编者按：进入新世纪以来，我国粮食总产连创新高。但面对耕地不断减少的态势，确保13亿人口多样化的食物需求，更凸现出以科技创新为引擎，加快农业发展方式转变的紧迫性。为此，我们约请小麦、水稻、玉米、大豆生产的首席科学家，为我国粮食的增产增效建言献策。
加快发展优质小麦
国家小麦产业技术体系首席科学家 肖世和
我国是世界上最大的小麦生产国与消费国，2008年总产量为1.13亿吨，总消费量为1.04亿吨，消费总量占全球的16.1%。从上世纪80年代到90年代初，中国是世界上的主要小麦进口国，每年平均进口小麦1100万吨。90年代中后期，我国依靠农业科技创新提高了粮食单产，小麦生产总量超过消费总量，进口逐年降低。
为满足市场不断变化的需求，1997年以来，我国全力推广小麦优质品种，种植面积连续大幅度增长。10多年来，在小麦总面积从3000万公顷下降到2200万公顷的情况下，我们不仅依靠提高单产满足了国内消费总量需求，而且将优质小麦品种的种植面积从1998/1999年度的180万公顷提升到2008/2009年度的近1500万公顷，占到小麦种植总面积的67.9%。目前，我国已基本形成五大高品质小麦集中种植区域，优质小麦供需总量基本平衡。
但要看到，随着高品质小麦总量的基本平衡，优质小麦供需结构不尽合理的问题凸现出来。依据面筋强度，优质专用小麦一般分为三种：适合制作饼干和糕点的弱筋小麦；适合制作面条和馒头的中筋小麦；以及适合制作面包的强筋小麦。在国内，目前已经育成和推广的优质小麦品种中，强筋小麦品种占多数，而弱筋小麦品种寥寥无几。这一品种结构带来的直接后果是，我国对优质弱筋小麦的国外依赖度居高不下，有时甚至全部需要进口。
因此，不断提高我国优质小麦的质量与效益，必须从源头抓起，要把好生产关，加强优质小麦的品种改良和栽培管理，努力在育种、栽培、收贮、粗加工、精加工各个技术环节实行标准化生产，以满足人民多样化的食物需求。
首先，要切实加强农田基本建设。全面建立农田质量现状与用养档案，分区建立覆盖所有农田的基本建设规划，分批实施农田整治与质量建设，重点加强小水利及灌溉工程建设，如沟渠整修、井网布局、电力及灌溉设备配置、平整土地等。
其次，要加快高产高效简化栽培技术研究。全面普及测土配方施肥，分区分类推荐施肥标准，不断提高小麦播种质量。特别是在小麦主产区，要提倡“七分种、三分管”，形成规范化整地、播种技术模式，研制优良播种机械，全面培训农机手，做到高质量耕种。
再次，要认真培育和选择主导品种。当前，发展优质小麦面临的突出问题是良种不良。种子品种混杂、纯净度低、大小不匀，大田种植后弱株较多、杂株丛生，不利于优质高产。因此，要加大优质新品种的培育力度，严把种子质量关，切实做到统一供种。
此外，还要围绕适宜的小麦主导品种有重点地开展技术推广工作，特别是要抓好基层农机手和科技示范户的技术培训与指导，为发展优质小麦生产提供有力的科技与人才支撑。
不断提高水稻增产技术的适用性
国家水稻产业技术体系首席科学家 程式华
我国是世界上最大的水稻生产国，不仅产量占世界总量的28.6%，更重要的是水稻生产技术居世界领先水平。特别是改革开放以来，在种植面积持续减少的情况下，我国水稻单产不断提高，满足了居民口粮60%以上的消费需求，为保障国家粮食安全奠定了基础。
历史地看，我国水稻单产已实现了两次飞跃。上世纪50年代中后期，我国科研人员利用矮秆资源，通过多种方法相继育成一大批适合不同地区、不同熟期的半矮秆高产良种，单产潜力比原有高秆品种提高30%左右，使我国水稻单产跃上了亩产300公斤的平台，实现了水稻单产的第一次飞跃。70年代，我国水稻科研人员以杂种优势理论为指导，以发掘不育细胞质源为突破口，以回交转育质核互作不育系为主要方法，使籼型杂交稻育种率先在我国获得成功，并开始大面积推广。至90年代初，杂交水稻面积达到全国水稻种植面积的50%以上。杂交水稻的应用推动我国水稻从亩产300公斤跃上了400公斤新台阶，实现了第二次飞跃。
目前，我国水稻正孕育着亩产跃上500公斤平台的第三次突破。上世纪90年代中期以来，农业部启动了以单产突破为切入点的“中国超级稻研究”重大项目。中国水稻研究所等单位组成了研究协作组，创造性地提出了“理想株型塑造与强优势利用相结合”的中国超级稻育种技术路线。经过10多年的联合攻关，我国超级稻研究与示范推广取得了重大突破，分别于2000年和2005年实现了大面积试验，示范田达到亩产700公斤和800公斤的前两个阶段目标，目前正向亩产实现900公斤的第三阶段发展。截至2008年，我国共育成两优培九、协优9308、沈农265等71个超级稻品种，与配套技术一起，推动我国水稻单产在2007年和2008年连续两年达到历史高点。
伴随着超级稻品种选育成功，各地将超级稻品种与水稻旱育稀植、强化栽培、测土配方施肥、重大病虫害综合防治等技术组装配套，集成了五大稻区主要季节超级稻品种配套技术，基本形成了适合不同生产条件下的超级稻栽培技术体系，制订并发布了超级稻品种栽培“明白纸”，进一步发挥了超级稻品种的增产潜力，实现了水稻稳产高产。对比调查数据显示，仅栽培集成技术大面积应用一项，就比对照区增产15%、增效10%以上。实践表明，超级稻一般每亩可增产50公斤以上。1999—2008年，全国共示范推广超级稻3.5亿亩，累计增产210亿公斤，农民增收336亿元。
从长远看，在我国大面积推广超级稻，要紧紧抓住四个环节。一是品种优先。要大力培育和推广以超级稻品种为代表的高产、优质和多抗品种，重点是强化早晚超级稻、广适型超级稻品种培育和推广。在此基础上，通过科学手段遴选一批适应于五大稻区的主导品种，使每个实施县确立主导品种3到5个。二是集成技术。要以品种为核心大力集成配套栽培技术。重点是研发推广适合我国不同稻区、不同栽培方式、不同耕作制度的种植机械，建立农户欢迎的农机农艺配套的技术体系，同时加强抛秧等轻简栽培标准化技术研究，使其操作简单、易学易用。三是强化推广。要以国家水稻产业技术体系建设、农业科技入户工程、超级稻选育与示范、新型农民科技培训工程等项目为载体，创新基层农技推广机制，构建科技与生产良性互动、产学研紧密衔接的运行机制，推进品种技术的组装配套和快速推广应用。四是创新制度。要研发推广以稻田为中心的新型稻作制度，确保稻田生产力、经济和生态的可持续发展，在稳定稻田面积的同时促进稻农增收。
保持我国玉米产业的相对优势
国家玉米产业技术体系首席科学家 张世煌
我国是世界上玉米主要生产国，2008年总产量为1.66亿吨，居世界第2位。目前，国内玉米供需基本平衡。但从长远看，世界市场对玉米加工产品的需求将持续增长，特别是化石能源供求失调将促使农业生物质能源产业的超常规发展。据测算，到2020年，我国玉米的需求量将上升到2.14亿吨。到那时，若要保持我国玉米的基本自给，玉米的种植面积需保持在3000万公顷、平均产量应达到6830公斤/公顷。这就意味着，需要在2006年我国玉米单产最高水平5565公斤/公顷基础上，再提高近1300公斤/公顷。我国耕地资源有限，增加玉米总产量只能主要依靠提高单产，这是对我国玉米育种和其他技术创新提出的新挑战。
与发达国家相比，我国玉米产业存在诸多差距。主要表现在：玉米生产主体是分散的农户，机械化程度低、效率不高；育种研究力量分散且低水平重复现象严重，优质、高产、多抗新品种选育不能满足市场需求，在育种理论、方法、材料和技术研发方面投入不足；病虫草害防治技术研究进展缓慢，缺乏政府主导的全国病虫草害调查，难以准确掌握病虫草害发生的实际状况；重要病虫害防治的应用基础研究滞后，技术储备不足，导致生产防控被动；产后加工产品种类少、产业链条短、生产成本高、自动化水平低。
要尽快缩短我国玉米产业与世界先进水平的差距，当务之急是要以市场需求为导向、以提高产业总体效益和农民收入为目的、以提高质量和降低生产成本为核心、以优化品种结构和提高转化能力为重点，通过科学规划和合理布局，巩固并加强东北春玉米区和黄淮海夏玉米区的优势地位，推广专用品种，强化高产高效栽培技术，引导畜牧业和饲料工业布局调整，促进畜牧业发展，实现玉米区域化布局、规模化生产、产业化经营，加快形成具有国内外市场竞争力的玉米产业带。
就玉米产业技术发展来说，关键环节是加快公益性研发和产学研相结合的国家玉米育种体系建设。要继续推动适合我国国情的农业科研体制改革，鼓励和加快公共研究机构的育种力量、材料、技术向大型种子企业转移，建立按研发环节分工的育种团队，使企业成为育种创新的主体。要组织全国育种力量联合攻关，加大玉米种质改良和创新力度，尽快培育优质高产抗逆和低风险型新品种。要充分利用国家转基因专项、行业科技项目、“863”计划等支持，重点开展玉米育种的理论和方法研究，加快育种平台建设，逐渐实现规模化、程序化、信息化的设计育种程序，促进大中型种子企业的发展。
配套技术推广是提高玉米单产的重要环节。当前，要尽快推行深松改土技术，配合秸秆等有机物料还田，提高土壤肥力，改善土壤环境，降低玉米生产成本；要加快推广免耕直播技术，提高播种质量，并适当推迟玉米收获期，通过耕作改制达到增产目标；要加强以机械化为载体的玉米密植高产简化栽培技术研究，积极推广玉米收获机械作业，逐渐实现玉米生产的全程机械化作业；要推广密植增产技术，重点推广早熟耐密品种和密植增产技术，根据品种特性和自然生态条件，争取用10—15年时间，把全国玉米的平均种植密度增加1000株/亩；要加强玉米深加工关键技术研究，延长玉米淀粉及副产品精深加工链，推进玉米产业化进程。
重振我国大豆产业
中国农科院油料作物研究所研究员 周新安
国家大豆产业技术体系首席科学家 韩天富
1996年，我国由大豆出口国变为净进口国，此后进口量一路攀升。造成这一局面的原因十分复杂，概括起来主要是种植规模与增产技术的瓶颈制约。我国大豆生产多为分散的农户，生产规模过小，难以获得规模效益。大豆种植户平均规模只有1—2亩，即使土地资源较为丰富的黑龙江省和内蒙古东部地区，专业农户的规模也只有150亩左右。相比之下，美国1978年农户的平均种植规模为1701亩，近年上升为近3000亩；巴西农场的规模大都超过了15000亩。种植规模的扩大，使得美国及南美大豆生产国的种植成本大大降低，规模效益明显。研究表明，我国仅因大豆种植规模小、机械化和标准化程度低，就使生产总成本比美国高1/3。
在大豆生产技术方面，我国与先进国家存在着较大差距，主要表现在：品种产量潜力较低，抗倒伏、抗病虫和抗逆能力差，适应范围窄；耕作制度不合理，轮作倒茬不规范，土壤有机质长期入不敷出，肥力持续下降；栽培管理粗放，病虫草害严重；施肥制度不合理，重施氮肥、磷肥，而较少施用有机肥、钾肥和微肥，造成养分失调，生产成本不断增加，种植效益低下；基础研究薄弱，研究力量分散，技术储备不足，高新技术尚未实用化；技术服务体系不健全，服务不到位。正是由于技术进步缓慢，2002年以来我国大豆亩产始终在110公斤上下徘徊。
在耕地、水资源日趋紧张的情况下，要重振我国大豆产业，关键是要在稳定和适当扩大种植面积的基础上，依靠科技进步，主攻单产。
稳定和扩大大豆种植面积是关键环节。我国大豆年种植面积最高时达1.9亿亩。此后，由于人口增加，为保障基本口粮供给，大豆种植面积被压缩，最低时减至1亿亩左右。这两年，由于农业劳动力转移和市场需求的变化，部分地区农民种植大豆的积极性有所提高。当前，稳定和扩大大豆种植面积的重点措施是：在东北地区推行大豆、玉米轮作制度，在黄淮地区积极扩大大豆种植面积，在南方地区发展间、混、复、套等多种作物的多种种植制度。特别是黄淮地区，种植大豆的生态条件适宜，具有较大的生产潜力，应作为扩大大豆种植面积的主攻区域。
依靠科技进步是我国大豆产业发展的根本出路。目前，我国大豆平均单产与世界先进水平的差距悬殊。2007年，我国大豆平均亩产为96.9公斤，比世界大豆平均亩产低55.1公斤，与美国、巴西、阿根廷3个主产国相比差距更大。近年来，我国各地涌现出一批大面积高产典型。2004—2006年，国家大豆区域试验9个组的平均亩产达到178.6公斤，接近大豆主产国的单产水平，比全国大豆平均亩产高出34.3%，说明提高我国大豆单产的潜力很大。
目前，我国已具备大幅提高大豆单产的科技条件。主要表现在两个方面，其一是优良品种不断涌现，其二是栽培技术不断改进。从长远看，提高我国大豆单产水平，根本上仍要依靠农业科技创新。农业科技创新，一方面要精心选育高产、优质、专用大豆新品种，一方面要加快完善新品种及其栽培技术的推广体系建设，两者不可偏废。近期，我国应根据不同生态区的实际，重点抓好现有主导品种和综合配套技术的推广应用。同时，还要引进、筛选和推广适宜品种，建立适合北方春大豆区、黄淮海流域夏大豆区、南方多作大豆区等不同生态条件下的高产、优质、抗逆、节本的大豆栽培技术体系。
