編者按：進入新世紀以來，我國糧食總產連創新高。但面對耕地不斷減少的態勢，確保13億人口多樣化的食物需求，更凸現出以科技創新為引擎，加快農業發展方式轉變的緊迫性。為此，我們約請小麥、水稻、玉米、大豆生產的首席科學家，為我國糧食的增產增效建言獻策。
加快發展優質小麥
國家小麥產業技術體系首席科學家 肖世和
我國是世界上最大的小麥生產國與消費國，2008年總產量為1.13億噸，總消費量為1.04億噸，消費總量占全球的16.1%。從上世紀80年代到90年代初，中國是世界上的主要小麥進口國，每年平均進口小麥1100萬噸。90年代中后期，我國依靠農業科技創新提高了糧食單產，小麥生產總量超過消費總量，進口逐年降低。
為滿足市場不斷變化的需求，1997年以來，我國全力推廣小麥優質品種，種植面積連續大幅度增長。10多年來，在小麥總面積從3000萬公頃下降到2200萬公頃的情況下，我們不僅依靠提高單產滿足了國內消費總量需求，而且將優質小麥品種的種植面積從1998/1999年度的180萬公頃提升到2008/2009年度的近1500萬公頃，占到小麥種植總面積的67.9%。目前，我國已基本形成五大高品質小麥集中種植區域，優質小麥供需總量基本平衡。
但要看到，隨著高品質小麥總量的基本平衡，優質小麥供需結構不盡合理的問題凸現出來。依據面筋強度，優質專用小麥一般分為三種：適合制作餅干和糕點的弱筋小麥；適合制作面條和饅頭的中筋小麥；以及適合制作面包的強筋小麥。在國內，目前已經育成和推廣的優質小麥品種中，強筋小麥品種占多數，而弱筋小麥品種寥寥無幾。這一品種結構帶來的直接后果是，我國對優質弱筋小麥的國外依賴度居高不下，有時甚至全部需要進口。
因此，不斷提高我國優質小麥的質量與效益，必須從源頭抓起，要把好生產關，加強優質小麥的品種改良和栽培管理，努力在育種、栽培、收貯、粗加工、精加工各個技術環節實行標準化生產，以滿足人民多樣化的食物需求。
首先，要切實加強農田基本建設。全面建立農田質量現狀與用養檔案，分區建立覆蓋所有農田的基本建設規劃，分批實施農田整治與質量建設，重點加強小水利及灌溉工程建設，如溝渠整修、井網布局、電力及灌溉設備配置、平整土地等。
其次，要加快高產高效簡化栽培技術研究。全面普及測土配方施肥，分區分類推薦施肥標準，不斷提高小麥播種質量。特別是在小麥主產區，要提倡“七分種、三分管”，形成規范化整地、播種技術模式，研制優良播種機械，全面培訓農機手，做到高質量耕種。
再次，要認真培育和選擇主導品種。當前，發展優質小麥面臨的突出問題是良種不良。種子品種混雜、純凈度低、大小不勻，大田種植后弱株較多、雜株叢生，不利于優質高產。因此，要加大優質新品種的培育力度，嚴把種子質量關，切實做到統一供種。
此外，還要圍繞適宜的小麥主導品種有重點地開展技術推廣工作，特別是要抓好基層農機手和科技示范戶的技術培訓與指導，為發展優質小麥生產提供有力的科技與人才支撐。
不斷提高水稻增產技術的適用性
國家水稻產業技術體系首席科學家 程式華
我國是世界上最大的水稻生產國，不僅產量占世界總量的28.6%，更重要的是水稻生產技術居世界領先水平。特別是改革開放以來，在種植面積持續減少的情況下，我國水稻單產不斷提高，滿足了居民口糧60%以上的消費需求，為保障國家糧食安全奠定了基礎。
歷史地看，我國水稻單產已實現了兩次飛躍。上世紀50年代中后期，我國科研人員利用矮稈資源，通過多種方法相繼育成一大批適合不同地區、不同熟期的半矮稈高產良種，單產潛力比原有高稈品種提高30%左右，使我國水稻單產躍上了畝產300公斤的平臺，實現了水稻單產的第一次飛躍。70年代，我國水稻科研人員以雜種優勢理論為指導，以發掘不育細胞質源為突破口，以回交轉育質核互作不育系為主要方法，使秈型雜交稻育種率先在我國獲得成功，并開始大面積推廣。至90年代初，雜交水稻面積達到全國水稻種植面積的50%以上。雜交水稻的應用推動我國水稻從畝產300公斤躍上了400公斤新臺階，實現了第二次飛躍。
目前，我國水稻正孕育著畝產躍上500公斤平臺的第三次突破。上世紀90年代中期以來，農業部啟動了以單產突破為切入點的“中國超級稻研究”重大項目。中國水稻研究所等單位組成了研究協作組，創造性地提出了“理想株型塑造與強優勢利用相結合”的中國超級稻育種技術路線。經過10多年的聯合攻關，我國超級稻研究與示范推廣取得了重大突破，分別于2000年和2005年實現了大面積試驗，示范田達到畝產700公斤和800公斤的前兩個階段目標，目前正向畝產實現900公斤的第三階段發展。截至2008年，我國共育成兩優培九、協優9308、沈農265等71個超級稻品種，與配套技術一起，推動我國水稻單產在2007年和2008年連續兩年達到歷史高點。
伴隨著超級稻品種選育成功，各地將超級稻品種與水稻旱育稀植、強化栽培、測土配方施肥、重大病蟲害綜合防治等技術組裝配套，集成了五大稻區主要季節超級稻品種配套技術，基本形成了適合不同生產條件下的超級稻栽培技術體系，制訂并發布了超級稻品種栽培“明白紙”，進一步發揮了超級稻品種的增產潛力，實現了水稻穩產高產。對比調查數據顯示，僅栽培集成技術大面積應用一項，就比對照區增產15%、增效10%以上。實踐表明，超級稻一般每畝可增產50公斤以上。1999—2008年，全國共示范推廣超級稻3.5億畝，累計增產210億公斤，農民增收336億元。
從長遠看，在我國大面積推廣超級稻，要緊緊抓住四個環節。一是品種優先。要大力培育和推廣以超級稻品種為代表的高產、優質和多抗品種，重點是強化早晚超級稻、廣適型超級稻品種培育和推廣。在此基礎上，通過科學手段遴選一批適應于五大稻區的主導品種，使每個實施縣確立主導品種3到5個。二是集成技術。要以品種為核心大力集成配套栽培技術。重點是研發推廣適合我國不同稻區、不同栽培方式、不同耕作制度的種植機械，建立農戶歡迎的農機農藝配套的技術體系，同時加強拋秧等輕簡栽培標準化技術研究，使其操作簡單、易學易用。三是強化推廣。要以國家水稻產業技術體系建設、農業科技入戶工程、超級稻選育與示范、新型農民科技培訓工程等項目為載體，創新基層農技推廣機制，構建科技與生產良性互動、產學研緊密銜接的運行機制，推進品種技術的組裝配套和快速推廣應用。四是創新制度。要研發推廣以稻田為中心的新型稻作制度，確保稻田生產力、經濟和生態的可持續發展，在穩定稻田面積的同時促進稻農增收。
保持我國玉米產業的相對優勢
國家玉米產業技術體系首席科學家 張世煌
我國是世界上玉米主要生產國，2008年總產量為1.66億噸，居世界第2位。目前，國內玉米供需基本平衡。但從長遠看，世界市場對玉米加工產品的需求將持續增長，特別是化石能源供求失調將促使農業生物質能源產業的超常規發展。據測算，到2020年，我國玉米的需求量將上升到2.14億噸。到那時，若要保持我國玉米的基本自給，玉米的種植面積需保持在3000萬公頃、平均產量應達到6830公斤/公頃。這就意味著，需要在2006年我國玉米單產最高水平5565公斤/公頃基礎上，再提高近1300公斤/公頃。我國耕地資源有限，增加玉米總產量只能主要依靠提高單產，這是對我國玉米育種和其他技術創新提出的新挑戰。
與發達國家相比，我國玉米產業存在諸多差距。主要表現在：玉米生產主體是分散的農戶，機械化程度低、效率不高；育種研究力量分散且低水平重復現象嚴重，優質、高產、多抗新品種選育不能滿足市場需求，在育種理論、方法、材料和技術研發方面投入不足；病蟲草害防治技術研究進展緩慢，缺乏政府主導的全國病蟲草害調查，難以準確掌握病蟲草害發生的實際狀況；重要病蟲害防治的應用基礎研究滯后，技術儲備不足，導致生產防控被動；產后加工產品種類少、產業鏈條短、生產成本高、自動化水平低。
要盡快縮短我國玉米產業與世界先進水平的差距，當務之急是要以市場需求為導向、以提高產業總體效益和農民收入為目的、以提高質量和降低生產成本為核心、以優化品種結構和提高轉化能力為重點，通過科學規劃和合理布局，鞏固并加強東北春玉米區和黃淮海夏玉米區的優勢地位，推廣專用品種，強化高產高效栽培技術，引導畜牧業和飼料工業布局調整，促進畜牧業發展，實現玉米區域化布局、規模化生產、產業化經營，加快形成具有國內外市場競爭力的玉米產業帶。
就玉米產業技術發展來說，關鍵環節是加快公益性研發和產學研相結合的國家玉米育種體系建設。要繼續推動適合我國國情的農業科研體制改革，鼓勵和加快公共研究機構的育種力量、材料、技術向大型種子企業轉移，建立按研發環節分工的育種團隊，使企業成為育種創新的主體。要組織全國育種力量聯合攻關，加大玉米種質改良和創新力度，盡快培育優質高產抗逆和低風險型新品種。要充分利用國家轉基因專項、行業科技項目、“863”計劃等支持，重點開展玉米育種的理論和方法研究，加快育種平臺建設，逐漸實現規模化、程序化、信息化的設計育種程序，促進大中型種子企業的發展。
配套技術推廣是提高玉米單產的重要環節。當前，要盡快推行深松改土技術，配合秸稈等有機物料還田，提高土壤肥力，改善土壤環境，降低玉米生產成本；要加快推廣免耕直播技術，提高播種質量，并適當推遲玉米收獲期，通過耕作改制達到增產目標；要加強以機械化為載體的玉米密植高產簡化栽培技術研究，積極推廣玉米收獲機械作業，逐漸實現玉米生產的全程機械化作業；要推廣密植增產技術，重點推廣早熟耐密品種和密植增產技術，根據品種特性和自然生態條件，爭取用10—15年時間，把全國玉米的平均種植密度增加1000株/畝；要加強玉米深加工關鍵技術研究，延長玉米淀粉及副產品精深加工鏈，推進玉米產業化進程。
重振我國大豆產業
中國農科院油料作物研究所研究員 周新安
國家大豆產業技術體系首席科學家 韓天富
1996年，我國由大豆出口國變為凈進口國，此后進口量一路攀升。造成這一局面的原因十分復雜，概括起來主要是種植規模與增產技術的瓶頸制約。我國大豆生產多為分散的農戶，生產規模過小，難以獲得規模效益。大豆種植戶平均規模只有1—2畝，即使土地資源較為豐富的黑龍江省和內蒙古東部地區，專業農戶的規模也只有150畝左右。相比之下，美國1978年農戶的平均種植規模為1701畝，近年上升為近3000畝；巴西農場的規模大都超過了15000畝。種植規模的擴大，使得美國及南美大豆生產國的種植成本大大降低，規模效益明顯。研究表明，我國僅因大豆種植規模小、機械化和標準化程度低，就使生產總成本比美國高1/3。
在大豆生產技術方面，我國與先進國家存在著較大差距，主要表現在：品種產量潛力較低，抗倒伏、抗病蟲和抗逆能力差，適應范圍窄；耕作制度不合理，輪作倒茬不規范，土壤有機質長期入不敷出，肥力持續下降；栽培管理粗放，病蟲草害嚴重；施肥制度不合理，重施氮肥、磷肥，而較少施用有機肥、鉀肥和微肥，造成養分失調，生產成本不斷增加，種植效益低下；基礎研究薄弱，研究力量分散，技術儲備不足，高新技術尚未實用化；技術服務體系不健全，服務不到位。正是由于技術進步緩慢，2002年以來我國大豆畝產始終在110公斤上下徘徊。
在耕地、水資源日趨緊張的情況下，要重振我國大豆產業，關鍵是要在穩定和適當擴大種植面積的基礎上，依靠科技進步，主攻單產。
穩定和擴大大豆種植面積是關鍵環節。我國大豆年種植面積最高時達1.9億畝。此后，由于人口增加，為保障基本口糧供給，大豆種植面積被壓縮，最低時減至1億畝左右。這兩年，由于農業勞動力轉移和市場需求的變化，部分地區農民種植大豆的積極性有所提高。當前，穩定和擴大大豆種植面積的重點措施是：在東北地區推行大豆、玉米輪作制度，在黃淮地區積極擴大大豆種植面積，在南方地區發展間、混、復、套等多種作物的多種種植制度。特別是黃淮地區，種植大豆的生態條件適宜，具有較大的生產潛力，應作為擴大大豆種植面積的主攻區域。
依靠科技進步是我國大豆產業發展的根本出路。目前，我國大豆平均單產與世界先進水平的差距懸殊。2007年，我國大豆平均畝產為96.9公斤，比世界大豆平均畝產低55.1公斤，與美國、巴西、阿根廷3個主產國相比差距更大。近年來，我國各地涌現出一批大面積高產典型。2004—2006年，國家大豆區域試驗9個組的平均畝產達到178.6公斤，接近大豆主產國的單產水平，比全國大豆平均畝產高出34.3%，說明提高我國大豆單產的潛力很大。
目前，我國已具備大幅提高大豆單產的科技條件。主要表現在兩個方面，其一是優良品種不斷涌現，其二是栽培技術不斷改進。從長遠看，提高我國大豆單產水平，根本上仍要依靠農業科技創新。農業科技創新，一方面要精心選育高產、優質、專用大豆新品種，一方面要加快完善新品種及其栽培技術的推廣體系建設，兩者不可偏廢。近期，我國應根據不同生態區的實際，重點抓好現有主導品種和綜合配套技術的推廣應用。同時，還要引進、篩選和推廣適宜品種，建立適合北方春大豆區、黃淮海流域夏大豆區、南方多作大豆區等不同生態條件下的高產、優質、抗逆、節本的大豆栽培技術體系。
