1、 现代农业新技术单元辅导一（绪论第三章）绪论：中国农业新发展与食物安全新动态 （辅导一）一、本章学习目标：宏观把握中国农业发展新形势以及食物安全的新动态。二、本章重要内容一、中国农业发展新形势的综合判断（一）取得新成就1粮食增产粮食播种面积在 2004 年达到 10381 万公顷，粮食总产量超过年初确定的 4550 亿千克的预期目标，达到了 4695 亿千克，比 2003 年增长了 9%左右。2农民增收2004 年农民人均纯收入达到 2936 元，超过了年初预定的 5%的增长目标，实际增长幅度达到 6.8%，是 1997 年以来增幅最高的一年。3深化改革粮食流通体制的改革 农村税费体制改革 农
2、村金融体制改革 土地征用制度改革 4.转移农民我国目前农村劳动力大约有 5 亿多，目前仍有约 1 亿农村劳动力需要转移就业。5.扶贫开发扶贫开发取得明显进展，贫困人口数量的减少和幅度的下降均为近 5 年之最。6.公共事业农村公共事业得到较快发展，农村的义务教育、医疗卫生等状况得到了一定的改善。（二）面临新矛盾1.经济增长方式粗放我国水土资源相当紧缺，土壤、河流等环境污染、水土流失、草地退化、土壤沙化等生态破坏的现状都比较严峻。2.城乡差别依然明显工农之间、城乡之间的差别，使我国呈现出典型的“二元社会”的格局。3.农业产业化程度低我国农业生产方式仍然是小规模家庭经营为主，产业化程度低。4.农业基
3、础设施薄弱全国耕地中有灌溉设施的少，灌溉设施的老化失修；土地被重金属污染；农业机械化发展滞后于农业专业化生产需要，农业良种繁育体系、病虫害防治体系、动物防疫体系、农产品质量安全体系等一些基础性技术保障体系还比较滞后。5农业科技支撑不足我国目前农业生产科技贡献率只有 40%-45%，而发达国家在 70%左右。我国农业科研、科技成果转化、农业科技推广等都有待于进一步充实、调整以实现新的发展。6金融体制亟待调整各大商业银行基本不面向农村地区，只有农村信用社在独立支撑农村金融体系，远不能满足农业生产经营的融资需要。7农民综合素质仍低当前，我国农民综合素质低下的主要原因之一是其自身接受的基础教育程度很低
4、。二、走现代集约持续农业的发展道路综合分析当前我国社会和国民经济发展的新形势，应重点关注两个问题：坚持统筹城乡发展，走城乡互动、工农协调的发展道路 更加重视资源与生态问题 现代集约持续农业：统筹城乡经济社会发展，在实现社会主义市场经济和农业现代化的过程中，关注城乡统筹、以工支农，面向“两个市场、两种资源” ，调整结构，优化产业和产品构成；增加投入，加强农业基础设施建设，提高农业综合生产力；依靠科技,提高资源产出率和劳动生产率；防止污染，保护农业生态环境；控制人口，提高劳动力综合素质，转移农村富余劳动力；加快发展农村专业合作经济组织，联合起来，共同走向市场；广辟门路，增加农民收入,走向共同富裕；
5、逐步建设成为一个资源综合利用、经营产业化、资源集约化、生产商品化的现代农业。走现代集约持续农业的发展道路，重点要解决好以下几个问题：（一）统筹城乡社会资源，建设合理的产业布局建设城乡统筹的产业布局，总的原则是：打破原有的二三产业主要在城市或市郊，第一产业完全在农村的传统布局，挖掘和整合城乡资源，实现城市中有农业（主要是都市农业） ，农村中有工业（主要是农产品加工业） ，并大力发展以城市为主、城乡互动的具有不同优势方向的第三产业。（二）统筹区域社会资源，实现区域之间互动协调发展东中西之间，南北之间，不同区域的资源和市场的互补替代，特别是通过市场机制和宏观调控相结合来实现自然资源、人力资源、科技资
6、源的互补和整合，将会产生更加显著的成效，这样既能够充分挖掘和合理利用资源，又能够满足不同区域不同需求，从而促进各区域共同提高和全面发展。（三）正确对待我国资源相对短缺状况，着眼于全球配置和开发资源我国是资源相当紧缺的国家，但又是产品消费市场潜力巨大的人口大国。既要在发展过程中注意资源的节约、提高资源产出率，也要在坚持以自力更生为主的基础上，关注“走出去”实施全球资源配置战略，按照“两个市场、两种资源”的要求，依托经济全球化机制、依靠科技进步来解决我国资源短缺、人多地少的矛盾。积极稳妥地推进我国与南美洲国家的农业开发合作，应是实施“走出去”战略目标之一。（四）运用生态学规律，建立循环经济的发展模
7、式循环经济模式:要求用生态学规律来指导人们的经济活动，把经济活动组织成一个“资源产品再生资源”的循环过程，物质和能量得到合理和持久的利用，从而把经济活动对自然环境的影响降低到尽可能小的程度，实现经济活动的生态化转向。实践证明，发展循环经济，加强科技创新是前提。（五）树立种植业“三元结构”的观念，扩大农业资源的产出效益农业结构必须由传统的二元结构向“粮食作物-经济作物- 饲料作物”三元结构进行调整，要大力发展饲料作物，积极开发牧草饲料资源，把饲料发展成为独立的大产业，使有限的农业资源产出更好的效益。同时，我们也应关注生物质能源、再生能源（如太阳能、沼气、水能、风能）等的开发利用，缓解非再生能源的
8、不足，提高农业的综合效益，保证农业的持续发展。三、食物安全的新动态（一）我国食物安全的现状“食物安全的含义包括了几个大的方面：1.从数量的角度，要求人们既能买得到、又买得起需要的基本食品；2.从质量的角度，要求食物的营养全面、结构合理、卫生健康安全；3.从发展的角度，要求食物的获取注重生态环境的保护和资源利用的可持续性。就我国粮食安全状况而言，尽管 2004 年的整体形势明显好转，但是对粮食数量安全要继续给予足够关注。食物的质量安全已经成为全球的焦点之一。当前，我国常见的食品质量问题主要是三个方面：一是卫生指标超标；二是超量使用食品添加剂或使用已经明令禁止的食品添加剂；三是食品包装、标签等不规
9、范，虚假标签、以次充好等人为“造假”现象较多。我国居民的营养与健康状况虽然已有相当的好转，但仍需要采取有效举措继续改善。食品工业取得长足进展。由于国家加强宏观调控、推动农业产业化发展，和人民生活水平提高、食物消费结构的改善等原因，我国食品工业快速发展。食物资源安全受到广泛关注。食物资源主要包括两大类，一类是为食物的生产提供“基础载体”的资源；另一类是为食物提供多样性的物种资源。（二）确保食物安全的战略思路1从“食物安全”的高度审视“粮食安全”（1） “粮食”与“食物”概念内涵不同。（2） “粮食”和“食物”的产业范围不同。（3） “粮食安全”和“食物安全”的评价指标不同。（4） “粮食安全”和
10、“食物安全”的战略目标不同。2加强食物质量安全体系建设全面加强食物质量安全体系的建设，是一项包括技术体系、标准体系、监测体系、管理体系等内容丰富、涉及农业、卫生、科技、轻工、质检、工商等多部门的系统工程。3以纲要为指导确保我国食物安全2001 年 11 月国务院正式颁布实施了中国食物与营养发展纲要（20012010 年） 。纲要提出了今后 10 年要优先解决三个重点领域、二个重点地区、三个重点人群的食物与营养发展问题。4.大力发展我国农产品加工业发展以食品工业为主的农产品加工业，是保障新时期食物安全的现实要求，是实现农业产业化经营的关键环节，是促进农业和农村经济结构战略性调整的重要途径，是提高
11、农产品国际竞争力的有效手段，也是农村富余劳动力转移的重要渠道。当前，我国农产品加工业发展过程中面临着诸多挑战,必须加强农产品技术创新体系的建设，建设措施如下：（1）在国家级农业科技系统中建立专门的国家级食品科学研究机构，对分散在各部门有限的相关研究力量予以整合，并作为非营利性机构，统一纳入国家农业科技创新体系，并给予重点支持。（2）尽快建立国家级的农产品加工或食品加工工程中试中心，解决产业化过程中的重大技术创新、技术改进、技术组装和技术配套等系统问题，开展技术示范、技术咨询、技术培训和技术服务，促进新技术、新工艺的推广和应用。（3）加大国家对农产品加工业技术创新体系的专项投入。（4）加强农产品
12、质量安全及相关政策研究。（5）重视农产品加工业发展的外部环境和社会因素。三、复习与思考1通过观看卢先生的讲座，你有哪些启发？请结合当地实际谈谈。2结合当地实际，谈谈当前我国农业取得的新成就和面临的新矛盾。3谈谈我国走现代集约持续农业的发展道路重点需要解决的问题。4谈谈我国确保食物安全的战略思路。第一章 生物技术在农作物育种中的应用一、本章学习目标：了解生物技术在我国农作物育种中的应用。二、本章重要内容生物技术: 是一门新兴的、综合性的学科。它以现代生命科学的发展为基础，结合基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等先进的工程技术手段，按照预先的设计改造生物体（包括植物、动物和微生物）或
13、加工生物原料，为人类生产出所需的产品。农业生物技术一般可细分为植物生物技术、动物生物技术和微生物生物技术三大应用领域。基因工程：是指在基因水平上的遗传工程，它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质-DNA 大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的 DNA 分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源遗传物质在其中“安家落户” ，进行正常复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。把基因工程育种和分子标记辅助育种联系起来，现在有个名词叫分子育种这些年来，国外对转基因植物的研究和推广发展得非常快。1983 年首批转基因植物（烟草、
14、马铃薯）问世。1986 年首批转基因植物（抗虫和抗除草剂）进入田间试验。1994年首例转基因植物产品（耐贮存西红柿）进入市场。1996 年全世界种植转基因作物种植面积达到 170 万公顷，2004 年全世界种植转基因作物种植面积达到 8100 万公顷。短短 8 年，全球转基因作物面积增长了 47 倍。在各级政府的支持和指导下，我国转基因作物育种发展也是非常快的。1996 年研究人员研究的转基因植物是 47 种，研究的基因是 103 种，近年研究的数量又增加了许多。转基因技术在农业上的应用研究与开发初步可分为三个阶段：第一阶段主要是输入抗性基因，实现作物增产，该阶段研究工作主要在 1997 年以
15、前进行。第二阶段转向研究品质改良型转基因新品种。第三阶段的研究重点是将转基因作物作为人类健康药品的转化工厂，该阶段的研究也已开始，并取得初步成效。转基因作物的问世十多年，目前的科学尚难预测长期使用转基因作物是否对人体和环境带来危害。中国是转基因作物发展最快的国家，针对今后我国转基因作物的开发。提出以下看法供参考：1站在全球未来食品安全和农业发展战略的高度，来选择确定我国转基因作物的研究开发重点和主攻方向。当今世界农业发展日趋集团化、垄断化，农业领域中的高新技术已几乎被发达国家少数企业垄断。以孟山都为代表的少数美国农业集团，可能成为未来控制世界粮食的“大户” ，这不利于世界的和平和我国的农业发展
16、。我国的转基因作物发展目标不能仅限于满足本国的需求，应着眼于未来，着眼于世界。一旦发展中国家出现粮食危机，我国的转基因作物能够输出，作为“外交使者” ，解决他国之危，从而提高我国的国际地位和影响力。2面对日益激烈的市场竞争和加入 WTO 后的冲击，我国应大力扶持我国转基因作物开发企业集团的形成和发展，把转基因品种开发作为近期的首要任务。根据美国的经验，从新基因研究入手到推出一个转基因作物新品种，通常需 812 年，耗资 3 亿美元。新基因的研究不能忽视，应集中优势力量，开展创新基因的筛选。针对目前我国匮缺新基因的现状，开发品种所需的目的基因可由国家资助向国外直接购买，或与国际知名农业企业合作，
17、开发拥有共同产权的转基因新品种。3充分发挥国际生物安全协议的作用，减少入关后美国农产品对我国农业的冲击，保护我国转基因作物产业的发展。2000 年 1 月在加拿大的蒙特利尔，130 个国家提出签定国际生物安全协议书 ，该协议书须在 50 个国家批准后生效。该协议书是有关转基因农产品在国际贸易的第一个国际性协议，它提出了管理转基因作物的国际框架原则，是转基因作物支持和反对派通过争议后取得平衡的产物。我国可利用该协议中的“预警原则” ，阻止国外转基因产品的进口。我国应建立国家的转基因产品安全监测机构，制定严格的转基因产品安全管理规定，但在执行过程中，掌握内外有别，不能捆住自己的手脚，影响了本国转基
18、因产业的发展。 三、复习与思考1什么是生物技术？2什么是基因工程？3结合当地实际，谈谈我国转基因作物的现状以及发展前景。第二章 作物种质资源研究的现状与发展趋势一、本章学习目标：理解作物种质资源研究的主要内容。二、本章重要内容作物种质资源:是现代栽培品种、地方种、野生种的统称。又叫作物品种资源或基因资源。作物种质资源研究的主要研究内容或任务有五项：广泛收集、妥善保存、全面评价、深入研究、积极创新。（一） 、作物种质资源的广泛收集我国作物种质资源考察收集主要包括以下三部分内容：1国内地方品种与育成品种的收集；2野外收集考察；3国外引种。我国作物种质资源考察收集今后的工作重点是：1加强国外特别是原
19、产地种质资源的收集考察；2加强与国外的种质资源交流；3加强对我国特异、珍稀、濒危种质资源的收集保存。（二） 、作物种质资源的保存种质资源保存的方式按照保存的地方可分为：异位保存和原位保存两种。原位保存：就是在作物的原生地进行自然保存。保存的方式包括建立野外保护区、农民种植等。异位保存：就是把种质资源收集起来，放在其它较为安全的地方进行保存。异位保存的方式有种质库保存和种质圃保存。目前世界上保存种质资源份数较多的种质库见下表：世界主要的国家种质资源库及其保存材料数量国家 保存数量（万份） 种质库种类中国 33.2 长期库美国 26.8 长期库俄罗斯 17.8 常温库日本 14.6 长期库印度 1
20、4.4 长期库韩国 11.6 长期库加拿大 10 长期库种质资源保存的形式主要有：组织保存（种子、根、芽、枝条、花粉、幼苗） 、细胞保存与DNA 保存。种质资源保存的研究重点：（1）研究种质资源妥善保存的机理和措施；（2）加强珍稀濒危种质资源的保护；（3）建立 DNA 库，实现种质资源的基因保存。（三） 、作物种质资源的全面评价种质资源评价鉴定今后的工作重点：（1）全面、准确地进行农艺性状鉴定评价；（2）在上述表型鉴定的基础上进行重要的生理性状和生化性状的鉴定评价。（四） 、作物种质资源的深入研究基因：是生物体上下代间传递遗传信息的功能单位，是一段 DNA 序列（脱氧核糖核酸） 。利用基因组学
21、的原理与方法，找出需要基因的技术路线：1建立核心种质，将分散在数以万计的种质资源中的基因富集起来。2通过遗传作图等策略，进行基因“勘探” 。3通过基因克隆， “挖掘”目标基因。利用基因组学进行种质研究，目前已经在以上三方面取得了重要进展：1建立了主要作物的核心种质。2发现了大批重要的新基因。3克隆了一批重要基因。（五） 、作物种质资源创新种质资源创新包括两方面的含义：为作物育种提供需要的亲本材料；为其他相关研究提供基础研究材料。种质创新的方法有很多：一个是常规杂交，主要是在形态层面上。第二是远缘杂交与细胞工程，主要是在细胞层面上；第三是标记辅助选择与基因工程，这是在基因组层面上。三、复习与思考
22、：1什么是作物种质资源？2我国作物种质资源考察收集内容以及种质资源考察收集今后的工作重点是什么？3种质资源保存和种质资源评价鉴定今后的工作重点是什么？4种质资源创新包括什么？第三章 小麦品质及其调控技术一、本章学习目标：1掌握不同类型小麦的保优调控技术2理解影响小麦品质的主要因素及其作用3了解小麦品质的概念及标准二、本章重要内容一、小麦品质的概念及标准小麦品质:广义地讲是指小麦子粒对某种特定用途的适合性，是一个极其复杂的、多义性的综合概念。小麦品质包括农艺品质、营养品质、加工品质、卫生品质和商品品质等，在市场经济条件下最终还是立足于商品品质。农艺品质：也称外观品质或形态品质。包括子粒形态、整齐
23、度、饱满度、粒色和胚乳质地等。一般用目测法将成熟干燥的种子按饱满度分为 5 级：一级：胚乳充实，种皮光滑。二级：胚乳充实，种皮略有皱褶。三级：胚乳充实，种皮皱褶明显。四级：胚乳明显不充实，种皮皱褶明显。五级：胚乳很不充实，种皮皱褶很明显。营养品质包括：蛋白质、氨基酸、淀粉、脂肪、核酸、维生素、矿物质等。加工品质可分为一次加工品质和二次加工品质。一次加工品质又称为制粉品质，包括出粉率、容重、种皮百分率、子粒硬度、面粉白度、灰分含量等。二次加工品质又称为食品制作品质，又分为面粉品质、面团品质、烘焙品质、蒸煮品质等多种性状。主要包括面筋含量、面筋质量、吸水率、面团形成时间、稳定时间、沉降值、软化度、
24、评价值、拉伸面积、延伸性、抗延阻力等多项指标。卫生品质是从卫生与预防医学的角度研究分析小麦的品质与质量状况的，其主要包括有毒物质及含量、有害微生物、重金属污染、食用安全性等等。根据小麦的品质和用途可以把小麦分为强筋小麦、中筋小麦和弱筋小麦，为此国家专门制定了相应的品质标准。强筋小麦是指角质率大于 70，胚乳的硬度较大，蛋白质含量较高，面粉的筋力强，面团稳定时间较长，适合制作面包，也可用于配制中强筋力专用粉的小麦。中筋小麦是指胚乳半硬质，蛋白质含量中等，面粉筋力适中，面团稳定时间中等，适用于制作面条、馒头等食品的小麦。弱筋小麦是指胚乳角质率小于 30%，蛋白质含量较低，面粉筋力较弱，面团稳定时间
25、较短，适用于制作饼干、糕点等食品的小麦。二、影响小麦品质的主要因素及其作用小麦品质既受品种本身遗传基因的制约，又受自然条件和栽培措施等生态环境因素的影响，是基因和生态环境共同作用的结果。生态环境因素: 包括自然温度、光照、降水及其分布、土壤质地、矿质营养、栽培措施等。（一）自然因素对小麦品质的影响1温度与小麦品质一般认为，温度影响蛋白质含量的主要原因表现在：（1）适当高的温度可促进根系对土壤中氮素的吸收。（2）影响蛋白酶活性，从而影响蛋白质的合成与降解。（3）影响光合作用和碳水化合物的积累，从而导致子粒中氮的稀释与浓缩。（4）适当高温可促进灌浆和茎、叶等营养器官的物质运转，而温度过高不但灌浆期
26、缩短，而且加速叶衰老和呼吸，影响含氮物质的转运，从而降低蛋白质含量。2降水与小麦品质一般认为：小麦生育期间降水量与子粒蛋白质呈负相关，特别是自然降水成为小麦生产主要限制因子的地区，这种趋势更为明显。降水影响小麦品质的关键时期主要在抽穗到成熟阶段，其原因是降水多时有利于小麦的生长发育，淀粉合成加快、产量提高，从而稀释了子粒含氮量。3光照与小麦品质光照强度一般与小麦子粒蛋白质含量呈负相关。一般认为出苗至抽穗期间高辐射强度能提高蛋白质含量。4土壤条件与小麦品质一般认为，土壤类型、土壤质地和土壤肥力等因子均对子粒品质产生较大的影响。（二）栽培措施对小麦品质的影响1.栽培措施与小麦千粒重和容重一般在小麦
27、子粒灌浆期有适当的肥水供应，其千粒重和容重均可相应有所提高。在管理措施上，应在拔节期重施肥水，促进穗多粒重，抽穗开花期适当肥水促进，保证子粒灌浆需要，同时注意养根护叶，防止后期早衰。还要注意防止病虫害破坏叶片，如锈病、白粉病等破坏绿色组织，粘虫咬食叶片，都会有影响光合作用，进而影响子粒灌浆。穗蚜可直接吸食子粒中浆液，造成子粒不饱，粒重降低，容重减轻，因此生长后期尤其是子粒灌浆期的加强管理对千粒重和容重是十分重要的。在有些情况下，容重和千粒重的变化是不同步的。2.土壤施氮中不同施氮量对小麦子粒蛋白质和氨基酸含量的影响在一定范围内，小麦子粒蛋白质含量随施氮量的增加而提高。在底肥相同的条件下，在同一
28、时期追肥，追施纯氮量在每 666.7 平方米 10 千克以下时，每增加 2 千克纯氮，均使子粒蛋白质含量显著提高，一般追施纯氮量超过 12 千克时，子粒蛋白质含量增加的幅度变小。在适当的时期合理的增加追施氮肥可使子粒蛋白质含量提高12 个百分点。不同施氮量处理不仅影响子粒蛋白质及其组分的含量，同样也明显影响到蛋白质中氨基酸组成。特别是对必需氨基酸含量有显著影响。3不同施氮量对面筋含量、吸水率和沉降值的影响合理增施氮肥可以有效的提高干面筋和湿面筋含量。一般沉降值越大，小麦面粉的品质越好。在一定范围内，增加施氮量可以有效的提高沉降值。4施氮量对面团形成时间、稳定时间、面包体积和评分的影响面团形成时
29、间和稳定时间随施氮量的提高有逐渐增加的趋势。在适当的范围内，增加施氮量可以提高面包体积和评分。5不同施氮时期和施氮比例对品质的影响不同时期追施相同氮肥，对子粒蛋白质含量的影响也不尽相同。一般情况下，随追氮时期的后移，子粒蛋白质含量有逐渐提高的趋势。一般在拔节期追施氮肥增产效果最好，故子粒蛋白质产量也最高。施氮时期后移，可以使子粒蛋白质含量有所提高，其它品质指标也有所改善。在相同施氮量的条件下，在一定范围内，随施氮时期推迟，小麦面粉的干面筋和湿面筋含量都有逐渐增加的趋势。在施氮量相同条件下，加大追施氮肥比例有明显提高子粒蛋白质含量的作用。就硫酸铵和尿素两种肥料而言，表现为尿素对提高子粒蛋白质含量
30、更为有利。不同追肥比例对子粒蛋白质含量的影响底追比例 肥料 蛋白质含量（） 肥料 蛋白质含量（）10:0 硫酸铵 21.64 尿素 22.29 c7:3 硫酸铵 22.15 尿素 22.79 bc5:5 硫酸铵 22.75 尿素 23.20 abc3:7 硫酸铵 23.20 尿素 23.79 ab0:10 硫酸铵 22.73 尿素 24.29 a（赵广才, 北京，2001）适当推迟施用氮肥的时期，可以有效的延长稳定时间，一般可以延长 14 分钟。同时可以相应扩大面包的体积，一般可以增加 1020 立方厘米。可见氮肥后移对延长面团稳定时间和增加面包体积的效果很好。6在不同水分条件下施用氮肥对小麦
31、品质的影响水分和肥料以及水肥的相互作用对小麦产量和品质都有较大的影响。一般在湿润和干旱两种条件下，增施肥料对提高子粒产量和蛋白质含量都有正向作用，但是，在湿润条件下增施肥料对提高子粒产量的作用比在干旱条件下更大，而在干旱条件下增施肥料对提高子粒蛋白质含量的作用更大些。水分对小麦品质的影响是复杂的。一般情况下灌水增加子粒产量和蛋白质产量，而由于增加了子粒产量对蛋白质的稀释作用，使蛋白质含量有所下降。干旱在多数情况下会使蛋白质含量有所提高，却使子粒产量和蛋白质产量降低。在肥料充足的条件下或在干旱年份，适当灌水可以使产量和品质同步提高，具有同步效应。在较干旱时，肥料充足可使蛋白质含量提高，肥料不足时干旱或湿润都使蛋白质含量降低。7叶面喷氮对小麦品质的影响小麦从苗期到腊熟前都能吸收叶面喷施的氮素营养，但不同生育期所吸收的氮素对有不同的影响。一般认为，小麦生长前期叶面喷氮有利分蘖，提高成穗率，增加穗数和穗粒数，从而提高产量，而在生长后期叶面喷氮则明显增加粒重，同时提高了子粒蛋白质含量，并能改善加工品质。
