国科团队 冕峰 编译
中国农业科学院创建了国际科学家团队并搭建起全球间的交流合作平台，使农业发展更加高效、环保且更益于人类健康。中国生产的粮食比世界上任何其他国家都多，但消费也更多。中国农业科学院 (CAAS) 院长吴孔明表示：“中国必须分别用世界 9% 和 6% 的耕地和淡水养活全球近20%的人口。” 另一方面，他补充道，“气候变化、土地和水资源稀缺、生物多样性丧失以及全球粮食价格的波动，威胁着粮食的可持续生产。”为了应对这些挑战，中国农业科学院作为一个国家级综合型农业科学研究机构，致力于在国内外促进可持续农业发展，通过与国内外农业研究机构、大学和全球非政府组织的技术交流和合作研究活动来扩展其研究成果。中国农业科学院成立于1957年，总部设在北京，下辖34个附属研究机构，遍布全国。中国农业科学院还设有研究生院和出版社。CAAS 依靠创新来保证国家、区域和全球的粮食安全。“得益于生物技术、数字化、人工智能和纳米技术等新技术和新方法，才拥有更多的选择来确保提高农业生产力、提高水和土地利用效率、改善饮食结构、减少废物和温室气体排放。”吴院长说。截至目前，中国农科院的努力已初见成效。到2022年，农业科技对中国农业产量增长的贡献率达到62.4%。“这一令人印象深刻的数字意味着中国已成为农业领域技术先进的国家之一，但仍被少数更成功的国家所超越，”吴院长解释。吴院长和他的中国农科院同事在设法缩小这一差距，使中国成为科技农业的全球领导者之一。
创建科学共同体
CAAS依靠实验研究实现农业现代化并改善人类和环境的健康发展。解决如此广泛的领域取决于强大的科学实力。中国农业科学院拥有一个非常庞大的团队：11,000多名工作人员，其中包括近6,200名研究人员。2013年，在政府的支持下，中国农科院启动了农业科技创新工程（ASTIP）。吴院长表示，ASTIP 的主要职能之一是“通过中国和全球的重大研究推动农业和农村发展。”为了鼓励创新和包容性研究，中国农业科学院试行了新的管理机制，奖励卓越绩效，优先培养人才。截至2022年底，在校学生超过5,640人。此外，过去10年，来自50多个国家的700多名学生通过国际教育项目在GSCAAS接受了培训，而且这个数字还在不断增长。
科学工程强化品种开发
中国农业科学院的科学家使用一系列技术来开发新的植物和动物品种。在这里，创新技术之路始于基础研究。中国农业科学院的科学家可以设计出具有“重要育种价值的作物，例如赋予耐热、耐旱、高产和抗病性的基因”。中国水稻研究所所长、水稻品质遗传改良专家胡培松表示：“我们培育出了中嘉早33号等超早熟水稻品种和耐热水稻品种。” 超早熟稻成熟得更快，产量更多。胡说，耐热水稻品种“不会受到短期极端高温的影响，确保水稻产量和粮食安全，可以应对气候变化。”中国农业科学院的科学家还致力于研究提高动物生产的先进方法。例如，享誉世界、深受喜爱的中国美食——北京烤鸭，就是经过中国农业科学院动物科学研究所侯水生教授的研究改良而成的。传统的强制喂养北京烤鸭的做法有悖于动物福利。侯教授从养殖的角度成功改变了这种落后的饲养方式。他的研究打破了生长效率、抗病性和肉质之间的遗传对抗。侯和他的同事利用基因选择，开发出了“Z型”北京烤鸭，这一成就造福了全世界的食客。
使传统方法现代化
在中国农科院科学家看来，在强调我国1.2亿公顷耕地总量底线的同时，耕地保护不仅是一个数量问题，还需要从质量和生态角度考虑。中国农业科学院促进农田可持续利用和农业技术创新，提高农田生产力。为了加强和简化施肥，中国农业科学院农业资源与区域规划研究所周卫教授和他的同事开发了营养专家（NE）2方法，以此来提出营养建议。NE 2的设计旨在方便所有农民使用，无需土壤测试即可使用。此方法对小农特别有利，该方法侧重于简单的“4 R”原则：用他的话说，“以正确的比例、正确的时间和正确的地点使用正确的来源”进行施肥。
管理外来入侵物种
“外来入侵物种（IAS），特别是有害入侵物种，是全球面临的重大挑战，对中国农业可持续发展产生了严重影响，”吴院长说。“入侵性害虫的监测和预警是有效管理的关键要素。” 为此，中国农业科学院植物保护研究所建立了草地贪夜蛾等入侵害虫和迁飞性害虫监测系统，可以实现及早发现、准确量化、及时收集数据等功能。这种精确的监测和预警技术可以准确提供时间、地点等宝贵信息，并采取控制措施。“防治草地贪夜蛾等害虫的关键点是需要建立绿色、可持续的防治技术体系。”吴院长解释道。这项工作的深远影响超越了农田也关乎到中国的千家万户。中国的草地贪夜蛾综合治理也被联合国粮食及农业组织推广到亚洲和非洲国家，成为成功案例。
应对传染病
除了对动物遗传、育种、繁殖和营养等方面的研究外，中国农业科学院的科学家在动物传染病控制和保持人类公共卫生方面也发挥着重要的作用。2013年，新型H7N9流感病毒引发多场疫情，中国农科院哈尔滨兽医研究所动物疫病防控国家重点实验室主任、病毒学家陈化兰及其团队的工作受到了考验。她的团队发现，感染人类的H7N9病毒隐藏在活禽市场的鸡体内，他们还对这种高传染性病毒进行了特征分析，并揭示了其如此危险的原因。尽管努力防控H7N9，但该病毒在家禽中仍顽固存在，并于 2017 年突变为高致病性形式。随后，陈主任的团队开发出一种针对H7N9的解决方案：鸡疫苗。使用此疫苗后，鸡的感染率减少了93.3%，陈主任说:”对鸡进行成功疫苗接种，预防或消除了人类进一步感染H7N9病毒的浪潮。”
通过机械化降低劳动强度：机器人农民
吴院长说，十年来，我国粮食生产综合机械化率从2012年的57%提高到2021年的72%以上。农业机械化不仅降低了劳动强度，也保证了粮食稳产增产，同时降低了成本和增长了效益。中国农科院的科学家发明了多种专用农业机械，如丘陵设施机械、温室设施、农产品加工等。他们应用航天遥感、航空遥感、地面物联网等技术，研发出智慧农机，并升级农业装备，使其更适用于农业农村多元化场景。例如，果园生产智能控制系统可广泛应用于苹果、柑橘、梨等水果。系统利用集成技术，实现“一键式”现场数据诊断和分析。田间作业服务平台可控制智能田间巡检机器人、作业监控机器人、除草机器人、喷药机器人、果蔬采收机器人、水肥一体化灌溉管道等。中国农科院正在实施“智能机械行动”，旨在实现主要粮食作物生产装备智能化，推动主要经济作物机械化。
实现绿色低碳生产
吴院长指出，除了施肥方面的优势方法外，农科院科学家还不断探索低碳农业的有效途径，包括推广农村清洁能源、减少稻田和畜禽的甲烷和碳排放等。2023年，中国农科院发布首份《中国低碳农业农村发展报告》。同时，开发绿色农业生产技术和产品。科学家们发布了我国首个植物免疫蛋白生物农药“阿泰灵”以及多种低成本、易降解的缓释肥料。高效率低风险的农药与科学的施肥技术相结合，减少了20%的化学农药使用和10%的化肥用量。
抵达农村社区
许多 CAAS 项目都以农村地区为重点。“中国的小规模农户占主导地位，完全现代化的经营结构尚未建立，”吴院长说。“因此，加强农业技术指导和服务，并在关键地区和关键生产阶段提供更优质的种子、耕作方法和技术是确保粮食和其他重要农产品丰收的关键。”
中国农业科学院科学家在玉米地里侦察害虫；照片：中国农业科学院提供
为帮助农民学习新技术并接受培训，农科院成立了十多个专家组，分别针对小麦、水稻、玉米、大豆、油菜籽、蔬菜、棉花等作物，为全国农业生产提供有效支持。“仅到2022年，中国农业科学院的千余名专家就深入20多个省份的300多个县、100多个城市，提供现场技术指导和服务。”吴院长说。此外，农科院还在畜牧业、花生生产、人居环境改善等20个行业，开展了20多个节本高效高产示范试点项目。在主要产区建立基地167个，200余种先进技术推广到田间。
在中国及其他地区工作
覆盖如此多的土地和农作物需要团队合作。中国农科院牵头联合研究机构、涉农院校和相关企业，建立了90多个技术性、行业性、区域性的国家农业科技创新联盟。这些联盟将产业链上的利益相关者聚集在一起，共同寻求生产问题的解决方案，例如华北地下水透支和西南喀斯特地区水土流失等问题。CAAS项目的影响范围与其参与者一样广泛。例如，2019年，中国农业科学院启动了国际科技创新计划（CAASTIP）。通过与世界各地的科技机构合作，该项目已经实现了很多新的农业技术，例如在分子设计育种中使用精确的基因组编辑和全基因组选择技术。中国农业科学院还参与南南合作项目，在这些项目中，依靠南半球国家的共同努力，充分利用先进的科学技术。例如，中国农业科学院的科学家参与了中国-阿根廷沼气发展合作中心项目，该项目推动了两国沼气的可持续发展。中国农科院与比尔及梅琳达·盖茨基金会等58家机构合作启动绿色超级稻项目。“该项目使非洲和东南亚的小农户的稻米产量提高了 20%，”吴院长说。
未来几十年的发展
经过六十年的努力，中国农科院致力于为全球粮食安全、减缓气候变化和减贫等工作做出更大的贡献。中国农科院科学家将与伙伴们合作，重点开展种子、农田、农业机械、农业生物安全、生态低碳农业、农村发展六大研究领域。“展望未来，中国农科院将继续瞄准世界前沿、国家重大需求、现代农业、人民健康安全方面发展。”吴院长说。为了让这些进步落到实处，支持乡村振兴，中国农科院将派遣更多专家到全国各地开展相关工作。“我们计划与相关机构联合成立产业顾问组，并担任44个县技术援助项目的组长。”吴院长说。此外，中国农科院还与世界各国的科学家合作开发G2P项目（基因组到表型组——解读作物遗传资源），用吴院长的话来说，“这是一个国际大型科学项目。该项目有望促进全球植物遗传资源研究和平等获取，为全球粮食安全和营养做出新的贡献。”
本文源自science网站Agricultural innovations in China aid countries around the world，有删减。
