现代农业科技展望课件
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• 在为世界粮食生产作出巨大贡献的同时， 也造成了严重的环境污染。
• 1992年，巴西里约热内卢国家首脑级世界环境与 发展大会上提出了一个目标，即20世纪末的农药 使用面积中，生物农药要占到60％，以代替有机 合成农药。
• 现在是21世纪初，美国才15%，中国不到1%，主 要仍是技术上没有取得重大突破。
• 微生物基因重组技术，可以将抗原基 因导入对人体无害的微生物体而使之 成为具有防疫能力的基因工程菌（或 病毒），为生物农药和动物疫苗开拓 了全新的领域。
• 基因工程疫苗具有不产生自然复活或返强， 安全性高；多联疫苗，一苗多用；多种给 苗途径和可以大规模生产等优点。
• 年产值10亿元的100亿只鸡疫苗，采用常规 制法和用生物反应器制法相比，在生产原 料、厂房、用工数、耗能和成本上相差不 是几倍。
• 过去培育一头优种牛要一二十年，现在一 代即可完成。
生物制剂趋势
• 微生物基因重组技术的出现，正在掀起农用 生物制剂产业的一场革命。
• 新一代生物农药，动物疫苗、生物肥料、动 植物生长调节剂等将为农业带来新的活力， 也为环境保护和可持续发展带来福音。
• 1939年缪勒发现DDT的杀虫活性，进入了 有机合成农药时期，大大提高了农药对农 业害虫的杀伤力。
第13个贫水国，每年因干旱而损失粮食0.70.8亿吨，相当于年总产的1/6 • 但是，我国农用水损失率高达66%，每立 方米水只能产生0.8公斤粮食，仅为以色列 的1/5
• 现代农业节水已成为一个工程体系，包括 储水技术、输水技术、灌水技术、保墒技 术、提高作物耐旱性的技术等
• 据估计，我国的节水潜力在500－600亿立 方米，相当于黄河的全年径流量
第一讲 现代农业科技展望
• 优种化趋势 • 生物制剂趋势 • 可持续化趋势 • 信息化趋势 • 产业化趋势
优种化趋势
• 近代农业经历了19世纪末开始的，以育种和 农业化学为主体的第一次科技革命，带来 了20世纪农业和农业科技的繁荣。
• 20世纪后半叶，又拉开了以生物技术和信息 技术为主导的新的农业科技革命的序幕。
• 农业节水中，除大力推行低压管道输 水、畦灌、微灌等成熟的节水技术外， 生物性节水、保墒物质和全生物降解 地膜技术等将成为研究重点和大有发 展前途
• 以温室和塑料大棚为主要内容的设施农业， 是对土、肥、水、气、热综合高效利用的 一种工厂化生产形式，在品种和季节上的 调节功能为一般露地种植所不能比拟
• 畜禽疾病主要靠防疫 • 防疫主要靠疫苗 • 传统的灭活苗和弱毒苗都存在不少问
题
• 1996年，台湾口蹄疫暴发，养猪业几乎全 军覆没，损失上百亿美元；
• 2002年大陆是个大发生年，也是因为1960 年代疫苗选用失当带来的后果。
• 我国年畜禽饲养量约8亿头/只，死亡率是发 达国家的3－5倍，因疾病死亡和不能正常生 长的年损失约1000亿元，关键原因在于疫 苗生产的技术水平和能力远远没有跟上。
• 超高产、品质好的超级水稻，没有豆腥味的大豆， 吸油少的煎炸用土豆。
优种化趋势：抗性育种
• 我国每年因植物病虫害造成的直接经济损失高 达数百亿元人民币
• 抗棉铃虫的棉花（我国每年种植上百万亩）
• 抗玉米螟虫的玉米
• 抗杂草的大豆
接转基因作物种植
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
棉铃虫图谱 BACK
BACK
常见的大豆杂草有：藜、反枝苋、稗、狗尾草、 稗草、柳叶刺蓼、酸模叶蓼、野黍、刺儿菜、苣 卖菜、香薷、苍耳、卷茎蓼、苦荞麦等。
• 品种在农业增产中的贡献率将由现在的30% 提高到50%。
优种化趋势：品质育种
• 赖氨酸含量比普通的玉米高近50%的饲用玉米、 含油量高两倍的高油玉米、各类食品和工业加工 用的特用玉米；
• 富含可提高人体免疫力和抗癌能力的α维生素E和 不饱和脂肪酸的油料作物、富含鞣花酸，具抗癌 作用的草莓、能降低胆固醇的植物黄油，富含抗 癌蛋白的大豆等功能食品；
• 生物技术使调节动植物生长的生物制剂也 大放异彩
• 动物的生长是由其脑垂体分泌的一种多肽 蛋白激素调控的，猪幼年时的生长激素分 泌多，所以长得快，成年后分泌少了，长 得就慢
• 科学家找到了猪生长激素基因，经分离、 克隆和导入大肠杆菌，再通过大肠杆菌发 酵生产出猪生长素（PST），注射到成年 猪，使成年猪也能快长。
解决化肥低效问题的出路
• 改进养分比例结构和分配供应办法 • 深化植物营养理论和推广先进施肥技术 • 用现代技术生产新型肥料品种
• 化肥品种经历了单质肥、复合肥和专用复合肥的 发展过程。
• 现在发达国家的化肥约有80%为复合肥和专用复 合肥，德国巴斯福公司已生产含十种以上营养元 素的复合肥，日本三菱公司已生产上百种专用复 合肥。
• 这几年，我国复合肥发展很快，但质量层次很低， 假冒伪劣充斥。
• 控释性专用复合肥是一种新的发展趋向， 即通过包膜材料和技术，使肥料在土壤中 能按作物不同生育期的不同需要而控制性 地释放。
• 利用3S技术作精确施肥则是农艺技术和信 息技术的结合，可以显著提高肥料效率。
• 水资源和节水是世界性的关注热点 • 我国人均水资源量排在世界的第109位，是
• 设施农业是结构设计、新型材料、自动控 制、专用品种、专门栽培技术和植保技术 的结合，是工程技术与农业技术的结合
• PST的生物实验结果是，日增重可提高 26%，节约1/4饲料，猪肉的风味品质更好。
• 牛的生长素（BST）1993年就在美国实现 了商业化，这种牛奶和奶制品在美国已占 有约30%的市场。
可持续化趋势
• 人口增长和环境恶化，人类别无他途地选择了可 持续发展
• 凡能提高土、水、肥、气等自然资源利用效率和 保护环境的技术，都将成为农业技术体系中的新 热点
BACK
• 转基因作物在2001-2005年之间种 植面积增加了2倍；
• 未来5年，市场交易额将增加到250 亿美元。
• 我国生猪生产能力可望提高一倍： • 即不用提高现在猪的存栏数，产量就可提
高一倍； • 或是把饲养量减少一半，仍可达到现在的
产量。 • 这一成就将通过技术进步而获得。
• 此外，超数排卵、体外授精、胚胎分割、 性别控制、核移植等动物胚胎工程技术和 克隆技术趋于成熟，有的已实现商业化。
• 1992年，巴西里约热内卢国家首脑级世界环境与 发展大会上提出了一个目标，即20世纪末的农药 使用面积中，生物农药要占到60％，以代替有机 合成农药。
• 现在是21世纪初，美国才15%，中国不到1%，主 要仍是技术上没有取得重大突破。
• 微生物基因重组技术，可以将抗原基 因导入对人体无害的微生物体而使之 成为具有防疫能力的基因工程菌（或 病毒），为生物农药和动物疫苗开拓 了全新的领域。
• 基因工程疫苗具有不产生自然复活或返强， 安全性高；多联疫苗，一苗多用；多种给 苗途径和可以大规模生产等优点。
• 年产值10亿元的100亿只鸡疫苗，采用常规 制法和用生物反应器制法相比，在生产原 料、厂房、用工数、耗能和成本上相差不 是几倍。
• 过去培育一头优种牛要一二十年，现在一 代即可完成。
生物制剂趋势
• 微生物基因重组技术的出现，正在掀起农用 生物制剂产业的一场革命。
• 新一代生物农药，动物疫苗、生物肥料、动 植物生长调节剂等将为农业带来新的活力， 也为环境保护和可持续发展带来福音。
• 1939年缪勒发现DDT的杀虫活性，进入了 有机合成农药时期，大大提高了农药对农 业害虫的杀伤力。
第13个贫水国，每年因干旱而损失粮食0.70.8亿吨，相当于年总产的1/6 • 但是，我国农用水损失率高达66%，每立 方米水只能产生0.8公斤粮食，仅为以色列 的1/5
• 现代农业节水已成为一个工程体系，包括 储水技术、输水技术、灌水技术、保墒技 术、提高作物耐旱性的技术等
• 据估计，我国的节水潜力在500－600亿立 方米，相当于黄河的全年径流量
第一讲 现代农业科技展望
• 优种化趋势 • 生物制剂趋势 • 可持续化趋势 • 信息化趋势 • 产业化趋势
优种化趋势
• 近代农业经历了19世纪末开始的，以育种和 农业化学为主体的第一次科技革命，带来 了20世纪农业和农业科技的繁荣。
• 20世纪后半叶，又拉开了以生物技术和信息 技术为主导的新的农业科技革命的序幕。
• 农业节水中，除大力推行低压管道输 水、畦灌、微灌等成熟的节水技术外， 生物性节水、保墒物质和全生物降解 地膜技术等将成为研究重点和大有发 展前途
• 以温室和塑料大棚为主要内容的设施农业， 是对土、肥、水、气、热综合高效利用的 一种工厂化生产形式，在品种和季节上的 调节功能为一般露地种植所不能比拟
• 畜禽疾病主要靠防疫 • 防疫主要靠疫苗 • 传统的灭活苗和弱毒苗都存在不少问
题
• 1996年，台湾口蹄疫暴发，养猪业几乎全 军覆没，损失上百亿美元；
• 2002年大陆是个大发生年，也是因为1960 年代疫苗选用失当带来的后果。
• 我国年畜禽饲养量约8亿头/只，死亡率是发 达国家的3－5倍，因疾病死亡和不能正常生 长的年损失约1000亿元，关键原因在于疫 苗生产的技术水平和能力远远没有跟上。
• 超高产、品质好的超级水稻，没有豆腥味的大豆， 吸油少的煎炸用土豆。
优种化趋势：抗性育种
• 我国每年因植物病虫害造成的直接经济损失高 达数百亿元人民币
• 抗棉铃虫的棉花（我国每年种植上百万亩）
• 抗玉米螟虫的玉米
• 抗杂草的大豆
接转基因作物种植
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
棉铃虫图谱 BACK
BACK
常见的大豆杂草有：藜、反枝苋、稗、狗尾草、 稗草、柳叶刺蓼、酸模叶蓼、野黍、刺儿菜、苣 卖菜、香薷、苍耳、卷茎蓼、苦荞麦等。
• 品种在农业增产中的贡献率将由现在的30% 提高到50%。
优种化趋势：品质育种
• 赖氨酸含量比普通的玉米高近50%的饲用玉米、 含油量高两倍的高油玉米、各类食品和工业加工 用的特用玉米；
• 富含可提高人体免疫力和抗癌能力的α维生素E和 不饱和脂肪酸的油料作物、富含鞣花酸，具抗癌 作用的草莓、能降低胆固醇的植物黄油，富含抗 癌蛋白的大豆等功能食品；
• 生物技术使调节动植物生长的生物制剂也 大放异彩
• 动物的生长是由其脑垂体分泌的一种多肽 蛋白激素调控的，猪幼年时的生长激素分 泌多，所以长得快，成年后分泌少了，长 得就慢
• 科学家找到了猪生长激素基因，经分离、 克隆和导入大肠杆菌，再通过大肠杆菌发 酵生产出猪生长素（PST），注射到成年 猪，使成年猪也能快长。
解决化肥低效问题的出路
• 改进养分比例结构和分配供应办法 • 深化植物营养理论和推广先进施肥技术 • 用现代技术生产新型肥料品种
• 化肥品种经历了单质肥、复合肥和专用复合肥的 发展过程。
• 现在发达国家的化肥约有80%为复合肥和专用复 合肥，德国巴斯福公司已生产含十种以上营养元 素的复合肥，日本三菱公司已生产上百种专用复 合肥。
• 这几年，我国复合肥发展很快，但质量层次很低， 假冒伪劣充斥。
• 控释性专用复合肥是一种新的发展趋向， 即通过包膜材料和技术，使肥料在土壤中 能按作物不同生育期的不同需要而控制性 地释放。
• 利用3S技术作精确施肥则是农艺技术和信 息技术的结合，可以显著提高肥料效率。
• 水资源和节水是世界性的关注热点 • 我国人均水资源量排在世界的第109位，是
• 设施农业是结构设计、新型材料、自动控 制、专用品种、专门栽培技术和植保技术 的结合，是工程技术与农业技术的结合
• PST的生物实验结果是，日增重可提高 26%，节约1/4饲料，猪肉的风味品质更好。
• 牛的生长素（BST）1993年就在美国实现 了商业化，这种牛奶和奶制品在美国已占 有约30%的市场。
可持续化趋势
• 人口增长和环境恶化，人类别无他途地选择了可 持续发展
• 凡能提高土、水、肥、气等自然资源利用效率和 保护环境的技术，都将成为农业技术体系中的新 热点
BACK
• 转基因作物在2001-2005年之间种 植面积增加了2倍；
• 未来5年，市场交易额将增加到250 亿美元。
• 我国生猪生产能力可望提高一倍： • 即不用提高现在猪的存栏数，产量就可提
高一倍； • 或是把饲养量减少一半，仍可达到现在的
产量。 • 这一成就将通过技术进步而获得。
• 此外，超数排卵、体外授精、胚胎分割、 性别控制、核移植等动物胚胎工程技术和 克隆技术趋于成熟，有的已实现商业化。