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  • 2012-2013基础农学学科发展报告
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2012-2013基础农学学科发展报告

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作者中国科学技术协会主编

出版社中国科学技术出版社

ISBN9787504665379

出版时间2013-08

装帧平装

开本16开

定价61元

货号8204985

上书时间2023-11-12

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品相描述：全新
商品描述
目录
序 韩启德

前言 中国农学会

综合报告

基础农学学科发展

一、引言

二、我国基础农学学科究进展

三、基础农学学科国内外研究进展比较 

四、我国基础农学学科未来发展趋势及展望 

参考文献 

专题报告

作物遗传育种

农业土壤

植物营养 

农田灌溉排水

作物病虫害

作物栽培

耕作学与农作制度

农产品加工与保鲜

农产品质量安全

农业信息

目 录

农业环境 

农业资源与区划

ABSTRACTS IN ENGLISH

Comprehensive Report

Advance in Basic Agronomy

Reports on Special Topics

Advance in Crop Genetics and Breeding

Advance in Agricultural Soil Science

Advance in Plant Nutrition

Advance in Irrigation and Drainage

Advance in Agricultural Entomology and Plant Pathology

Advance in Crop Cultivation

Advance in Cropping System and Soil Management

Advance in Agricultural Storage and Processing Technology

Advance in Agro-product Quality and Safety

Advance in Agricultural Information Discipline

Advance in Agricultural Environmental Science

Advance in Agricultural Resources and Regional Planning

索引





内容摘要
基础农学学科发展
一、引言
农业与粮食安全、生态安全、经济社会发展关系重大，作为战略性产业，农业的快速
健康发展是国民经济持续、稳定和协调发展的重要保证。在“四化同步”、创新驱动发展
的新时期，农业科技对农业增长的贡献率已超过 50％，而基础农学学科发展又是农业科
技进步和创新的原动力，在发展现代农业、建设中国特色农业现代化中的重要作用日益凸
显，为保障农产品的有效供给和实现农业可持续发展奠定了科学基础。中央“一号文件”
连续 10 年关注“三农问题”，其中，2012 年中央“一号文件”指出要“把农业科技摆在
更加突出位置”，进一步明确了农业科技发展的战略定位，指出“农业科技的创新重点包
括稳定支持基础性、前沿性、公益性科技研究”，明确了农业科技创新的重点任务，包括：
“大力加强农业基础研究，突破一批重大理论和方法”，“加快推进前沿技术研究，抢占现
代农业科技制高点”。
基础农学学科是认识与农业有关的自然现象、揭示农业客观规律及其原理、研究农
业生产体系中的自然现象及其现象本质的学科，其目的是为充分开发利用和保护农业自然
资源，协调作物与环境之间的关系、防止有害生物和不良环境对农业的破坏，以期获得农
业生产的最佳组合，提高农产品的产量和品质及其生产效率，促进高产、优质、高效、生
态、安全农业的发展，有效保障国家食物安全、生态安全，持续增加农民收入，提高农产
品的国际竞争力。
基础农学学科概念是一个综合、动态、发展的概念，随着经济和科学技术的发展，在
不同历史时期有着不同的内涵。人类生产、生活实践催生了基础农学的形成、发展。进入
19 世纪，受物理学、化学、生物学等基础科学发展的影响，特别是受现代生物技术、信
息技术的影响，基础农学及其相关分支领域开始形成并得到了迅速发展，从此跨入了现代
科学的行列。20 世纪 90 年代以后，随着现代科学技术的迅猛发展，特别是数、理、化、
天、地、生等基础科学对农业科学的渗透以及物联网、云计算技术等信息技术手段的应
用，基础农学学科出现了新特点、新趋势。进入 21 世纪，随着新一轮科技革命和产业变
革的孕育兴起，一些重要科学问题和关键核心技术呈现出革命性突破的先兆，带动了关键
科学技术交叉融合、群体跃进，变革突破的能量正在不断积累，成为推动基础农学发展的
强大潜力。一方面，基础科学对农业基础研究的推动日趋明显，不断产生新的边缘学科、
交叉学科和综合学科，带动了基础农学学科的高速发展；另一方面，农业基础研究与农业
科技和生产结合越来越密切，正在走向一体化、集成化和综合化，加速了新兴产业升级。
农业基础研究向微观和宏观两个方向发展，既结合又促进，加快了科研进展与突破；农业
基础研究借助现代实验工具和理论方法，实现了试验研究手段的现代化；农业基础研究国
际竞争与合作、交流与限制并存，形成了十分复杂的态势。随着基础农学研究及其成果转
化与推广，必将在新一轮的科技革命浪潮中为解决全球人口高峰期的食物安全问题做出重
大贡献。
近年来，基础农学学科研究得到了加强。在国家层面，基础农学研究的地位日益提
升，在“国家重大专项”、“973”计划、国家自然科学基金项目等国家基础研究计划的大
力支持下，取得了重要进展。农业基础研究队伍健康发展，在“国家特支计划”、“百千万
人才工程”、“中青年科技创新领军人才”、“中青年科技创新团队”等计划的支持下，培
养和造就了一批高层次领军人才。基础农学研究的投入稳步增长，“十一五”期间，科技
部投入相关科技计划农业农村领域 187 亿元人民币，其中基础研究约占 5% ～ 8％。2012
年“中央一号”文件明确提出“要持续加大农业科技投入，确保增量和比例均有提高”，
近两年基础研究又有新的较大幅度增长。国际合作日益深化，我国与美国、欧盟、日本、
澳大利亚等 140 多个国家和地区的农业部门、科研院所以及主要国际农业机构建立了稳定
的双边、多边农业合作关系，不断提升我国在国际上的影响力。中国科技部和盖茨基金会
在 2011 年还签署战略合作备忘录，2013 年双方已确定了主要作物育种、农村信息化等 7
个优先合作领域，并启动了绿色超级稻等首批合作试点项目。所有这些，为我国基础农学
学科建设和发展奠定了坚实的物质基础和智力支撑。
《2012—2013 年基础农学学科发展报告》是在 2006—2007 年、2008—2009 年和
2010—2011 年三轮基础农学学科发展研究的基础上进行的，是近年基础农学学科发展研
究进展与成果的体现。持续开展三轮基础农学学科发展研究，一方面表明了基础农学在我
国农业科技中具有基础性、前瞻性的重要作用，反映了基础农学学科发展研究备受重视、
学术活跃和快速发展的状况；另一方面，也表明了基础农学学科发展研究的内涵丰富与博
大精深，需要我们不断地去研究、去探索、去创新。
在《2006—2007 年基础农学学科发展报告》中，选择了农业植物学、植物营养学、
昆虫病理学、农业微生物学、农业分子生物学与生物技术、农业数学、农业生物物理学、
农业气象学、农业生态学、农业信息科学 10 大分支领域开展专题研究。在《2008—2009
年基础农学学科发展报告》中，选择了作物种质资源学、作物遗传学、作物生物信息
学、作物生理学、作物生态学、农业资源学、农业环境学 7 大分支领域开展专题研究。在
《2010—2011 年基础农学学科发展报告》中，选择了农业生物技术、植物营养学、灌溉排
水技术、耕作学与农作制度、农业环境学、农业信息学、农产品贮藏与加工技术、农产品
质量安全技术、农业资源与区划学 9 大分支领域开展专题研究。《2012—2013 年基础农学
学科发展报告》根据基础农学学科及其分支学科（领域）的进展以及未来发展的引领作
用，确定了作物遗传育种、农业土壤、植物营养、农田灌溉与排水、作物病虫害、作物栽
培、耕作学与农作制度、农产品加工与保鲜、农产品质量安全、农业信息、农业环境、农
业资源与区划 12 个分支学科（领域）进行专题研究，基本覆盖了基础农学主要分支学科
（领域），强化了研究广度和深度。
从这四轮基础农学学科发展研究来看，随着农业科技和基础农学分支学科（领域）的
发展变化，选择的专题在深度和广度上也随之有所调整，其中三轮选择了农业生物技术、
作物遗传、植物营养、昆虫病理、农业信息、农业资源、农业环境等最为活跃、进展最
快、最为急需的分支（学科）领域作为研究专题；而农产品贮藏与加工、农产品质量安
全、农业土壤等是农业科技中的热点、难点和焦点问题，直接影响到城乡居民生活和生命
安全，引起了社会的普遍关注；作物栽培、病虫害防治、灌溉排水技术、耕作学与农作制
度等既是传统的研究领域，也是一个持续的科研方向，在新的历史时期被赋予了新的内
容、新的使命。
目前，我国基础农学学科及分支学科（领域）的快速发展，初步形成了门类比较齐全
的学科体系，并产生了新理论、新方法、新技术，涌现出一些新思路、新观点、新亮点，
在一些领域已接近或达到世界先进水平。然而，从基础农学学科研究整体水平来看，同发
达国家比较还有较大差距和不足，我们要以科学发展观为指导，在“自主创新，重点跨
越，支撑发展，引领未来”方针指引下，通过深化科研体制改革，培养精干、高效的创新
队伍，加快重点实验室和基地平台建设，积极推进国际间双边和多边的交流与合作，创造
有利于基础农学研究持续稳定发展的社会环境等政策措施，实现跨越式发展，为我国现代
农业和社会主义新农村建设奠定坚实的技术基础。
二、我国基础农学学科最新研究进展
（一）作物遗传育种
作物遗传育种是当代农业科学发展的前沿学科之一，是基础农学研究的核心和重要组
成部分。作物遗传育种是研究运用遗传变异规律，能动地进行作物遗传改进，促进生产稳
定增长，提高劳动生产率的重要理论和技术基础，加强作物遗传育种研究可推动农业向高
产、高效、优质、低耗的方向发展。
1. 研究进展
近五年，我国在作物高产和品质育种、亲本创新及生物技术应用等方面取得显著进
展，产量潜力进一步提高。虽然常规育种在品种选育中仍然占主导地位，但基于基因组学
的基因资源发掘、抗病及品质分子育种研究与应用进展迅速，为作物生产持续发展提供了
强有力的技术支撑。
（1）遗传育种理论和方法创新
随着分子生物学技术的迅猛发展，常规技术与生物技术正在越来越紧密地结合，现代
分子生物学为农作物育种提供了更有效的方法与技术。特别是分子标记辅助选择、植物基
因工程、分子设计育种等高新技术的应用，将在提高选择准确性、加速育种进程并最终提
高育种效率等方面发挥越来越重要的作用。目前，我国在抗病、抗虫等主基因控制的性状
改良上，分子标记辅助选择的育种技术和方法已基本成熟，但对于产量、适应性等 QTLs
控制的复杂性状及其对应的分子育种的理论和方法，还有待完善和创新。
（2）种质材料的创新
充分利用我国较好的水稻和小麦种质创新基础，利用远缘杂交和野栽杂交等方式，开
展新株型和强优势材料的新种质创新与优异基因的挖掘，创制骨干亲本材料，选育新品
种。进一步加强了国内外玉米种质资源收集引进，强化种质资源的精准鉴定工作，从中挖
掘新基因和有益等位基因，创制出适合未来育种目标的新材料。完成了白菜型、甘蓝型
油菜等全基因组测序分析，开发了大量 SNP、SSR 标记；创造了芸薹属 - 诸葛菜的附加和
代换材料、芸薹属亚倍体等新材料；通过 EMS 诱变等多种手段获得了一大批优异新种质。
建成“棉花规模化转基因技术体系平台”，实现了基因遗传转化的流水线操作，做到了棉
花转基因规模化和工厂化；转基因优质纤维品种培育及材料创制方面获得重大突破，获得
一批产量性状有明显改良的 T4 代转基因棉花植株，单铃重最高增加 49.9%，且棉纤维的
长度显著增加、棉纤维强度提高；完成二倍体棉花——雷蒙德氏棉的全基因组测序工作，
为棉花新种质创新奠定了基础。
（3）新品种选育
面向小麦主产区育成和推广了一批高产、优质、多抗、广适的新品种，实现了又一次
品种更新换代，代表性品种有石 4185 等 26 种。一批高产优质玉米品种如农大 108、郑单
958 等对促进我国玉米生产整体水平的提高发挥了重要作用，抗逆及品质改良的转基因玉
米材料创新和新品种培育进展明显，转基因玉米产业化成为新的趋势。结合我国各棉区的
产业需求，育成适合于黄河流域棉区的春棉品种、西北内陆棉区的常规棉品种、长江流域
广适高产品种等；育成适宜麦棉两熟麦后机械化直播种植的第一个国审早熟转基因抗虫棉
品种——中棉所 74；国产转基因抗虫棉的推广应用，迅速提高了我国抗虫棉的市场份额，
实现了国产转基因抗虫棉占有面积从 1999 年的 5% 提高到 2012 年的 98%，使美国抗虫棉
几乎退出了我国市场。2009—2012 年全国共审定大豆新品种 420 个，每年平均审定新品
种 100 个左右；2011 年推广面积超过 100 万亩的大豆品种有 15 个，东北大豆主产区主推
品种含油率接近美国、巴西等国家水平；选育出广适、高产、优质大豆品种中黄 13，截
至 2012 年累计推广面积 7000 多万亩，社会经济效益 70 多亿元，是迄今为止跨纬度最大、
适应种植范围最广的大豆品种；大豆特异优质育种和特用品质育种也均取得进展。
（4）杂种优势利用研究
当前小麦杂种优势利用研究主要基于化学杂交剂（CHA）和两系法，小麦光温敏不
育 - 育性恢复技术体系研究与应用取得重要进展，育成一批两用不育系，培育出一批两系
杂交小麦，并进入较大面积试种。
我国玉米杂优模式的创建和优势群的划分不断向明晰、简化和创新方向发展，针对骨
干自交系的系谱、表型、重要性状基因和等位基因功能、互作效应等开展了系统研究，创
立骨干自交系配合力的早期预测模型和人工创造或改良骨干亲本途径的新理论和新方法正
在形成。
全国已育成一大批符合超级稻产量标准的新组合（品种），截至 2012 年，农业部认
定的超级稻品种已达到 96 个，培育了一批旗舰型水稻品种，单个品种推广面积达到 1000
万亩以上的有 14 个品种。
我国大豆在实现三系配套、育成世界第一个杂交品种基础上，近年在杂交大豆制种技
术实用化方面进展明显，杂交大豆具有潜在的应用前景。
我国甘蓝型油菜杂种优势利用的隐性核不育材料有 2 套——S45AB 和 9012AB。开发
出多个油菜化学杀雄剂，探讨了利用欧洲春油菜改良我国半冬性油菜、利用半冬性油菜改
良春油菜以提高杂种优势强度潜力，分离了新型细胞质雄性不育型恢复基因与不育基因，
开发了大量细胞质及显、隐性细胞核不育与恢复及自交不亲和基因的特异性分子标记。近
5 年来，我国选育的新品种 85％以上为杂交种，个别品种通过多个区域的国家审定，具有
广适性和丰产稳产性。
棉花杂种优势利用杂交制种外，利用现有的转抗虫 Bt 基因材料和细胞质雄性不育系
育成三系材料，育成 3 个转基因三系杂交棉，其产量水平达到目前在生产上大面积推广种
植的人工制种杂交种，打破了几十年来三系杂交种性状差、产量低、无法在生产上种植应
用的局面。
在小杂粮杂种优势利用方面，随着谷子杂优利用的突破和杂交谷子系列新品种的育
成，杂交谷子的种植面积不断增加。张杂谷 5 号创造了谷子亩产 811.9kg 的国内外最高产
量纪录。在芝麻杂种优势利用方面，中国走在了世界前列，育成世界上第一个二系芝麻杂
交种豫芝 9 号和强优势杂交种郑杂芝 H03。
2. 重大成果
小麦遗传育种学科重大进展主要体现在品种品质评价体系和矮败小麦研究方面。中国
小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究，从分子标记—生化标记—籽粒和面粉性
状—食品加工品质四个层次首次创立了符合国际标准的中国小麦品种品质评价体系，建立
了中国面条的标准化实验室制作与评价方法，提出并验证了面条小麦的选种指标和分子标
记选择体系。矮败小麦及其高效育种方法的创建与应用，在国际上首创矮败小麦特异种质
资源，创建了基于矮败小麦的轮回选择技术，构建完成了矮败小麦高效育种平台和全国矮
败小麦育种协作网。利用矮败小麦高效育种方法，育成国家或省级审定新品种 42 个，累
计推广 1.85 亿亩，累计增产小麦 56 亿 kg，增收 82 亿元，应用前景广阔。
大豆遗传育种学科取得的重大进展主要集中在广适应和超高产大豆新品种的培育和推
广应用方面。提出了不同纬度与遗传远缘的亲本杂交培育广适大豆的育种新方法，创建了
广适高产大豆育种技术体系，创制广适新种质；培育出广适高产优质大豆新品种中黄 13，
是迄今国内纬度跨度最大、适应范围最广的大豆品种。在黄淮海地区创亩产 312.4kg 的大
豆高产纪录，蛋白质含量高达 45.8%，籽粒大，商品品质好。
我国超级稻育种取得成功，形成了以“理想株型塑造与籼粳亚种间杂种优势利用相结
合”的超级稻育种理论和方法。我国科学家发现的水稻光（温）敏核不育基因可使杂交水
稻免除保持系，使杂交水稻由“三系法”发展为“二系法”，广亲和基因的研究和利用消
除了籼粳亚种间杂交种不育性问题，使我国利用亚种间杂种优势得以异军突起。
在棉花抗病品种选育方面，创新了黄萎病抗性鉴定和选择技术，实现了抗病、丰产、
优质同步改良和突破，育成 5 个棉花新品种，在黄河流域棉区累计种植 5867.13 万亩，豫
杂 35 和豫杂 37 在河南、山东、河北、江苏及安徽北部等省累计推广 1204 万亩。在杂交
棉品种选育方面，育成创“千斤棉”的丰产品种中棉所 63，目前为黄河流域和长江流域
棉区的主栽品种，在棉花生产中发挥着重要作用；优质渐渗系与转基因抗虫的聚合育种方
面成效显著，育成优质转基因杂交棉中棉所 70，适纺 60 支、80 支等中高支纱。
（二）农业土壤
农业土壤学以农业土壤为研究对象，是土壤学的重要分支学科。凡是与农业生产有
关的土壤问题都属于农业土壤学的研究内容，主要包括农业土壤肥力及其演变规律、农业
土壤障碍因素的发生过程与防治技术、数字化农业土壤和土壤养分循环及其环境效应等方
面。因此，农业土壤学不仅是对一般土壤学理论的补充和完善，而且是一般土壤学创造性
的发展。近年来，农业土壤肥力、土壤生物与土壤信息研究有了新的进展，不但创建了新
的领域，而且在研究内容上有新的推进。土壤时空变化、土壤性质与过程、土壤的利用与
管理、土壤在社会发展与环境中的作用四个方面是当前农业土壤科学领域发展的新方向。
1. 研究进展
（1）土壤肥力演变与培肥
20 世纪 90 年代以来，施肥造成的环境问题日益突出，我国在土壤肥力方面的研究出
现了新的变化，主要体现在：①加强了氮肥去向及其环境效应的研究工作，在施肥领域
开始注意高产与环境保护的协调问题；②开始重视通过生物学途径提高养分资源利用效
率的问题；③随着对全球变化的关注，近年来开始了土壤作为大气 CO2的汇的定量化研
究工作。
（2）土壤障碍与中低产田改良
近年来，面临着中低产田改造一些新的科学问题：①从传统有机无机配施技术如何转
变为以改善土壤结构、土壤水肥调理、固碳减排为主体的技术；②从大田试验为主体的研
究方法如何转变为以流域、区域性研究为主体的研究方法；③水土肥等多学科技术交叉、
集成技术如何融合在耕地质量建设中并发挥最大效用；④新材料、生物技术、现代装备、
信息技术如何在耕地质量建设中应用。这些新的需求，迫切需要中低产田改造技术的创新
研究与突破。
（3）土壤水肥耦合与高效利用
近 20 年来，水肥调控技术研究已经在不同旱农类型区广泛展开，已经从雨养农区水
肥管理发展到节水灌溉农田氮肥管理方面，农作物产量、水分（灌水）利用效率一直为研
究重点。随着灌区氮肥环境污染日趋严重，灌溉农田水肥关系研究重点逐渐转移到如何通
过调节水氮，减少氮肥损失及提高水氮利用率等问题。近些年来，水氮关系研究，特别是
运用农田生态系统水氮模型进行农田或区域尺度的作物水氮管理模拟、预测和评估等方面
成为国际上研究的热点。
（4）土壤污染与修复
目前，污染土壤修复技术主要包括两个方面：遏制与去除。因此，污染土壤修复技术
主要有：稳定化、阻隔化、固定化、降解或移除等。污染土壤修复的理论与技术已成为当
前整个环境科学与技术研究的前沿。我国的污染土壤修复研究，目前正经历着由实验室研
究向实用规模研究的过渡阶段，即将进入一个快速发展时期。
（5）土壤资源信息化与数字土壤学
我国对精细数字土壤普查的理论和技术及其应用进行了系统地研究，基于土壤图、地
质图、土地利用现状图、GIS、模糊聚类等进行了某些区县的数字土壤制图，运用模糊均
值算法和地统计学相结合的方法进行了小区域土壤预测制图。
2. 重大成果
我国历来重视农业土壤学研究，近年来取得了许多重要进展。第一，农业土壤学基础
理论得到发展和完善。第二，农业土壤学应用技术研究不断更新，重要研究成果推广应用
不断扩展。在障碍土壤改良利用方面，一批综合性、实用性、环保型成果促进了区域性农
业的持续发展。在农业土壤水资源高效利用研究方面，既重视发展和完善工程技术及其与
生物措施相结合，注重区域性水土流失的综合治理，又重视水肥一体化技术研究。第三，
新构建的实验研究平台极大促进了农业土壤学科的发展。
（1）土壤有机质提升原理与技术
根据土壤有机质演变规律与有机物投入量之间的关系，确定了土壤有机质的维持与提
升技术。不同施肥模式下，我国东北、西北、华北、华南和长江流域五大典型区域农田土
壤有机质演变特征差异较大。
（2）保护性耕作原理与新技术
我国进行了长期的免耕、深松、覆盖等技术的试验研究、示范和推广，形成了适合不......


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