進入21世紀，受人口快速增長、自然災(zāi)害頻繁、資源環(huán)境退化及高度工業(yè)化、城市化等因素影響，全球糧食產(chǎn)量的增長幅度顯著低于糧食消費需求的增長速度，糧食貿(mào)易價格持續(xù)高位運行，使糧食安全再次成為國際社會高度關(guān)注的焦點問題。
我國人口眾多，人均耕地面積遠低于世界平均水平。如何在城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的發(fā)展中，讓有限的耕地帶來最大收獲？水資源短缺、氣候變化、極端天氣等因素仍然是制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的短板。如何擺脫“靠天吃飯”的無奈？毫無疑問，科技是最有力的武器。
中國作為擁有13億人口的農(nóng)業(yè)大國和發(fā)展中國家，糧食安全始終是經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定和國家自立的基礎(chǔ)。改革開放以來，我國糧食生產(chǎn)總量從3億噸先后跨越了4億噸和5億噸兩個臺階，不僅用占世界9%的耕地養(yǎng)活了占世界22%的人口，而且食物供給日益豐富，為保障國家糧食安全及世界糧食安全作出了巨大貢獻。按照《國家糧食安全中長期規(guī)劃綱要》，到2020年糧食消費需求將達到5725億公斤，按照保持國內(nèi)糧食自給率95%測算，國內(nèi)糧食生產(chǎn)能力應(yīng)達到約5450億公斤，要增產(chǎn)近1000億斤糧食，糧食單產(chǎn)要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上再提高10%左右。綜觀國內(nèi)外農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史進程和經(jīng)驗，日新月異和不斷創(chuàng)新的農(nóng)業(yè)科學技術(shù)，始終是糧食安全的希望和支撐。
糧食安全面臨諸多考驗
在新的歷史階段，我國糧食安全的內(nèi)涵及任務(wù)在不斷拓展，不僅要保障糧食數(shù)量增長，而且必須向優(yōu)質(zhì)、安全、營養(yǎng)方向發(fā)展；不僅要提高糧食生產(chǎn)能力，而且要有效緩解資源緊缺和生態(tài)環(huán)境惡化趨勢；不僅要提高糧食生產(chǎn)水平，而且要保障農(nóng)民收入持續(xù)提高。在這種背景下，保障糧食安全的難度也在不斷加大，耕地減少、水資源短缺始終是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展無法回避的硬約束，而資源浪費及利用效率不高與資源緊缺并存使矛盾不斷加劇，未來城市化、工業(yè)化進程仍將持續(xù)，保證18億畝耕地面積及16億畝糧食播種面積的“安全底線”面臨重大考驗。
其次，傳統(tǒng)糧食增產(chǎn)方式是以高投入、高產(chǎn)出為支撐的，不僅導致農(nóng)作物生產(chǎn)成本高及效益低，而且造成生態(tài)系統(tǒng)污染，直接影響到環(huán)境質(zhì)量和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，構(gòu)建高產(chǎn)、低耗糧食增產(chǎn)新模式任重道遠。
第三，氣候變化導致農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害呈進一步加重的趨勢，使糧食生產(chǎn)的波動性和不穩(wěn)定性增加，近20年我國糧食受災(zāi)面積均占到糧食播種面積的30%以上，每年因災(zāi)損失的糧食在1000億斤左右。
面對如此嚴峻挑戰(zhàn)和艱巨任務(wù)，必須依靠農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和技術(shù)進步，來支撐我國糧食生產(chǎn)從低效益、高資源依存型向多高效益、高科技依存型轉(zhuǎn)變，以不斷滿足國內(nèi)日益增長的糧食需求，確保實現(xiàn)國家糧食長久安全。
生物技術(shù)構(gòu)筑安全體系
隨著生命科學、物質(zhì)科學等基礎(chǔ)科學和生物技術(shù)、信息技術(shù)、材料技術(shù)等高技術(shù)不斷向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域滲透和融合，世界農(nóng)業(yè)科技不斷注入新的發(fā)展動力。基因組學、蛋白質(zhì)組學和生物信息學等生命科學前沿的快速發(fā)展，使農(nóng)業(yè)生物基因資源與遺傳改良研究日趨深入，正在形成以種質(zhì)資源為基礎(chǔ)、以基因為核心、以品種為載體的新型糧食安全研究開發(fā)體系。
以分子育種和雜種優(yōu)勢利用兩大核心技術(shù)為支撐的作物現(xiàn)代高效育種技術(shù)體系初步成型，分子設(shè)計育種技術(shù)不僅可以實現(xiàn)優(yōu)良農(nóng)作物新品種的定向培育，大幅度提高育種效率，而且可以調(diào)控作物品質(zhì)、產(chǎn)量與抗性等性狀的協(xié)調(diào)改良，為突破產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性的協(xié)調(diào)改良技術(shù)瓶頸，提供了有效途徑；利用雜種優(yōu)勢技術(shù)，聚合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病蟲、水肥高效利用等性狀新基因，培育超高產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)、能抵抗多種自然災(zāi)害和病蟲害的水稻、玉米、小麥等“超級作物”新品種也不斷取得新進展。
科學家們對于生物技術(shù)將會最終驅(qū)動作物產(chǎn)量水平不斷提升充滿了信心，被譽為“綠色革命之父”的諾貝爾和平獎獲得者布勞格(Borlaug)樂觀地認為，科學突破特別是基因工程能夠使作物產(chǎn)量水平已經(jīng)很高的地區(qū)在未來35年增產(chǎn)50%。
同時，新型節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)、生物肥料創(chuàng)制技術(shù)、農(nóng)業(yè)生物藥物技術(shù)與植物生長調(diào)節(jié)劑、生物災(zāi)害控制技術(shù)等為有效緩解資源環(huán)境問題，為保障農(nóng)業(yè)生態(tài)安全和產(chǎn)品質(zhì)量安全等提供技術(shù)支撐；農(nóng)業(yè)信息技術(shù)、工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)等正向智能、高效、多功能和大型化方向發(fā)展，在實現(xiàn)作業(yè)過程精確操作和節(jié)本增效的同時，能大幅度提高農(nóng)作物生產(chǎn)力水平。
科技貢獻率要再提高
從我國糧食生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢看，糧食作物良種優(yōu)勢和高產(chǎn)栽培技術(shù)的增產(chǎn)潛力還沒有充分發(fā)揮，科技進步在糧食增產(chǎn)中的貢獻份額只有50%，遠遠低于發(fā)達國家60-80%的水平，依靠科技進步提高糧食生產(chǎn)能力的潛力還很大。
首先，需要快速提升我國生物種業(yè)的實力和國際競爭力，著力解決育種技術(shù)效率低、品種遺傳基礎(chǔ)狹窄、優(yōu)質(zhì)專用化程度低、穩(wěn)定性較差等問題，以提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、增強抗性為重點，攻克分子育種與常規(guī)育種結(jié)合的技術(shù)瓶頸，在突破作物品種產(chǎn)量潛力、專用目標性狀改良、抗旱和水肥高效利用、創(chuàng)新抗病蟲等綜合性狀改良上取得重大進展，培育綜合多抗、抗性持久穩(wěn)定、產(chǎn)量潛力大的育種材料和農(nóng)作物新品種，在未來10年里糧食作物至少完成一次品種更新?lián)Q代。
其次，需要強化糧食作物高產(chǎn)高效栽培與農(nóng)作制度創(chuàng)新，良種良法配套，有效縮減“產(chǎn)量差”，目前我國主要糧食作物的大面積平均產(chǎn)量只有新品種區(qū)試產(chǎn)量的60-70%、區(qū)域高產(chǎn)水平的40-50%,通過技術(shù)優(yōu)化集成和推廣應(yīng)用，縮小實際產(chǎn)量與潛在產(chǎn)量之間的“產(chǎn)量差”是提升糧食總產(chǎn)更有效途徑；從耕作制度改革看，不僅在調(diào)整優(yōu)化種植模式和提高復種指數(shù)方面有潛力，而且在提高調(diào)整糧食作物區(qū)域布局和品種結(jié)構(gòu)方面提高耕地周年單產(chǎn)有很大潛力。
第三，需要提高應(yīng)對氣候變化和農(nóng)業(yè)災(zāi)害的能力與技術(shù)水平，按照“生物抗災(zāi)、結(jié)構(gòu)避災(zāi)、技術(shù)減災(zāi)、制度救災(zāi)”思路，在不斷提高作物品種抗逆能力基礎(chǔ)上，構(gòu)建防災(zāi)、抗災(zāi)、減災(zāi)型耕作制度模式與配套高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)體系；有效提高重大生物災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警技術(shù)水平，建立基于現(xiàn)代高新技術(shù)支撐的作物有害生物綜合防治技術(shù)體系。
第四，需要快速提高糧食作物生產(chǎn)的機械化、輕簡化、標準化、精準化水平，實現(xiàn)糧食生產(chǎn)管理的全程機械化專業(yè)化和標準化生產(chǎn)，通過精準田間作業(yè)有效提高肥、水、藥等投入資源的利用效率，實現(xiàn)化學投入品減量使用和控制環(huán)境污染，協(xié)調(diào)集約高產(chǎn)與資源高效和可持續(xù)發(fā)展的矛盾。 | 
