现代农业技术讲座课件.ppt
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1、广东省农业科学院科技情报研究所,现代农业新技术,主要内容,背景介绍现代农业新技术食品安全与科技创新,背景介绍,为什么要发展现代农业,我国人均耕地面积不到世界平均水平的40%,且中低产田占总面积的2/3以上;接受过系统职业技术教育的农民不足5%;农业劳动生产率仅相当于国内第二产业劳动生产率的1/8和第三产业的1/4左右。然而,我国农业不仅要解决十几亿人口的吃饭问题,还要满足工业原料不断加大的需求。据估算,粮食需求每年增长80100亿斤,而资源约束将更加突出。与此同时,农业还承担着农民增收、确保食品质量安全的任务。面对诸多挑战,传统的农业增长方式显然难以应对。经过多年的发展积累,我国农业的内在基础
2、正逐渐强化。目前,农业科技进步贡献率已达到50%,农业生产条件和基础设施不断改善,物质装备支撑能力明显增强。在政策、投入、体制、机制以及发展基础等方面,我国已具备了加快发展现代农业的条件。,现代农业的特点,现代农业的核心是科学化,特征是商品化,方向是集约化,目标是产业化。与传统农业相比,它具有四大特点:一是突破了传统农业仅仅或主要从事初级农产品原料生产的局限性,实现了种养加、产供销、贸工农一体化生产,使得农工商的结合更加紧密;二是突破了传统农业远离城市或城乡界限明显的局限性,实现了城乡经济社会一元化发展、城市中有农业、农村中有工业的协调布局,科学合理地进行资源的优势互补,有利于城乡生产要素的合
3、理流动和组合;三是突破了传统农业部门分割、管理交叉、服务落后的局限性,实现了按照市场经济体制和农村生产力发展要求,建立一个全方位的、权责一致、上下贯通的管理和服务体系;四是突破了传统农业封闭低效、自给半自给的局限性,发挥资源优势和区位优势,实现了农产品优势区域布局、农产品贸易国内外流通。,发展现代农业的意义,加快现代农业建设步伐,有利于解放和发展农村生产力,提高农业综合生产能力和效益;有利于引进工业技术成果,提高农业发展质量;有利于合理利用资源,保护和改善生态环境。发展现代农业,转变农业增长方式,为新农村建设提供产业基础;通过完善社会化服务体系,改善农民生活质量,为新农村建设提供物质条件;通过
4、推广应用新知识、新技术,培养和造就新型农民,为新农村建设提供人才保障。发展现代农业,能提高农产品商品率和农业综合效益,能加快农村二、三产业发展,拓展农民就业空间,实现多环节增收。发展现代农业,能有效提高农产品的国际竞争力。国际农产品市场的竞争,实质上是包括价格、质量、安全、品牌和经营方式在内的整个农业产业体系的综合竞争。,19世纪30年代,细胞学说的提出使农业科学实验进入了细胞水平,突破传统农业单纯依赖人们经验与直观描述的阶段。40年代,植物矿质营养学说的创立,有力推动了化学肥料的广泛应用与化肥工业的蓬勃发展,标志着现代农业科学的一个新起点。50年代,生物进化论的问世,揭示了生物遗传变异、选择
5、的规律,奠定了生物遗传学与育种学的理论基础。20世纪初,杂交优势理论的应用,带来玉米杂交种的产生与大面积推广。动物人工授精的应用及精液冷冻保存技术的相继突破,则为畜牧业、渔业带来了巨大经济效益。随着现代科学技术的迅速发展及其在农业中的扩散与应用,大大拓宽了农业科学技术的领域,带来农业生产力的大幅度提高。特别是生物技术的进展,为人们定向育种开辟了广阔前景。信息技术的发展和应用,加快了现代农业发展的节奏,信息技术尤其对科学技术的传播、市场供求的对接等起到了重大的推动作用。,现代农业是伴随着科学技术的发展而发展的,并随着现代农业科学技术的创新与突破而产生新的飞跃。,现代农业新技术产业,主要有现代种子
6、及其加工产业、高效节水旱作农业、现代工厂化设施农业、生态农业和特色农业、现代林草业、现代畜牧养殖业、农产品加工产业、农业减灾防灾技术产业、农业信息技术产业等。目前,以种业为龙头,全国已开始逐步形成动植物种苗繁育、工厂化设施种养、肉牛奶牛胚胎工程、工程疫苗、分子诊断试剂、生物农药、节水灌溉、农业信息等现代农业高新技术产业的雏形。,一、种植业二、养殖业三、加工与保鲜四、农业智能化技术五、可持续发展农业技术,育种技术耕作栽培技术病虫害防治技术,育种技术生产与管理疫病防治,现 代 农 业新技术,植物组织培养及其工厂化育苗技术,植物细胞培养技术在快速繁殖、脱毒、单倍体育种、种质保存和创造变异达到预育种等
7、领域,将发挥重要作用;原生质体培养和细胞杂交技术应用,植物体细胞杂交技术是无性过程,不受有性杂交和不亲和性的局限,将扩大植物育种的亲本范围,在引入外源基因、改良细胞质基因、创造新类型等方面显示巨大的潜力;以杀虫基因和蛋白酶抑制剂基因研究为基础的作物转基因抗虫育种、以除草剂基因研究为基础的作物转基因抗除草剂分子育种和以抗病毒及细菌基因研究为基础的作物转基因抗病分子育种等都将获得突破,基因工程育种从单基因抗性转向多基因、多价和持久性抗性;以品质功能基因研究为基础的作物转基因品质改良育种将开辟基因工程种子产业的第二个里程碑,进入新的发展阶段;基因改良种业的生物性抗性将转向非生物性抗性,包括干旱、盐渍
8、、冷冻、高温、营养贫瘠、重金属胁迫、水灾和强力紫外线等。,21世纪中国现代种业发展的前沿和方向:,育种技术,一、种植业,航天育种技术 种子在太空中受高真空、微重力和宇宙射线的影响发生了变异,经过选育而成为新的品种。太空的三个因素中,主要是宇宙射线对种子的影响,而宇宙射线主要来自太阳这个巨大的等离子体。航天育种试验告诉人们,等离子体发出的物理能量可以改变种子内部机理,也可以使农作物增产。 广东省农科院蔬菜所已利用卫星搭载3批包括节瓜、冬瓜、苦瓜、黄瓜、茄子、菜心等华南特色蔬菜材料,通过变异谱研究和优异材料筛选,从中获得了一系列有价值的育种材料。,育种技术,一、种植业,电场种子处理技术 国外研究表
9、明,对作物生对作物生长起重要作用的酶是一种半导体,在外加磁场的作用下,酶的表面形成了一个势能,进而改变了酶的功能和活力,促进植物根系生长和吸收。农作物种子在播种前用磁场直接进行磁化处理,通过物理作用,激发了种子酶的活力,改善种子素质,幼苗素质,使根系发达、活力增强,增强抗病虫害能力,改善作物的新陈代谢功能,提高吸收水、肥的能力,使其稳健生长,以达到作物增产的目的。试验证明经过磁场处理后的小麦增产幅度达8.1%,玉米的增产幅度达 11.8%,蔬菜增产10%以上。,育种技术,一、种植业,等离子体种子处理技术 等离子体种子处理技术的发明是受到航天育种的启示而产生的。等离子体种子处理机在耀室中安装了等
10、离子体发生器,通电后等离子体发生器产生等离子体,激发种子内部各种物质的活性,同时产生的能量击开空气中的氧气产生臭氧,杀死种子表面的细菌。由于等离子体发出的能量较低,作用时间很短,种子没有发生变异,农作物没有性状变化。作物种子受等离子体和交变电感的作用,活力得到提高,离子交换能力增强,酶的转化加快,可溶性糖和可溶性蛋白增强,从而使作物从种子萌发到成熟结果整个生命周期具有综合优势,增加产量,改善品质。 等离子体种子处理技术要在农作物播种前512 天对种子进行处理,经过处理后的种子活力得到提升,它不仅能使活力降低的种子提高活力,就是原本活力并没有降低的种子也可以得到提高。经过处理的种子更加健壮,提高
11、种子的整体品质,种子个体之间的差异缩小,特别是幼苗的整齐度明显提高。,育种技术,一、种植业,多倍体育种技术 多倍体育种是应用物理的或化学的因素使外植体的染色体加倍成为多倍体,这为育种工作开创了新的育种途径。无籽西瓜即是该技术的应用成果。将加倍技术应用于花卉作物,特别是靠无性繁殖的花卉则更有价值。因为多倍体花卉往往具有粗壮、叶大、花大等特征,染色体加倍后,可能使花器官增大,或变得更加娇艳,增加花卉的观赏价值和商业价值。利用秋水仙素在试管内诱导多倍体目的性强,能达到定向改良花卉的目的,且多倍体的诱导、选择、快繁都可在离体条件下完成,短期内繁殖出大量的多倍体植株。这在百合、萱草、马蹄莲等花卉上均获成
12、功,并获得了较高的商业价值。,育种技术,一、种植业,离体培养技术离体培养法繁殖植物的明显特点是快速,每年可以数以百万倍的速度繁殖,因此非常适合一些繁殖系数低。不能用种子繁殖的名、优、特植物品种的繁殖。自1960年Movel成功培养出兰花组织培养苗后,很快应用于生产,形成了组织培养法繁殖兰花工业。目前可用组织培养繁殖的兰花就有200种以上。同时在主要经济作物如甘蔗、菠萝、香蕉、西瓜、葡萄、草莓等上已建立了工厂化的育苗基地,每年可提供大量优质种苗,有力地推动了生产。农作物中有很多带有病毒,严重影响作物的产量和品质,用农药等常规方法又无能为力,曾经给农业生产带来严重灾害。组织培养脱毒复壮使这一大难题
13、得到解决。例如病毒病常使马铃薯减产50%左右,苹果被病毒感染后一般要减产14%45%,而且品质恶化后不耐贮藏。中国在20世纪70年代初,采用茎尖脱毒培养技术在解决马铃薯退化问题上取得了成功。在山东、辽宁和陕西等地也已建立了苹果无毒苗种苗基地。此外,在葡萄、菠萝、菊花、草莓、甘蔗、无籽西瓜、月季、山水花、香石竹和香荚兰等植物上也有应用。今后重点应放在重要果树和出口花卉上,以取得更大的经济效益。,育种技术,一、种植业,水稻聚焦太阳能辐射诱变育种技术 聚焦太阳能辐射诱变育种是以汇聚加强的太阳光作为诱变手段的一种新的诱变育种方法,与其他育种方法相比较,植物诱变育种具有突变频率高和突变谱广。可有效改良品
14、种的某个单一性状。易于打破基因连锁促进重排。可缩短育种年限等诸多优点。诱变育种方法有各种射线育种、电磁场育种、激光育种、超声波育种、离子束诱变育种、化学诱变、空间育种等。增城市农科所张绍春等经过近30年的研究,摸索出了以太阳光作为诱变剂的聚焦太阳能辐射诱变育种技术,为诱变育种增添了一种简单易行的方法并已在水稻育种上取得了一定的成绩。 聚焦太阳能辐射诱变育种技术目前主要在高产稻育种和优质增城丝苗稻的育种上取得了较好的效果。从育种成效看,利用聚焦太阳能辐射育种方法处理高秆优质的农家种取得的效果最好,既能有效改善原亲本高秆、低产的缺点,又能保持其米质极优的优点,育成矮秆、高产、抗病的新品种。该育种方
15、法还能获得大量亲和性好的材料,改善了这些农家种杂交亲和性差的缺点,从而为杂交育种提供了优良的种质资源,如香丝苗、象牙占等就是利用这些种质材料作为亲本的。,育种技术,一、种植业,工厂化盘穴育苗技术工厂化育苗是以不同规格的专业穴盘作容器,用草炭、蛭石等轻质材料作基质,精量播种,通过人工控制使环境适应苗秧生长要求,培育出优质苗秧的现代化育苗技术。运用智能化、工程化、机械化的工厂化育苗技术,摆脱自然条件的束缚和地域性的限制,实现种苗的工厂化生产、商品化供应,是传统农业走向现代农业的一个标志。 工厂化盘穴育苗技术是现在相当成熟的育苗技术。利用无土有机生态型穴盘,在可控的环境条件实现工厂化育苗,可以保证秧
16、苗上市时间,也可以提高秧苗质量,保证生产的整齐性。,工厂化穴盘育苗生产技术流程,育种技术,一、种植业,脱毒与快繁技术 脱毒与快繁技术是利用植物细胞全能性,通过组织培养快速生产优质种苗的技术,是我国近年来发展较快的农业高新技术,应用该项技术可以在短时间内高速繁殖优良品种,繁殖速度是常规繁殖的50多倍。是采用微茎尖、腋芽、叶片等植物组织通过诱导、增殖和成苗等培养过程快速生产优质种苗。,组培快繁与脱毒种苗繁育生产技术流程,育种技术,一、种植业,优质柑桔无病毒苗木繁育技术选择优良单株通过指示植物进行鉴定,防止患有黄龙病等病害的植株被选用。对选取的株系进行病原检测,可应用症状诊断法、化学染色法、多聚酶链
17、式反应PCR等方法对黄龙病病原进行检测和定量分析。无毒株系作无毒母树隔离种植保存,隔离木虱等病虫害传播媒介,防止母树再次被感染。建立无病毒母本园。带毒株系通过茎尖嫁接脱毒或热处理进行脱毒获无毒母株。无毒母本园建立后定期复查,清除重复感染株,然后将无毒母树进入接穗母本园。通过嫁接或组培进行优质柑桔良种脱毒苗木繁育。完善无病毒良种繁育体系。,育种技术,一、种植业,无病毒苗木繁育技术工艺流程示意图,育种技术,一、种植业,自动恒温机械化育苗技术流程,耕作栽培技术,一、种植业,免耕技术免耕技术是指除播种或注入肥料外, 不再搅动土壤, 而用专用播种机在种床上进行播种, 保证种子、肥料的量和在土壤中的位置,
18、 灭草剂控制杂草不进行机械除草和中耕, 收获后作物残留物留在地表防治土壤侵蚀的一种耕作方式。免耕一般有带耕、直接播种和垄作三种类型。免耕具有减少劳动强度和时间、减少机械损耗降低燃料费用、减少土壤侵蚀、保持土壤水分、改善土壤耕性、改善土壤水渗透性能、增加土壤有机质含量、减少 排放和空气污染、耕地连续性使用、增加农民收入等特点。作物生产系统包括全部生产期间涉及的诸多方面, 如环境条件、能量、物质的投入和管理措施等。为达到最佳效果,系统里的每个组成部分都发挥自己的作用, 同时与其它组成分相互关联。如下图所示, 任何一个因素的处理都会影响免耕生产的综合结果。因此, 免耕是一门综合技术。,一、种植业,耕
19、作栽培技术,免耕技术的应用, 使得土壤微生物、土壤有机质、土壤水分达到相对平衡水平。与过去传统的耕作方法相比, 免耕可提高农作物单产; 劳动力成本下降, 农资成本也有所降低, 投资成本降低 。 采用免耕技术, 减少了对土壤的扰动次数, 秸秆的覆盖,土壤有机质含量的增多, 土壤结构的改善, 保水保土能力增加。据有关资料显示: 免耕方式可以减少地表径流量 , 减少土壤流失 左右。,一、种植业,耕作栽培技术,水稻免耕抛秧技术水稻免耕抛秧是国家农业部近年来大力推广的一项水稻栽培新技术。该项技术是指上茬作物收获后, 稻田经过一定的处理, 无需耕耙, 直接进行抛秧的一种栽培方法。,一、种植业,耕作栽培技术
20、,水稻地膜覆盖栽培技术地膜水稻生产技术是目前我国继地膜小麦生产技术大面积推广之后又一具有广阔发展前景的实用性较强的最新技术。它的优点是增温、节水、灭草、早熟高产,并能减轻田间劳动强度。1997年开始试验就立即受到农民的关注,并在高寒山区和冷烂田地区得到较快推广。,一、种植业,耕作栽培技术,水稻旱育稀植技术该技术是一项将旱育秧和合理稀植相结合的水稻优质高产高效技术, 已在全国各稻区广泛应用。该技术通过节省秧田和种子, 减少灌水和施肥, 减轻劳动强度, 提高单产而增加水稻综合经济效益。该技术较普通移栽稻增产50千克亩左右, 同时节省秧田和农膜各80%,节省种子30%-50%, 还可省工、省肥、省水
21、。水稻早育稀植技术是在肥沃、疏松、排水条件良好、土壤透水性强的旱地上培育壮秧通过宽行窄距合理稀植, 利用水稻自我调节功能, 提高水稻粉捏成穗率结合科学施肥、管水, 以控孽增粒达高产。旱育秧苗矮壮, 根系活力强, 抗寒性好栽后起发快, 分孽旺盛, 成穗率高, 穗大粒多, 结实好能早播、早栽、早熟, 一般可比常规栽培稻早播1015天, 提早成熟35天。适宜区域:水稻早育稀植技术适宜于全国采用, 尤其是低温育秧的东北稻区、干旱缺水的西北华北稻区以及南方丘陵稻区和西南山区的水稻生产。,一、种植业,耕作栽培技术,水稻机插(工厂化)育秧技术 实行水稻工厂化育秧,可以成倍地提高作业效率,是集约化培育壮秧的有
22、效途径。水稻工厂化育秧的主要程序包括播前准备,精量播种,大棚绿化管理三部分。,一、种植业,耕作栽培技术,马铃薯稻草覆盖免耕栽培技术 随着经济的发展和人民生活水平的提高,食品的安全、优质问题越米越受到社会的关注。蔬菜作为城乡居民一日二餐小可缺少的消费品,其质量安全状况己成为社会关注的热点。马铃薯是人们喜食的蔬菜品种之一,马铃薯免耕稻草全程覆盖栽培技术,是一项省工节本、增产增收、产品优质的栽培新技术。,一、种植业,耕作栽培技术,绿色蔬菜设施栽培技术,绿色蔬菜设施栽培技术流程,一、种植业,耕作栽培技术,蔬菜水培技术:在水面培育蔬菜,从种子到商品蔬菜整个生长过程都是在水面完成,具有产品品质好、卖相佳、
23、产量大、受气候影响小等优点,观赏性较强。该技术源于我国台湾,近年来引进大陆,产品多在高档酒店销售。,一、种植业,耕作栽培技术,日光温室蔬菜简易无土栽培技术 日光温室简易无土栽培技术,是指不用天然土壤而使用秸秆、菇渣、炉渣等物质作为栽培料, 用清水浇灌蔬菜,并使用固体有机肥料取代化学肥料的一项栽培技术。该项技术具有克服土壤连作障碍,减少农药用量,节省生产成本,作物生长快、产量高, 产品品质好、提前上市等优点, 应用该项技术可生产出优质、无公害蔬菜, 符合生态农业发展的要求。,一、种植业,耕作栽培技术,阴棚蔬菜生产技术 在大棚等设施的保护下,棚内采用基质培养液滴灌的方法来种植作物,由于作物所需的营
24、养和水分以及生长在棚室内的环境条件,可根据作物生长的需要而进行控制,因此可以作物的产量高、品质好,劳动强度大大降低;同时,由于有棚室的保护,因此可以少施或不施农药、使得产品达到无公害的要求。,一、种植业,耕作栽培技术,甘蔗电脑诊断施肥技术 长期以来,由于偏施氮肥,少施磷、钾肥,影响了甘蔗单产和糖分。将电脑诊断施肥技术应用于双高甘蔗种植中。设一个精确施肥技术服务点,蔗农自行采集土壤样品,然后得出电脑诊断施肥建议卡。电脑诊断施肥技术是电脑农业专家系统的重要内容之一,是一项最新的精确施肥技术,所应用的是复合起来的多个甘蔗专家知识的服务,推荐的肥料使用量标准化、精量化,做到不多不少,不浪费,也不影响作
25、物生长,可以从根本上克服蔗农以往在施肥时的盲目性、随意性。,一、种植业,耕作栽培技术,现代化灌溉加肥技术 现代化滴灌加肥技术是一项集灌溉加肥系统、叶片营养诊断、土壤养分监测、配方施肥等综合技术的应用,这种综合技术在荔枝上的研究在国内处于领先的地位。 技术特点:集灌溉加肥技术、叶片营养诊断、土壤养分监测、配方施肥等综合技术的应用,可大大提高果树灌溉水和施肥的效率,提高肥水管理的准确性,减低生产成本,提高经济效益,保证产品质量。 技术流程:,一、种植业,耕作栽培技术,平衡施肥技术 平衡施肥就是使作物平衡的吸收肥料, 要做到这一点必须进行测土配方施肥。 推广测土配方施肥技术,不但可以提高化肥利用率,
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