第六章 农业科学技术 主要内容 1.农业科学技术的基本概念和功能。 2.农业科学的基本体系和原理。 3.农业技术的基本特点和基本知识。 4.农业技术推广的基本概念。 5.农业教育的地位和作用、我国的农业教育体系概况。 6.节水农业新技术简介。 7.保护性耕作新技术简介。 基本要求 1.掌握农业科学、农业技术的基本概念，认识农业科技的社会功能。 2.理解农业科学的基本原理，熟悉农业科学的基本体系。 3.了解农业技术的基本特点，熟悉常规技术和当前农业新技术的基本知识。 4.掌握农业技术推广的概念，了解农业技术推广工作的基本内容。 5.认识农业教育的重要性，熟悉我国当前农业教育的基本体系和概况。 第一节农业科学技术概论 一、什么是农业科学技术 (一)定义 “科学”(science),是关于自然、社会和思维的知识体系。其任务是揭示事物发展的客观规律、探 求客观真理，作为人们改造世界的指南。其包括自然科学和社会科学两大类（辞海）。 “技术”(technology),是指人类在利用和改造自然的生产过程中的工艺。所谓工艺，一般指操作 方法、劳动技艺、作业程序、组织形式等（辞海）。它的任务是改造世界、促进生产发展。严格讲“技 术”与“物质”不同，技术不包括物质。但是，社会上流行泛义的“技术”，还将技术物化了的物质装 备包括在内。 “科技贡献率”，指的是与物质相对而言。科学技术对国民经济增长的贡献多少，即在总产值增长 率中扣去物质费用增长率。一般发展中国家科技贡献率为20%~30%，物质投人贡献率为70%~80%： 发达国家由于物质投人基础已较雄厚，在原有物质投人的基础之上进一步再增加物质投入，新增部分的 贡献率就会减少，而科技贡献率则上升到70%~80%。 (二)科学和技术的联系与区别 科学是发现，是认识世界，它是技术创新的基础，为技术创新提供了可能：技术是发明，是改造世 界，是在科学发现的基础之上使可能变成事实。例如，李比希的矿质营养学说，是一种科学发现，它为 化肥工艺奠定了理论基础，而以后发明的制造氮肥的工艺，是一种技术发明。两者的有机结合，推动化 肥工业与农业的大发展。 (三)农业科学技术和教育 “农业科学”，是探索农业生产的自然规律和经济管理的应用科学。“农业技术”，是指农业生产经 营管理中的工艺、方法和技能。“农业科技”是农业科学和农业技术的合称。农业科技是科学技术的分 支之一，它具有科学技术的一切属性，但也带有自己农业科技的特点，即季节性、地域性、多变性、生
物性等。 “农业教育”是培养掌握农业科学技术人才的摇篮，是科学技术的载体与源泉。有了人才，才可能 产生、体现、创新农业科学技术。 二、农业科技进步的进程与动力 (一)进程 农业是人类与自然斗争、争取生存和改善生活的实际活动，农业科学技术则是人类从事农业生产活 动中认识并改造自然的重要手段。社会经济与人类需求的发展促进了科学技术的产生与发展。因此，有 了人类的生产活动以来，就开始了科学技术的产生与发展，它经历了漫长的发展过程：由檬俄的萌芽状 态到逐步趋于成熟、由简单到复杂、由低级到高级、由经验型古代科学到实验性现代科学。世界上农业 科学技术发展大致经历四个阶段： 1.原始型农业科技。距今1万年左右，即新石器时代的初期，人类在初步认识自然和动植物活动 规律的基础之上，开始学会了栽培植物和驯化动物的工艺。从关心作物生长中积累了从种到收的一些科 学知识，逐渐产生了原始的气象、天文、测量和数学等学科的萌芽。例如，战国时期出现的历史文献《吕 氏春秋》（公元前770~前221年）中已记述了土地利用的原则：“凡耕之大方，力者欲柔，柔者欲力： 息者欲劳，劳者欲息：棘者欲肥，肥者欲棘：急者欲缓，缓者欲急：湿者欲燥，燥者欲湿。”这些2000 多年前对农作现象和规律的认识一直到今天仍是适用的。 2.经验型农业科技。自人类发现了铁和铁的特性，发明了制铁工艺并物化为铁犁，农业就进人了 以铁犁和牛耕为特征的传统农业阶段。在这漫长的时期中，人类通过生产实践活动积累了许多经验，在 此基础上产生了一些与传统农业相适应的经验型农业科学与技术。主要集中在土壤耕作技术、间套复种 和轮作技术、播种技术、灌溉技术、施肥技术、饲养技术等方面，欧洲则在二回制（谷物一休闲）、三 圃制（冬谷一春谷一休闲）方面有所进展。我国的经验型农业科技给人类留下了宝贵的财富，有关农业 著作有500多种，最著名的是公元4~6世纪出现的《齐民要术》，它记载了有关选种、耕作保墒、轮作、 农田水利、施肥、蔬菜和果树栽培、畜禽饲养、农产品加工与储藏等多种技术，也提出了“顺天时，量 地利，则用力少而成功多，任情返道，劳而无获”等朴素的科学道理。 3.实验型农业科技。从17世纪开始，近代实验型农业科技在欧洲兴起。德国农学家泰厄最早提出 以实验为手段进行农业研究，1809一1813年出版《合理的农业原理》，提倡改良的四圃制（春谷一块茎 块根作物一冬谷一三叶草)：1840年李比希发表了《有机化学在农业和生理学上的应用》，提出了影响 深远的“矿质营养学说”：1838年劳斯(1814~1900)成立了世界上第一个农业试验站，即闻名于世的 英国的洛桑试验站，布森高(1802~1887)建立了第一个农业实验室；1845年成立了皇家农学院；1859 年达尔文发表《物种起源》。这些活动奠定了近代实验型农业科技的基础。 20世纪以来，实验型农业科技在许多领域取得重要进展，如杂交育种技术（矮秆小麦、矮秆水稻、 杂交玉米)、高产栽培技术、平衡施肥技术、节水技术、病虫害综合防治技术、多熟种植技术、胚胎移 植技术、人工授精技术、配合饲料技术、农机设计与制造技术等。 4.前瞻型农业科技。随着社会经济和科学技术的不断发展，农业科技也将向纵深发展。 ·高新科技迅速发展。近些年来，计算机技术、转基因技术、智能技术、新材料工艺等异军突起， 今后将进一步应用于农业生产领域，并与常规技术相结合，促使农业生产力有新的突破。人类期望着能 在不久的将来，在光合作用效率（例如，将C4作物基因转移到C3作物上）、禾本科作物固氮效率、 植物水分蒸腾效率、能量转换效率等方面有重大突破，粮食产量能成倍增长。 ·宏观与微观的结合。随着科学技术的发展，学科的分工越来越细越深人，越向微观方面发展。在 此同时，由于农业生产研究开发的对象大都是多元素组成的综合体，因此，在深人微观领域的同时，急 需加强宏观领域的研究。卫星升天就是宏观、综合、协作攻关的结果。在农业上，有许多宏观领域有待 加强，如超高产综合农业技术、农业和农村现代化规律、高产优质资源节约型农作制、农业区域开发、 城乡协调发展等
·跨学科农业科技领域的扩展。在农业社会里，科学技术的中心是农业科技，但在现代工业与信息 社会里，农业科技不再处于科技的中心地位，工业、能源、军事、信息、医学、环境保护、生物、智能 技术、遥感技术、克隆技术等科技领域不断扩展。在这种情况下，除了努力发展农业自己的科技外，要 充分吸收利用其他科学技术领域的成就，以加速跨学科农业科技的发展，如防治荒漠化综合技术、再生 能源在农业上的应用、精确农业技术等。 (二)科技进步的原动力和条件 从以上农业科技进步的历程可以看出，科学技术的发展有其自身的规律，必须有一定的物质和文化 的基础。 1.经济发展对科技的需求并为科技发展提供物质基础。经济发展的总体水平决定了科技的水平及 其内容。有人曾提出“中国农业科技要率先进入国际先进行列”，愿望良好但难以实现。为什么在古代 没有发明计算机？一是古代的生产水平不需要计算机去迅速计算复杂的事物，二是不存在制造计算机的 物质基础和科技基础，三是科技发展需要大量投入，古代的经济水平无力承担。在经济发展的同时，人 类的生活在不断改善并对农产品提出各种新的要求，因而促进了农业科技的发展。 2.科学技术本身的基础。为什么中国近代缺少重大的科学发现与技术发明？为什么近代中国内地 没有出现世界级的大科学家？除了经济基础以外，文化、科学基础的薄弱是一个重要的原因。明清以来， 闭关自守，中国文明从先进走向衰落，现代实验型科技水平大大落后于欧美各国，理性思维缺乏，科技 体制滞后，因而缺少科技的创新。 3.人才与教育基础。人才是先进科学技术的载体，有了人才就有了科技创新之源，人才与教育的 滞后延缓了农业科学技术的发展。 4.社会基础。科技和教育体制、组织、社会风气与学术民主等在一定程度上促进或制约了农业科 技的创新。一个社会稳定、官民和谐、学术能自由交流、民主讨论、百家争鸣的法制社会，将促进科学 技术的创新与发展：一个贪污腐败、官僚体制、缺乏民主、自我封闭、万马齐暗的社会，将难以锤炼出 经得起考验的科技创新；相反，还可能制造出一些虚假的“成果”。例如，前苏联曾实行学术专制，两 个“红色科学家”院士，一个是李森科反对遗传科学、一个是威廉士反对化学肥料，使前苏联的农业科 学与农业生产落后于世界一二十年，教训是深刻的。 三、农业科技的功能 无论是国民经济整体还是工农业的进步，都是在人的积极作用下，物质投人和科技进步两者共同作 用的结果。社会的生产是物质生产，也是以物质（生产资料、要素、生产工具）作为基础。没有计算机 就不会有互联网，而互联网的发明又推动社会生产力的发展。科技与物质的有机结合，大大促进了农业 生产力，成为农业生产的推动力与先导。 (一)促进农业生产力功能 农业科技的首要功能是促进农业生产力的提高。所谓“农业生产力”(agricultural productivity)是 指农业劳动者利用劳动工具与劳动对象（土地等）在一定时间内的农业生产能力，以生产量表示之。农 业生产的根本任务是不断提高生产能力以满足人类发展的需要，农业科技（工艺、方法、技能）一旦与 物质相结合，就起了促进或提高生产力的重要作用，它表现在两个层面：一是将新工艺、新方法予以物 化从而促进生产力，如利用配方施肥工艺物化为配合肥料、利用机械设计新工艺物化为高效拖拉机或免 耕播种机等，因而促进了作物生产力或生产效率的提高。二是直接利用未物化的新工艺促进生产力，如 一个良好的计算机程序可以促使成本降低、产量提高，多熟种植工艺可大幅度增加作物的年产量。 近代实验型农业科技的发展对提高生产力起了十分显著的作用，如美国的玉米生产在1876~1936 年的60年期间，单产一直在1.5t/hm左右徘徊，而到20世纪后期单产猛增至7.5thm2,这主要是先 进工艺（杂交技术和化肥制造技术）和物化工艺（杂交玉米种子和化肥）共同作用的结果。中国粮食单 产1949年平均为1029kghm2,到2000年达4261kghm2,增加了3倍多，其原因也是农业科技加物 质（肥、水、种子等）的协同作用
（二)经济功能 农业科技的经济功能也是巨大的，它可节约成本、增加产值、提高劳动生产率，从而增加农民获企 业的经济收益。美国在第二次世界大战前每个农业劳动力生产的谷物可以养活11个人，目前，每个农 业劳动力可生产14万kg谷物，能养活90~100人。在20世纪30年代，美国从饲养一头小牛到500kg 时屠宰需要2.5年，而现今只要1年就够了。 (三)社会功能 ·增产粮食和其他动植物产品，以适应人口增长、经济发展和生活改善的需要。引进或发明新动植 物品种、农产品品种、提高农产品质量，以满足人们不断增长的多种需要。 ·保证国家粮食安全与社会稳定，保护自然资源与环境。 ·促进农业和农村现代化和可持续发展。 四、新中国农业科技的发展 历史上，中国在传统经验型农业科技方面曾辉煌一时，但实验型农业科技起步较晚，远远落后于世 界水平。1949年以来，中国加快了农业科技发展的步伐，农业科学、农业技术、农业教育都有了很大 的发展，以传统学科为体系的农业科学研究网和学科体系已基本形成。半个世纪以来，中国粮食总产由 1952年的1.6亿吨增加到2000年的4.6亿吨，经济作物、畜禽渔林各业全面发展，农业科技起了重要 的作用。其中，贡献最大的是：耕作制度改革、3一5次大面积新品种的更换、高产集约栽培技术、灌 溉与化肥使用技术、设施园艺、畜禽鱼饲养技术等。 当前，中国农业科技与世界的差距正在缩小。据研究，我国常规农业学科与世界先进的差距一般在 10年上下，有的如杂交水稻技术、多熟种植技术、中兽医技术等项日还处于世界的前列：涉及信息技 术、生物工程技术、自动控制等高新技术，则落后在20年以上，尤其是跨学科的宏观性、软科学性、 基础性、系统性的项目落后的更多。据官方统计，当前中国的农业科技进步贡献率已达40%一45%， 但据邓宗兵等研究，如果扣去管理部分的贡献（如由人民公社转为家庭承包制、计划经济转为市场经济）， 1980一1999年期间的真正农业科技贡献率为22.3%。此外，农业科技成果转化率也很低，只有30%。 这种“两低”现象是与科技管理体制、政策、学术民主与学术腐败等问题相联系的，必须大力予以改革， 以达到自主创新、科教兴国的目的。 第二节农业科学 农业有没有科学？西方农学界曾有一句名言：“Agronomy-一not a sciencebut an art'”,意思是农学不 是科学而是一种技术。后来，人们发现，农业不但有它的科学理论、规律、原理，而且是一门很深奥的 科学。当前，国内外在农业科学方面有许多误区，也有不少问题存在着争论，这正好说明农业科学的复 杂性与重要性。学习农业，首先要学习有关农业的基本理论、规律、法则等科学道理。 一、农业科学的若干误区 我国民间有一个谚语：“人在福中不知福”，当你受苦受难的时候才会体会到幸福的可贵。学习科学 也是一样，只有正向思维与反向思维相结合时，才会渐渐引向深入。本书的阐述大都是正面的讲解，而 在这一节中，试着首先从反面人手，摆出一些平日常见常闻的农业科学的误区，供大家思考和讨论，例 如： ·有人认为生物不是进化演变产生的，而是某种冥冥智能者创造出来的。 ·有人认为自然界的一切都是美好的，人工的东西都是丑陋的，人类改造自然的口号是极“左”思 潮的反映。 ·有人认为人类开垦荒地、治理山河、修建水电站等都是破坏“原生态”、破坏环境的行动。 ·有人认为随着人口与资源矛盾的激化，未来农业的前景是：天人合一、自然神圣、实现资源零消 耗、经济零增长：回归古代农业模式，实现能量原教旨主义与清教徒式的生活，低投入、不投入、低产
出、低消费：实行“生态农业”、“有机农业”、“素食农业”、“自然农业”、“无为农业”。 ·反对农业现代化，“反对中国提出的高产优质高效农业的方针，因为高产高效必然导致资源环境 的恶化”。 ·提出“中国农业一靠政策二靠科学”（不要投入）。 ·反对农业市场化，主张计划经济为主。 ·反对农业商品化，主张自给自足的小农农作方式。 ·反对农业集约化，提倡粗放化。 ·反对良种、化肥、灌溉、农药等绿色革命的四大技术支柱。认为它们都是导致不可持续发展的病 根。 ·认为人可以不吃饭而长期生存，庄稼可以无肥料无营养生长，提倡无肥料、无耕作、无农药、无 除草的“四无农业”。 ·认为“化肥是毒药、是麻醉剂”，“我国化肥的利用率只有30%”。 ·提出“粮多—猪多一肥多一粮更多”。 ·认为“随着经济与生活的改善，人们吃肉蛋奶增多而吃粮食减少，因而今后粮食的需求会越来越 少”。 ·认为“随着农业生产条件的改善，单位面积产量的增加是无限的”。 ·认为“随着投入的增加，报酬必然递减”。 ·设想十来米高的三北防护林可以挡住来自西伯利亚几千米厚的寒风。 ·主张“森林是我国的主要生态屏障”，“半干旱草原地区退耕应以林为主”。 ·主张无水的荒漠可以植树造林绿化。 ·有人竞从恐龙蛋化石中发现了DNA。 以上这些例子，都不是小孩子或智力障碍者讲的，其中大部分都是名人名言，有些还是世界级、国 家级名人、院士、教授级“科学家”的言论，这充分说明了学习科学的艰巨性与复杂性。咋一看，这些 言论不无道理，或者有的还是公认的“真理”，但从科学性上仔细“解剖”以后，你会发现，究竞哪些 是真理或部分真理，哪些是误区或部分有误，究竞哪些是真科学或伪科学。近些年，在中国的网站上展 开了关于伪科学、伪环保、伪学者的讨论是很有意义的。有比较、有思考，才会将学习引向深入。在这 里，对这些“误区”不作结论或回答，以便进一步引起读者和学员的思考与讨论，有关问题可参考本书 的各个章节内容或其他参考资料。 二、农业科学的重要意义 农业科学是研究农业生产经营理论与实践的科学，是自然科学和社会科学逐步向农业领域渗透、移 植和交融的结果。农业本身的复杂性和重要性决定了农业科学的复杂性和重要性。 （一)农业科学的复杂性 一位日本科学家曾讲，农业科学是最高层次的科学，这话有一定的道理。原因是：农业科学涉及面 广、深厚、多变，参与因子又太多。当前，系统工程在一些非农业领域的应用是很成功的，但在农业上 难度大，现有的一些数学模型能成功地应用于实践的尚少。它的复杂性体现了农业生产的特性，主要表 现在：①农业的多目标性决定了农业科学多目标性：②涉及因子十分复杂，是自然科学与社会科学的复 合：③由于农业生产对气候条件的强大依赖型，决定了农业科学在空间时间上的多变性：④与工业科学 不同，它的对象是动植物活体。 (二)农业科学的重要性 理论指导实践，农业科学的理论、规律、法则等是指导农业生产与经营实践的指南，它对农业生产 与经营具有举足轻重的重要意义： ·直接指导农业生产与经营发展的方向与道路，从而引导农业和农村走向现代化。从以上举出的农 业科学误区案例中可以看到，许多问题都涉及农业发展的方向与重大战略，要解决这些问题必须从农业