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会员注册摘要：简述当前世界主要国家在农业科技领域的发展趋势。认为粮食安全成为全球农业科学关注的重点，实现农业的可持续发展日益成为各国的共识，生物技术正在对动植物育种、生物农药、生物肥料、生物反应器以及农业微生物发酵工程等许多领域产生着广泛而深刻的影响，物联网技术催生智慧农业快速发展，以低能耗、低排放、低污染为基础的低碳农业作为一个新兴的发展模式，已经在世界各国悄然兴起。
关键词：粮食安全，农业，科技，低碳
2012年度河南省教育厅人文社科项目“河南省农业生产性服务业发展的机制与模式研究”(2012QN144)。
近年来，面对人口增长、耕地减少、水资源短缺、环境恶化造成的粮食危机，各国政府和国际组织高度重视，都在推动农业科技创新，促进农业可持续发展，掀起新一轮的全球农业科技革命。
1 粮食安全成为全球农业科学关注的热点
造成粮食危机的主要原因是全球粮食供给逐步减少而需求逐步增加。2010年，据联合国粮农组织预测，世界粮食库存已由2002年度的30%下降到不足消费量的15%，为30年来最低，世界粮食储备只够人类维持50天左右，大大低于2007年初的169天。该组织对近10年来全球谷物测算结果显示，消费年均增长1.1%，而产量年均增长0.5%。到2050年全世界人口将突破90亿，届时粮食产量必须提高70%，才能满足人类的粮食需求，这不仅是对农业科技的挑战，也是对人类的挑战。国际食物政策研究所(IFPRI)的研究结果表明：全球对于玉米、水稻和小麦等主粮的需求预计在2000～2025年间增长48%，在2000～2050年间增长70%。粮食危机已在一些国家和地区引起社会动荡，日渐严重的粮食安全和气候变化问题已成为各国政府和国际组织关注的焦点。
2 农业可持续发展逐步成为全球共识
许多国家通过对现代农业模式弊端的反思，从不同角度深入探索与实践，逐步形成了农业可持续发展的思路，在立体种养与高效利用、健康养殖与循环再生、节能降耗与防控污染、精准农业与清洁生产、保护耕作与生物能源、有机农业与综合开发等方面都创立了许多运作模式与有益经验。如：①联合国粮农组织倡导“节约与增长”模式。提倡使用免耕或少耕的保护性农业技术，以维护土壤的结构和健康；鼓励开发和推广诸如精准灌溉施肥以及有害生物综合防治等农业新技术，以实现节水增收，遏制有害生物种群的发展，最大限度地减少对农药的需求；为农民提供大力支持，帮助他们学习新方法和技术；加强国家植物育种计划，以促进采用气候适应能力更强和投入物利用效率更高的新型种子品种。②美国的“高效率可持续”模式。该模式注重农业的生态原则和对农业生产各个环节的科学管理，强调依靠科技进步来促进农业生产效率的大幅度提高，通过合理使用化学制品来减少环境污染，切实保护生态环境。③日本的“环境保全型”模式。该模式主张以有机物还田与合理轮作为基础，通过对人工合成化学制品的限制和生物肥料、生物农药的大力开发与应用，把资源的可持续利用、环境保护同提高农业生产率结合起来，促进农业循环经济发展。④德国的“综合农业”模式。其主要内容包括：一是综合农业与生态系统平衡。综合农业的实施以不破坏自然环境为前提，而且必须与生态系统要求的平衡过程相一致。二是综合农业与土壤保护。农业经营要因地制宜，合理轮作，施用钙肥，综合植保。三是综合农业与水源保护。合理规划农田，避免在水淹区进行耕作。在水域周围建立保护绿地，合理栽培，涵养水分以及实施最佳施肥法等。四是综合农业与经济发展。发展综合经济必须协调好经济效益与环境保护等多方面的关系，发挥政府宏观调控作用，并根据不同时期的社会、经济状况来具体实施。⑤英国的“永久农业”模式。特点是在节约资源和不破坏环境的基础上，通过元素的有效配置达到有利关系的最大化。种植者们循环利用各种资源，节省能源，如用变粪便为有机肥料、实行秸秆还田等等。
3 生物技术在农业科技革命中的作用更加重要
以基因组学为核心的现代农业生物技术，已成为未来世界各国农业科技发展的主体和标志之一。分子育种，即在经典遗传学和分子生物学等理论指导下，将现代生物技术手段整合于传统育种方法中，实现表现型和基因型选择的有机结合，培育优良新品种，具有高效、安全的突出优点，已经展示出部分常规育种无法比拟的优越性，成为国际关注的研究热点。如：①美国农业部在粮食作物分子标记辅助育种方面资助并开展了多项研究，主要是采用标记辅助选择技术改良作物的抗病性和品质，如提高大麦的杆锈病、赤霉病抗性；改良玉米淀粉品质等。②英国生物技术与生命科学研究理事会(BBSRG)资助了多项针对粮食作物的分子标记辅助育种研究项目，包括小麦、大麦、水稻、珍珠粟等。③日本的新农业基因组计划(2008～2013年)包括遗传基因的开发与鉴定、分子标记辅助育种等内容。④澳大利亚联邦及各州研发机构、合作研究中心均支持开展了小麦、大麦等作物的分子标记辅助育种研究。⑤欧盟第七框架计划对粮食作物标记辅助选择技术提出了若干指南性研究方向，包括应用标记辅助选择育种技术，开发具有较高营养利用效率的作物品种。
4 物联网技术促进智慧农业快速发展
随着物联网技术的迅速发展，其在农业领域的应用将越来越广泛，促使农业迈入智慧农业的发展阶段。智慧农业的发展，将引领面向农业农村服务的信息化科技创新能力的全面提升，实现信息化与农业现代化的有机融合。
近年来，美国和欧洲的一些发达国家相继开展了农业领域的物联网应用示范研究，实现了物联网在农业生产、资源利用、农产品流通领域，“物-人-物”之间的信息交互与精细农业的实践与推广，形成了一批良好的产业化应用模式，推动了相关新兴产业的发展。同时还促进了农业物联网与其他物联网的互联，为建立无处不在的物联网奠定了基础。主要体现在以下几个方面：①在农业资源监测和利用方面，美国和欧洲的一些国家利用资源卫星对土地利用信息进行实时监测，并将其结果发送到各级监测站，进入信息融合与决策系统，实现大区域农业的统筹规划。同时，在地面利用GPS定位设备，对地理位置进行标定，实现区域农业规划。②在农业生态环境监控方面，美国形成了生态环境“信息采集-信息传输处理-信息发布”的分层体系结构。法国利用信息技术对土壤环境进行精确的数据分析，根据种植品种的具体需求，调节和改善种植环境。③在农业生产精细管理方面，物联网技术已成为农业生产信息获取、生产管理、辅助决策、智能实施的物联网关键技术。在美国，20%精细农业中应用了GPS、传感器等物联网感知技术，主要应用范围包括粮食作物生产管理、设施农业环境调控、畜禽水产养殖管理、农产品安全溯源等多个方面。
5 大力发展低碳农业以应对气候变化
现代农业不仅要为人类提供生存之粮，而且要为工业生产原料，同时兼顾美化环境、文化传承和乡村发展等多项功能。传统的高投入、高消耗、高排放的“高碳”农业，已经成为经济可持续发展和现代农业发展的瓶颈。转变农业生产方式，发展资源节约型和环境保护型等多效的低碳农业，对于应对全球气候变化，减少温室气体排放、提升农业综合生产力具有重要战略意义。世界主要国家推动低碳农业的行动计划和措施如下：①英国制定《低碳转型发展规划》，到2020年，英国农业和废弃物方面的温室气体排放量须在2008年的水平上减少6%。为此，鼓励农民更有效地使用化肥、更好地管理牲畜及其粪便；支持厌氧技术，将废料和粪便转化为可再生能源；减少需要填埋的垃圾，更好地对垃圾废气进行捕捉利用；鼓励私有资金投资造林。②美国非常重视低碳农业技术应用。发展太阳能水泵用于灌溉，利用风能和沼气能为农业生产能源。增加土壤有机碳储量，通过减少农地耕作幅度与强度，尽力减轻土壤的物理性扰动，提高稳定性，增进土壤结构中稳固的土壤有机质比例。提倡用生物学方法控制病虫害，限制化肥的使用量，重视生物固碳和有机肥施用。发布了名为“杜克标准”的《农业林业低碳经济应用》文件，这是全球第一部关于农业碳排放交易的核定标准和操作手册。③日本在推动低碳农业发展方面采取以下措施：一是减少化石能源使用量；二是促进能源消耗从化石燃料向可再生能源转换；三是通过植树造林、保护森林资源、加强土地管理等促进碳固定；四是削减自然界、农业活动等排放的温室气体，加强养殖业畜禽粪便的管理和利用、防止森林火灾等。此外，欧洲已有25个国家制定或着手研究农业适应气候变化的国家战略，芬兰、西班牙、法国、瑞典、荷兰、英国、挪威等制定了专门的发展战略，意大利等其他国家则将该项内容纳入到国家整体的气候变化政策之中。
作者简介：陈军民(1976—)，男，河北临城人，河南科技学院，硕士研究生，讲师。
参考文献：
[1]科技部，2012年国际科技学技术发展报告[M].北京：科技文献出版社，2012(3).
[3]刘林森，美国：打造智慧农业[J].信息化建设，2011(12).
[4]郭鸿鹏等，美国低碳农业实践之借鉴[J].环境保护，2011(21).
[5]郑恒、李跃，低碳农业发展模式探析[J].农业经济问题，2011(6).