人化将进入高速发展时期。信息技术的应用将更为广泛。
精细农业、数字农业和虚拟农业的交叉渗透是农业信息学的发展趋势，今后相当长一段时期内，农田生态系统中作物生长发育规律、生物与自然环境、生物与作业系统之间相互作用的内在规律仍然会是研究热点，并在促进作物生产中有巨大的潜力。例如，基于作物生长模型和数字作物的栽培管理技术优化，名特优新农作物和农产品适生环境形成机理和最优调控模型，基于环境参数的农产品品质调控机理与模式，基于作物生长模型—机器作业系统的智能化、精细作业和模型优化，基于多信息融合的农作物营养诊断原理，防治是农业生产的重要任务，利用光谱学原理、机器视觉技术、现代信息处理技术的作物病虫害预测模型，等等。农产品（包括动物和植物产品）可追溯技术是保障食品安全的基础，研究农产品特征识别原理，农产品品质检测原理、流通中农产品特征和品质信息的记录与传输原理，建立基于智能化作业系统的农产品可追溯系统和质量保障体系也是农业信息学的优先领域。
5.我国粮食安全科技发展的主要问题
（1）我国粮食安全科技领域发展趋势
为了保障粮食安全，我国开展了大量的粮食高产研究，各地都开展了不计其数的高产攻关研究。建国以来，我国高产栽培研究经历了以下几个阶段：总结农民丰产经验和实用技术的阶段；研究栽
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培理论，探索高产规律及农业措施对作物生长发育的影响，提出新理论、新方法和新观点阶段；围绕高产光合机理、源库关系、籽粒建成以及综合栽培技术和集成栽培技术措施进行研究，对传统的群体结构观念和理论有所突破，并提出高产、优质、高效及绿色无公害栽培，形成较为完善的栽培技术体系的阶段。高产栽培的研究对象已经从单一作物的研究扩展到两作多作复合群体，乃至有关连作、轮作等有关栽培技术；研究目标已经从单纯的追求产量发展到着眼于高产、优质、高效、安全、生态；研究领域已经从单纯的研究农田的自然性、生物性、生产性，延伸到产前、产中、产后等整个产业系统。解放初期，科研工作者在总结农村经验的基础上，因地制宜的研究和推广栽培技术和多熟制，对农业增产起到了重要作用。早在50年代，南方稻区单季稻改双季稻，北方旱区发展间作套种，改两年三熟为一年两熟；浙江省总结水稻育秧、改制、发展双季稻的经验；江苏省总结单季稻“三黄三黑”的经验，都直接促进了农业的增产。60年代开始，通过在全国开展以密植为中心的作物丰产栽培研究，提出了植物群体的概念，把大田作物当成一个整体，建立起了具有中国特色的植物生理生态和栽培学理论，对指导农业生产起到了很大的促进作用。70年代后，随着研究的逐步深入，对作物生长发育和外界条件的关系、田间作物群体和个体的关系、营养生长和生殖生长的关系都有了进一步的了解，认识到提高作物产量必须掌握规律、采取相应得技术措施，实现区域化、标准化的管理，创造出了作物高产的奇迹，苏州地区三熟农田平均亩产达到
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了1121.5千克的国内最高产量记录。
改革开放以来，我国通过国家各种科技计划的支持以及科技政策改革等措施，逐渐建立形成了应用技术研究、高技术研究、基础研究、基地建设、队伍建设“五路并进”，技术创新、成果转化、集成示范“三轮并转”的粮食安全科技创新体系与布局。尤其是“十五”以来，我国紧紧围绕粮食科技创新，进一步加强了重大关键技术、不断突破了高新技术与基础研究、不断加快了成果转化推广、大大推进了区域农业技术集成示范、进一步强化了粮食丰产科技发展能力建设，对新品种选育、新型栽培与耕作制、资源高效利用、农业生态环境与防灾减灾、粮食储运与流通、产后加工、粮食生产机械装备等优先领域的重大关键技术研究进行了统筹部署，不断攻克了一批与粮食安全科技相关的技术难点。特别是启动实施了“粮食丰产科技工程”重点专项，以小麦、玉米、水稻为重点，在东北、华北、长江中下游三大平原的12个粮食主产省，创新组装出一批高产优质高效栽培技术体系。2007年我国投资246亿元启动了“转基因生物新品种培育”国家重大科技专项，并在国家“863”计划、“973”科技计划的项目中，重点支持了粮食作物分子育种、杂种优势利用、粮食生产的数字化技术以及作物高产栽培与资源高效利用等一批粮食生产高技术重大项目，为粮食安全的可持续发展提供了重要的理论与技术基础。
（2）我国目前发展有关技术中存在的问题及其优势与劣势分析
与发达国家相比，除了少数领域以外，我国粮食安全的科技水
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平无论是基础研究和应用研究还是在技术推广应用方面存在一定的差距。
①优质专用植物育种技术
我国具有得天独厚的植物种质资源优势，特别是一些具有特殊利用价值和高附加值的动植物基因资源（例如远缘杂交的可交配基因、糯质基因等），在世界上是独一无二的。在常规育种技术和目标品种育种方面我们和发达国家的差距是有限的，大部分领域基本站在同一起跑线上。在杂种优势的利用及杂交水稻、油菜的选育技术上，在两系法杂交、常规梗籼亚种间杂交、转基因杂交选育等技术领域均有一批国际领先的研究成果和技术储备；在高产优质、专用小麦和玉米的选育上，我国与国际先进水平的差距在10年以上，但在某些技术方面如抗黄矮病、白粉病、锈病品种选育，以及高蛋白、高油玉米、甜玉米等方面，已经具备追赶先进水平的能力；在小麦与茅草的体细胞融合技术及新品种选育方面也取得了突破性进展。
创新性的育种技术和技术体系较少，对植物品质、抗病等相关性状的研究基础、选育技术和预测方法等滞后于育种实践；育种目标与市场需求脱节，育成的品种难以满足市场的需求。过去的品种改良以增加总量为主要目标，注重高产品种的培育，食用优质化和工业专用化程度低，生产目标单一。稻米食用品质、小麦专用品质、棉花纤维类型、优质油脂和优质特色风味畜禽类型均难以满足市场的需求；植物杂种优势利用中，缺乏优异的亲本育种材料，种质资
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源狭窄，杂种优势形成的理论和预测杂种优势的方法滞后于育种；此外，我国用于支持植物育种研究的资金总额，年均尚不及美国孟山都公司1个企业年投资的1/40、美国政府的1/240！有限资金的分散使用和重复建设问题严重。我国目前缺乏在真正意义上的具有国际竞争力的涉农企业集团或上市公司。
②现代农业节水技术
我国在节水灌溉技术、节水灌溉制度、农艺节水技术、雨水集蓄高效利用技术、节水灌溉设备等方面开展了系统的研究工作，提出了一批农业节水成套技术，开发研制出几十种与节水灌溉相关的设备和产品，其中多项获国家专利并形成规模生产能力。但目前我国农田水的利用效率不到1公斤/立方米，以色列为2.32公斤/立方米和计划本世纪末达4.31公斤/立方米。我国农业水利用效率低的原因主要是技术、设施和管理的落后。如渠道输水损失一般为40-60%，管道输水可降到10%以下；微灌的水分利用效率可较常规地面灌溉提高一倍；地膜覆盖可提高水分利用效率50%，其他节水技术均能取得较好的节水效果。节水农业的突出问题表现在：节灌设备与工艺落后，产品功能单一，配套性差；节水理论研究薄弱、农艺节水技术缺乏技术标准、产品及配套设施；节水生化制剂和新型覆盖材料核心技术薄弱；节水农业技术有机集成度低，难以发挥整体节水效益等几个方面。
③植物保护技术
我国的农作物病虫害综合防治技术已达到世界先进水平。如通
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