提高技術創新:在作物高產優質同步提高的技術研究方面取得一系列成就,「小麥籽粒品質形成機理及調優栽培技術研究與應用」和「小麥品質生理和優勢高產栽培理論與技術」為中國小麥優質高產做出了重大貢獻;此外,水稻、棉花、油菜和大豆的優質高產栽培理論與技術創新也取得了顯著成效。
(3)作物精準、簡化、高效栽培技術創新:作物精準、簡化、高效栽培一直是中國作物栽培的主要熱點,近年來,在「水稻精準定量栽培理論與技術規程」、「小麥、玉米一體化節肥、省肥、簡化、高產四統一栽培理論與技術體系」、「棉花無土育苗無載體移栽高產高效栽培技術體系」等領域取得新成就,獲得了顯著的節能、省工、高產、高效效果。 (4)生態安全環境友好作物栽培技術與理論創新:維持農業生態良性循環、環境友好生產成為作物生產的新課題,「水稻遺傳多樣性控制稻瘟病原理與技術」研究成果顯著降低了水稻稻瘟病的發病率和病情指數,減少農藥用量60%以上;此外,明確了裸露農田、棄耕沙質農田和退化草原是沙塵的重要塵源,提出了農田保護性耕作和退化草地治理是防止土壤沙化、風蝕和沙塵的技術途徑,分別建立了東北春玉米區,華北平原小麥、夏玉米兩作區和西南稻作區的保護性耕作高效栽培技術模式,並大面積應用,取得了顯著的生態效益和增產效果。
(5)作物栽培信息化和數字化農作技術創新:現代信息技術在作物生產中應用越來越廣泛,近年來構建了一批服務於主要農作物生產的資料庫及其管理系統,建立了主要作物生產信息化平台及服務體系,創新集成了數字化農作技術,目前正向作物栽培技術標準化、智能化、數字化和實用化方向發展。

4 作物學 -國內本學科發展存在的不足及與國際先進水平差距

中國作物科學與技術的創新與應用,取得了令世人矚目的成就。但是,與糧食安全、生態安全、健康安全和農業可持續發展的目標和需求相比,作物科學技術還存在許多不足,與國際先進水平差距較大。
(一) 作物遺傳育種方面的不足與差距 1.作物優異種質資源和育種的理論與技術創新不足。目前中國的野生植物資源和遺傳多樣性水平的喪失嚴重,擁有自主產權的分子標記少、新基因發掘和利用進展慢,作物育種面臨知識產權保護的嚴峻挑戰。與此同時,在作物育種理論與技術跟蹤性研究多、原始創新少,缺乏關鍵性的創新與突破。

.分子育種技術研究的實用化程度低。目前中國缺乏規模化基因發掘與克隆的技術平台和規模化高效安全的遺傳轉化體系,擁有自主產權的基因和實用分子標記少、分子育種技術研究的實用化程度低。

3.突破性重大品種缺乏。中國育成的作物新品種數量不少,但具有高產、優質、多抗、高效、廣適應綜合性狀的突破性重大品種缺乏,不能充分滿足作物生產發展和市場需求,缺乏國際競爭力。

4.種子產業化水平低。目前,中國遺傳育種體系和隊伍建設亟待加強,良種繁育體系和種子生產規模小,種子生產質量保障條件不足。

(二) 作物栽培方面的不足與差距 1.作物栽培理論與技術的體系薄弱。作物栽培學科體系不完善,還存在理論與技術不配套,與相關學科相比科學性和先進性還有差距。

2.關鍵栽培技術創新不足。目前中國栽培技術是在傳統技術基礎上的集成組裝,缺乏關鍵原始創新和現代高新技術在作物生產技術上的創造性應用,技術更新換代不明顯,作物生產信息化和數字農作技術水平與發達國家的差距較大。
  
3.多目標生產的關鍵技術難題沒有根本解決。超高產突破、優質高產同步、資源可持續高效利用、環境友好和農產品污染控制等技術難題還未從根本上解決,大面積中低產區的抗逆、更加高產高效的技術有待進一步研發。

4.技術推廣體系不健全。目前,中國作物栽培與耕作研究體系和隊伍建設亟待加強,特別是技術推廣體系十分薄弱,生產者技術水平與勞動素質亟待提高。
上一篇[農學學士]    下一篇 [相使]

相關評論

同義詞:暫無同義詞