农业科学是研究农业生产中植物、 动物、微生物的形态、性状、生长、 发育、遗传、 繁衍过程和规律, 探讨生物体与环境间、 生物体间各种关系, 通过调控手段和管理方式的变化, 不断取得高额、 优质、 低耗产品, 为民众提供主要衣食来源的多层次、 多门类的综合性应用科学。 在近现代工业体系建立以前,农业曾是社会生产的主体门类。 农业的演进受气候、 土壤、 动植物资源、 政治、 经济、 科学技术等多方面的制约,其涵盖的范围和主要内容呈现明显的时代属性和地域特征。农业科学的发展显示出历史的继承性和表现的地区性。20世纪30年代农学家钱天鹤曾称: “农业系有地域性的科学,与其他科学, 如物理、化学等之有世界共性者不同;我国地大物博,随时随地有亟待解决之农业问题存在,无异铺金满地,待人拾取; 如肯努力精进,其前途自无限量。”数语指明了: 农学应用学科与数理化基础学科的歧异, 农学发展与农业生产问题阐释、 解决的互动关系。 由于在人类发展过程中, 农业的历史有万年左右, 农业概念是在很长的时期里逐渐形成并不断变化的。 农业科学的构建和演进吸纳了多种学科的成果, 以至20世纪70年代美国农史学者G·G·坎农 (Cannon,G.G.) 在所著 《近代农业名人传》 中写出:“严格说来,没有一个科学的分支可以称做是农业科学。科学经过若干世纪的发展, 它在各个方面的成果逐渐运用到土壤、 植物和动物育种的遗传机理, 以及机械、 营养和生理等方面。 正是由于这些科学成果的运用, 农业才得以发展到今天这样的状况。”几句话勾画出了农业科学的综合性应用学科的特点。在这种认识的基础上,我们进行回溯、总括,认为20世纪中国的农业科学是发展变化极其巨大、 深刻的百年。其变化发展可分为4个阶段:①19世纪末、 20世纪初, 凭借经验积累, 手口相传, 操用人力、 畜力工具, 以自给自足为目标, 中国传统农学与源自西方采用实验科学方法、 利用工业能源和产品, 以商品生产为目标的实验农学出现了交汇过程;②20世纪20年代至50年代, 中国近现代农业科学初建体系。 废除科举八股取士的教育与人才选拔制度, 设置初、 中、 高级普通、 实业各类农业学校,派遣出国留学生,农业教育的基础作用得到发挥。③20世纪50年代至70年代后期,中国现代农业科学教育在波折中不断完善体系建设。 ④20世纪80年代以后, 中国农、 林、 渔、 牧类各学科迈上迅速发展、 分化、 全面充实、 提高的阶段。
  百年来中国近现代农业科学肇始、 发展、 成长的过程中, 人们遇到无以计数的困难和曲折。中国数代农业科教人员披荆斩棘,含辛茹苦,甚至在战火迷漫、颠沛流离中, 仍坚韧不拔地进行教学、 调查和试验研究。 他们为民众谋福祉而奉献青春, 贡献终身, 凝炼了可贵的探索、 奋进精神。

一、 中国传统农业科学和西方实验农业科学的交汇


  (一) 农产商品化趋势与经济作物种植的拓展
  中国古代有较为发达的农业和丰富的农业科学技术创造。 公元前3世纪 《吕氏春秋》“上农”、 “任地”、 “辨土”、 “审时”等篇农学论文问世, 标志农业科学技术与理论已带有精耕细作的发展特点。公元6世纪贾思勰撰《齐民要术》一书,对当时中国北方旱地农耕技术经验, 作了系统的总结和概括, 建立起影响深远的旱地精耕细作科学技术体系。 公元12世纪的 《陈旉农书》, 归纳了水田耕耙耖系列作业的经验, 在中国南方水田精耕细作科学技术体系形成方面起着重大的作用。从明中叶到清中叶, 中国传统的农业科学技术曾达到较高的发展水平。 原产美洲的甘薯、 玉米等作物, 16、 17世纪引进后, 能够纳入中国的耕种体系, 在广阔的区域传播, 逐步变成中国民众主要粮食作物中的重要种类, 引起作物结构发生变化。 主要粮食作物由稻、 麦、 粟、 黍等 “五谷” 型逐渐变成为稻、 麦、 玉米、 甘薯等 “杂粮” 型。 在世界范围近代农学肇发的18世纪, 清康熙五十一年 (1712年) 制订了盛世 “滋生人丁, 永不加赋” 的政策。 康熙皇帝玄烨撰 《几暇格物编》中记有生育期短、早熟、质优 “御稻米”和味甘美 “白粟”的选育。 1715年,早熟的 “御稻” 品种传到江苏苏州, 接着向浙江、 江西、 安徽等地广布, 目的之一是希图缓解江浙一带棉花和其他经济作物拓展, 每年 “口粮不得不仰赖上江客米运济,粮价常贵”的局面。 1724年,清雍正皇帝推行 “摊丁入地”的赋役制度,也从一定程度上调动了农民的生产积极性, 经济作物种植继续发展。 王先谦 《东华录》载雍正五年 (1727年), 广西巡抚韩良辅奏已称: “广东地广人稠, 专仰给广西之米, 在广东本处之人, 唯知贪财重利, 将地土多种龙眼、 甘蔗、 烟叶、 青靛之属, 以至民富而米少。”为解决口粮问题,乾隆 (1736年至1795年在位)时,高晋 《奏请海疆禾棉兼种疏》中提出田土在一顷以上者,“只许种棉一半,其余一半,改种稻田”,欲以政权的力量维持江浙沿海种粮自食、阻抑种棉图利趋势的发展。 不过, 在交通方便, 人口密集, 气候相宜的富庶地区, 人们趋利种植经济作物, 已无法阻挡。清代后期烟草种植发展迅速,19世纪初,包世臣《齐民四术》指明“各处膏腴皆种烟叶,占生谷之田”。认为当时的弊害是:“一曰烟耗谷于暗,二曰酒耗谷于明,三曰鸦片耗银于外夷。”19世纪中期,粮食供求已较紧张,一些地方出现民众纷纷开辟林地以为农田的情形。 梅伯言《书棚民事》一文, 就董邦达任安徽巡抚期间开放山林, 让棚民开垦耕种事曾作调查访问与分析。 文中提到主张开山林的人认为, “开种旱谷, 以佐稻粱,人无闲民,地无遗利, 于策至便,不可禁止”。当地世居农民则认为,“今以斤斧童其山,而以锄犁疏其土,一雨未毕,砂石随下”,“是为开不毛之地,而病有谷之田”。而汪士铎在《乙丙日记》中则径直把 “山顶已殖黍稷, 江中已有洲田” 的情形与 “人多之害”联系起来。 尽管许多地区农业生产结构上出现这些变化, 但鸦片战争以前, 社会总体上仍沿着男耕女织、 自给自足固有的轨道继续推进, 粮食作物和经济作物的产量仍维持着较高水平。
  (二) 近代中国农业科学发展呈现迟滞
  对中国传统农学许多获至成就的人物中, 明末农学家徐光启特别引人重视。他撰写了技术体系完善的 《农政全书》, 曾努力吸收同时期国外农业科学技术成果。 在《农政全书》 中, 收进了欧洲取水、 蓄水、 用水技术和器械,以及徐光启笔记的《泰西水法》,其卷首题为泰西熊三拔(Sabbathino de Ursis)撰。《徐光启集》“书牍二”还载有徐光启采用西洋方法栽插、修剪葡萄,取得良好效果的内容。他在 《几何原本杂议》 中, 提到教授形式逻辑思维的 《几何原本》, “能令学理者祛其浮气,练其精心;学事者资其定法,发其巧思”。认为它是举世无一人不当学的好书。并说此书可以有教人植桑饲蚕的启迪作用。从农业科学技术若干要素的构成来看, 明末迄清中叶, 中国在不少方面已接近实验科学的门坎。 明末宋应星《天工开物》(1637年初刊) 在水稻秧田、 本田间、 水稻生长期间用水、 撒豆作肥效用方面, 已找出一些相关的数量关系。 同书还载述不同产地的黄茧种蚕蛾与白茧种蚕蛾交配后代产生变异,将早雄配晚雌,幻出嘉种这种杂种优势利用的情形。清王筠《说文释例》 中, 已对豆类根瘤形态作具体观察描述, 并指明其大小与年景丰凶有关。 清杨屾《知本提纲》 (1747年撰成) 中发展了中国历史上流传颇久的金木水火土的五行说, 提出天地水火四精与气, “四精合一气, 五行流动而不息”的生命物质运动观。张履祥撰写《补农书》(1658年撰成),提出以10亩田分别栽桑、种豆、植竹、艺果,实行塘肥羊粪培壅植物、谷物残渣养鱼、老桑叶、作物秸秆糠秕饲羊、 桑叶育蚕多种经营安排和 “凿池之土, 可以培基” 的土地利用策略。 这些是农业方面的精辟的见解与优异的技术。 可惜, 它没有能够实现向实验科学领域的突破。
  相近时期的欧洲, 1665年, 英国博物学家R·胡克 (Hooke, R.)用显微镜观察多种动物、植物, 写出《显微图谱》,发现了“细胞”。 1694年,德国R·J·卡默拉留斯 (Camerarius, R. J.) 以实验论证植物有性繁殖, 揭示了去除雄蕊则不能结实的现象。 1719年,英国T·费尔柴尔德 (Fairchild, T.)开展植物杂交,首次获得人工杂交种。 1773年, 荷兰学者J·英根-豪茨 (Ingen-Housz, J.) 用实验证实植物更新空气的能力是植物绿色部分在阳光下共同作用的结果。生物学科在迅速发展。 1804年, 德国A ·泰伊尔 (Thaer, A.) 在符里茨恩的墨哥林创办农学院, 进行农业实践和科学论证相结合的教学。 到1840年, 德国J·李比希(Liebig, J.)撰出 《化学在农业和生理学上的应用》,提出植物营养元素归还说和矿质营养理论,建立了农业化学学科。相比之下,中国的传统农学则呈迟滞状态。包世臣早年在家种过菜园,对农业生产技术有较系统的研究, 1801年所写 《齐民四术》(1844年刊行)的农业科学技术内容,划为辨谷、任土、养种、作物、蚕桑、树植、 畜牧7个部分, 停留在经验和古籍的引述范围。 清李彦章 《江南催耕课稻编》(1834年刊行)一书中劝人种早稻, 阐述种早、 晚两熟稻之法,力陈 “昔无今有之物, 无不随时可种, 随时可移” 的道理, 但在近代农学发展上也没有能够给予新的添加。
  (三) 中西农业科学的交汇
  1840年鸦片战争中国失败后, 以英国为代表的列强接连进犯中国,清廷被迫签订多项丧权辱国的条约, 割地赔款, 开放通商口岸, 实行领事裁判权。 中国的农业生产, 19世纪50年代以后, 已直接受世界农产市场价格的拉动。 19世纪60年代, 国外棉纺织业较快发展,棉花价格上提,棉花种植受其刺激。《申报》光绪二年 (1876年)七月二十八日载上海、南汇以及浦东西,“均栽种棉花,禾稻仅十中之二”。《申报》光绪六年 (1880年)六月二十一日称 “江西、 浙江、 湖北等处,向只专事蚕桑者,今皆兼植棉花”。 19世纪50年代前后, 中国丝茶两项占出口总值高可达90%。而到1893年,则下降为45.82%。且当时中国的进出口贸易90%都操纵在外国洋行手里。 在极其不利的情况下, 中西农产品和农业科学技术开始了广泛的对比和竞争。 中国茶的出口与外贸收益一落千丈。 印度、 锡兰 (今斯里兰卡)、 日本大量发展植茶,创制揉茶机、烘茶机,采用成套机器,进行加工制作,印锡红茶在英国迅速占领市场, 日本绿茶在美国很快打开销路。 中国丝产品也遇到手工作坊生产与工厂机器加工制作产品质量相差悬殊的困惑。 陈炽在 《续富国策》“种桑育蚕说” 中曾提到: “中国出口之丝, 每包百斤, 仅值三百余金。 上海西人所设缫丝各厂, 购中国蚕茧, 以机器缫之, 每包值七百余金。 高下悬殊, 理不可解。 后知中国手缫之丝不匀不净, 不合西人织机之用, 伊购归里昂各埠, 必以机器再缫,则以三百金购之华人者,仍以七百余金售之西人,此四百余金者,约为再缫工本, 而彼之获利无穷矣。”
  在农产品出口不振、 农产品质量对比失衡的严峻形势下, 中国实业界、 知识界日益感到引进、发展农业科学技术、推行新式农业教育的迫切。冯桂芬于1860~1861年间撰成《校邠庐抗议》,其“筹国用议”中主张大力发展丝茶的生产和出口, 提倡使用西方的火轮机来加速垦覆土地。 “采西学议” 中, 对农具、 织具等,认为多用轮机可达 “用力少而成功多” 的功效。 出国留学生和涉外官员对本国农业的兴衰甚为关注。 容闳在其所撰 《西学东渐记》中, 叙及清同治二年 (1863年)他在安庆晋见曾国藩时,曾提出建设机械厂,其目的之一是生产农机具。1876年被派赴美费城参加万国博览会的官员李圭, 对博览会“机械院”、 “耕作院” 中外展品做了比较,认为西人“不仅器具便巧,尤讲究种植之法”。清廷派出的首任驻英、 法使臣郭嵩焘1876至1879年在英、 法期间, 颇为留心农业, 对当时英国农田犁地、 吸水、 刈麦、 刈草、 出麦、 锯木等各式机器甚感兴趣。 他见到英国种子公司已将“其蔬菜及花草诸种子贩运各国”。郭嵩焘还曾到法国格立雍农业学馆(今巴黎格里农国立农学院)访问,参观其农田机器图式院、谷种院, 了解课程设置和各种仪器设施, 注意到有一馆 “专讨论牛马诸兽骼骨及筋络血管及辨马齿年岁”。 参观格致院, “始知西洋园户种花变易颜色, 一出于格致之功, 即所谓化学也”。 当时郭嵩焘对外国农学的进展表现出惊异和兴趣。
  1900年前后, 中外农业科学技术对比已高低互见。 经由官、 商、学、宗教各界多种途径不断把新式农机具、棉麦蔬果林木等植物良种、优种畜禽、化学肥料、作物虫害病害防治药械、 牛乳卫生检验、 兽医防疫等农业技术产品和手段引入中国。
  在引进西方农、 畜优良品种、 器械、 化肥、 药剂及各种技术手段的同时, 先知先觉者兴办农业教育、 开展农业试验研究、 倡导新农学等具有重要意义。 孙中山从1890年写 《致郑藻如书》, 1891年前后写 《农功》、 1894年写 《上李鸿章书》、 到1895年写 《创立农会征求同志书》, 竭力倡导兴办农会、 创立农业学校、设置农事试验场、 组建农政机构。 他在兴农学中提到几个研究门类的作用。 如考土性土质, “倘若明其理法, 则能反硗土为沃壤, 化瘠土为良田, 此农家之地学、化学也”。 动植物生长、 发育方面, “别种类之生机, 分结实之厚薄,察草木之性质, 明六畜之生理, 则繁衍可期而人事得操其权, 此农家之植物学、 动物学也”。在生长促抑、调控上,“日光能助物之生长,电力能促物之成熟,此农家之格物学也”。为减免农牧业的损失,“蠹蚀宜防,疫疠宜避,此又农家之医学也”。孙中山认为,讲究农学,“则能使同等之田产数倍之物,是无异将一亩之田变为数亩之田,即无异将一国之地广为数国之大也。 如此, 则民虽增数倍, 可无饥馑之忧矣。 此农政学堂所宜亟设也”。 张謇在1894年中日甲午海战失利、 朝野议论纷纷中, 主张讲求农学,在光绪二十三年(1897年)《请兴农会奏》中称“考之泰西各国,近百年来,讲求农学,务臻便利,亦日新月异而岁不同”。提倡“行西国农学所得之新法”。 认为推行农业实验, 即便对外来技术也要核夺。 他在文中讲 “不征实事,不特西人新法之与中土宜否,无从真知,即中国旧法之与今日宜否,亦无从真知。而且天度、 温带、 寒带、 热带之不同, 土地为埴为垆为壤之各异, 非先以化学方法, 分辨土宜物性,一一著明, 无从消息”。 张謇对发展农学、推行农业科学实验持积极态度。 康有为在1895年 《请开农学堂地质局折》 中主张兴农学、 译农书,“令开农报, 以广见闻,令开农会, 以事比较”。梁启超1897年曾为罗振玉等在上海创办的 《农学报》写序,历数当时中国 “学者不农,农者不学”的严重情况。提出农学研究的十大门目: ①农理、 ②动植物学、 ③树艺 (麦、 果、 桑、 茶等皆归此类)、 ④畜牧 (牛、 羊、 猪、 驼、 蚕、 蜂等物皆归此类)、 ⑤林材、 ⑥渔务、 ⑦制造 (如酒、 糖、 酪等)、 ⑧化料、 ⑨农器、 ⑩博议 (国内人们有关农务的文章等), 为19、 20世纪之交中国农学的发展勾勒出大致的轮廓。
  从19世纪中叶起,中国学术界已在翻译西方生物学及农学著作, 1877年《格致汇编》记载 《农事略论》文中曾叙及德国化学家J ·李比希,称 “论农事之化学新得有益之法, 大半靠化学家里必格 (即J ·李比希) 所考出者”。 但尚无将中国传统农学与西方实验农学结合起来并加以分析的情形。 罗振玉1897年开始主编《农学报》, 在主编 《农学报》时, 曾抽选其中的重要作品, 并组织力量收集国内和翻译国外农学书籍汇编出 《农学丛书》。 《农学丛书》汇集了中国古代农学一些要籍, 添加了民间农业生产经验调查的内容, 再通过译述欧美、 日本农书, 较全面地引进实验农学的丰富材料, 给出了不少按语与评说。 《农学报》、 《农学丛书》在1900年前后中西农学交汇过程中占有重要的历史地位。
  1979年,沈宗瀚在《中国近代农业学术发展概述》文中称:“我国农业科学实发轫于清末学校教育。”“中国采用外国科学新法谋改良农业者, 初由学校教育入手。” 1890年前后, 中国的农业教育是无从谈起的。 朝廷沿袭科举的政策, “四书五经”是学人必读的材料。选拔任用人才凭 “八股取士”的一套办法, 虽1898年已议设京师大学堂,但直到1905年,清廷才明令废科举,实行办学堂的教育体制。
  中国农业教育最早发展起来的是实业学堂。 1896年,江西高安县曾筹办蚕桑学堂。 1897年,在中国蚕丝主产区浙江杭州,由杭州知府林迪臣发起创办蚕学馆,传授养蚕栽桑新法, 有桑园与蚕室以备学生实习。 1898年3月 , 张之洞在 《设立农务工艺学堂暨劝工劝商公所折》里提出 “于湖北省设立农务学堂,研究种植、畜牧之学”。延聘美国康奈尔大学农学士C·白雷耳(Brill,C·)等为农学教习。1898年5月, 清光绪皇帝下诏各省州县皆立农务学堂。 1900年, 光绪下诏: 出茶叶的省设立茶务学堂, 出生丝的省设蚕业学堂。 1902年1月, 清政府又令各省为振兴农业, 于省城设农务学堂。 1904年,北洋马医学堂在保定成立。 1906年, 在安东建起奉天中等林学堂。1910年5月在天津建立第一个水产讲习所。张謇从1905年开始在南方筹办水产学堂,1912年才选址在上海炮台湾正式成立江苏省立水产学校。该校涵盖船舶驾驶、 水产捕捞、 水产加工、 海水养殖、 渔业经营等学科。
  清光绪二十四年(1898年),总理衙门在《遵筹开办京师大学堂折》中,所拟方案“学问宜分科”里面,第七项为“农学科, 种植水利附焉”。 1902年, 朝廷颁发的《钦定京师大学堂章程》书有,“农业科之目四,一曰农艺学,二曰农业化学,三曰林学, 四曰兽医学”的规定。 1903年又颁《奏定大学堂章程》,其第六节农科大学项开列农学、 农艺化学、 林学、 兽医学各科课程, 教学时数, 实习安排, 已具有新式农业教育的格局。1898年筹议的京师大学堂农科,于1905年被批准正式建为京师大学堂农科大学。 学生来自各省,曾聘日本教授讲课, 用日文讲义及日本图表标本讲解学理。辛亥革命后,1914年建立的金陵大学农科等延聘欧美学者讲学, 欧美农业教育、科研体制对中国农业教育发展有过重要影响。
  1902年起,河北、 山东等不少省份建立了农事试验场。1906年,在北京西直门外, 由农工商部建立中央农事试验场, 划分农林、 蚕桑、 动物、 博物、 畜牧等科, 设置中外种子比较、 中外农器比较、 肥料、 植物病虫害、 农药、 畜牧兽医等试验,试验场还开辟博览馆,展示优良品种等。 1912年在北京建立了农林部林艺试验场。 为把农林生产、 技术改进建立在科学实验的基础上开辟了途径。

二、 近现代农业科学初建体系


  (一) 从移引到结合中国实际的农业科学走向
  中国是在列强压迫、 掠夺, 农村经济窘迫的背景下, 也是在废科举、 兴办学校教育、价值观念激变的形势下发展近现代农学的。1937年行政院农村复兴委员会组织农学专家撰写的《中国农业之改进》一书中称,“我国专门人才不多,大都集中在各大学农学院”,这是中国近现代农学早期的活动特点。1914年,高润生在《尔雅谷名考》 中针对早期农学移植中的状况, “今农校教科书纯用东瀛译本, 于本国农学言皆摈而不录”。 提出 “以经义说农事, 以农事证经义”、 “参与科学之理”, 从农书古籍中纂辑出 “群经农事考”、 “中华农事历史”、 “农事旧学新硎”、“农事风雅集”等,并以之“质诸农学、参入教科”。高润生提倡采用科学原理,大力发掘本国农学宝藏,促进农学发展,充实教学内容,刊行《笠园古农学丛书》的设想, 可惜未能得到实行。
  20世纪20年代,各大学农学院逐渐摆脱建校早期延聘日本、欧美教授,移引成套农科教材、 教具的局面, 寻找结合中国实际、 分析解决农业中突出问题的途径。许璇1913年从日本留学回国,历任北京农业大学教授、校长, 曾提倡“融学术教育与农村事业于一炉”,他兼任过学校农场场长,讲授过农政学、土壤学、畜产学等课。 所编农政学讲义, 对于当时中国关税、 土地、 人口、 粮食等问题, 论述甚详,在农科创建上曾做出过重要贡献。 陈嵘1913年从日本留学回国任教,从教数年后赴美、 德再攻林学。 他任过浙江农校校长、 金陵大学林学系教授, 曾被选为中华农学会会长,最早撰出具有中国特色的《造林学》。梁希赴日本学林,1916年毕业回国在北京农业大学讲授森林利用、林产制造、木材性质等课。1923~1927年又赴德国萨克森林学院研究林产化学, 为中国森林利用、 林产化学学科建设开辟了途径。 丁颖于1924年日本帝大农学院毕业归国后, 曾在中山大学农学院任教。他于1926年在广州石牌中山大学农学院创办稻作试验场。同年,在广州东郊犀牛尾沼泽地发现野生稻, 用它与农家品种竹粘杂交, 育成 “中山一号”水稻品种。 这是世界上将野生稻的种质, 成功地转移给栽培稻种的首例科学试验。 邹秉文1910年赴美留学, 1913年入康奈尔大学学机械工程, 后转入农学院, 1915年毕业后,继续在该校研究院攻读植物病理学。 1916年回国后在金陵大学担任植物学、 植物病理学、植物育种学教授。 1917年转到南京高等师范学校任教, 筹建农科并担任主任, 1918年该校改为东南大学, 1921年又改为中央大学,他继续任教授兼农科主任、 农学院院长。 他在任教之初, 即感到当时高校农科教材, 多采用日本、欧美课本,不能结合中国实际,他经常带领学生到农村采集病虫害标本,反复修订讲义。 并写出中国农科大学的第一部植物学教材。 并指明 “此书具改制之志, 凡旧日因袭日本而不合学理之名称, 概予改定”。
  (二) 棉粮迫切需求推动农业科学发展
  由于工业原料和对外贸易的推动, 棉花、 蚕桑的品种选育、 选育原理与方法得到较快发展,且能得到实业界的具体支持。 1914年肇发第一次世界大战, 欧洲作为主战场, 纺织商品不能东来。 中国民族棉纺工业得以发展, 但所需纺织原料棉花, 国内所产纤维粗短, 数量不足, 国外又难供应, 为当时厂商最感困难的问题。 1917年,穆藕初等人在上海组织植棉改良社,刊印 《植棉浅说》, 购备、推广美棉种子, 优价采收各地改良新棉。 1919年, 上海组织纱厂联合会, 其中设植棉改良会,穆藕初被举为委员长。 同年,穆代聘过探先主持植棉推广事业,在江苏、浙江、 湖北、 河南、 湖南、 河北设场16处。从1921至1924年, 改由纱厂联合会每年捐洋2万银元资助东南大学农科, 由农科主任邹秉文和过探先主持植棉推广项目。 这是中国企业界资助农科大学从事棉业研究的开端。 过探先曾采用系统选种法, 由中棉育成江阴白籽棉优良品种。穆藕初在 《藕初五十自述》中亦称: “我国植棉事业, 迄今尚有可观者, 皆赖邹、 过二君及东大各农学专家热诚任事之结果,与纱厂联合会诸会员热心赞助之赐也。”1919年上海纱厂联合会以经费补助金陵大学为试验改良我国棉花品质与产量的研究费用,该校从美国农部引进8个标准棉花品种, 代表早熟、 大铃、 短绒与细长绒四个特性, 在长江与黄河流域棉区试种。 同年8月请美国农部植棉专家柯克等来华作技术指导进行考察, 华商纱厂联合会派植棉专家叶元鼎同行, 周历浙、 鄂、 豫、 冀、 鲁等省的棉区和棉业试验场。 根据这次考察, 认为脱字 (Trice) 棉最适于中国的栽培, 其次为爱字(Acala) 棉。 柯克这个意见影响中国此后十几年的棉种方向。
  从1919年起,中国开始采用科学方法进行水稻品种选育的试验。试验由南京高等师范农科农事试验场原颂周主持。 由各省征集多个优良水稻品种, 经过严格比较选育, 选出 “江宁洋籼”、 “东莞白”两个纯系优良品种, 并在生产上得到推广。那一时期, 农商部中央农事试验场也先后自江苏、 浙江、 安徽、 河南、 河北、吉林、湖北、福建、广东等省和日本、意大利等国引进47个水稻品种进行品种比较试验, 曾选出数个公顷产3 750 kg以上的品种。
  自1922年起,华北连年发生大旱,接着长江流域又患大水,在水旱灾害,粮食缺乏,大量输入洋米、洋面、洋棉的背景下,农业技术曾突出抓小麦、大麦、高粱、粟、大豆等的品种改良。 1925年金陵大学与美国康奈尔大学建立合作改良华北粮食作物,训练遗传育种人才的项目。金大农学院及其他学校注重粮食增产,后金大与纽约洛氏基金世界教育会 (International Education Board) 及康奈尔大学建立中国作物改良合作项目。 每年由康大派育种教授至金大协助指导作物改良,金大供给试验场与研究室设备, 世界教育会则津贴康大教授旅费。 H·H·洛夫(Love, H. H.)、C·H·迈尔 (Myers, C. H.)等教授相继来华指导作物育种。此一时期, 中国育种、 栽培、 病理诸学科有着迅速的进展。 1920年,南京高等师范农科建立小麦试验站,在900个小麦品种比较中,确认武进“无芒”、南京“赤壳”、 日本“赤皮”为最佳小麦品种。1925年, 沈宗瀚从南京通济门外农田中选出单穗, 育成“金大2905”小麦品种, 于1933年推广。该品种具有丰产、抗病、 成熟早等特点, 甚受江苏、 安徽等省农民欢迎。
  (三) 农业科学提高迫切需求基础学科研究
  近现代农业科研发展初期, 较为简单的经验式试验也可取得显著的成果。 随着学术的广泛探索和技术手段的提高, 一般应用研究和实验已不能适应需求, 而要更多依靠基础科学研究的开展。 中国农学基础学科的开拓, 是从农科教学改革和专业学者研究深化入手的。 邹秉文在金陵大学、 南京高等师范、 东南大学、 中央大学任教, 曾兼农科主任、 农学院院长。 他认为改进农业教育, 在于要有学有专长的教师。他针对20年代当时的情形,指出问题是农业学校的课程太普通、太杂乱, 不能造就专门人才。 他说 “盖农业范围极广, 无论何种最聪明人物, 亦只能精于其中之一二门,故世有作物专家、园艺专家、畜牧专家、植物专家等名目,而独不能有农业专家之名称”。他举出某畜牧专家,在国外留学时,每个暑期均在牧场实习。回国后,在某农校所任课程竟有8门之多,包括农具、作物、植病。畜牧课每周仅2小时, 其专长不能发挥。 而当时部定章程每一专任教员, 必须每周任课18至24小时。 邹秉文力主改革农科教学, 在东南大学农科, 每一教授基本上只担任他的专业课程, 每周授课时数按实际需要安排, 强调教学、 科研、 推广三结合的重要。 东南大学农科参照美国康奈尔大学与金陵大学农学院的方式, 教授除教书外须做研究或推广。 其教授与学生人数较多, 功课较为完整, 研究范围亦较广。 农学基础学科研究富有成绩的有秉志的动物学, 钱崇澍、 胡先骕、 陈焕镛等人的植物分类, 戴芳澜等的作物病害研究, 以及过探先等人的棉花育种与栽培方法,原颂周等的改良水稻、小麦品种,葛敬中的蚕桑改良, 罗清生的牛瘟、猪瘟研究等。 农科院校曾是当时全国农业科学发展的重要策源地。
  (四) 中央农业实验所等的建立和农业分支学科研究的开展
  20世纪20年代后期, 中国学术界出现兴办科学研究的热潮。 1928年在南京成立的中央研究院和1929年成立的国立北平研究院,其体制较为完善,对全国科学研究起到推动、 联络、 指导的一定作用。 他们组建的气象、 地质、 动物、 植物等研究所 (室)、 中国科学社生物研究所、北平静生生物调查所、 中央地质调查所等官办民办的研究机构, 其课题研究许多涉及农学。 动植物、 微生物考察, 已从个别专家学者的研究活动发展到建立机构、 有计划地在更广泛范围有成效地进行。 农业科学技术的发展与植物分类学、 动物分类学及其中的昆虫分类学、 真菌分类学等等学科的发展关联越来越紧密。 许多位研究植物病理、 植物病害防治的学者, 同时也是真菌分类专家; 研究虫害防治的学者, 同时是昆虫分类学家; 研究兽医寄生虫病、 细菌传染病的学者, 同时是寄生虫分类或细菌分类学专家。 研究土壤利用改良的学者, 同时也是土壤分类专家。 这是学科开创初始较为常见的现象。 一些植物、 虫、 病分类命名中标有他们的姓氏。 这一时期, 动植物标本的采集、整理分类,土壤调查及其分类,土地利用调查与分析等基础性的资源技术、经济调查分析或分类工作多方开展, 有关谱、 录、 志专著大量涌现。 其突出的成果中包括: 中央地质调查所自1930年起调查全国土壤, 于1936年由J·梭颇(Thorp, J.) 汇聚侯光炯、 李连捷等多位学者的调查成果, 用英文出版了 《中国土壤地理》专著, 1937年以 《中国之土壤》为书名的中译本问世, 并制成中国土壤分类图。 广东土壤调查所1930年成立, 邓植仪所长于1934年曾汇总该所历年调查所得编著《广东土壤提要》一书。陈嵘将讲授树木学历年采集的标本,于1934年写成 《中国树木分类学》专著, 戴芳澜继续其中国真菌考察工作, 写成了 《中国真菌名录》。 1942年胡先骕在国立中正大学农学会以 《经济植物与农业之关系》为题作学术演讲时,仍强调20、 30年代植物分类、野生植物资源考察对发展农业的重要作用。
  1. 中央农业实验所等机构的建立可视作近现代农学体系初建的标志 1931年国民政府实业部设立中央农业研究所筹备委员会,派实业部副部长穆藕初为主任, 中央研究院自然历史博物馆馆长钱天鹤为副主任, 邹秉文、 徐廷瑚、 凌道扬、 高秉坊、 鲁佩璋、 蔡无忌、 葛敬中、 刘运筹、 谢家声、 赵连芳、 沈宗瀚以及美国农业专家H·H·洛夫、J·L·卜澂(Buck, J. L.)、C·H·迈尔等共16人为委员, 拟设植物生产、 动物生产及农业经济三科。 该会选定南京孝陵卫为所址, 草拟工作规程, 确定中央农业研究所 (后改称中央农业实验所) 主管全国农业技术改进。 中央农业实验所占地面积160多hm2, 规模宏大, 主持者多方罗致专家, 宽筹经费, 实验设备完美, 研究改良多收实效。 那一时期, 全国经济委员会设立中央棉产改进所, 行政院设立全国稻麦改进所, 实业部设立全国稻米检验监理处与全国小麦检验监理处,均在孝陵卫中央农业实验所内,人员互相兼职,工作密切配合, 稻麦棉改良工作日臻完善。农业科学实验和技术推广逐渐由中央农业研究机构领导起来。 中央农业实验所与高等农业院校配合, 每年聘请世界农学权威前来指导研究工作并培训各省农业技术人员。外国专家讲授育种及田间试验技术, 中国专家讲授肥料、 病虫害、 作物学等课题, 中国农业科学曾有较快的提高。
  2. 农业科学分支学科研究的开展 中央农业实验所、全国稻麦改进所、 中央棉产改进所等,广延中外专家, 改良全国农业, 同时各省均设农事试验场, 各大学多设农学院, 对于稻、 麦、 杂粮、 棉花、 园艺、 土壤、 肥料、 昆虫、 病害、 兽医、 蚕桑、 森林树木、 农情报告、 土地利用, 农场经营、 仓储、 农产运销、 稻麦棉的分级检验等, 多方面研究改良, 理论与应用并重。 应用温室、 细胞室等条件设备,可以进行诱致棉花突变与杂交小麦细胞遗传的研究,新研究方法得到应用。各大学农学院, 多参照、 采用中央大学与金陵大学农学院的组织、 教课、 研究及小规模推广结合方式。作物育种、土壤、肥料、植物病虫、 园艺、兽医、造林、农业经济等教课与研究工作,在此时期进展明显。马保之在1934年《中国作物改良会议演讲集》 “卷首语” 中称 “近十年来, 我国作物育种事业进步奇速, 成绩斐然”。 但他强调理论基础学科发展的重要, 指出: “夫育种为技术, 不过为各种纯粹科学之应用,是以凡从事作物育种者,对于各种纯粹科学如植物学、生理学、细胞学、 遗传学、 病虫害学及统计学等均须有相当之基础, 否则人云亦云, 欲谋工作之进展, 岌乎难哉。”沈宗瀚概括中国30年代育种事业的要务为: ①集合国内研究人员,分工合作。 ②协助优秀农业机关, 经济缺乏时, 予以相当补助, 俾内部充实, 而得尽量发展。 ③聘请世界育种专家来华讲学, 以介绍新学识而训练人才。 ④促进种子推广事业, 使优良之种子为农民所乐用, 故主持育种事业者, 选种务必精当, 推广务必普遍, 以增社会对于育种事业的信仰。 对农业技术推广的认识与措施已提到较高的程度。 中央农业实验所、 全国稻麦改进所、 中央棉产改进所、稻米检验及小麦检验监理处等单位在农业科学发展和技术改进上作出许多贡献。
  (1)稻麦棉等作物选种育种学科,有较快发展 水稻 1924年,周拾禄提出:中国稻麦育种以采用美国康奈尔大学作物育种学洛夫教授的穗行纯系育种法为宜。 1933年秋, 中央农业实验所拟定计划,组织专家分赴苏、浙、皖、赣、湘、鄂6省农田中采选籼、粳、糯稻单穗4万余,并向国内外征集水陆稻优良品种664个。后卢守耕等进行稻作育种、 生态、 生理、 细胞、 遗传、 田间技术以及分类等项试验研究。 1935年底全国稻麦改进所成立, 赵连芳任稻作组主任,所内充实人才设备,并与中央农业实验所土壤肥料、病虫害、农业经济各系协作, 自1936年起在苏、 浙、 皖、 赣、 鄂、 湘、 川、 闽等省进行水稻品种区域试验, 并订出稻米分级初步标准。小麦 1931年中央农业实验所筹建后, 当年在黄河流域、 长江流域各省采集小麦单穗3 959种份, 又征集当时苏联小麦202种份, 美国小麦207种份。1932年秋, 中央农业实验所与中央大学、金陵大学两农学院合作, 购得英国里丁大学J·潘希维尔 (Persival, J.)征集的全套世界小麦品种1 700种份。 汇集较多的育种原始材料, 为小麦育种技术的发展提供了物质条件。 那一时期, 金善宝搜集全国小麦九百余品种, 完成中国小麦分类。 沈宗瀚协助长江以北各省繁殖推广小麦纯系改良品种, 于1936年根据全国一百个农家小麦品种在冀、 晋、 豫、 鲁、浙、 鄂、 川等省区试验结果划分区域, 为中国作物区划的最早研究, 并按区域协调全国小麦改良工作。 棉花 棉产改进所孙恩麟所长曾根据气候、 水利及运输等条件, 提出将棉花增产重心放在陕、 豫、 鲁、 冀等省, 推广美棉品种, 产量逐年增加,1936年接近自给。中央农业实验所总顾问洛夫等提出与1919年柯克凭经验观察所选中国推广棉花品种不同的主张。他强调方法周密的比较试验,于1933年他主持征集中美棉31个品种,在苏、浙、鄂、陕、鲁、豫、冀等省举行区域试验。1935年, 冯泽芳继他主持此试验, 选出斯字4号棉 (Stoneville No.4) 为黄河流域推广新品种,德字531号棉 (Delfose No. 531)为长江流域推广新品种。棉花品种区域试验成果对其后几十年的中国棉花种植有重要影响。其他作物 河南大学农学院李先闻研究粟细胞遗传, 并选出粟抗黑粉病品系。 山东大学农学院吴耕民调查山东胶州白菜, 并以纯系育种方法选出若干优良白菜品系。 管家骥改良甘蓝品种并使其在各省普遍推广。
  (2) 植保学科的推进 戴芳澜陆续发表中国真菌名录, 中央大学邓叔群发表中国真菌志及开展水稻棉花病害研究, 陈鸿逵等试验各小麦品系对秆黑粉病、 锈病等的抵抗能力及有关病菌 “生理小种”(Physiologio race)的研究, 沈宗瀚对小麦抗病能力的遗传及水稻、 高粱等田间试验方法的研究, 是其中的代表。 吴福桢以药剂防治棉花、蔬菜蚜虫, 于1935年获得成功。经推广,开始了大规模药剂治虫, 华北美棉由此可以大量推广。
  (3)土壤肥料学科开拓新领域 张乃凤等以全国化学肥效试验测定各种土壤的肥力, 为作物施用肥料种类、数量的根据。在1931年以前,对化肥的研究多侧重于作物吸收氮、磷、钾三要素比例、施肥方法、化验商品肥料有效成分方面。农民在化学肥料使用上,对种类、 数量、 配比等缺乏了解, 受 “肥田粉” 的笼统概念影响很深。1936年, 中央农业实验所土壤肥料系先在江苏、安徽、 山西、河北、河南、 湖北、 湖南、 江西等省, 后又增加云南、 贵州、 四川、 广西、 陕西等省进行全国规模的化肥肥效试验,当时称“地力测定”。1936~1940年在14个省68个试点的水稻、 小麦、 油菜、 棉花、 玉米、 粟等作物上做了156个试验。 张乃凤整理分析数据, 发表 《地力之测定》论著, 总结这次大型试验成果。 认为无论哪一省土壤中氮素养分均极缺乏, 磷酸养分在长江流域或长江以南各省缺乏, 钾素在土壤中丰富。 作者还分析了氮、 磷、 钾三要素需要程度和土壤区域及作物种类的关系。
  (4)畜牧兽医学术水平在提高 1935年,江苏句容种马场首次引进马的人工授精技术。1924年北京中央防疫处和青岛商品检验局的血清制造所生产了兽用血清、 疫苗及马鼻疽诊断液。 程绍迥、 寿标研制血清疫苗以防治牛瘟、 猪瘟, 并创办兽医训练班培训防疫人员。
  (5)肇始动植物产品检验和动植物检疫 中国动植物检疫工作始于1929年。为结束外商借不平等条约把持垄断中国农副产品检验工作的局面,1928年工商部筹建上海商品检验局, 主要检验出口的生丝、 畜产品、 桐油、 茶叶、 蜂蜜、 蚕种等。农产商品施行检验技术目的有二:一是防止劣质商品输出,保证商业信誉;二是积极研究指导技术, 以期商品得到改进, 维护出口利益, 加强竞争能力, 发展对外贸易。 建立动植物检疫和农产品商品检验技术体制, 是农业生产与科学技术迈向现代阶段的重要标志之一。
  (6)国际农业科学学术交流成效显著 1931年,金陵大学农学院举办农作物讨论会,聘请中央农业实验所总技师、美国作物育种学博士H·H·洛夫讲生物统计方法,将运用生物统计分析的田间试验新技术传播给中国作物育种界。1934年,中农所和金陵大学、 中央大学农学院合办各省农科人员参加的中国作物改良研究会议, 邀请英国生物统计专家J·韦适博士 (Wishart, J.) 来华主讲田间技术及生物统计。1936年又请美国作物育种专家H·K·海斯博士(Hayes, H. K.)讲授作物育种方法。这些,对提高中国稻麦育种技术和方法,有很大的推动作用。经过聘请中外著名农业专家讲学, 采用拉丁方和随机区组方式设置对比试验, 中国农学研究中采用的生物统计方法和田间试验技术已接近当时国外先进水平。
  可惜,中国农业科学这种发展势头,由于1937年7月7日日本军国主义者掀起全面侵华战争, 中国被迫转入战时体制而遭受重挫。 战后, 经过几年艰苦的恢复, 农业科学也难有重要的进展。

三、 向现代型农业科学体系曲折前进


  (一) 中国农业、林业、水产、农工科研院的组建是中国农学体系向现代型体系推进的重要标志
  1949年中华人民共和国成立, 政府开始全力恢复、 发展农、 林、 牧、 渔各项生产, 调整、 增建农林院校和省、 区农林科学研究机构, 添加实验仪器, 改善设施装备, 为农科各领域学术工作的开展创设条件。 1956年, 政府号召 “向科学进军”,同年制定出《1956年到1967年全国农业发展纲要》。其中许多款目涉及到农、畜牧、 水利灌溉、 农家肥料和化学肥料、 农具、 改良土壤、 防治病虫害、 发展林业、 水产养殖、 气象水文测报等广泛的科学技术内容, 对一定时期中国农业科学的发展, 有着决定性的影响。 农林牧渔各业的基础性研究、 专业研究, 高等农林院校的教学、科研不断充实提高。1957年3月1日在北京成立中国农业科学院,以及后来组建的中国林业、水产、农工科学院等,这些面向全国的科研单位的建立,是具有深远意义的大事。 可将其视作中国农林科学体系向现代型推进的标志。
  (二) 健全农林科技体制, 改善生产条件, 农业科学发展拓及多种领域
  发展、 健全了从中央、 省 (市、 自治区)、 地州、 县旗以至乡村的农业技术领导与指挥体系, 重视编制农业发展纲要和拟定作物增产指标, 制订国家、 省市区以至村和农场的总体规划和专业规划,使农业生产建立在试验计量和科学分析的基础上, 农业科学获得全面发展的契机。
  1. 土壤、肥料、农田水利、农用工业领域的研究发展较快 (1)进行大规模土壤调查和改良 中国土壤科学工作者, 结合开垦、 兴建水利和地区开发, 对三江平原、 江汉平原、 黄淮海平原、 黄土高原、 内蒙古、 新疆、 青海等地进行了大量的土壤调查和综合考察, 为这些地区的开发利用和综合治理, 提供了重要的科学依据。 1958年进行了以耕地为主要对象的第一次全国土壤普查,初步调查和评定了农业土壤资源, 总结了农民鉴别、 利用和改良土壤的经验, 编制出农业土壤图、 土壤肥力图、 土壤改良图、 土壤利用现状图和农业土壤志。 在土壤普查的基础上, 针对盐碱土、 红黄壤、 低产水稻土、 风沙土等不同类型的低产土壤, 开展了大规模的综合治理, 取得了理论和技术的丰硕成果。
  (2)把施用化肥作为重要的增产技术 1958年组织的全国化肥试验网,先后在不同地区、 不同土壤和粮、 棉、 油、 豆、 糖、 茶、 烟、 果、 菜等作物上进行试验, 在氮磷钾肥效、 化肥品种、 施用期、 提高氮肥利用率、 氮肥与磷、 钾肥配比、微量元素肥料应用等方面, 取得了重要成果, 为化肥生产和科学施肥提供了科学依据。1960年研究验证增施磷肥对低产土壤和豆科作物的作用、禾本科作物氮磷配合以及磷肥有效施用条件和方法; 1970年起,研究提高氮肥利用率技术, 多种微量元素的诊断指标和施用技术, 都曾取得明显成绩。
  (3) 兴修水利、 扩大农田灌溉 中国历史上农田水利成就甚丰, 如南方广阔的水田、 四川灌县都江堰、 内蒙古黄河河套、新疆坎儿井等,但到1949年总共只有约1 600万hm2标准很低的灌溉面积,80%以上的农田面积仍为“雨养”农业。1950年以后,在“水利是农业的命脉”的方针指导下,全国普遍兴建水库塘坝、打机井, 使农田有效灌溉面积迅速增加,农田水利灌溉学科逐渐完善起来。
  (4)逐步建立了农用工业体系, 为农业生产不断提供农业机械、 电力、 化肥、农药等 中华人民共和国建立后, 把发展农用工业置于重要地位, 提出 “农业的根本出路在于机械化” 的战略口号。 农业机械化、 农业工程教学科研单位相继组建, 学科得到较快发展。 全国化肥研制和应用研究进展也很显著, 化肥品种有尿素、硝酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、 氨水、 液氨、硫酸铵、过磷酸钙、 钙镁磷肥、 磷酸铵、 氯化钾、 硫酸钾、 微量元素肥料等。 1949年, 化学农药基础极其薄弱, 经过几十年的努力, 已经建成从原药合成到成药加工的农药生产体系。 为减少农药对农、 畜、 水产品和环境的污染和影响, 晚近, 中国积极发展了拟除虫菊脂类及生物农药等高效、 低毒、 低残留农药的生产。
  (5)同位素和射线核技术广泛采用 20世纪50年代起,中国已将同位素和射线核技术应用于农业, 并且取得了很大成绩, 创建了中国的核农学, 为后来的发展打下了基础。中国曾通过辐射选育出19种作物212个品种,种植面积达930万hm2,其中面积在67万hm2以上的有6个品种。中国农科院原子能利用研究所研制出标记化合物70多种,已用于农药、除草剂和肥料等在作物和土壤中转移、分布和残留,以及对昆虫、病菌、杂草的作用机理和对人畜影响的研究,为农药、除草剂和化肥生产与合理利用提供了科学依据。
  2. 作物种植有关学科的充实提高
  (1) 重视征集各类栽培植物的品种资源, 加强新品种的选育 据初步统计,1949年到1977年,全国共育成并推广25种大田作物品种2 729个,果树、蔬菜等16种园艺作物品种316个,其中推广面积在6.7万hm2以上的品种有265个。这些品种在生产上起着增加产量、 改善品质的良好作用, 既取得了显著的经济效益和社会效益, 又在育种方法和理论上也有不少新的突破。 如水稻品种对生态条件反应特性研究, 小麦品种及其系谱分析, 通过染色体加倍使小麦与黑麦杂交育成异源八倍体小黑麦等等。 以农作物品种而论, 中国自己培育的优良作物品种已在粮、 棉、 油等作物生产上占主导地位, 而且主要农作物的当家品种, 一般都更换了3~5次, 每次品种更换都使产量得到较大的增长和质量的一定提高。
  在育种目标和方法上发展变化也很大。 中国原来种植的水稻品种均属高秆,随着施肥水平和密植程度的提高,容易发生倒伏而减产。20世纪50年代中后期和60年代初期, 采用系选和杂交方法, 先后育成矮脚南特、 广场矮、 珍珠矮等矮秆品种。 当时由于推广 “三矮一粳”(粳指引进的农垦58粳稻品种),使水稻每hm2单产由3 000~3 750kg提高到4 500~5 250kg以至7 500kg。 60年代中后期培育了适应双季稻和三熟制的早晚稻配套良种。 70年代,袁隆平等培育的籼型杂交水稻已在较大面积上推广, 粳型杂交稻也取得成功。 小麦品种的更新主要是随着生产水平的提高和锈菌“生理小种”的变化而进行的。50年代育成的153个品种中,48. 4%为杂交育成的, 系选品种占19. 6%, 引进品种占16. 3%, 地方品种为15. 7%。 70年代,育成的小麦品种中,地方品种已为0,引进品种占6.3%,系选品种占9.8%, 杂交品种占81. 8%, 辐射选育品种占1. 4%, 其他途径占0. 7%。棉花品种选育途径, 50年代43个品种中, 引进品种占6. 9%, 系选品种74.4%,杂交品种18. 7%。 70年代, 系选品种占56. 6%, 杂交品种占35. 8%, 辐射选育品种占5. 7%,其他途径占1. 9%。呈现杂交方法逐渐增多的趋势。玉米育种途径变化最大, 品种产量水平提高最快。 50年代初, 主要推广优良的农家品种。 地方品种占33. 6%,品种间杂交种占47.7%。 50年代中期,开始利用双杂交种,培育的品种占13.3%, 1956年育成的农大4号,增产显著。其他途径占5. 4%。 60年代初, 中国开始单交种的应用研究。 70年代, 玉米品种选育途径, 地方品种占0.8%, 品种间杂交占3%, 双杂交占10. 4%, 单杂交种占77. 6%, 其他途径占8. 2%。 李竞雄等培育的多抗丰产玉米杂交种 “中单2号”, 曾是中国种植面积最大的玉米杂交种之一。
  (2)重视总结农民群众的丰产栽培技术经验 20世纪50年代前期,针对当时种植经验中播种过稀、 种子混杂、 耕层过浅、 缺肥少水的问题, 中央农业部门提出精耕细作、评选和推广农家良种、兴修水利、增施肥料、合理密植、 防病治虫、采用改良农具、改进栽培方法等技术措施。至1952年,全国粮食总产量为16 392万t,棉花为130.4万t,均达到并超过1936年历史上的年产最高水平。在恢复发展农业生产中,农民丰产经验和中国古代农学遗产得到了重视。 1951年, 江苏松江陈永康创造了稻田单季每公顷产10 500多kg的成绩。 陈永康长期水稻栽培积累的经验是: 落谷稀、 浅水勤灌, 培育壮秧, 看苗施肥。 他在单季晚粳稻每公顷产7 500kg的高产田中,摸索总结出控制水稻叶色出现三次 “黑、黄”交替变化,在农科院所专家帮助分析总结下, 作为有效的丰产原理和措施在江苏推广。在北方, 1950年,吉林延吉崔竹松创造了水稻每hm26 000kg的产量。崔竹松水稻种植技术的主要内容为: 旱育壮秧,适时早插,精细整地,达到上软下松,看苗追肥,前重、 中补、后巧,实行浅—深—浅的合理灌溉,前期促进,后期适当控制等。农学专家和农业劳动模范结合, 现代农业科技与传统农业经验结合,是几十年来中国农学发展的一个重要特点。
  (3)推行种植制度改革,促进粮食作物高产 20世纪50年代,中国农业科学工作者深入农村, 深入实际, 在北方总结推广耕作保墒、 密植、 施肥、 缓减春霜冻害、 防止倒伏,以及麦棉、 麦玉米等间套种等栽培技术。 在南方系统总结水稻种植技术。为提高单位面积产量,从1953年起,南方水稻区推进了单季稻改双季稻、 间作稻改连作稻、籼稻改粳稻的“三改”,或把单季稻改成油菜—水稻,小麦—水稻等多项内容的耕作栽培制度改革。60年代,长江流域双季稻得到普遍推广。70年代, 除主要抓发展双季稻,部分地区还发展了油菜—早稻—晚稻、 小麦—早稻—晚稻、大麦或绿肥—早稻—晚稻等种植制度。50年代初,北方相当大的地区为小麦、粟、棉花、花生、玉米、薯类为主的一熟制。部分地区为两年三熟制,少数地区一年中种一季小麦加一季秋粮。50年代中期,在水肥条件有所改善的情况下, 多熟复种间套作方式向小麦—玉米或其他作物两茬复种方向发展。 在总结提高种植制度的过程中, 中国逐步完善了多熟种植学科体系的建设。 多熟种植的发展和耕作栽培制度的改变这种重大的技术改革,涉及到作物种类、品种、耕作、施肥、水利、机具等很多方面。中国是在粮食需求迫切的情况下进行这种改革的。种植制度改革中,也曾出现过一些技术上的挫折。1955年长江流域各省籼稻改粳稻9.8万hm2,至1956年增到73.3万hm2。 在迅速发展中, 曾出过技术上的失误。1956年, 湖南、 湖北、 四川等省, 没有经过试验, 从东北大量引进早粳“青森5号”等稻种, 由于地区的差异, 引到南方后, 生长前期气温高, 发生过早抽穗的现象, 曾造成严重减产。50年代中后期起, 由于政策指导方针上侧重追求粮食高产, 规定作物产量上的过高指标, 对栽培技术的发展甚有影响。 也出现把适合于某地区某种土质的土壤深翻加以普遍化, 推向各类地区各种土质的土壤; 把作物种植密度绝对化,仿佛越密越好。1958年,毛泽东把农业增产措施概括为“土、肥、水、 种、 密、 保、 管、 工”,曾被称为 “农业八字宪法”, 对作物增产起了一定指导作用。 但在 “大办农业、 大办粮食”和 “以粮为纲” 口号的影响下, 滥垦放牧草地、 滥伐林木、 滥围湖沼情形严重, 造成林、 牧、 渔、 副各业与种植业不能协调发展。 农业及有关生物科技工作者在甚为困难的条件下, 针对农业生产实践存在的问题进行研究。 1960年, 殷宏章提出作物生长的“群体”概念, 主持了群体生理的研究,写出《稻麦群体研究论文集》,把谷类作物单位面积株数、穗数、粒数的关系,奠定在生理学研究的基础上。小麦栽培学家余松烈从精量播种入手,解决保证苗数、 穗数、 粒数问题, 归纳出一套小麦精播高产栽培技术, 当时曾取得小麦单位产量增产15%以上的效果。70年代,河南省农民小麦栽培专家刘应祥针对本地小麦种植中生产成本过高, 增产不增收的情形, 提出 “高产、 稳产、 低成本”的小麦栽培技术,在生产实践中受到重视,刘应祥曾应邀于1981年赴美国参加第二届国际集约农业会议, 他的报告曾获得与会学者的一致赞赏。
  (4)作物病虫草害综合防治 20世纪50年代,科技人员深入蝗区,对蝗虫种类、 发生规律、 生物学特性和防治技术进行了系统研究, 提出 “改治并举” 的治蝗策略, 结合兴修水利、 开垦荒地、 植树造林等措施, 基本控制了蝗虫危害; 对水稻螟害提出农业防治和化学防治相结合的办法, 常年防治667万~1 333万hm2, 螟害损失率由10%~15%控制到1%左右; 小麦条锈病是一种毁灭性的病害,从1956年起组织协作研究,摸清小麦条锈病的流行规律,提出以 “抗病品种为主, 药剂防治和栽培措施为辅”的综合防治策略, 基本控制了小麦条锈病的危害, 在研究鉴定 “生理小种” 和品种抗锈性等方面达到了世界先进水平。 后来对粘虫越冬和迁飞两个关键, 取得了重大研究进展, 为发展中国昆虫生态学, 也为稻褐飞虱、 稻纵卷叶螟、 小地老虎等迁飞害虫的研究提供了借鉴。 在水稻白叶枯病、棉花枯萎病、马铃薯环腐病、小麦吸浆虫等防治方面,也取得了不少成果。作物病虫草害采用综合防治效果明显。
  生物防治研究有较快的进展。 中国自20世纪20年代末起, 不断有对天敌昆虫及寄生性菌类观察与发现的成果问世。将天敌昆虫及寄生性菌类大规模应用于生物防治是从20世纪50年代展开的。 1950年代南方柑橘产区,研究应用澳洲瓢虫、 大红瓢虫, 曾有效地防治了吹绵蚧壳虫。 70年代以来, 利用赤眼蜂防治松毛虫、 玉米螟、 稻螟等, 均取得良好的效果。 利用苏云金杆菌和白僵菌防治多种农林害虫, 效果稳定, 已大面积推广。 利用农用抗菌素防治病虫草害也不断取得新的成绩。
  农药剂型筛选和施药技术上同样取得明显进展。 中国科学工作者不断推出研制和引进的适用农药。 50年代开始应用有机氯, 60年代和70年代应用有机磷类和氨基甲酸酯类。 中国走过研制、 推广六六六等农药到禁用这类高残留污染型农药向高效、 低残留的农药更新换代的发展历程。
  3. 畜牧兽医学科形成体系 随着畜牧业生产的发展,畜牧兽医科技水平得到很大提高。全国、省、市、地县科研机构形成网络,先后建立起了实验动物楼、 国家兽医生物实验室等科研设施,研制出猪、鸡、奶牛等的饲养标准、饲料配方;畜禽主要疾病诊断、 防治技术有重大突破, 马传染性贫血、 气喘病等研究成果处于国际领先地位。
  (1) 畜牧学科发展完善 经过几十年的努力, 完成畜牧业区划, 畜禽、 牧草主要品种资源调查,选育出25个重要畜禽品种。王栋曾对草原与农畜营养进行系统研究, 1951年出版了 《动物营养学》。他还制定出以代谢能为指标的 “王氏饲养标准”。许振英在1960年主持“猪的消化试验”,为中国动物营养需要量的测定方法奠定了基础。 在饲料加工方面, 1954年, 华北农业科学研究所用石灰水处理小麦秸秆, 比不处理的有机物、 粗纤维、 无氮浸出物的消化率分别高达19%、 23%和18%。可以明显改善牛、 马、 驴、 骡的适口性及饲养效果。 70年代末期, 内蒙古畜牧科学院开发饲料热喷处理技术, 可以提高劣质藁草、 灌木、 林业副产品的有机物消化率,降低菜籽饼中的异硫氰酸酯及恶唑烷硫酮含量,提高谷物饼粕、豆类等精饲料的淀粉的糊化度及饲养效果。1981年,黑龙江省畜牧研究所进行小麦秸秆氨化后饲养牛羊试验,氨化后的小麦秸秆有糊香味,色泽棕黄,适口性好,有明显增重效果。80年代以后, 随着工厂化养鸡、 养猪技术的发展,饲料加工工业兴起,畜禽饲养、 繁育学科有较快的发展。
  (2)兽医各分支学科逐步建立起来 1949年以后,兽医技术获得迅速发展。至90年代初,全国建立国家和省级兽医科研所30余个,多所高等农业院校设有兽医学院 (系),形成兽医内科、外科、 产科、 传染病、 寄生虫及多种基础学科配套设置的教学科研体系。兽医生物制品由1952年的26个品种,至1987年增为192个品种。 在研制的数十种疫 (菌) 苗中, 牛瘟、 猪瘟、 马传染性贫血、 牛肺疫、 猪肺疫、 羊痘、 鸡马立克氏病、 布氏杆菌病等弱毒疫苗和马淋巴管炎、 羊支原体苗等居世界先进水平。 畜禽疫病快速诊断新技术, 已应用于许多细菌性、 病毒性或寄生虫的抗原和抗体的检测。 在畜禽寄生虫方面, 基本查清了中国畜禽主要寄生虫的种类、 区系分布, 并发现一些新种。 对畜禽中毒症与营养代谢病的研究, 查明畜禽白肌病、 幼驹拉稀、 马血—肌红蛋白尿、 畜禽骨软症、 水牛低血磷性血红蛋白尿症、 牛甘薯黑斑病中毒、 马霉玉米中毒等症的病因, 并取得防治效果。
  (3) 中兽医有着较快发展 中国传统兽医典籍得到整理, 经验得到总结、 提高。 中兽医对消化系统病、 呼吸系统病、 四肢病等取得多项研究成果, 显著提高了诊疗水平。 兽医针灸学发展快速, 创造了电针、 水针、 磁穴、 电子捻针、 激光针、微波针等新的针炙技术。电针麻醉、激光针麻醉研究和应用居世界领先地位。用各种针灸术治疗马、牛、猪、骆驼的内科、外科、产科某些疾病有特殊功效。 中草药和少数民族兽医药在有关地区防治畜禽疾病方面取得良好效果。
  4. 林学各分支学科发展日趋完善 1949年后,把发展林业摆到重要位置,从中央到地方普遍建立了林业机构。林业建设事业发展较快。全国森林覆盖率1949年前为8.6%,80年代已提高到12%。林业已成为一个包括造林经营、森林保护、木材采运、 木材加工、 林产化工、 勘测设计等多种内容的产业部门, 高等林科院校和林科院所的教学科研逐渐形成体系。
  (1)造林 从20世纪50年代起,在东北西部与内蒙古东部、冀西、豫东、永定河下游一带重点营造农田防护林;在水土流失严重的西北黄土高原和北方石质山区营造水土保持林;在沿海各省营造海岸防护林。从1978年起, 又在西北、华北北部与东北西部建设“三北”防护林。此外,还在平原耕地上建起农田林网。南方省、 自治区营造以杉木为主的用材林, 发展竹林。 在地广人稀、 交通不便的深山区、 沙区的许多地方开展了封山育林、 封沙育草。
  (2)林木育种 1949年以后, 中国各地杨树杂交育种工作迅速展开。据不完全统计, 全国各地进行400个杂交组合, 既有种内、 种间杂交, 也有派间、 属间和复式杂交, 其中生长表现优良的杂交组合约有40个, 在全国广大地区推广繁殖。 60年代, 叶培忠等运用选择、 引种、 杂交授粉等技术, 培育了一些杉木优良新品系。 1972年,从国外引进一批黑杨派南方型无性系插穗。经精心培育、试植,取得黑杨派南方型无性系引种栽培的成功。这对中国南方不能大面积栽培杨树的传统学术观点, 也是重要的突破。
  (3)肇始大规模森林调查 1951年,中国在黑龙江带岭林区进行首次森林经理调查。继而在长白山、小兴安岭林区开展大面积森林经理调查。 1953年开始在黑龙江大海林林业局进行航空测量和森林调查试验。接着对大兴安岭进行700万hm2的森林航空调查,编制出林区森林生长过程表和出材量表,重点确定了林型,调查了天然更新和森林病虫害,培训航测人员,建立了行业性航测技术队伍。1975年, 中国在林业方面肇始航天遥感技术, 直接用陆地卫星多光谱扫描影像, 从清查西藏地区森林资源、辽宁省林业基地规划调查、“三北”防护林体系规划调查等,向广阔范围应用展开。
  (4)林工学科迅速兴起 林业生产涉及范围甚广,森林虫病防治、森林防火、水土保持、森林采伐运输、木材贮存、木材加工、林产制造等等都是重要领域。全国相继开发建设一批国营森工企业, 建设林区公路、 森林铁路, 疏通木材水运河道, 木材生产、 加工能力急剧增长。 50年代末期以来, 人造板工业迅速发展, 林产化学工业品种增加, 产量、 质量都有提高。 木材加工和林产化工企业实现了机械化和半机械化, 一部分先进企业实现了生产连续化或部分自动化。
  (5) 森林保护学科有较快发展 1950年起, 国家提出 “普遍护林, 重点造林” 的方针, 着手建立森林保护机构, 开展林政管理。 在防止森林火灾方面, 逐步建立、健全了护林防火组织,推行防火责任制,实行区域联防,加强防火设施,采用先进防火技术。 全国建立护林防火站80个, 开辟防火线13.5万km, 架设瞭望台1998座和防火专用通讯线3万km。 在东北、 内蒙古林区设立了航空护林局和9个航空站, 配备了空降灭火队。 在森林病虫害防治方面, 建立了中华人民共和国林业部森林植物检疫防治所,设立了生物防治中心站和500多个森林病虫害防治站和2000多个测报站。在防治措施上, 由人工、药剂防治向着以生物防治为主的综合防治方向发展。为加强林木检疫措施,注意选用抗病虫害的优良树种,推广营造混交林。 中国为保护某些有代表性的自然景观、 珍稀动植物资源及其生活环境, 开展综合性科学研究, 已建立自然保护区300多处。
  5. 水产科学基础研究和专业研究迅速发展
  (1)水产增养殖 1950年起, 山东省海水养殖研究所等单位研制可充分利用立体水域、 不受底质、 水层等海况条件限制的海带筏式全人工养殖项目, 为利用浅海水域、增加生产开辟了新途径。1956~1957年间, 朱树屏等在浙江舟山海区进行培育水层、 海水透明度对不同时期海带生长发育影响的试验研究, 取得了海带南移养殖的成功。 1958年, 在完成实验和理论探讨的条件下,探索出海带自然光育苗法, 取代了海带灯光为光源全封闭式冷库育苗法。 1954年, 曾呈奎发现紫菜丝状体阶段的壳孢子为自然生长紫菜的 “种子”, 全面地阐释了紫菜的生活史。接着, 他进一步提出紫菜丝状体阶段的大规模培养方法和紫菜人工采苗栽培法。曾呈奎还主持中国沿海底栖海藻的调查, 开展海藻资源和分类区系的研究, 撰出《中国经济海藻志》 等专著。 这些, 为中国海产增养殖领域的重要突破。
  1953年起,中国科学院水生生物研究所进行草鱼、鲢鱼人工授精、孵化试验。黑龙江水产研究所进行大马哈鱼的人工授精孵化及育苗试验, 以求解决部分鱼苗的供应问题。1958年,广东水产研究所钟麟等创用“生态生理催产法”,对亲鱼注射鲤鱼脑垂体,再辅以一定的生态条件刺激,雌鱼的卵巢在内外源激素作用下,卵巢发育充分, 完成排卵、产卵和受精的生殖过程, 可获得大量鱼苗。鲢、鳙、草、青、 鲮、鲂、鳊、斑鳢、鳜等10多种饲养鱼类都取得全人工繁殖成功, 结束了人工养殖依靠天然鱼苗的历史。从60、 70年代起, 中国开拓网箱养殖、工业化流水高密度养鱼的增养殖领域, 将增养殖学科推到了新的水平。
  20世纪60年代起,中国内陆水产资源出现衰退现象,河蟹资源锐减,长江水系河蟹几乎绝迹。 1966年, 江苏东太湖试行人工放养技术, 收到河蟹生长良好的效果。由于蟹苗资源捕捞过度和环境污染等的影响,蟹苗呈现严重不足。从70年代起, 水产科技人员即着手天然海水、 人工半咸水培育蟹苗的研究。 安徽省水产局赵乃刚等研制成功“河蟹繁殖的人工半咸水及其工厂化育苗工艺”,取得人工半咸水进行河蟹人工育苗的突破。在对虾方面,20世纪50年代末,中国开始了对虾人工育苗的研究。到60年代初, 由黄海水产研究所、 中国科学院海洋研究所、河北省农科院海洋水产研究所等单位取得了东方对虾育苗的成功,接着又取得网箱育苗和土池育苗的成功。1980年起,组织“对虾工厂化育苗技术”的协作攻关,并取得成功,使中国对虾人工育苗技术进入世界先进行列。中国在亲虾人工越冬、提前产卵、 北虾南移、 对虾神经系统的生理特性等养殖技术及有关基础理论方面取得多项研究成果。这些成果结合对虾中小型水面高产养殖技术、虾病防治技术、人工配合饵料的研究应用, 有力地推动了对虾养殖的发展, 使对虾养殖成为一项新兴的产业。
  (2)水产资源调查 1953年起,科研人员做过烟台、威海渔场、东海、黄海、南海近海重点渔场鱼类分布、 洄游、 鱼类种群组成、 渔场形成因子、 鱼类生物学特性、捕捞量与鱼类种群消长规律的调查研究。 1958~1959年, 中国组织海洋调查船队对渤海、 黄海、 东海、 南海渔场进行首次大规模渔业资源调查, 获得大量近海水文、 生物、 水化学、 底质及地貌等方面的资料。 1970年对东海、 黄海、 渤海中上层鱼类资源进行调查。 水产生物资源、 环境资源的调查, 为研究鱼类种群繁殖、 摄食、 生长、 死亡、 补充、 洄游分布和数量变动及其与渔场环境和捕捞关系这一水产资源学科的发展, 打下坚实基础。 80年代以后, 中国派出水产科学院东海水产研究所海洋渔业调查船队前往阿拉斯加海湾进行远洋水产资源调查和试捕。 后又在西非、 北美、 南非等渔场从事远洋渔业调查和开辟新的生产作业区域。
  (3)渔产轮机与加工 20世纪50年代初,中国曾开展以网型为重点的渔业轮机改革试验。 1957年研制成轻型网快拖网具, 取得显著增产效果。 50年代中期,中国已批量制造29、 44、 110、 147kw木质机动渔船和少量184kw钢质渔船。 简易绞机采用皮带齿轮传动, 绞纲用人工操作。 后制成链条齿轮传动的双卷筒并联绞机, 开始实现绞纲机械化。 此一时期, 中国研制成45mm小型捕鲸炮, 采用绞机等装在捕鲸船上,开拓了中国捕鲸机械的历史。为了推广光诱捕鱼, 1958年水产部调集科技力量, 引进技术设备, 相继解决了光源、光强、 光色、集鱼、探鱼、渔网与渔网材料, 及围捕、 捞鱼等一系列科学技术问题。 水产加工方面, 研制成鱼粉、鱼肝油、 鱼肝油丸等水产加工机械。 50年代后期,在继续推广轻拖网的同时,上海水产学院改进新型网板,使现有尾拖网能在中层拖网中获得良好效果。渔具材料随着化纤工业的发展而更新换代。1967年,清除鱼池淤泥作业开始机械化,结束了养鱼只有排灌机械的历史。70年代,捕捞机械采用液压传递并逐步推广,助渔导航仪器得到广泛应用, 拖网绞机、 围网括网绞机、 跑纲绞机和网头绳起错绞机、 中高压动力滑车、 鲨钓机、 雷达、 双曲线时差定位仪等科技成果相继研制成功, 并在国营渔船上广泛应用。 沿海群众渔船开始大量使用小型垂直探鱼仪和定位仪,探鱼仪品种增多,性能不断提高。这一时期,在养鱼水体中采用增氧技术,成为鱼虾养殖中合理提高放养密度,增加饲料投饲量,促进鱼类生长,获得稳产、高产的重要措施。 中国技术人员60年代开始探索鱼用颗粒饲料设备。 1977年以后,研制出平模硬颗粒造粒机,及其从加料到制成颗粒饲料的成套设备。接着,膨化颗粒饲料机研制成功, 提高了饲料的品位与品质。
  1979年, 中国水产科学研究院渔船设计研究室会同东海水产研究所、大连渔轮厂等单位为解决渔轮起网、 保鲜技术难关, 经反复试验, 精心设计, 大连渔轮厂建成中国第一艘海上配备有冷冻装置的现代化渔船, 从此, 改变了渔获物单一用机冰保鲜的方式, 实现了渔获物起捕后立即冷冻冷藏, 提高了渔获物的鲜度质量。这类渔船为80年代中国代表船型,也为后来中国远洋渔业船型的开发奠定了基础。
  (三) 阻碍农学发展的事件
  中国现代农业科学技术体系的发展,是曲折多态的。1900年前后,农业技术、农业教育、农业研究的体制,主要受日本的影响。20世纪20~40年代,美国及西欧的农业技术成果和农业教育、科研体系,在中国曾有过重要作用。50年代前期,当时苏联的农业教育、 科研体制, 曾被当成范本, 在相当的范围得到推行。
  20世纪50年代至70年代, 中国农学发展中曾出现若干阻碍学科前进的事件。其一,米丘林学说、实际是李森科《论生物学现状》一书观点的传播与影响。1948年,前苏联出现以行政措施批准李森科《论生物学现状》作为米丘林生物学新方向,开除反对李森科观点的教授, 关闭一批摩尔根学派的实验室, 取消摩尔根学派开设的课程, 销毁其教科书。 这是在全世界农学、 生物学界产生强烈震荡的重大事件。 在中国, 1949年, 最初发生在由北京大学、 清华大学、华北大学三校农学院合并建立的北京农业大学,该校校务委员会主任同时是领导中国米丘林学会的会长,力主学校取消摩尔根遗传学、田间设计和生物统计三门主要课程,而代之以“米丘林新遗传学”。1950年,该领导人以粗暴方式进行改革,虽被以“作风不健全” 的原由调离北京农业大学, 但是把 “米丘林生物学”作为方向的问题在全国并未解决。1952年五六月间,政务院文教委和中国科学院以原北京农大校委会主任委员在传播米丘林学说过程中所犯错误为起因, 召开生物科学座谈会。其讨论结果反映为《人民日报》1952年6月29日《为坚持生物科学的米丘林方向而斗争》 的文章, 文章中给摩尔根遗传学戴上 “反动的”、 “唯心的”、 “为资产阶级服务”的帽子, 提出 “必须认真系统地学习米丘林生物科学, 彻底批判摩尔根在生物科学上的影响”,主张“发动一个广泛深入的学习运动,来学习米丘林生物科学, 彻底改造生态学、 细胞学、 胚胎学、 微生物学……等生物科学的各部门”。1952年7月, 中央教育部召开的全国农学院院长会议,决定在农业院校取缔“遗传学” 和 “育种学” 两门课程, 规定设立 “达尔文主义” 和 “米丘林遗传育种与良种繁育学”,并作为重要课程加以安排。1952年10月中央农业部举办了全国许多农业生物教学科研单位人员参加的“米丘林农业植物选种及良种繁育讲习班”,在农学及有关生物学理论实践上曾有重要影响。 直到1956年8月在青岛召开遗传学座谈会, 明确 “特殊遗传物质”的争论只能由科学事实而不是由哲学来回答问题, 会后中国科学院、 高等教育部恢复了一度被取消的《普通遗传学》、 《细胞学》、 《生物统计学》等课程的教学和摩尔根遗传学方向的研究工作, 错误决定得到了纠正。 其二、 1958年, 在农业生产领域提过高产量指标, 许多地方放高产“卫星”, 宣传 “人有多大胆,地有多大产”,导致刮起违反科学道理的 “浮夸风”,使农业教学、 科学研究受到严重影响。 其三、 1966年发动的文化大革命期间, 农业院校停课, 不少农业院校或科研单位被停办、 裁撤、 搬迁, 人员、 设备、 课题进展遭受的损失难以估计。 在数年间, 农业领域违反实事求是精神处置农业复杂多样性问题到处泛滥,“瞎指挥”、“一刀切”一度成风等等, 曾使农学发展陷于迟滞。 到70年代后期, 情况才有了根本性的转变。
  中国农业科学技术在起起伏伏中, 摆脱了因袭照搬的苦处。 从70年代后期起, 中国农业科技在立足于自己条件的基础上, 推行改革开放方针, 从技术、 教育、科学各领域,全方位地大力吸取各个国家有益的农业科学成就与技术成果,也将自己取得的成就介绍、输送到国外,进行富有成效的交流。20世纪50~70年代,中国农业科学技术领域虽出现挫折, 但从总体来看, 在向现代型农业科学体系发展方面, 取得的成绩是明显的。

四、 农业科学各领域全面迅速提高


  从20世纪70年代末起, 政府推行改革开放政策, 农村普遍实行家庭联产承包责任制, 调动了农民的生产积极性, 拆散搬迁的高等农林院校和农科院所得到恢复发展, 延请外国农林专家来华, 派遣本国专家出国进修考察, 大量选送优秀青年出国留学, 吸收国外先进理论和成果, 引进新型设备, 在实施社会主义市场经济体制、 建设现代化农业中, 中国农林科学、 教育采取走持续发展的道路, 进入全面、 迅速提高的阶段。
  分子遗传学、分子生理学、 电子显微镜、 电子计算机、卫星遥感遥控、光谱、色谱等高效自控分析仪器、 系统科学等在农业领域的广泛渗透和应用, 是这一时期农林渔牧各学科得以迅速发展的重要因素。 在打破封闭的桎梏后, 许多种农林分支学科缩短了与国外先进水平的距离, 有些还居于领先地位。
  (一) 原有学科恢复发展
  1. 常规育种科学技术继续发展 农业生产的原材料是生物体自身,因而良种在农业生产中始终占有重要位置,具有承前启后的意义。 1986年 《高技术研究发展计划》中,研制高产、优质、抗逆的动植物新品种项目确定后,农作物、蔬菜、花卉、 林木、 家畜、 家禽、 鱼类品种培育迈上新的阶段。 杂种优势利用成果继续发展、提高。“三系”配套的籼型杂交水稻, 在生产上广泛应用,是实现自花授粉作物利用杂种优势方面的重要突破, 丰富、 发展了遗传育种理论。 1973年, 湖北沔阳县(今仙桃市)农业科技人员石明松在晚粳农垦58田间发现一特殊雄性不育水稻株, 1985年被正式定名为“湖北光周期敏感核雄性不育水稻”。经研究确定.这种光敏核不育系既是不育系又是保持系,可一系两用, 揭示出有些不育系的育性转换不完全受光周期控制, 还受温度等条件的影响, 对两系杂交水稻的研究有推动作用。 在太谷核不育小麦的研究应用、 波里马油菜细胞质雄性不育类型的发现和系统研究应用等方面均取得世界瞩目的成果。
  2. 在作物种质资源调查、征集和国外品种资源引进方面取得新的成绩 20世纪50年代, 在全国范围内大规模地进行作物品种资源的征集活动, 共得到40多种作物约20万份品种材料。 1979年开展第二次全国性作物品种资源的补充征集,共得到各种作物品种资源15万份,其中有不少是稀有名贵品种。基本查清了中国普通野生稻、 药用野生稻和疣粒野生稻的分布。 全国野生大豆考察, 共采集植株标本4 000多份,发现了白花、细叶新类型,具有高蛋白(含量55.37%)、抗病性强、分枝多、结荚多等优良性状,丰富了大豆基因库,并为研究大豆起源、演化和分类提供了宝贵材料。 西藏农作物品种资源考察, 共收集到各种作物品种资源标本14 787份。 国外作物品种资源引种工作得到加强, 1979年至1987年引进各种作物品种资源92 781份。到1989年, 共收集作物品种材料85万份。有关单位已组织编写18种作物品种资源目录和13种作物品种志。
  作物种质资源方面另一项重要进展是国家种质库的建立。1978年以后,中国着手低温种质库的建设。 1984年和1986年在北京于中国农业科学院内建成两座国家种质库; 90年代,在青海省农林科学院内建成国家种质复份库,形成了国家库中、长期配套和异地相结合的种质资源保存体系。中国国家种质库的保存体系、保存资源数量、 品种资源的丰富程度以及现代化管理和研究, 在世界种质库范围达到较高水平。
  3. 养殖动物品种资源收集、保存、 开发利用方面研究迅速进展 随着畜禽工厂化养殖和野生动物人工养殖业的兴起, 育种、 繁殖、 饲养标准、 饲料配方、 饲料投喂、 防疫、 卫生检验、 装备设施、 调控技术等在解决关键性问题中, 发展起来多门新的学科领域。 母畜同期发情、 低温保存公畜精液、 家畜人工授精和胚胎移植、 克隆牛、 羊等已积有多项学术成果。
  4. 土、肥、水等利用效益骤增 1978年开展了更加全面、深入的第二次全国土壤普查,至1989年已有半数以上的县市初步查清了土壤资源现状,以及各类土壤中障碍生产发展的因素, 采取适合中国国情的生物措施和工程措施相结合, 单项措施和综合措施相结合,利用与改良相结合的路径,已大量开垦、改良盐碱土、红壤、 黄壤土、北方风沙土, 治理低洼易涝地,建设高产稳产农田。80年代后期起, 配方施肥在中国各地区迅速发展。 它根据各种农作物的需肥规律与不同作物需肥特点、 土壤供肥性能与肥料效应, 在以有机肥为基础的条件下, 提出各种营养元素的用量与比例。 配方施肥能节肥, 增加作物产量, 改善品质, 可以显著提高经济效益、社会效益和生态效益。进入90年代,配方施肥技术由定性半定量阶段走向定量优化阶段。农田水利方面, 体现节水、增收原则, 渠道防渗漏、滴灌、喷灌、旱区集水灌溉理论与技术有较快发展。中国1976年进行地膜覆盖技术引进试验, 1978年大规模推广, 已成功地在玉米、棉花、西瓜、水稻、小麦、花生、烟草、 蔬菜等40多种作物上应用。
  5. 开创高产、优质、 高效、抗逆生产途径 1978年起, 由于推行联产承包责任制, 农民生产安排上有充分自主权; 还由于实行改革开放政策, 农业新技术的研究和引进转为活跃。 作物栽培在良种选育、 土壤肥料、 水利灌溉、 植物保护等单项研究深入的同时, 发展了多项技术综合配套应用研究。 作物高产栽培理论及配套技术研究80年代以后进展迅速。 它以一种或几种作物生长发育规律和诊断为基础, 以研究水、 肥、 化学药剂控制等为手段, 以充分利用自然资源和生产资料潜力达到最高产量和最大效益为目的。 研究作物产量形成生理和作物高产、 高效、 抗逆的作物生产理论体系和大田生产指导原则, 为较大幅度提高作物单产和品质服务的作物高产高效生理学已经出现。 80年代以来, 水稻、 小麦、 玉米、 棉花等作物叶龄模式化高产栽培理论与技术措施, 在全国大面积普及推广。 适应市场需求, 蔬果传统上市节令已经突破, 运用多种调控抑促手段, 构建了反季节立体栽培体系。 应用各种不同植物生长调节剂, 调节、 控制植物种子发芽、 营养体生根、 生长发育和产量形成, 提高产量和品质, 是学术进展较快的领域。 化学药剂促长或抑制作用的利用, 与常规栽培技术结合, 能更有效地达到作物高产、 稳产、 优质、 高效的条件需求。 作物栽培学科经过几十年的发展, 在传统技术和高新技术的交汇中, 创出了新的途径。
  6. 作物产前、 产后研究得到加强 为适应竞争,充分利用科学技术成果, 实行科学管理,农业生产在可能的范围内出现“产前”、“产中”、“产后”的划分。中国从80年代加强 “产前”、“产后”的研究。特别是 “产后”,包括农、园、林、牧、渔各业产品收获后的分级、保鲜、 后熟、 运输、 贮藏、 加工制作、包装、 销售等环节的研究, 已甚受重视。“采后生理”、“气调”、“速冻”、“干制”、“榨汁”等多种保持天然成分、 富含营养、 具有保健作用、 安全无毒的产后加工、 制作原理与技术得到较快的发展。

(二) 高新科技成果得到充分采用


  由中国农、林、水产、农工等科研院及其所室中心,省市自治区农科、林科、畜牧及水产院所,地区以至县农科所构成的农林渔牧科研体系, 由全国各地农林院校和综合大学生物类院系构成的农业及有关生物学教学、科研体系, 它们互相结合, 发挥所长, 在推动农林多项技术改造, 引进新手段、 开辟新领域, 如生物工程、电子计算机、遥感等技术在农林各业上的应用等等方面,起了重要的作用。缩短了在同类项目上与国际先进水平的差距, 填补了不少空白点。
  1. 生物技术的采用 中国生物技术的研究开发从20世纪70年代起步,经过80年代的努力,有些方面已达到了国际先进水平。生物技术在育种方面出现重大突破。 常规育种基于对种内和种间杂交优势有限的利用, 主要依赖育种家本身的经验在田间和畜舍对动植物作表型的选择。 生物技术则能克服动物、 植物与微生物间的界限作基因的转移, 拓宽了种质资源和杂交优势的利用范围, 而且可以直接作基因型的早期选择和在实验室内操作, 有利于提高育种的目的性和效率, 缩短育种周期。 生物技术在品种培育方面已开辟多种途径。 中国单倍体育种和花药培养成功的植物达20多种, 其中小麦、 玉米、 苹果、 柑橘等19种植物在中国首先培养成功, 不少已获得了品种, 并在生产中推广。 胡道芬用花粉培育的冬小麦新品种“京花1号”, 表现质优、 高产、 抗逆性强, 已在大面积上种植。 牡丹、 唐昌蒲、 三倍体无籽西瓜、 甘蔗、 猕猴桃等重要花卉、 瓜果的组织培养技术已在中国建立, 有的已转入工厂化生产。 马铃薯茎尖培养生产无病毒植株、 甘蔗组织培养均已在生产上应用。 水稻、 烟草、 黄瓜、 番茄、 柑橘等原生质体细胞培养再生成株, 接近或达到了国际先进水平。 在转基因植物培育方面, 已获得抗棉铃虫棉花、 抗黄矮病小麦、 抗青枯病马铃薯等多项成果。 在动物育种方面, 生物技术也有着广阔发展途径。 畜禽胚胎工程育种的超数排卵、 体外受精、 胚胎分割、 性别控制、 核移植、 活体提取卵母细胞等技术已趋成熟。 常规育种技术选育优种牛需要10年左右,应用胚胎工程可以一代成功。转基因的猪、牛、羊、兔等在中国已不鲜见。
  2. 电子计算机与信息技术的采用 20世纪70年代中期, 电子计算机与信息技术开始在中国农业上应用, 并且取得了初步结果。农业是以土地为基本生产资料, 利用植物的光合作用能力和当地的光热水资源, 从事生物性生产的产业。 因而呈现出生产的分散性, 很强的地域性和时变性, 很低的可控性和稳定性, 以及经验性强而量化、 规范、 集成程度差的行业特点和弱势。 而先进的信息收集、 处理和传递技术将有效地改变农业生产的分散化和小型化的行业弱势;强大的计算能力、 智能化和软件技术, 使农业中极其复杂和多变的生产要素量化、 规范和集成,改善了时空变化大和经验性强的弱点。中国已开发20多个种植和养殖生产管理的农业专家系统, 并在北京等地建立了国家级智能化农业信息应用示范区。 中国接连建立了水稻、 小麦、 玉米和家蚕、 畜禽品种资源数据库。 为研究小麦、 棉花、 大豆产量与气象条件的关系, 建立起数学模式, 进行了产量预测预报。 开展了塑料大棚黄瓜产量形成和光温条件关系的研究,初步查明影响黄瓜产量的限制因子, 提出了日积温管理和黄瓜高产栽培变温管理技术与措施。 在小麦遗传距离研究上,选出表征各亲本总体遗传方差的主成分因素,用来描述品种的性状特点,为小麦的亲本选配和组合设置提供了理论依据。进入90年代,作物高产栽培的计算机模拟系统和农业气象专家系统都取得明显进展。 在这方面, 北京农业大学的“小麦作物生产系统”、江苏农科院的 “水稻栽培计算机控制系统”、中国农业科学院的 “玉米低温冷害防御专家系统” 以及玉米、 棉花等作物高产栽培技术系统已开始在生产实际中应用。
  3. 人造卫星与遥感遥控技术的采用 遥感技术方面, 20世纪60年代初, 中国曾进行了航空相片的土壤调查和制图的研究,其误差为8%;在边界轮廓信息评查的地区,误差只有1%,而完成的速度只有常规量的1/2。 80年代以来,利用遥感技术,对农业气象测报和森林防火、水旱灾情的监测已得到较好的应用效果。遥感技术还广泛运用于北方草地进行资源调查, 绘制出各种资源图; 在华北平原盐碱土区, 应用系统科学、 地理信息系统、 计算机和遥感等现代理论和技术, 提出对区域综合治理和节水农业具有意义的“区域水盐运动监测预报体系”。应用遥感技术预报北方冬麦区小麦产量,其准确率达80%~90%以上。随着卫星技术的开拓, 由卫星导航飞机防治麦蚜虫等技术已取得生产验证试验的成功。1987年, 中国第9颗返回式卫星的发射, 首次将小麦、 水稻、辣椒等种子搭载升空, 至1997年先后8次利用返回式卫星进行51种植物300多个品种的太空培育试验,已获得小麦、 水稻、 大豆、 西红柿、 辣椒多个优良品种, 太空培育品种试验为植物育种开辟了新途径。

五、 结语和展望


  (一) 结语
  就农业科学技术发展来看, 从19世纪末到20世纪末的百余年间, 中国从“学者不农、 农者不学”、 农事囿于口传身授的经验传递, 农学依凭少数官员、 学人著书绵延的局面。 经过创办农业学堂, 农事试验场, 引进国外先进农学原理和科技成果, 数代学者勤奋开拓, 特别是后半个世纪以来, 农业科学教育机构层层建立, 大量培育人才, 增宽拓深试验研究领域, 在缩短与国外先进农业科学技术水平,创建具有优势的学科领域方面,取得了巨大的成绩。迄2000年, 中国近现代农林渔牧及其各层次分支学科领域的开拓, 著作的撰述, 学术成就展现在许多方面。 在当今世界, 中国以占地球上不到7%的耕地, 养活约占22%的人口, 为人类生存与发展作出的贡献中, 农业科学有着不可磨灭的功绩。 不可讳言, 横向相比, 中国农业科学研究水平、 试验、 检测手段, 受综合国力和科学技术总体水平的制约,与国外先进水平在许多方面有着明显差距。迈向21世纪的中国农业科学, 要作加倍的努力。
  就世界范围农业科技演进来看,农业这种最古老的产业,经历了漫长的自耕自食的自然经济和科技水平、生产率、发展速度都很低的资源农业时期。到20世纪上半叶,世界粮食年平均增长量每公顷只有1.4kg,而下半叶为39kg,相差28倍。据研究,科技的贡献率在70%以上,作出贡献的主要技术是: 良种、化学物质 (化肥和农药) 和灌溉。 也就是说, 上世纪中叶的达尔文杂种优势学说和孟德尔遗传学理论基础上发展起来的现代育种技术、德国化学家李比希的植物矿质营养学说基础上诞生的化肥工业和现代施肥技术以及20世纪40年代开发的有机合成农药,正是这些当时的高新技术建立了现代的农业技术体系,推动了20世纪下半叶农业的高速发展。令人振奋的是,1953年沃森发现遗传物质脱氧核糖核酸的双螺旋结构和1973年玻耶DNA重组成功,开创了分子生物学和生物技术的新纪元以及50年代出现,80、90年代大发展的计算机和信息技术开创了人类社会的信息化时代。
  (二) 展望
  农业是从事生命物质生产的产业, 又是一个十分复杂和开放的大系统。生物技术和信息技术的出现, 必然汇成一股强劲的冲击力, 引发新一轮的农业科技革命浪潮。
  1. 生物技术与农业育种的革命 农业生产的原材料是生物体自身,因而良种在农业生产中始终占有重要位置。常规育种技术是基于对种内和种间杂种优势的利用, 但很有限, 而且主要是依靠育种家的经验在田间和畜舍对动植物作表型的选择。 生物技术的伟大之处在于能突破动物、 植物和微生物之间的界限作基因的转移, 这就极大地拓宽了种质资源和杂种优势的利用, 而且可以直接作基因型的早期选择和在实验室内操作; 可以大大提高育种的目标性和效率,缩短育种周期和减少工作量, 这是一次重大而深刻的育种技术的革命。
  生物技术在农业育种中一经出现,就显出勃勃生机。1973年才取得基因重组成功,1983年就出现了第一批转基因植物,1994年开始商品化。1996年美国批准可商品化的转基因植物21种, 加、 澳、 日分别为18、 14和7种。 1997年美国转基因植物试种面积达1 200万hm2,转基因玉米、大豆和棉花占其总播面的1/4~1/3。到1998年3月,中国农业部受理的国内安全评价申请书86件,已批准中试、环境释放和商业化生产的71件,其中转基因植物60件、微生物8件、动物3件。
  目前,分子标记和转基因技术等已趋成熟。单季亩产吨粮的“超级稻”, 日增重1kg的“超级猪”预计下世纪初能够实现。根据1998年“第六届国际遗传学应用于畜牧生产学术会议”对猪分子育种指标的预测,中国猪的日增重可由800克提高到1200克;瘦肉率由54%提高到70%;料肉比由4.5:1提高到2.3:1,即有诱人的翻番潜力。 中国猪的遗传资源十分丰富, 完全有可能选育出世界上最优良的品种。 畜禽胚胎工程育种的超数排卵、 体外受精、 胚胎分割、 性别控制、 核移植、 活体提取卵母细胞等技术已趋成熟和实现商业化。 常规育种技术选育优种牛需要十年八载, 应用胚胎工程可一代成功。 转基因的猪、 牛、 羊、 兔国内外已是多见, 克隆羊多利轰动了世界。
  生物技术尚处发展初期,但它为人类进行生物遗传改良和农业育种展示了广阔天地和带来了新的活力, 过去育种中无法解决和不敢想像的, 现在已经或有可能成为现实。 相信, 未来的一二十年间, 必将成批涌现出全新的优良作物和畜禽品种, 极大地提高农业生产质量。联合国粮食和农业组织 (FAO) 预测, 21世纪全球农用品种的90%以上都将通过分子育种, 品种对农业生产的贡献率将超过50%。 需要提出的是, 分子育种不是对常规育种的替代, 而是二者的结合和育种技术的新发展。
  2. 农用生物制剂技术的重大突破 生物技术引起了农药、兽药和动植物生长调节物质等农用生物制剂技术的重大突破。有机合成农药在作物病虫害防治中发挥了重要作用,但也带来对环境的严重污染。 1992年世界环境与发展大会上提出了20世纪末生物农药占到农药总使用量60%的目标, 但至今美国只有15%, 中国还不到1%。生物农药与有机合成农药同时发展于20世纪40年代,但因药效缓弱、 持效期短和自身抗逆性差的问题未能取得技术上的突破, 因而长期徘徊而发展远不及有机合成农药。畜禽疫苗也是如此, 一直使用的灭活苗的免疫保护期短,需反复免疫; 弱毒苗毒株难求, 反弹难控, 也是受到技术上的限制。
  基因转移和微生物重组技术及所构建的基因工程菌使传统农用生物制剂技术有了重大突破。 基因工程疫苗不会产生自然复活或返强, 安全性高; 可一苗多治; 可多种给苗途径;可大规模生产。发达国家80年代中期开始商业化生产, 中国技术并不落后, 但至今尚未产业化。 中国因病虫害每年损失粮食约3600万吨、畜禽疫病死亡的直接经济损失每年240亿元, 因生长不良造成的间接经济损失近800亿元。生物技术在农药、兽药上所取得的突破,必将大大提高中国植保防疫水平, 降低生产损失和减轻对环境的污染。
  动植物生长调节物质领域也出现了新局面。20世纪90年代初,可使牛泌乳量增加20%的牛生长素在美国已实现商业化, 现已占有美国20%以上的乳制品市场。 猪生长素rpST在中国已完成中试, 可使猪的日增重提高26%, 饲耗减少25%,品种改善。这些生长素是动物脑垂体分泌的一种多肽蛋白类的生长激素,将其控制基因分离克隆, 转移到大肠杆菌, 经发酵提纯而得, 具有很高的安全性。
  1992年, John Clark教授发布他获得了奶中含有人抗胰蛋白酶的转基因绵羊, 引起世界轰动。 利用生物反应器技术生产贵重医用及农用蛋白, 是当今生物技术的制高点,又有巨大的经济效益,自然成为科技界和企业界关注的热点。 以经济效益很低的年产10亿支鸡疫苗的生产为例, 动物乳腺生物反应器方法较现用传统方法的生产效率和经济效益高出千倍以上。 现今英PPL公司的Antit-rypsin已获准上市,美Genzyme公司和荷Genpharming公司的EPO、 TRA、第九因子等也将产业化。此项技术中国已经掌握,但表达量不高, 能达到产业化水平的是中国农大与深圳绿鹏公司正在合作进行的人血清白蛋白、 畜禽疫苗等项目。 利用生物反应器技术, 通过对具有生物反应器功能的动植物的种植养殖, 生产高附加值的医用农用蛋白, 拓宽了农业领域, 提高了农业产值。
  3. 生物技术引发的战略思考和部署 分子生物学和生物技术为农用和医用的生命科学产品的发展带来了巨大活力,以至使一些巨型化工企业,如ICI、Bayer、 Dupont、 Monsanto、 Hoechest等正向生命科学产品方向作战略性的转移。Hoechest公司主席J.Dormann指出:“致力于生命科学就意味着从高投入低产出转向稳定的低投入高产出;从无序的盲目投资转向有序的理性投资,甚至不惜放松化工产品而集中精力于生命科学产品。”Dupont公司认为,“生物工程在农业和医药领域就会像30年前的聚合物化工一样地掀起一场产业革命, 它是生长点和发动机”。由于在抗病虫转基因作物所取得的成就,德AgrEvo公司提出“植物保护企业”将转变为“植物生产企业”的新战略。90年代以来,这些巨型公司为发展农用和医药的生命科学产品而进行着紧张和大规模的重组和兼并, 如Dupont公司1997年收购美国最大的种子公司——先锋种子公司的20%股权后,1999年又全部兼并。 为抢占技术制高点和市场占有率, 这些大公司不仅投巨资于产品开发,也十分重视生命科学的基础性研究,如Novatis以6亿美元建农业发现研究所专门研究植物基因组; Monsanto与千年制药公司合作成立Cereon基因组公司;AgrEvo加强基因组与组合化学的结合以提高筛选效率。
  李远哲在1998年北京大学100周年校庆时作的学术报告中指出:“在以后的一二百年内, 我们将会看到急速发展中的生物技术,尤其是当生物技术对医药和农业的应用产生了实质的进展后。”他讲道: “如果亚洲国家真要创造奇迹,也许要赶快投入科学的研究与高科技的发展,生物技术也许是亚洲国家能够创造奇迹的一个契机。” 1999年年初, 日本制订的《开创生物技术产业的基本方针》提出,“正像以计算机为首的电子技术改变了四分之一世纪的世界经济那样, 以生命科学知识为基础的生物技术, 可望为21世纪的经济社会带来重大的变化和进步”,并提出了 “生物产业立国” 的新的国家目标。
  4.信息技术对传统农业的全面提升 极具渗透力的计算机和信息技术,对传统产业的改造日益广泛和深刻, 而对农业更有其特殊意义。农业是以土地为主要生产资料, 利用光、 热、 水、 气等自然要素, 从事动植物生产的产业。 因而, 表现出高度分散、 区域性强、 时变性大、 可控性和稳定性低、 量化和规范化程度差等行业性弱点,这也影响了它在工业革命时期对先进科技的吸收而发展远滞后于工业。 信息技术的出现, 为全面改善农业的这些先天性弱势提供了有力的技术支持, 以智能化和多媒体技术为主体的农业专家系统可以大大提高农业的量化、 规范和集成程度, 减少时空变异性的负面影响; 数据库、 网络、 信息服务技术可以明显克服农业的分散性和在信息获取和应用上的障碍; 3S技术 (指遥感RS地理信息系统GIS和全球定位系统GPS)可以对农业的资源环境、生产状况、气象和生物性灾害等进行有效测报和宏观性的科学管理, 提高农业的稳定性和可控程度;3S技术还使农事操作由粗放到精细,发展精确农业。进入20世纪90年代,信息技术已广泛用于农业, 成为现代农业的重要构成部分。
  美国农业部1989年开发的GOSSYM棉花生产管理系统和加州大学开发的可用于多种作物的COMAX系统以及90年代初开发的大型CERES系统等开拓了智能化技术应用于农业的新领域。 1997年召开的计算机农业应用国际会议 (荷兰) 上提出的此类农业专家系统达一百余个, 可用于育种栽培、 施肥灌溉、 植物保护、饲养管理、畜禽防疫等各个方面。中国已开发20多个种植和养殖生产管理的农业专家系统, 并在北京等4地建立了国家级智能化农业信息应用示范区。1998年科技部召开的农业信息化科技工作会议提出以农业专家系统作为农业信息技术的突破口。 当前,农业专家系统的技术前沿在于提高智能化水平以及与虚拟技术的结合, 使专家知识与模型的精确定量化相互补充, 用虚拟技术形象地描述专家的系统推理和辅助决策。 在应用上, 主要是通过二次开发实现区域化和实用化以及加强对用户的开拓和培养。
  信息传输上,美国的卫星传输系统有AgDailyh和FamDayta以及世界最大的农业中心网络系统——内布拉斯加大学的AGNET和美农业部信息资源管理办公室在世界设置的3600多个农业信息站点。欧洲的EUNITA、德国的DAINET、丹麦的PlanteInfo等也都已投入运行。据DHM和SF两杂志社的调查,1995年美国41.6%的农户和46.8%的奶牛场拥有计算机和上网,荷兰分别为11%和35%。中国的农业信息网络工作尚处起步阶段, 1992年启动的 “金农工程”, 到1997年已连通1000个县和每县的100个农户。 目前存在的主要问题是信息采集处理系统薄弱和标准化程度差、 信息源不足和质量不高、 传输速度慢和对用户开拓培植少。 此外, 对GIS的传输支持也不够。
  精确农业 (Precision Agriculture) 是20世纪90年代兴起的新热点。 遥感(RS)和地理信息系统 (GIS)技术80年代就已用于农业领域和发挥了良好作用。1993年, 美国的全球定位系统 (GPS)民用后, 使这三项技术构成了一个相得益彰的完整体系,俗称3S技术。它是利用RS作宏观控制, GPS精确定位地面位点到米级, GIS将地面信息 (地形地貌、 作物种类和长势、 土壤质地和养分水分状况等)进行储存、 处理和输出, 再与地面的信息转换、 实时控制、地面导航等系统相配合,按区内要素的空间变量数据精确设定最佳耕作、施肥、播种、灌溉、喷药等多种农事操作。 传统农作是以亩,甚至百亩为单位的地块作为统一操作单元的, 而同一地块单元内的地形、土壤、作物生长状况的差异很大,3S技术则可将操作单元缩小到平方米,使传统的粗放生产变为精细农作,可以显著提高水、肥、药的利用效率, 以最经济的投入获得最佳产出以及减少对环境的污染。
  信息技术支持下的农业, 由经验性到量化、 规范、 集成和智能化; 由粗放生产到精细农作;由分散封闭到有效获取和利用信息;再到宏观测报和科学管理,是传统农业的一次深刻革命。抓住信息化改造的机遇, 中国农业就会提升到一个新水平, 就会在向现代农业和市场经济的转变中, 显著提高人力、 物力和财力投入及管理效率, 减少和规避损失。
  5. 现代工程技术向农业领域的拓展 先进制造、精细化工、 自动控制、航空航天、 新材料和新能源等现代工程技术加速了向农业领域的拓展和对农业的武装。
  中国化肥的生产量和施用量居世界首位,单位面积使用量是美国和世界平均量的2.6倍。但是,化肥报酬迅减,利用效率很低,氮素化肥损失率高达45%,对环境造成严重威胁, 提高化肥利用效率迫在眉睫。 在植物营养和均衡施肥理论指导下, 肥料正向着复合、 专用和控释化方向发展。Basf公司已生产含十种以上营养元素的化肥;三菱公司生产了80多种专用复合肥;控释性专用复合肥则是通过特殊的包裹材料和工艺,使肥料按作物不同发育时期的不同营养需要而控制性地释放。发达国家的专用复合肥占到总施用量的80%以上, 中国不到20%。精细化工和新材料与均衡施肥技术的结合将为提高化肥利用效率和减少污染做出新的贡献。
  中国水资源严重匮乏,而利用效率只是发达国家的1/3,节水已成为一项紧迫而繁重的任务。农业节水是一个大的系统工程,需要多方面现代工程技术的支持。中国耕地中6成平地4成坡地, 以激光制导平地低压管道输水和先进灌溉技术为主导的平地节水灌溉体系; 以集水引水和喷灌微灌为主导的坡地节水灌溉体系;以全降解塑料和高分子保水剂等新型覆盖材料、作物蒸腾抑制剂等组成的农田保墒节水体系以及通过提高作物自身抗耐旱能力和水分利用效率的生物性节水体系等都需要新型塑材、 精细化工和制造业的技术支持。
  正以20%以上的年增率在中国迅速发展的设施农业, 是以最小的资源投入,在可控条件下,按工厂化方式进行动植物生产,效率和效益可较大田提高数倍的高效集约型农业。它涵盖结构设计、新型材料、环境控制、无土栽培、专用品种、植保防疫、 微型机具等多种技术和设施, 是现代农业技术和工程技术的集成。
  6. 高技术与中国农业发展 近半个世纪, 中国农业取得了举世瞩目的成就,结束了多年来粮食短缺的历史。 但是, 农业的资源利用效率和生产水平、 劳动组织和生产技术还比较落后, 又面临着向市场经济的转轨、 进入WTO的挑战、 农业结构的再调整和增加农民收入等一系列重大问题。 这个历史转折的关过好了,中国农业就会另有一番天地,否则,就会陷入泥泽而影响国家经济发展的全局。在调整农业结构、 提高生产质量、 降低成本、 提高效益、 规避风险、 增强市场竞争力以及增加农民收入等重大经济和社会问题的解决中, 高技术都将提供不可替代的强大技术支持。 农业高技术产业也将成为国民经济中的一个新的增长点。
  18世纪蒸汽机的发明, 19世纪统一电磁场理论和电磁波的发现和20世纪狭义相对论和量子力学的发现以及核能、 激光、 雷达、 半导体和超导体等的发明带来了现代科学技术的繁荣和社会进步。 西门子在发明电机后给他弟弟的信中说,电力技术将开创一个新纪元,谁抓住了它谁就会取得成功;罗雷尔提出,“曾重视微米技术的国家, 今天已成为发达国家; 今天重视纳米技术的国家, 也必将在未来高技术领域独领风骚”; 李远哲认为, “有些国家跟上了第二次产业革命 (指信息革命—石元春注), 他们仍将强大而富有, 没有跟上的国家, 将仍然悲惨”, 并提出了生物技术可能为亚洲国家提供 “创造奇迹的契机”的战略设想。 现代科技和经济发展的历史说明,每一项重大科学技术的突破都是一个新的生长点和冲击波,都会开拓一片新的科技和产业领域,抓住了它,就可能一路领先而事半功倍,这对正在发展中的中国具有重要的现实意义。
  以育种技术和农业化学技术为主导的第一次农业技术革命, 使20世纪下半叶世界和中国粮食年均单产成十倍地增长。 现在, 又拉开了以生物技术和信息技术为主导的新的农业技术革命的序幕。中国一定要把握这次机遇,加大投入力度,精心部署, 将农业推进到一个新的水平。 为此, 作好三件事很重要, 一是要把农业高技术的研究开发提高到战略性高度, 强化投入和工作, 但要坚持高技术与常规技术的结合, 并重而不偏颇; 二是现代农业科技成果, 特别是高技术成果多以物化和产品形式体现和按市场机制运作, 因此一定要大力发展农业 (高) 科技产业, 这是当前中国十分薄弱的一环; 三是目前的农业科研和教育体制不能适应新的形势和发展的要求, 要加大改革力度。
  从经济建设发展趋势来看, 中国从20世纪农业占国民经济总量的较大比重,到21世纪要向农业比重相对减缩至只占百分之几的局面发展。工业发展,使农用土地、 水源减少, 农业用水从几乎不计成本进入到不断提高成本的范围。 而且工业排放废料造成土壤、 大气、 水域污染, 易引发农林环境质量下降, 生态危机四伏。 毕竟, 农业是衣食之源, 是国本民根, 处于基础地位。 农林渔牧各类产品需求的品种和数量会迅速上升, 质量会不断提高。 农业科学要在丰产增收, 克服环境质量下降,走可持续发展的道路中显示作用。可以确信,未来21世纪,农业在国民经济中比重会相对有所减缩, 但却需要农业科学的充分发展与繁荣。
  参考文献
  董光壁主编: 《中国近现代科学技术史》, “近代农业科技的奠基”、 “农业产业的现代化”及其他农业生物有关篇章, 长沙: 湖南教育出版社, 1995。
  白鹤文、 杜富全、 闵宗殿主编: 《中国近代农业科技史稿》, 北京: 中国农业科技出版社,1995。
  郭文韬、 曹隆恭主编: 《中国近代农业科技史》, 北京: 中国农业科技出版社, 1989。
  卢良恕: “科技进步与我国农业现代化”, 北京: 《自然辩证法研究》, 1989 (5): 43~47。
  吕飞杰: “中国农业科学技术展望”, 北京: 《中国农业科学》, 1997 (1): 1~6。
  韩德乾: “我国新的农业科技革命的战略思考”, 北京: 《自然辩证法研究》, 1999 (1): 1~4。
  卢良恕、 顾晓君: “21世纪的农业和农业科学技术”, 北京: 《自然辩证法研究》, 1995(10): 55~60。
  左天觉、段志煌、Miklos Faust主编,《中外著名专家论中国农业》,北京:中国农业大学出版社, 1998。

石元春 张湘琴