航天育種產業發展農業論文范文

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摘要：從簡述我國航天育種產業的發展背景、現代農業的基本特征與發展前景切入，分析了當前我國實施航天育種是助推現代農業發展的重要選擇，并提出了建設穩定的空間搭載平臺、加大科技研發投入、加快航天農產品流通、打造航天農業品牌發展新格局以及實施“互聯網+農業”等具體措施，為推進現代農業的高效發展提供參考。

關鍵詞：航天育種；現代農業；發展；措施

航天育種是農業遺傳育種、生物技術與航空宇航技術相融合的交叉學科[1]，它是一種高新科學技術，將輻射、宇航、育種和遺傳等學科綜合起來，是常規誘變育種技術在航天領域的延伸。

1我國航天育種產業的發展背景

我國于1987年第1次通過返回式衛星對種子等生物材料進行了空間搭載試驗，包括神舟飛船在內，至今共開展了生物種質材料搭載30余次[2]，主要是基于農業育種研究，包括5000余種糧食、蔬菜、油料等試驗品種，地面選育了4000多個品種，種植面積累計超過了200余萬hm2，糧食產量增加了約13億kg。空間育種技術及其成果也在花卉、牧草以及生物醫學等其他領域推廣和應用。近年來，空間誘變育種技術創造了超過2000億元的直接經濟效益，為中國農作物育種技術及相關產業的發展作出了巨大貢獻[3-4]。經過30余年的發展，通過航天工程育種，上千種物種經過空間搭載獲得了一定的優良變異，中國的航天育種工程發展取得了可喜的進展。航天育種科研工作充分驗證了航天育種變異頻率高、變異穩定快、變異遺傳性好等非轉基因特點，它培育出了大量高品質、高產量、耐鹽堿和干旱、耐沙化和寒冷的新品種。空間誘變育種是生產優異種質材料的有效手段，對于保障中國糧食安全和種源安全起到了積極作用[5-7]。近年來，經過航天育種技術的農產品逐漸進入產業化階段，農業育種從科研階段轉移到產業化階段，空間誘變育種成果逐漸成熟、經濟價值逐漸顯現、產業的發展初具規模。新品種的選育、示范基地的建設、產業融合以及推廣等方面均取得了顯著進展，有利于提高農業生產力、增加農民收入[2]。

2我國現代農業的特征和發展趨勢

2.1現代農業的基本特征

現代農業本質上是指利用一些現代的物質條件，通過現代的科學技術對傳統農業進行改造，依托現代的管理形式來發展，運用現展觀指導農村一、二、三產業的融合，實現產前、產中和產后一體化的產業體系[8]。當前，我國的現代農業主要特征有以下幾點。第一，農業形態是通過現代高新科學技術來支撐。為了順應和滿足我國日益多樣化、優質化及規范化的農產品市場，先進的生產模式、農業科學技術可以用來保障農產品的質量、降低生產成本。利用一系列空間誘變育種、轉基因等高科技農業技術，促使農業的發展不受自然條件對農業生產的限制，農業的發展空間得到了顯著拓展，從本質上講，它是在農業領域推廣應用先進科學技術的過程，是用現代科技轉變傳統農業生產方式的過程。第二，一種以高商品率存在的農業產業形態。商業化是以市場體系為基礎，現代農業要求建立完善的農產品現代流通體系。第三，基于互聯網時代下的融合發展的一種農業產業形態。隨著云計算、智能化、物聯網等新興技術的不斷涌現，信息技術與農業產業在逐漸地融合，有利于提升農業的現代化水平和農業的生產效率，有利于傳統農業的轉型升級和加速提檔[9-10]。

2.2現代農業的發展前景與趨勢

現代農業在我國有五大發展趨勢。首先，規模發展的趨勢。隨著不斷提高的農業機械化水平和連續實施的土地流轉政策，全國國家農業產業園區的建設將逐步完善，農業規模經營的趨勢將得到逐步加強。其次，品牌化的發展趨勢。農產品的消費已經進入了更注重質量和品牌的一個階段，食品安全問題也不容忽視，創建一個安全的食品品牌是消費升級的必然選擇。優良的品種、持續的品牌管理運營、苛刻的品質保障是農產品品牌形成的必要條件。第三，大數據的發展趨勢。不斷涌現的物聯網、互聯網等技術帶來了農業信息化水平的提升，通過收集農業大數據指導農業生產和農業項目的投資決策成為現代農業發展的需求。第四，生物農業的發展趨勢。化肥使用將不斷減少，生物技術在農業食品安全方面的運用將會加大，無土栽培技術在家庭、公共區域的應用將會擴大。第五，農業設備的發展趨勢。隨著我國農業裝備技術的不斷提高和凸顯出來的農業資源局限性，智能、高效、精確以及規模化、服務化、節能化的農業設備需求將持續性地擴大[10-11]。

3發展航天育種是推動現代農業的重要選擇

自2004年起，中央連續十余次“一號文件”，其中多次強調，要求加大農業投入，改變農業的生產方式，加快現代農業的發展。黨的十八屆五中全會提出，各地區、各部門要牢固樹立和深入貫徹落實創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，大力推進農業現代化，并確保億萬農民和全國人民共同邁入全面小康社會。利用“航天科技”來發展現代農業，可以實現提高農產品質量、增加農民收入、保障糧食安全的目標[12]。一般來說，常規辣椒品種單產2000kg，而采用航天育種技術的辣椒品種單產可達4000~5000kg；常規水稻和航天水稻在單產上沒有差異，但航天水稻的精密率高達70%~75%，而傳統水稻僅有45％，事實上，航天水稻比傳統水稻每667m2多產出100kg以上。在營養價值方面，航天蔬菜維生素含量比普通蔬菜高出1倍以上，而且鋅、鐵、錳、銅、磷等微量元素都有增加。與傳統的黃瓜相比，維生素C和鐵的含量增加了2個百分點。由此可以看出，在培育植物新品種方面，航天誘變育種技術發揮了愈來愈重要的作用，并呈現出了良好的產業發展優勢，預示著農業的增產增收有著較大的發展前景。通過“航天科技”促進農業的轉型升級，利用航天育種這一高新技術的發展成果助推當前中國農業的發展，并隨著航天育種技術的引進、組裝、開發和系統集成，以勞動密集為特征的傳統農業才能成為增產、增效的新興產業，才能促使我國現代農業的建設加大步伐，帶動我國農業經濟結構的優化升級，提高我國農業在國際、國內市場中的競爭力，從而實現農業的信息化、規范化、規模化、品牌化，最終提高中國的現代化農業水平[13]。

3.1發展航天育種是提升農業科技水平的重要抓手

目前，世界上只有中國、美國和俄羅斯掌握了返回式衛星技術，我國航天和農業科學家利用這一優勢[12]，結合了航空航天科學和常規育種，運送農作物種子材料到太空，利用其獨特的空間環境產生一些有益突變的種子，返回地面后再進行選育和培育，以獲得新的作物品種，從而實現現代農業生產力水平的改進。大力推廣和應用這些優良的新品種，為促進農業科技的發展開拓出了新思路，為提升我國農產品市場競爭力和糧食綜合生產能力提供了科技支撐。由此可以看出，高端精尖的航天技術與傳統農業相融合，使得航天技術成為了推進現代農業發展的有效抓手。

3.2發展航天育種是實現農業品牌化的重要途徑

黨中央、國務院高度重視農業的品牌化建設，為了加快現代農業的發展，必須將加強品牌創建工作作為一項重要的戰略舉措。指出，“要打造糧食品牌，培育食品品牌，用品牌增強消費者信心”[14]。而“中國航天”代表著中國的高、精、尖科學技術，在老百姓心目中擁有較高的口碑和公信力。加快創建具有一定知名度的航天特色農產品，讓航天農產品逐漸走進大眾視野。發展航天育種產業，加快航天農產品流通，構建“中國航天”農業品牌和質量管理體系，建立航天農業品牌推廣、宣傳保護平臺，滿足人們對優質品種的需求，進而確保品種的質量，是推進農業發展方式轉變、實現農業現代化的重要途徑。

3.3發展航天育種是推動農業信息化進程的重要手段

隨著世界新一輪的科技革命和產業變革，生物技術、新能源、信息技術的不斷迭代，以及不斷推進的產業融合趨勢，新興技術如智能化、物聯網的逐漸興起，“互聯網+”等不斷促進現代農業的商業模式創新，為現代農業的發展注入了新的動力[15]。推動“互聯網+農業”等技術應用于航天育種產業的發展中，將航天高科技融入到農業領域，在農業的生產、管理和服務過程中利用現代信息技術，對于提高資源利用率和勞動生產率有著重要作用。利用航天育種技術來促進農業的新發展，加快實現數字農業、智能農業和農業的信息化，是助力現代農業高效發展的重要手段。

4以航天育種產業助推現代農業發展的具體舉措

4.1建設穩定的空間搭載平臺，提供有序空間搭載

針對當前我國農作物種子等材料的搭載現象較為無序，多家單位可以承接搭載業務，搭載業務的歸口管理單位尚未確定，應建立專門的機構（如中國航天育種研究中心）作為搭載業務的歸口管理單位，利用研究中心所擁有的搭載服務平臺，對有搭載需求的育種研究機構或者企業等單位提供登記、審核、上報等服務，經過審核程序獲取搭載資格，以確保規范化管理搭載市場。研究機構或經營主體需要填寫育種申請表、專家組審查同意、簽訂航天搭載育種合同書、公證等規范化程序后再進行返回式航天器搭載。同時，針對利用返回式航天器進行農作物等材料搭載存在價格高、周期長且不可控、質量及限制嚴格、搭載條件無法滿足等難題，加快建設穩定、長效的空間搭載平臺，整合中小型商業返回式衛星成果資源，與大型返回式衛星平臺形成譜系，建設線上線下服務平臺，根據項目不同搭載試驗技術需求，建設定制化的空間搭載服務體系，形成以市場為主導的專業化、系統性的空間搭載服務能力，服務各大科研單位開展低成本、高效率、定制化的空間搭載工作，打造科學、高效、實用的空間研發服務平臺模式，成為我國航天育種科研工作的基礎平臺，使平臺具備面向市場的系統性空間搭載服務能力，為后續研發工作提供搭載服務[12]。

4.2加大科技研發投入，提升自主科技創新能力

通過進一步增加科研投入，實現科技研發能力瓶頸的突破，利用空間誘變技術與傳統育種、分子標記輔助選擇以及細胞工程和基因工程技術相結合，定位并克隆重要的有益性狀和開發相應的分子標記，闡明誘變機制和性狀變異的分子基礎，揭示誘變后的DNA損傷修復分子機制，分析性狀和基因調控，構建基因調節網絡。應用高通量基因型檢測平臺，建立精確定位目標突變基因的技術流程，開發生物信息工具，進行大規模突變體庫基因挖掘和遺傳網絡的構建，助力“經驗育種”向“精確育種”的轉化，建立航天高效育種技術創新體系；此外，通過開發空間與理化誘變結合的新型復合誘變技術，應用基因定向編輯技術創制高效突變的誘變育種材料，建立大型的突變體庫篩選和基因挖掘技術流程，建設主要農作物的突變體庫，培育具有突破性特質的農作物新品種，為功能基因組學的科學研究提供遺傳材料，最終創建一個具備自主知識產權的空間誘變育種種質資源庫。同時，依托中國航天育種研究中心、中國農業科學院等單位，與國內外科研院所和航天育種產業化龍頭企業合作，整合科技、人力和教育資源，引進社會資本，并建立種子的知識產權經營研究和創新交易平臺，形成科技創新平臺，其匯集了科研、成果轉化、技術交易等功能。加快科技成果轉化，解決關鍵技術問題，形成具備自主知識產權的空間誘變技術，以加速培育特異種質資源及優良新品種，實現關鍵技術產業化示范、科技成果放大[16]，促進農業產業的轉型升級。

4.3加快發展航天農產品流通，打造品牌發展新格局

依托主要航天育種示范園或航天育種示范基地的交通優勢，以現代物流業的發展為切入點，建設一批集果蔬、糧食的倉儲、配送、交易和信息服務等功能為一體的，并且輻射能力強的航天農產品物流基地和物流園區。在園區中建設航天農產品的交易中心、分發處理中心、展示配送中心和信息服務中心，將其成為各個省市重要的農產品供應基地，有助于提升航天農產品的物流服務水平。加強網上航天農產品物流交易平臺的建設。積極解決在航天農產品貿易和流通過程中的問題，促進業務、網絡和終端層面等三網的融合，實現商流、物流、資金流和信息流的有效整合。在市場流通過程中，采用先進的農產品物流信息技術，推廣和應用射頻識別、條形碼和全球定位系統等技術，達到物流業務處理、貯藏和運輸信息化的目標。與此同時，加強政府監管、引導和推動的作用，建立完善參與主體的農產品現代物流意識、擴大航天農產品物流渠道、培育市場中介組織、構建品牌等具體措施，建立健全航天農產品貿易和物流體系。此外，為了拓寬航天農產品的銷售渠道，可以通過加快發展線上交易和電子商務，推廣“農校對接”“農超對接”和“農社對接”等營銷模式，以實現供需對接[17-18]。與此同時，大力實施品牌強農戰略，加快構建以特色區域品牌為導向、以企業品牌為支撐的航天農業品牌體系，加大航天農產品品牌創建力度，定期開展品牌評選活動，創建一種新的品牌發展模式。引導新型農業經營主體開展航天農業的品牌創建和品牌商標注冊工作。引導、支持名牌企業和同類企業以收購、聯營等方式進行合作，實現現有企業品牌和產品品牌的有效整合。強化航天農業品牌的宣傳推介與市場開發，線上線下多種途徑加大航天農業品牌的推介力度。建立健全品牌的授權和監管辦法，不斷提升航天農業品牌的行業自律能力[19-20]。

4.4開創“互聯網+農業”產業新模式，提升農業信息化水平

利用“互聯網+”將航天育種產業鏈條串起來，在農業生產、農業資本流動和農業綜合服務等各個環節中融入信息、物流和農業技術等先進生產要素，將互聯網的一些屬性及功能與航天育種產業體系的環節進行全過程、多方位的融合，創建“互聯網+農業”的產業新模式[21]。建立航天育種的綜合信息服務平臺，協調各方的信息資源，形成航天育種的信息資源共享和服務平臺。該平臺是以建立集監管信息平臺、信息數據庫、專家咨詢服務平臺、企業公共服務平臺為一體的信息服務管理平臺，具有行業風向導向性功能，為航天育種行業提供有效、及時的信息。首先，建立一個集航天種子生產銷售的流程信息管理、質量管控和過程規范監管信息為一體的平臺，通過采集農作物等種子材料搭載、選育、生產、加工、包裝、運輸、銷售信息，實施從空間搭載、種子生產、基地落地、運營管理全過程的信息化，從而對航天種子質量的全過程進行監管。其次，建議依托中國航天育種聯盟、科研單位、行業協會和龍頭企業，建立專家隊伍、信息數據庫、信息、指標體系平臺，包括空間誘變育種搭載、培育、生產、推廣等環節，建設一批可以開展信息采集、跟蹤、專題分析以及研究工作的基層信息采集點，并形成監測和預警報告，以更好地服務于政府決策和企業發展。第三，建設匯集各類人才資源的咨詢服務平臺。該平臺擁有掌握相關理論基礎和原理的專業研究團隊，可以開展科技咨詢、學術交流、空間搭載、田間管理咨詢、市場信息和科普教育的相關咨詢服務，為經營主體提供專業、高效的咨詢服務。四是建設航天育種企業公共服務平臺，分享政策、設備、資金、技術、人才以及市場實時信息等創新資源，支持發展新型農業生產經營實體，加強生產和營銷之間的聯系，實現航天農業生產由“生產導向”向“消費導向”的轉變[22]。

參考文獻

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作者：程方 王鑫 王鳳嬌 劉萱 駱斌 單位：中國航天系統科學與工程研究院