李晓航+魏芳

摘要 现代农业要实现由传统粗放型向现代集约型转变关键要依靠农业科技创新的理论和实践支持，科技创新对农业经济提升的作用越来越突出。我国农业及社会可持续发展的基础就是耕地，国家粮食安全以耕地资源可持续利用为前提，设施园艺促进了农业产业结构调整升级，2个研究领域不断进行科技创新，对于和谐社会具有重要的现实意义和推动作用。

关键词 农业科技；耕地资源；设施园艺

中图分类号 F303.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0153-02

Research Status and Development Direction of Modern Agricultural Technology About Cultivated Land Resources and Facility Horticulture

LI Xiao-hang 1，2 WEI Fang 1

（1 Xinxiang Academy of Agricultural Sciences in Henan Province，Xinxiang Henan 453000； 2 Farmland Irrigation Research Institute，

Chinese Academy of Agricultural Sciences）

Abstract In order to realize the transformation of modern agriculture from extensive pattern to intensive pattern，the key point is to relay on the innovation of the theory and practice of agriculture science and technology.The scientific and technological innovation can better promote the agr-icultural economy and it is becoming increasingly outstanding.Cultivated land is the base for the sustainable development of our agriculture and society.Sustainable utilization of cultivated land resources is the premise of the safeguard of the security of national grain reserve.The facility horticulture can greatly accelerate agricultural structure adjustment and promotion，continuous science and technology innovation in both fields has practical significance and driving effect on the building of harmonious society.

Key words agricultural science and technology；cultivated land resource；facility horticulture

中国是一个农业大国。改革开放20多年来，我国农业取得了举世瞩目的成就，农产品实现了从长期短缺到供求基本平衡、丰年有余的历史性转变，全国农村总体上进入由温饱向小康迈进的阶段，农村社会主义市场经济体制基本建立。我国农业和农村经济的发展已进入新阶段，调整农业结构、提高农业效益、增加农民收入、改善农村生态环境、实现农业和农村经济的持续稳定发展，必然要推进新的农业科技革命。农业科技，主要就是用于农业生产方面的科学技术以及专门针对农村生活方面和一些简单的农产品加工技术，包括种植、养殖、化肥农药的用法、各种生产资料的鉴别、高效农业生产模式等方面。邓小平同志说过：“科学技术是第一生产力”，我们赖以生存的基础是农业，从狩猎到养殖，从采摘野果到种植工作者，离不开劳动人民在生产中的探索和研究。今天，我们生活在物质丰富的年代，对农业的要求也不仅仅停留在吃饱饭的目标上，千千万万的农民从事农业生产活动，这就对现代农业的发展提出更高的要求——转变传统农业发展理念，适应时代需求，参与全球农业贸易。农业仍然需要发展，需要科学，需要创新。转变农业发展方式、提高市场竞争、缓解与资源环境之间的矛盾、实现农业可持续发展的关键因素和主要动力就是科技創新[1-2]，实现农业科研成果的转化，由传统农业大国实现农业强国的转变。

1 耕地资源是发展现代农业的基石

1.1 全面落实科学发展观，积极打造有特色的现代农业

科技创新要以需求为前提，以解决问题为导向，以促进农民增收为出发点；通过不断进行理论研究创新，提出符合时代需求的现代农业技术体系和以其支撑的现代农业生产方式。科技为农业转型注入创新驱动力。我国正处在农业结构转型的关键时期，一系列迫切棘手的问题严重阻碍农业产业的发展，主要农产品需求刚性增长的压力将持续存在，农业发展面临的资源和环境约束更加严峻，我国农业将全面深度融入全球化进程，国际农产品贸易竞争日益激烈，对我国农业持续发展的影响日益深刻。主动适应经济发展新常态，依靠创新驱动加速农业转方式、调结构的历史进程将成为农业与农村领域科技创新最为紧迫而艰巨的任务。发展现代农业，是全面落实科学发展观的客观要求。我国农业正处在由传统向现代转变的关键时期，受到资源与环境的双重制约，面临国际和国内市场经济的双重挑战，必须着力转变农业增长方式，优化结构和布局，集约节约使用自然资源和生产要素，减少水污染，保护生态环境，加快农业生产手段、生产方式和生产理念的现代化，把农业和农村的发展真正纳入科学发展的轨道[3-4]。我国农业人口众多，耕地不足，淡水匮乏，生态脆弱，开辟农业发展的广阔前景，关键是加快农业科技创新，促进农业科技成果转化应用，提高科技对农业增长的贡献率，同时发挥我国农村的人力资源优势，全面提高农村劳动者素质，培养有文化、懂技术、会经营的新型农民，造就建设现代农业的人才队伍。要打破部门、区域、学科界限，有效整合科技资源，将其他领域的大数据、计算机、生物技术充分应用于育种、环境保护、节水节肥、机械化操作等农业生产过程中的各个环节。

1.2 耕地资源的可持续利用是实现小康社会的基础

国民经济是以农业为基础建立发展起来的，农业的源头又都起源于耕地。人类社会的生存与发展都离不开耕地资源所提供的物质资源，土地是财富之母，是最基本的生产资料，我国的基本国策就是“十分珍惜和合理利用每寸土地，切实保护耕地”，实现耕地的可持续利用对促进我国全面脱贫实现小康社会具有重要的现实意义。粮食生产是以耕地为载体，是最重要的自然资源，是保障粮食安全的坚实基础。耕地面积的大小和耕地质量的好坏直接制约着粮食安全能否实现[5-7]。我國人口众多，耕地资源相对贫乏，人口和耕地的矛盾仍旧十分突出。人均耕地占有量远远低于世界平均水平。我国耕地分布不合理，质量差，生产水平低。在全国范围来讲，我国优质耕地少，抗自然灾害能力差。随着经济的不断发展，耕地资源方面的突出问题也日益严峻，耕地生态环境背景质量下降，城市的扩展和建设用地的迅猛增加，造成东部优质耕地迅速减少，而与此同时，东北和西北的大量荒地、草地、湿地被开发成为耕地，耕地的后备资源开发加剧。

1.3 有的放矢，针对耕地质量问题，运用科学理论指导生产实践

全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。耕地质量问题凸显，土壤酸化、耕地肥力下降且极不均衡、耕地土壤环境污染问题突出、水土流失严重、耕地盐碱化、荒漠化现象严重。这些问题破坏和加剧生态环境恶化，影响人民群众的生活和生产质量。此外，抗风蚀能力减弱，土壤中的养分流失严重，保墒蓄水能力下降。工业“三废”造成的土壤污染更为严重，尤其是重金属在土壤中逐年富集且难以分解，随着经济产物食物链在动物及人体内积累，诱发多种疾病，危害人类身体健康[8-9]。农产品的高产量依赖于大量外界物质的投入尤其是化肥、农药，不但造成资源浪费，而且给耕地造成较大危害，不利于耕地资源的可持续利用。针对目前遇到这一农业发展的瓶颈因素，通过耕地质量调查、长期耕地定位试验、耕地质量提升技术、东北黑土地的保护利用、耕地质量保护和提升规划、节水减肥减药增效等措施，解决农业生产中最重要的物质生产资料存在的难题。实际生产需求是农业科技创新研究的动力，解决生产过程中客观存在的问题是农业科技的目标。耕地质量等问题已上升为田间尺度阻碍产量提高的主要原因。随着分子技术的不断进步，其已被广泛应用在育种领域，新品种产量潜力不断扩展，但农田实际产量增长速率却相对增长缓慢。这样问题就出在耕地质量上，耕地质量差，限制了高产品种的增产潜力，作物产量变动大。提高耕地质量是发挥我国高产品种增产潜力、保证作物高产稳产的根本途径之一。

耕地质量的核心是耕地生产力，基础是土壤肥力。土壤肥力是土壤质量的重要特征，是作物高产稳产的保证，也是可持续生产的基础。试验表明，培肥土壤肥力的一项重要措施就是增加农田有机物投入，可以增大土壤的固碳潜力和碳库，在日常生产过程中一般采取增施有机肥料、实施秸秆还田等方式。根据不同地域环境特点和耕作习惯，北方地区多采取秸秆覆盖还田、翻压还田、堆沤还田、过腹还田等秸秆还田方式。在以一年两熟的水浇地冬小麦—夏玉米种植区的华北地区，机械化程度较高，地势平坦，玉米收获后多采用秸秆粉碎还田、整秆半耕半覆盖还田、整秆沟埋还田，通过加施腐熟剂提高秸秆还田养分效率。而在一些冬季光照、温度不适宜种植作物的冬季休耕地区则通过种植紫云英、苕子、箭舌豌豆、蚕豆、田菁、秣食豆、紫花苜蓿、绿豆、豇豆等豆科绿肥植物，既可以增加土壤肥力，又可以额外收获植物性饲料。根据我国耕地的特点，结合多年科学研究总结出的一系列相关技术措施，以农艺措施为主，以“提、增、改、防、节”为技术途径，即：提高水肥资源利用率，增加土壤有机质，改良土壤障碍因子，防止土壤退化与污染，节约肥料、灌溉水用量，提高水肥利用效率。全国耕地资源依据水热条件差异、地理位置将耕地区划为不同耕地特征区域，在东北平原区主要采取保护性耕作与深松耕、秸秆还田、增施有机肥料、水肥一体化、地膜覆盖、测土配方施肥、大豆接种根瘤菌等技术为主，华北平原区则以保护性耕作与秸秆还田、水肥一体化、测土配方施肥技术为主。优化种植模式，在无法满足灌溉条件的西北黄土高原区积极推广地膜覆盖、盐碱土壤改良、绿肥种植、测土配方施肥等技术；位于河网不丰富的内陆干旱半干旱区应加大引导秸秆还田、盐碱土壤改良、水肥一体化、测土配方施肥，以及薄膜无法有效回收所引起的环境污染的防治；南方平原河网区利用秸秆还田、种植绿肥提升地力，采用改良已酸化土壤、测土配方施肥等技术；南方山地丘陵区应推广增施有机肥料、酸化土壤改良、集雨补灌、测土配方施肥等技术；西南高原山地丘陵区，推广秸秆还田、增施有机肥料、种植绿肥、地膜覆盖、集雨补灌、测土配方施肥等技术。多年的试验结果验证了一整套相关措施的有效性和实用性，为土地这一农业生产最重要的物质生产资料的可持续性利用奠定了科学理论基础，为农业增产增效、农民增收提供了技术支撑。

2 “不走寻常路，农业需创新”——前进中的设施园艺

目前，我国农业生产多依赖自然条件来安排实施，也就是“靠天吃饭”，农作物的生长依赖于太阳能，经光合作用将能量固定转化积累。据科学家测定，露天种植利用太阳光合能量只有太阳辐照地球总能量的0.7%～1.2%。设施园艺，又称设施栽培，是指在露地不适于园艺作物生长的季节（寒冷或炎热）或地区，利用特定的设施（连栋温室、日光温室、塑料大棚、小拱棚和养殖棚），人为创造适于作物生长的环境，以生产优质、高产、稳产的蔬菜、花卉、水果等园艺产品的一种环境可控制农业[10]。它利用工程技术手段和工业化生产方式，为园艺作物提供适宜的生长环境，使其在最经济的生长空间内获得最高的产量、品质和经济效益。这种新型农业生产模式是未来适应时代需求、解放劳动力、提高农产品品质的发展新方向和新领域。这种农业生产模式具有环境相对可控，可进行反季节、周年连续生产；单位面积产出率高，如设施蔬菜栽培，单位产量可达露地的2～10倍，植物工厂达40倍以上；现代技术高度集成与应用，综合运用了材料工程、环境控制、机械工程、机器人、微电子与互联网等高新技术，具有高投入、高产出、高效益等特点。设施园艺是唯一能够同时利用太阳光合能量和光热转换的设施，好的设施覆盖材料能够实现四季如春的种植条件，太阳能光热转换利用率能够达到80%，光合利用率能够达到5%左右，能够将产量提升至露天种植的5倍左右。对于人均土地面积仅有世界人均40%的中国，其意义是巨大的。设施园艺相对封闭的环境能够保持空气中水分不流失，用极少量的水就能够满足生长需要，可以解决我国严重缺水问题。园艺栽培在沙漠地带发展也很快，如高寒冷凉地区、干旱缺水地区，设施园艺更凸显优势。发展设施农业，利用覆盖塑料薄膜或建造玻璃温室，人工调节阳光、温度和水分，创造适宜农作物生长的环境，彻底将“春种秋收，夏管冬藏”变为“四季常青，全年收获”的农事程序。

设施园艺的高效生产特征，使其成为当今世界各国现代农业发展的重要标志，是农业发展中最具有活力的新兴产业之一，由于设施园艺生产能大幅度地提高单产、增加总产，并能从根本上提高农产品质量，目前已经成为周年向人们提供大量绿色农产品最为理想的生产方式。经过多年的科学创新研制出适应我国南北不同气候生态区的现代连栋温室及其环境自动控制系统，突出了适应、节能和低成本，适合“三北”地区的新型高效节能日光温室及其环境控制配套设备[11-12]。但是目前仍存在一些问题，比如劳动生产效率低、经济效益下降、产品质量不高、产量低等缺陷。以后发展方向以节约农业资源与降低成本、高产优质无害化生产、提高劳动生产效率、保护环境、满足特种需求为主，发展适合我国国情及不同地区气候特点的设施园艺。

3 结语

耕地资源是农业发展的源泉，合理高效利用每一寸土地，充分认识到农村耕地资源可持续利用的重要性，是实现全面建设小康社会的基础。作为现代农业的重要标志之一就是设施园艺，它综合利用各领域技术和设备的集成改革传统农业种植模式，不同生产元素优化调整使得资源得以充分利用，提升农业发展的质量和效益 [13-14]。进一步加大设施园艺的发展步伐，成为我国农业发展新的经济增长点。推动我国农业产业结构的优化调整，增加农民收入，实现现代农业产业的快速发展。

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