高新技术主要包括五大领域：电子技术领域、新材料领域、生物工程领域、新生产系统领域以及巨大系统工程领域。其中，电子、新材料和生物技术是高科技的核心。目前，高新技术的发展已进入世界科技史上的第四次技术革命浪潮。在农业上、它掀起了本世纪第二次绿色革命。高新技术的发展必将对21世纪的经济发展产生深远的影响。

我国是一个农业大国。人口众多，目前已逾11亿。而人均可耕地面积和生物资源量却极低，农业生产技术还相当落后。当前：我国农业正面临着可耕地逐年减少、人口暴增及生态平衡被严重破坏的现实威胁。农业问题始终是政府和人民极为关注的大问题。为了使现有的有限的可耕地养活世界上人口最多的大国，必须加快农业生产力水平以及农产品的产量和质量的提高。而要实现这一目标，加快现代化科学抆术在农业生产上的推广和应用是根本出路。因此，高新技术在农业上的应用研究在国民生产和人民生活水平的提高中占有举足轻重的地位。

有鉴于此，中国科协学会在两年的精心筹备之后，于1991年8月在北京召开了“全国高技术新技术农业应用学术讨论会”，并将其中220篇论文汇编成册。正是在此基础上，作者分五个方面概括地介绍一下有关学科在农业应用上的新技术、新成果及主要研究方向。

—、生物技术在农业上的应用

生物技术是近10多年来迅速发展起来的高新技术，它具有十分明显的社会效益和经济效益。预计在90年代里，它将继信息技术之后成为新技术革命的第二个技术动力。生物技术在农业上的应用将在下一世纪出现的“绿色革命”中扮演重要的角色。

最近10年，农用生物技术的研究已取得重大进展。迄今已有一些技术在农业生产上得到应用并产生了显著的经济效益。如植物快繁技术的应用使草莓的生长期缩短了5倍。美国利用胚胎切割技术使每头良种母牛一年可繁殖50~150头小牛。利用杂交新技术使虾的繁殖率和生长速率得到大幅度提高。

杂种优势的发现和利用是20世纪农业生产上最伟大的成就之一，已成为提高农作物产量的行之有效的途径。目前，杂交水稻大幅度增产。种植区域由北纬23度推进到了北纬30度。我国的杂交水稻种植面积已达2. 5亿亩，10年间每亩单产增加了160公斤。

我国科学家近几年育成的抗C小种的C型不育系，使我国玉米抗小斑病育种达到了国际先进水平。高赖氨酸玉米的杂交种中单206号平均亩产达551公斤，全籽赖氨酸含量0.47%，高于普通玉米1倍以上。目前我国的杂交玉米种植面积已达7，000万亩。

70年代初期，我国利用茎尖脱毒培养技术解决马铃薯退化问题获得成功。1988年全国脱毒薯种植面积已达393万亩，平均增产50%。

园艺植物试管苗技术产生的试管苗具有繁殖速度快、占用空间小、可排除病毒、保持遗传稳定性等优点。全息胚定域选种法的推广和应用也取得了较显著的增产效果。

在植物原生质体培养方面，我国已培养成功的已有几十种，其中玉米、小麦、大麦、水稻、小米、野生大豆、棉花等原生质体再生植株的成功，在国际上领先或与国际上同步。

在植物抗病、抗逆性以及品种改良的基因工程方面，利用染色体工程法，我国已培育出带有黑麦抗条锈基因的M8003小龙新品系。利用外源基因导入新技术（包括农杆菌感染、微弹射击法、PEG法、微注射法、脂质体包埋法以及超声波导入法等等），在短短几年里，美国、英国已将烟草花叶病毒TMV衣壳蛋白基因导入烟草、蕃茄、土豆，使它们分别获得抗TMV的能力；将酵母的乙醇脱氢酶基因转入烟草植株，使烟草可阻止根癌土壤杆菌的侵染，从而具有抗根癌病的能力；日本由此获得了抗大麦黄矮病毒病的大麦新品系以及抗甜菜黄脉坏死病的新品种。我国也已获得抗花叶病的烟草植株，高产优质的抗枯萎病棉花新品种。另外，还筛选到抗烟草黑胫病、水稻白叶枯病、稻瘟病、小麦根腐病以及马铃薯青枯病的体细胞突变体和变异体，为这些作物的抗菌育种提供了新的抗源材料。除了已获得抗病毒的烟草、马铃薯、苜蓿以及抗根肿病的甘蓝、油菜和花椰菜以外，我国近期还将开始一些重要蔬菜、粮食作物的抗病毒研究工作。

水稻是我国最重要的粮食作物之一，但水稻因受到鳞翅目害虫（如三化螟、二化螟等）的严重威胁，每年造成大量减产。棉花也不同程度地受到棉铃虫、红铃虫的危害，常年减产达10~15%，严重时达30%。针对这一情况，我国近些年来一直在抓紧抗虫植物的研究。通过将苏云金杆菌中的毒蛋白基因导入植物的原生质体或细胞中，使它们再生的植株本身即具有抗虫的特性。目前已获得数种抗虫的转基因植株。其中首推抗螟虫的水稻、抗棉铃虫、红铃虫的棉花。抗虫植物的获得，在一定程度上减少了杀虫剂农药的使用，从而降低了农业生产成本，并可减少由于使用农药而造成的环境污染，因而意义很大。

在提高作物蛋白质含量方面，我国目前已克隆了大豆球蛋白基因、玉米10 kd醇溶蛋白基因以及赖氨酸种子蛋白基因等等，将它们导入重要经济作物中对于农作物的品种改良将起重要作用。

在生物固氮研究方面，我国应用生物技术诱导小麦等非豆科植物结瘤固氮的研究已有初步突破，并在中澳、中德合作研究中得到证实。这一领域的进一步突破与发展，将对农作物的生产带来革命性的变化。

在转基因动物方面，自1982年，Palmiter和Brinster等人将外源人注长激素基因导入小鼠生产出转基因“超级小鼠”，其体重或生长速度是正常小鼠的2倍。1985年，Hammer等人首次报道生产出转基因猪，以后又陆续出现了转基因牛、羊、兔、鸡和鱼。这些转基因动物或是在生长速率上，或是在肉的品质上都显示出明显优势。其它还有利用AKP作为遗传标记培育出的高产蛋鸡，利用穴位注射微量雄激素复合剂的方法诱发母鹿生茸，这些技术极大地推动了生物技术在畜牧业上的应用。

此外，生物技术还在蜂产品质量检测方面、鱼类育种方面以及蚕业生产方面都已得到应用。可以说，这些方面的任何一项成果的获得与推广都将对我国农业发生重大的影响。

二、电子技术在农业上的应用

计算机应用研究涉及的专业领域，几乎遍及农业所有学科，包括作物栽培育种、畜禽饲养与育种、土壤肥料、农业灌溉、植物保护、农用机械、农业区划、农业气象和农业科技情报等。比如，我国已开发计算机“猪场管理系统”，使自繁自养上市商品猪的规模大大提高，给猪场的生产技术管理工作带来了一系列革命性的变化，已体现出良好的效果。1981年，中国农业科学院引进了FELIXC-512系统，建立了全国第一个农业计算中心。此后在北京、上海等地的农业科研、院校和农业行政部门亦已先后成立了计算中心、电脑或计算机室，并很快取得了研究成果。通过计算机开发应用研究，已产生了有一定影响的农业应用软件，如遗传育种程序包、鸡猪饲料配方软件包等，并已部分获得推广。

电子信息技术在农业上的应用主要表现在建立作物种质资源及种质特性评价数据库，从而为育种或生物工程提供定向培育的有用基因信息，有目的为育种选择亲本，进行系谱追踪等等；建立农业情报文献数据库，开发信息资源，建立农业情报光盘服务网络，有计划、有步骤地把农业科技信息资源送到终端用户，使之迅速转化为生产力。此外还包括：收集市场情报与生产知识，迅速传播，供经营决策之用；农业作业自动化——精密控制农作物的生长环境；农业行政服务系统的适时、便捷地提供农业支援服务等等。

微机在农业上的应用研究也已开展，目前我国已有少数灌区建立了微机指导下的灌区管理系统，但实际运行尚不理想。粮食微机的应用对于节约粮食、提高效率、推动农业结构调整以及全面协调粮食系统的开发都起到重要作用。水稻施氮的电脑推荐技术研究也已起步。

遥感技术是农业调查的有力手段，在实际应用中，以作物估产、土壤土地利用与植物分类、制图以及土壤湿度测定等报道较多。此外，气象卫星以搜集气象数据为主，陆地卫星的遥感数据已广泛用于土地森林和水资源调查、农作物估产、农业区划自然灾害监视等。具体说来，在我国已开展了用雷达声呐探测鱼群，用遥感方法估测华北地区森林蓄积量的研究。并已建立松毛虫预测预报系统，实时、全天候准实时监测洪水险情与灾情的遥感信息系统。

电子技术向农业产业渗透，生物体也向电子产业渗透。微生物电磁、生物芯片等新工艺正在大放异彩，两类产业的相互渗透将给农业注入新的活力。

三、生物物理和生物化学技术在农业上的应用

生物物理、生物化学技术在农业上已进入各个不同领域的应用。用光转换薄膜制作的大棚，可使棚温、湿度、光线和空气等小气候条件得以改进，有利于生长、促进早熟、加速农作物光合作用，从而达到增产的效果。

微波技术在农业中的应用十分广泛。它在农副产品的干燥、杀虫、杀菌等方面显示了其他方法所无法比拟的优点。加拿大和美国已开始研究用射频和微波控制储藏谷物中的昆虫，其突出优点是能对粮食中的害虫选择性地杀灭/我国在70年代后期，对稻谷、小麦、绿豆中的米像，锯谷盗、咖啡豆像等害虫进行微波杀灭试验，发现适当的微波功率和辐射时间，既可杀灭全部害虫又不降低种子的发芽率。1988年我国研究成功米酒的微波保鲜技术。利用微波能加工鹿茸技术有可能改变我国养鹿史上传统的加工方法，影响深远。利用微波谐振腔法可测量谷物的颗粒湿度。1989年，“微波鸡粪处理工艺”在我国应运而生，它不仅解决了畜禽类粪便对环境的污染，而且开发了蛋白饲料新资源。

利用辐射改良作物使农业增产有了希望，它既是创造作物种质资源、选育优良品种的有效途径，也是核技术农业应用的重要组成部分。据不完全统计，截至1989年，已有49个国家在136种植物上育成1330个突变品种并在生产上应用。

近些年来，同位素示踪技术在农业上的应用研究不断发展，我国在1985~1988年间因这方面的科技成果在农业生产上的应用，直接和间接的经济效益达16.86亿元。在农业上累计推广面积8800万亩，增产粮食9.75亿公斤。

激光在遗传育种、防治害虫、除草等方面也都获初步成功。我国利用激光诱变技术已育成一个油菜新品种、一个番茄新品种。此外，利用激光辐照与常规育种结合已育成安激1号、2号两个综合性状优良的大豆新品种，“原丰6号”小麦新品种。

利用新型离子质谱计可对土壤和植物中的微量元素进行精确测定。农作物化控栽培工程技术的研究与应用自70年代中期以来获得了重大突破，由此合成了许多新型、高效的植物生长调节剂。应用乙烯利能促进晚熟棉铃早熟。应用多效唑培育连作晚稻育秧技术，有效地克服了秧苗徒长、移栽后倒伏败苗严重影响产量的问题，一般每亩可增产10%。此外，利用天然抗氧化剂——茶多酚使我国在茶叶的深加工和综合利用方面处于国际领先地位。保水剂、结构剂及抗旱剂在我国的旱地农业上也得到广泛应用，取得了明显进展及良好的经济效益。离子交换技术也已走进农产品化学加工过程，大大降低了农副产品的加工成本。

此外，生化新产品乳化剂、抗真菌剂、杀虫素等在植物病害防治上起到了极大的作用。我国利用庆丰霉素在防治水稻稻瘟病、小麦白粉病、仔猪白痢病、青草鱼细菌性烂鳃病上都已获得满意的结果。

近10年，世界上发达国家普遍推广了用凝胶电泳技术鉴定农作物品种和品质。

四、生态工程在农业上的应用

农业持续发展是80年代以来国际上讨论的热门话题之一。鉴于农业投入成本高，农业生态环境质量逐年下降。而发展中国家则由于土地重用轻养、水土流失加重以及耕地面积与质量逐年下降，使生态农业工程的应用研究得到极大的重视。

生态工程旨在把农业系统建立在资源高效利用和循环再生的基础之上，结束旧有的农业发展模式系统，使生态系统保持不衰的生产活力，从而达到因地制宜、用养结合、促进生产力的持续发展。

可以说，生态农业工程的研究尚处于初级阶段。目前基本上只能在理论上设计出具有明显效益的生产模式，如农与林多层次平面套作间种；山地丘陵区林果、粮、水产垂直分层，共同构成所谓“立体农业”；建立生物共生系统，如稻鱼共生系统，水产业食物链共生系统；边际效益，如沼泽地区的水旱作物间作生产模式；物质循环再生的多级生产系统，如农业与工业联合多功能生产系统。

发展生态农业，首先得从思想观念的变更开始，是带有根本性的一次革命。它是世界农业技术发展的趋势和希望，因此有人称之为第二次“绿色革命”，它不仅可充分挖掘物质能量生产潜力，而且在一定程度上可以改造已经失调的生态系统。

目前，国际上相当重视生态农业的研究，已完成或正在进行的计划包括人与生物圈计划（MAB）、国际地质相关计划（IGCP）、世界气候研究计划（WCRP）等等。我国近几年也已开展森林生态学研究；运用生态工程建设村级生态农业研究。生态工艺学研究也已开展，如食物链串联工艺，例如用蔬菜喂猪、猪粪喂鱼、鱼粪种菜等等；时 - 空生态位重叠工艺，例如农作物的间作、套作技术，鱼的立体养殖等等。

此外，生态工程在控制农作物生物灾害方面、防治环境污染方面都将起到重要作用。我国耕地面积少，劳动力过剩。11亿人要吃饭，必须重视农业发展。而生态农业工程的研究与开发应用是一宽广之道。

五、系统工程在农业上的应用

农业是一个典型的复杂巨系统，它的结构和运行过程鲜明地体现了系统性。影响农业的因素错综复杂，支配农业系统的既有经济规律，又有物理学、化学和生物学规律。现代系统科学利用贝塔朗菲的一般系统论、普里津的耗散结构理论、哈肯的协同论、汤姆的灾变论以及艾根的超循环论等研究成果，概括地总结了人类在农业生产中取得的新鲜经验，对农业系统的结构与功能、农业系统与环境的相互关系以及农业系统发展过程的规律性进行全面、深入、具体的分析，在更深的层次上探讨农业系统的本质，为农业生产提供长期、中期和近期的总体规划。

固前，我国已有近500个县用系统工程进行了农业规划，其中许多较早完成规划的县在坚持数年后取得了显著的经济效益、生态效益和社会效益。农用决策支持系统研究的推广应用必将有力地推动我国农业管理现代化的进程，提高我国农业的管理水平。

在农作物栽培技术系统设计方面，我国与先进国家相比差距较大。目前，国外已有了用于小麦和玉米的CERES模型。周于棉花的GOSSYM模型等。农用专家系统已在大豆病害诊断、玉米虫害防治、果树虫害预剷等方面逐步推广应用并获得初步成功。

自1978年以来，我国农业工作者重点开展了部分农用系统工程的研究。包括农业土地利用工程、农业环境工程、农村能源工程、农产品加工工程等等。将系统方法应用于解决农业生产技术问题方面，也已取再若干成就。如湖南省对杂交水稻栽培技术进行研究，通过仿真优化形成了几个规范化栽培方案。1983年推广之后，一年增产幅度达43%。

沼气系统工程使农村户用沼气池向着高效、小型、工业化生产方向发展；能源生态工程改变了城郊型农村的产业结构及生态环境，使其自养安定功能、转化效率功能及资源再生利用的功能得到大幅度提高。

此外，农用系统工程的研究极大地推动了我国农田灌溉、排水技术的发展，其中不少技术成就，不仅具有自己的特色，其水平和使用价值亦为世界所瞩目，使提水灌溉的节能节水问题得到基本解决。同时，在缺水区的水源利用与保护对策、节水灌溉控制中的需水信号的研究上也已取得一定进展。在南方某些地区相继建立了排灌两用地下排水系统，对防治涝渍、减轻旱情、节省能源起到了积极的作用。

结束语

综上所述，我们不难看出，高新技术的开发及其向现实生产力转化是当前促进农业产业结构变化和技术进步的最活跃因素。哪一个国家掌握了更多的高新技术，它就能进一步提高劳动生产率、加速其社会经济发展的进程。高新技术的研究与开发应用已成为促进我国农业发展的中心环节。

历史上，我们曾经有过原子弹、人造卫星等辉煌成就，超导、电子对撞机和重离子加速器、激光照排、乙肝疫苗等研制生产成功，充分证明中国也有能力发展自己的农用高新技术。而且事实也已证明了这一点。但是，我们也应清醒地看到，我国的农用高新技术的研究与开发利用与发达国家相比尚有不小的差距。我们只有迅速采取积极对策和有力的措施，切实做好发展规划的各项工作，迅速将高新技术成果转化为现实生产力，才能迎头赶上。近年我国具有深远历史意义的“高技术研究发展计划”（863计划）的全面实现必将在我国经济的大步腾飞中起推波助澜的作用。

我们坚信，“科技兴农”这条道路虽然前面仍有困难重重但却充满希望。

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——本文在写作过程中得到上海植物生理研究所郑幼霞研究员的大力帮助与指导，特此致谢。