先进的生物技术十篇

发布时间:2024-04-26 11:43:57

先进的生物技术篇1

在中国,先锋公司于1997年设立了杜邦先锋北京办事处,至2008年底按播种面积计算约占国内玉米种子市场的6%。先锋公司是一家技术为导向的农业科技育种公司,始终将研发领域的投入作为企业的核心优势,每年投入销售额8%~12%的资金用于玉米育种研发。其非常重视自己的技术研发成果,多以专利的形式予以保护。通过分析先锋公司在中国的专利申请状况,可以帮助我们了解先锋公司在中国的专利申请策略和知识产权战略。

先锋公司中国专利申请概况

先锋公司在中国的专利申请量为144件,其中发明140件,外观设计4件。

先锋公司从1986年就开始在中国申请专利,整个20世纪80年代共在中国申请2件专利,第一件是一种用于治疗动物肠胃疾病的细菌组合物,主要涉及动物用药品,第二件是利用微生物防腐剂防护干草的方法。这两件申请都不在先锋公司的主营业务种业范围之内,因此这两件申请可以看成是先锋公司在中国申请专利的试水行为,当时先锋公司还未在中国开展业务,主要活动还限于科研合作活动。其于1983年在中国农业大学设立联络站,进行玉米品种试验,直到1996年才找到适合中国生产条件的种质,然后开始在中国的育种研发和投资。所以在第一次申请之后的近十年内,先锋公司几乎没有在中国再申请专利,直到1995年开始恢复申请。先锋公司1995年的一件中国专利申请涉及控制作物开花的遗传基因,说明此时其已经开始涉足农业生物技术的研究和应用,并开始在中国对此进行专利布局。

从先锋公司的网站上可以获知,其在1989年就建立了自己的生物技术小组,并在1996年成为第一家研究农作物遗传学的公司。1996~1998年间,先锋公司开始在中国陆续申请农业生物技术方面的专利,例如“通过表达高水平的抗生物素蛋白诱导植物雄性不育性”(Cn96196046)、“用于生产单性果实和蔬菜的转基因方法和组合物”(Cn97194240)等。1999~2003年,先锋公司在中国的专利申请很少,5年才提交2件,这可能是由于其被杜邦公司并购的原因,其发展战略有所调整,公司业务还处于整合阶段,影响了其专利申请节奏。

从2004年开始,先锋公司在中国的专利申请量有了大幅增长,2005~2009年的平均年增长率达到36%,专利申请的内容涉及转基因技术、育种方法等多个方面,而且在2005和2008年申请了4件涉及产品外包装的外观设计专利,这说明此时先锋公司已经在积极拓展中国市场并销售多个系列的产品,而且希望通过外观设计专利的形式保护其在售产品免受假冒伪劣产品的冲击。

2010~2011年先锋公司的中国专利申请量骤降,这很可能是因为通过pCt途径进入中国的专利申请周期较长(超过32个月),大部分专利申请还未公开,不能被检索统计到。因此目前所能得到的先锋公司2010~2011年中国专利申请统计数据是不完全的。但是根据其2004年之后一直延续的中国专利申请趋势以及其在农业生物技术领域技术发展现状来看,先锋公司在2010~2011年乃至以后在中国的专利申请仍将保持快速增长的趋势。

与先锋公司在全球范围内的专利申请总量相比,其在中国的专利申请数量并不高。先锋公司在全球的专利申请超过2700项,其中只有100多件在中国进行了申请。先锋公司最早的专利申请是1977年在美国申请的US4154021a(棉花种子的连续去纤维方法)。整个20世纪80年代先锋公司在全球的专利申请约30件,而在中国只申请了2件。在农业生物技术领域,先锋公司最早的专利申请是1986年的aU7093587a(基因组中含有病毒cDna编码的反义Rna和转录终止子的抗病毒植物),其在中国1995年才开始农业生物技术领域的专利申请。由此可以看出,在先锋公司的全球专利战略体系中,中国是一个布局相对较晚,专利申请量相对较少,但近年来越来越被重视的区域。

先锋公司杂交育种技术在中国的知识产权保护

先锋公司在中国申请的140件发明专利主要涉及农业生物技术和育种技术两个分支,其中生物技术相关专利申请超过80%,而育种技术以及其他的专利申请不足20%。尽管目前农业生物技术是热点、前沿的研究领域,但是由于技术发展和产业政策的限制,先锋公司在中国的业务仍是以出售通过杂交育种技术获得的玉米种子产品为主,所以育种技术领域是与其目前业务最相关的领域,在该领域中先锋公司希望能改良种质资源和提高农作物的产量。

先锋公司在育种技术方面的中国专利申请主要包括提高种子质量的方法例如“提高玉米种子质量的方法”(Cn1144453a),对种子或其组织进行定向、定位、收集、取样、分析的方法例如Cn1281332a、Cn102095600a等,以及用于育种的相关装置例如“对种子进行涂覆,辨识,并索引的装置”(Cn102131378a)。先锋公司在育种技术领域的中国专利申请相对较少,而且主要是在育种相关的检测分析方法方面的申请,这是由于植物新品种并不属于中国专利法的保护客体,所以杂交育种得到的新种子产品在中国并不能通过专利进行保护,而根据《中华人民共和国植物新品种保护条例》的规定,新的杂交种子产品可以通过申请植物新品种而受到保护。到目前为止,先锋公司在中国共申请了18个植物新品种(参见表1)。

其实先锋公司在中国很早就开展了玉米杂交育种的研发和试种,1998年建立了中国铁岭先锋公司,并在辽宁铁岭和河南新乡设立研发中心,分别研发春、夏播玉米品种,针对中国市场进行育种和测试。先锋公司目前在售的玉米种子产品包括黄淮海区的先玉128、先玉252、先玉335(黄淮海)、先锋321322(黄淮海)、先玉738(新品种)、先玉688(新品种),东华北区的先玉335(东华北)、先玉508(东华北)、先锋33875、先锋38p05、先玉420、先玉696、先锋32D22(东华北)、先玉698(新品种)和西南区的先玉508(西南区),其中大部分都已经申请植物新品种而希望获得保护。可见在育种技术领域,先锋公司在

中国的知识产权策略是以植物新品种保护为主,专利保护为辅。

先锋公司在农业生物技术领域的中国专利布局

农业生物技术被认为是农业技术重要的发展方向之一,可以为解决全球的粮食短缺问题提供新的途径。农业生物技术领域也是目前各种业公司竞相争夺的技术前沿阵地。先锋公司宣称自己是第一家研究农作物遗传学的公司,因此在其专利申请中农业生物技术领域也是其主要关注的技术领域。先锋公司在这个领域的中国专利申请主要包括以下几种类型:①采用基因工程技术改造各种植物遗传基因的方法,例如“用于生产单性果实和蔬菜的转基因方法和组合物”(Cn1217026a);②具有特定功能的核酸或多肽片断,例如“异戊烯基转移酶序列及其使用方法”(Cn101061228a)、“新的草甘膦n-乙酰转移酶基因”(Cn1531594a);③转基因植物的选择和培育技术,例如“转基因作物的抗性治理策略”(Cn101568641a)、“二倍体胚的选择性切除”(Cn101652481a)。这些专利申请所涉及的转基因作物类型主要包括玉米、大豆、高粱、小麦、油菜、水稻、向日葵和苜蓿等,而且很多功能基因片段可以插入不特定的对象中,对植物载体没有特别限制,也就是说基本涉及了所有的作物种类。

先锋公司在农业生物技术领域的主要研发目的在于通过改造植物的遗传特性使转基因植物产品在性状和营养品质等方面更加符合人类的要求,包括提高植物的生物产量以提高生产率,降低生产成本;提高植物环境适应能力以减少农药和肥料的使用,降低对环境和产品的污染,减少粮食的损失,降低农民的成本和投资的风险;改善植物营养成分的种类以提高产品的市场竞争力,为消费者提供特殊需要的各种食品等。先锋公司在农业生物技术领域专利申请的发明目的也与此密切相关:①获得产量高、生长速度快的转基因植物,例如Cn1269837a就是通过表达高水平的抗生物素蛋白诱导植物雄性不育性来替代传统的人工、机械、化学方法而控制花粉产生,以便提高生产效率,Cn101437958a则是通过特定Dna序列筛选高产量的大豆品种;②获得具有抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆等特性的转基因植物,例如Cn101297040a就是使植物表达Gat多肽和URa多肽从而获得对多种除草剂的耐受性,Cn101511863a则是在植物中插入苏云金芽胞杆菌的特定核酸片段使其能编码具有抗鳞翅目虫害的多肽,Cn101589147a是提供玉米的eReCta基因以改善农作物的生长、蒸腾效率和耐旱性;③获得改善营养成分的转基因植物,例如Cn1192239a就是在植物细胞中引入特定的Dna序列使植物产生更丰富的苏氨酸。

先锋公司在中国市场的专利申请策略

就先锋公司中国专利申请的法律状态而言,大部分申请仍处于审批过程中,已经审批完毕的只占其申请总量的约20%,这些专利申请中被授权的约占50%,另一半申请被视为撤回或被驳回。从既往的50%授权率指标来看,先锋公司对于中国专利法和中国专利审查制度的适应和认识程度还有待提高。

先锋公司在中国的发明专利申请主要是通过pCt途径提交的,也有部分通过《巴黎公约》途径进行,其所有的发明专利申请都有优先权信息。专利申请的优先权国别体现了专利技术的首次申请国信息,即专利技术的实际研发地或技术输出地信息。分析先锋公司在中国的发明专利申请优先权国别,发现大部分优先权来自美国,有少量来自英国,却没有在中国直接进行申请的专利。由此可以看出,尽管先锋公司在中国很早就开展了大量研发和试验活动,但是这些研发行为并未在中国形成相应的专利申请,所以其在中国的研发活动可能并未涉及其核心技术研发。另外先锋公司在2002年与中国登海种业公司成立合资公司,2006年又成立敦煌种业先锋海外有限公司,但从登海种业和敦煌种业的专利申请状况和公布的年报信息来看,先锋公司与其只是在生产和商业销售上进行合作,不涉及育种研发和技术转让。由此可知,先锋公司在中国市场仍是以销售贸易为主,中国仍然只是先锋公司的技术输入国。

从先锋公司的研发投入来看,其所属的杜邦集团投入的研发费用由2009年的13.8亿美元提高到2010年16.5亿美元,约占杜邦集团净销售收入的约5.2%,其中在先锋公司所属的种业以及食品相关业务板块的研发投入约10亿美元,占杜邦集团研发投入总额的约61%。可见先锋公司的研发资金非常充裕而且这几年在快速增长,这必然也会体现在先锋公司未来的专利申请量上。可以预见,在接下来的几年中,先锋公司在中国的专利申请数量仍然会保持较快增长。

先进的生物技术篇2

[关键词]采矿产业;采矿技术;应用

中图分类号:o434文献标识码:a文章编号:1009-914X(2016)05-0260-01

在社会经济快速发展的背景下,能源消耗量越来越大,对能源的需求也越来越高。鉴于此,如何合理利用有限的能源成为国家实现可持续发展的重点。在采矿产业中,不仅要关注矿山的产矿问题,同时也应关注采矿过程所消耗的能源以及采矿的经济成本。为了实现低能耗、高效率的目标,在采矿过程中必须使用先进性的技术。目前,我国关于采矿技术的研究还远远落后于国外发达国家。因此,本文将主要介绍几种国外先进的采矿技术,希望可以为我国采矿技术的发展提供一些借鉴。

1等离子爆破、自动操纵及遥控技术

本节所介绍的三种采矿技术均是由加拿大诺兰达公司研发出来的。从20世纪90年代开始,诺兰达公司就成立了专门的研发小组进行采矿技术的研究,并取得了很好的成绩。诺兰达公司研发出的这些采矿技术不仅大大提高了采矿的效率,同时还可以提高采矿过程的安全性,对于采矿产业的发展具有重要的作用。本文主要介绍该公司研发的三项采矿技术。

第一,是等离子爆破技术。所谓等离子爆破技术是一种集凿岩、爆破、装载于一体的技术,采用该种采矿技术可以彻底改变传统的矿体开采方式。在实践过程中使用时则应控制好经济成本,这样才能确保该种技术的经济性。研究人员经过一系列的实验发现,完成一次等离子爆破所消耗的电能和家庭用电5分钟消耗的电能相同,证明这种采矿技术是比较符合采矿企业经济效益要求的。后来,诺兰达技术中心通过和制造商进行沟通,制造出一种可以同时具备爆破与凿岩功能的机械设备,希望可以将其应用于地面筑路工程中。但是,诺兰达技术中心的研究脚步并没有停止,又开始设想制造出一种连续采矿机可以进行凿岩、爆破、装岩等操作。虽然,这种机器的研制时间比较长,但是一旦研制成功则可以大大降低采矿的成本,同时还能保证采矿的安全性。目前,诺兰达技术中心关于等离子爆破技术的研究还没有停止,他们希望能研发出更加精准的炮孔定位装置;

第二,是自动操纵技术。为了提高地下矿山开采的安全性,降低开采成本,必须要做好地下矿产重型开采设备的自动化设计工作。在1990年,诺兰达公司通过和其它公司的合作研制出了一种计算机系统,通过使用该种系统可以让一名工人同时对多台装载机进行操纵。而且,工人只要待在操控室就可以完成操纵任务,所处的工作环境没有噪音、灰尘污染。后来,诺兰达技术中心又在原有的计算机系统上进行了改进,提高了装载机控制系统的自动化程度;

第三,是遥感控制技术。遥感控制技术早就已经应用于采矿过程中,主要是用来远程控制采矿作业。诺兰达公司是以原有的遥感控制技术为基础进行地改进,希望可以研制出一种能应用于各种矿山类型的遥感控制程序。为了实现这一目标,诺兰达公司组建了专业的研究小组,分析在采矿过程控制中需要注意的信息,并进行了可行性研究。随后,诺兰达公司在斯特拉斯康纳矿进行了相关实验,并最终将这些研发出的程序应用于采矿实践过程中。经过多年的实践和研究,现在遥感控制技术已经被广泛地应用于采矿作业过程中,成为采矿过程中的一项核心技术。

2瑞典冶金矿山采矿技术及其应用

瑞典关于采矿技术的研究主要集中在冶金矿山开采方面,希望通过使用先进的技术以提高采矿的效率。从1992年起,瑞典就比较关注自动操纵技术和遥感控制技术。这主要是因为当时瑞典很多采矿企业都面临着采矿成本的压力,希望通过提高采矿效率来降低采矿成本。而自动化技术和遥感控制技术对于提高采矿效率具有积极的作用。如果在矿产开采过程中应用自动化技术则不会因工人的原因出现机器停止运行的现象。例如,一个工人在使用自动钻机进行凿岩作业时,如果工人想要离开,不会影响自动钻机的工作,自动钻机仍会按照预期的目标进行自动化作业。瑞典的阿特拉斯柯普科公司研制出的RHS钻机控制系统就应用了遥感控制技术,这样在凿岩作业时就可以进行远程控制,改善工人的工作环境。

3生物采矿技术及其应用

生物采矿技术是由澳大利亚提出的来的,就是指彻底改变矿山开采的思路,不使用机械开采方式,而是利用微生物将所需的矿物质从矿石中提炼出来。生物采矿技术可以避免机械开采过程中出现的安全性问题,还可以有效保护矿山周边的生态环境,如果这种技术能被应用于实践过程中则将会使得采矿业的发展进入一个新的局面。现阶段,已经可以利用生物技术来提取出矿石中的金、铜等矿物质,但这还远远没有达到应用生物采矿技术所预期的效果。可以用于生物采矿的微生物是一种古老的生命,在地球上存在的时间已经超过了人类,这种微生物通常都能适应比较恶劣的环境,同时还可以将矿石中的一些物质转化为维持生命的物质。就目前的研究结果来看,符合这种标准的微生物大多存在于火山周围。国际上一些大型采矿企业已经开始将生物技术应用于实践过程,但想要在世界范围内普及这种采矿技术还需要很长的时间。

4总结

总之,随着科学技术的不断发展以及人们对能源需求量的不断增加,会出现越来越多的采矿技术,这些先进的采矿技术对于提高矿产开采效率以及促进采矿业的进一步发展都是具有重要意义的。我国应积极借鉴国外先进的采矿技术,加强对采矿技术研发的重视,从而追赶上国际先进水平。

参考文献

[1]许柏强.先进的采矿技术及其应用分析[J].山东工业技术,2015,17:49-50.

[2]唐义.我国先进采矿技术与应用探讨[J].科技传播,2015,21:101-102.

[3]李东明,许可.现代先进技术在采矿设备的应用与发展[J].现代矿业,2011,10:1-3+10.

先进的生物技术篇3

关键词:高新技术;中药制药领域;分析

要想促进中药生产效率的进一步提高,就需要掌握好中药生产过程中的一些技术手段,在我国的传统中药生产过程中,其技术手段可以说是相对落后的,因此文中提出了一种新的技术手段,高新技术是集合先进理论研制出来的技术之一,可以帮助制药生产朝着自动化以及规模化的方向发展,本文重点对高新技术在中药制药过程中的应用情况进行了论述,希望能够对今后的生产效率有所帮助,更好的发挥药材自身所具有的价值,促进我国中药市场规模的进一步扩大。

1高新技术在中药制药工程中的应用与分析

1.1泡制全浸润工艺与装备

在中药制剂生产的过程中需要经过一系列的过程,这些过程都是十分复杂的,最终才能制成饮片,但是在临床医药治疗的过程中却具有十分显著的效果。在所有的工序中,其中一个比较重要的环节是浸润工艺,这不仅是重要的工艺环节之一,同时也是最后一道工序,在这一工序中对浸润的时间提出了严格的要求,因为时间过长或者过短都会对中药的生产造成一定的影响,因此需要在这一环节中具备完善的工艺以及设备,这样就能有效的控制不同药材的浸润时间。

1.2动态提取技术

在生产中药的过程中,提纯技术又是比较重要的一个操作技术,在当前的提取技术应用过程中,主要采用的技术方式是乙醇以及水,在此基础上加以进一步的沉降,但是因为相应的设备比较落后,这样就会造成药物具有较低的使用效率,所以要想让药物得到更加充分的提炼,将药材的价值发挥出来,就需要进一步完善相应的提取技术,在动态提取技术的应用过程中,主要是在提取的过程中加入药材,采用机械化的方式进行提炼,保证药材中的有效成分能够得到最大化的提炼与溶解,同时还能对药物的相对浓度差加以进一步的保证,有效的促进药物溶出率的提高。

1.3仿生技术

在生物学中具有仿生技术这一技术手段,将其应用在中药制药的过程中是具有十分显著的意义的,主要是对药物在人体内的使用情况加以进一步的模拟,这样有助于将药物研究以及分子技术有机的结合在一起,经过人体消化以后进而得到合理化设计的一种制药工艺,因为酸碱环境的不同,所以中药制剂在生产环境中所要求的溶解度标准也具有一定的差异性,只有选择出最为合适的酸碱值,才能更好的实现对药物的提取,保证药物的质量,促进其价值得到有效的发挥。

1.4生物酶技术

生物酶技术也是经常应用到的一种技术,这一技术与仿生技术具有一定的相似性,主要是在生物工程技术以及酶工程技术的基础上加以进一步融合最终形成的技术手段,可以帮助对中药进行提取,在应用这项技术的过程中,主要采用了催化剂这一方式,生物酶就是一种高效的催化剂,其具备特殊的催化作用,采用这项技术可以保证让中药的成分得到最大化的发挥,并且在中药提取完成以后,其中是含有一定杂质的,在生物酶的作用下,可以帮助将这些杂质挥发掉,促进药物的浓度更高。

2中药制剂应用高新技术应注意的问题

2.1理论与实践相结合研究重要处方中的重要活性成分、部位或药物配比的关系

在进行中药研制的过程中,应该进一步确定其中所蕴含的活性成分,并且对有用的部分加以更加充分的利用,这样才能研制出高效的药物。中药药剂中包含的药剂成分是十分多样化的,为了保证相互之间能够得到有效的融合,同时让各个部分以及药物都达到良好的配比关系,就需要充分的运用先进的高新技术,将药物资源的应用加以进一步拓展。我国在目前的研究工作中,主要的方向是中药药性以及药物组成方面的研究,所以在药物量效方面的研究是缺失的。因此,我们在继承和发扬我国传统中医中药理论和处方方剂的基础上,要从理论研究与实验方式相结合的方式进行发展和研究。

2.2中药产品的内在质量和技术含量是至关重要的问题

解决这个问题的办法是要求我们完善药物提取可控制行的强制化标准。目前,我国中药制药产业中经常发生的农药超标、重金属超标问题、中药制剂的理化性质问题、当前中药产业的生产效率和质量控制等问题已经有了很大程的提高和完善,同时也极大的促进了中药制药产业的发展。但是仍然还存在着尚待解决的问题。中药制剂的质量可控的重点工作就是中药处方各中药制剂的药性如何确定、如何检测,除了采用指纹图谱技术之外还需要我们研究更为实用的新技术。农药残留问题和重金属超标问题应该从药材的种植源头抓起,中药制剂的理化性质包括溶解率、缓释等问题的改进和药物易吸湿、霉变的稳定性问题必须依靠先进的技术和可靠的设备得以改变。对于中药制剂在药性的最大化保留和药物性质的稳定问题上应尽量采用新技术和新设备进行生产,而固体制剂应该改变以往的传统的生产模式,同样应该采用高新技术和先进的生产设备,例如新制粒技术、包衣技术、固体分散技术、包合物技术、包囊技术等。此外,为了药物的物理和化学性质的稳定应该采用先进的包装技术。

2.3应用现代检测技术控制中药质量在当前的中药制药领域中

为了提高中药制药产业的生产技术和质量控制水平,大力发展想指纹图谱技术和其他的相关控制技术是十分有必要的,在未来应采用更加先进的高新技术,例如薄层色谱、高效液相色谱、气相色谱、毛细管电泳、并与二极管阵列检测器、质谱联用等。

结束语

随着科学技术的进步和发展,未来中药制药领域的高新技术和设备的使用的频率和数量将不断的增大。中药制药领域使用高新技术不但能提高整个产业的生产效率和药物制剂的质量,而且还会大大的促进我国中药制药领域的发展和繁荣。总而言之,为了提高中药制药的整体水平,在该产业领域就必须加大对高新技术的使用率和应用的程度。随着科学技术的日新月异,我们相信,未来的中药制药领域一定会有更加先进的科学技术应用到该领域中去。

参考文献

[1]付廷明来庆发.超高分子量聚乙烯纤维的发展与应用现状浅析[J].硅谷,2011,8(05):22.

[2]徐少萍何熹.超临界流体萃取技术的应用及其发展[J].山东轻工业学院学报,2003,4(02):45.

先进的生物技术篇4

党的十六大指出,对于我国来说,二十一世纪头二十年是一个必须紧紧抓住并可以大有作为的重要战略机遇期,我们要集中力量,建设惠及十几亿人口的更高水平的小康社会。应当说,生命科学和生物技术及其产业的发展为我国提供了一次实现科技创新和社会生产力跨越发展的重大战略机遇。

一、当代生命科学与生物技术发展的现状和前景

无论是科技界还是产业界,都基本认同这样一个重要判断:在新的世纪里,生命科学的新发现,生物技术的新突破,生物技术产业的新发展将极大地改变人类及其社会发展的进程。日益成熟的转基因技术、克隆技术以及正在加速发展的基因组学技术和蛋白质组技术、生物信息技术、生物芯片技术、干细胞组织工程等关键技术,正在推动生物技术产业成为新世纪最重要的产业之一,深刻地改变人类的医疗卫生、农业、人口和食品状况。尽管世界各国对高科技领域范围的界定不完全相同,但几乎无一例外地将生命科学和生物技术放在重要位置。特别是近二十年来,生命科学与生物技术获得了飞速发展,为世界各国医疗业、制药业、农业、环保业等行业开辟了广阔发展前景。

作为“对全社会最为重要并可能改变未来工业和经济格局的技术”,生命科学与生物技术日益受到世界各国的普遍关注和重视。进入新千年后,生物技术产业显示出强劲发展势头,成为当今高技术产业发展最快的领域之一。2001年美国生物科技投资占到风险投资总额的11%,2002年美国在生物技术领域投入研究开发资金已高达157亿美元。日本政府2002年已明确提出生物技术立国战略,强调把“科研重点转向生命科学和生物技术”,并计划五年内将政府在生命科学和生物技术的研究预算增加一倍,达到8800亿日元,力争使日本生物技术达到世界领先水平。欧盟已成立生物技术委员会,继在第四个研究开发框架计划对生物技术研究大量投资后,又在第五个研究开发框架计划中专门制定了“生命科学计划”,进一步加强在这一领域的努力。在软件领域成就斐然的印度,早在1995就提出“人类基因组——印度起点”研究计划,明确提出通过发展生物产业实现经济结构的多元化。这些都表明,世界上许多国家已把发展生命科学、生物技术及其产业作为赢得未来竞争的战略选择。

目前,生命科学的研究热点仍然集中在基因组学、蛋白质学等领域。继2000年人类基因组计划完成之后,水稻、疟原虫、蚊子和老鼠的全部Dna序列测定也在2002年完成,这些研究成果都直接与粮食生产和人类健康有关。老鼠和河豚鱼基因序列的测定,将可能为人类提供关于脊椎动物进化的重要线索。特别是科学家们已经把目光投入到功能基因组学(FunctionalGenomics)和蛋白质组学(proteomics)这两个极富挑战性的领域,这将带来更多与人类自身发展密切关联的重大研究成果。

生物技术方面的进展则更为迅速,基因工程、细胞工程、酶与发酵工程、组织工程、蛋白质工程、抗体工程、干细胞研究、克隆技术、转基因技术、纳米生物技术、高通量筛选技术等等,将大大加快基因工程药物和疫苗的研制,以及推进对重大疾病新疗法的研究进程。总体来看,生物技术目前仍主要应用于医药和农业,但在食品、环保、化工、能源等行业也有广阔的应用前景。据统计,全球生物药品市场规模1997年为150亿美元,2000年为300亿美元,预计2003年将达到600亿美元。在转基因技术方面,尽管人们对基因改造生物的讨论和疑虑仍然存在,但2002年全球转基因作物的种植面积仍然比上年增加了600万公顷,达5867万公顷。据有关资料分析,转基因食品市场的销售额2010年将达到250亿美元。随着人类基因组图谱的破译,将有力地促进生物药物的研究与开发。到2020年,利用生物技术研制的新药可能将达到3000种左右。这将对提高人类的医疗水平和健康水平产生极为重要的影响。

值得强调的是,当代科学技术发展正在呈现出前所未有的技术融合趋势。特别是生物技术与其他高技术的融合,形成了生物芯片、生物信息、生物材料、生物能源、生物光电、生物传感器等高技术领域,产生了生物技术群。比如,生物芯片技术的开发和运用,将在生物学和医学基础研究、疾病诊断、新药开发、食品、农业、环保等广泛领域中开辟一条全新的道路,改变生命科学的研究方式,革新医学诊断和治疗。据GoldmanSachs最新技术报告显示,美国的iBm、Sun、康柏和摩托罗拉等公司都已与生物技术公司达成了广泛合作意向,内容涉及到Dna敏感基因芯片、通过计算机模拟药效等各种技术领域。据有关专家估计,到2010年全球仅生物芯片的市场就将达到600亿美元。科技发展的这一突出现象以及由此带来的产业深层次变革,已经引起许多国家的高度关注。

当然,生命科学和生物技术的发展进程也并非一帆风顺。目前在转基因食品、克隆技术和基因诊断及治疗等方面,存在涉及生物安全、生态环境和对人类传统伦理、道理方面的争论,并已引起了世界各国的普遍重视。然而,各国在加强生物安全性研究和加快生物安全立法的同时,并没有停顿或放慢生物技术的研发和应用步伐,而且在国家层面上,从争夺未来科技及产业制高点出发,都进一步加大研发投入,加强了生命科学研究和生物技术开发与应用的力度。历史经验告诉我们,新的生产力发展在社会思想和体制方面总是呼唤变革,寻求支持。通过加强科学研究,积极制定相应的法律法规和政策,可以实现生物技术及其产业的快速、健康发展。

二、我国生命科学和生物技术发展的战略机遇

在近代历史上,中国曾经几次与世界科技革命的发展机遇失之交臂,留下诸多遗憾和教训。今天,生命科学和生物技术作为新兴的尖端科技领域,无论对发达国家还是对发展中国家来说都是一次全新的选择,这对我国来说更是十分难得的战略机遇。可以认为,生命科学和生物技术将成为我国最有希望后来居上并实现跨越发展的高科技创新及产业领域。

实现上述的目标,我们已具备独特的优势和条件。首先,我国是一个生物资源大国,拥有全球10%的生物遗传资源。据不完全统计,我国拥有动植物、微生物约26万种,其中植物3万种、动物20万种、微生物3万种。我国还是一个有着13亿人口的多民族国家,有着其他国家少有的丰富的人类遗传资源。目前我国保存的农作物种质资料种类达30余万份,位居世界第一。所有这些资源都为我国发展生命科学与生物技术提供了丰富材料。相对于世界上许多国家来说,这种优势是不可替代的,也是具有独占性的。

其次,广阔的市场需求也为我国发展生物技术及其产业提供了强大动力。在农业领域,我国作为世界上少有的农业大国和农产品需求大国,必须努力实现农业高产、优质、高效、生态、安全,必须科学、合理地利用农业资源、保护生态环境、提高农产品的科技含量和国际竞争力,如杂交优势利用、转基因技术、植物组织培养、生物肥料、生物农药等技术,都将在我国未来农业发展中发挥重要和显著的作用。在医药与健康领域,如何利用生物技术进一步提高我国13亿人口的医疗与健康,始终都将是一个重大而紧迫的科技命题。目前,对恶性肿瘤、心脑血管疾病等威胁我国人民健康的主要疾病还缺乏有效的治疗手段,因此发展基因治疗、组织工程、干细胞治疗、生物芯片等新兴诊断和治疗技术已显得日益重要和紧迫。在能源领域,利用生物技术开发可再生清洁能源,包括利用微生物发酵生产沼气技术、利用玉米等生产燃料酒精技术、利用废弃油转酯化生产生物柴油技术、生物制氢技术等,将为解决我国的后续能源,展现出极其广阔的发展前景。在环保领域,生物技术将成为环境污染治理和修复最具潜力的手段。目前,利用微生物对城市垃圾和污水、海洋石油污染等有害物质进行降解日趋广泛,生物脱硫、生物漂白、农药残留的生物降解以及土壤重金属污染的生物富集和清除等技术也将为环境保护带来重大效益。此外,生物技术在轻工、化工业领域也都具有广泛和重要的应用价值。因此,无论是用生物技术改造传统产业还是生物技术产业本身的发展都极具潜力和前景。

第三,中国蕴含丰富的传统文化理念将对我国生命科学和生物技术的发展产业重要的影响。中国传统的哲学思想和科学方法具有得天独厚的优势。从先秦诸子的天人同流、齐一之辨,到汉代董仲舒的“天人之际、合而为一”之说,再到宋明理学家的“万物一体”之论,强调整体、和谐、统一的辩证思维方式始终贯穿于中国古代思想史的全过程。早在新中国成立之初,同志就曾说过:“在自然科学方面,我们也要做独创的努力,并且要用近代外国的科学知识和方法整理中国的科学遗产,直到形成中国自己的学派。”在生命科学和生物技术发展上,中国只有发挥自身的优势,形成自身的特色,才能在国际舞台上占领一席之地。

第四,经过多年来的不断努力,我国在生命科学和生物技术领域形成一支水平较高的研发队伍和相当的工作基础,创新和开发能力不断增强,具备了加快发展的基础和条件。早在20世纪60年代,我国科学家在世界上首次人工合成牛胰岛素;70年代,我国首创三系法杂交水稻技术,对解决中国粮食需求做出了重大贡献;80年代,我国又在人工合成酵母丙氨酸tRna及其酶学、生物膜和蛋白质立体结构研究的部分领域取得了一批高水平成果,为生命科学的发展做出了历史性贡献。近年来,我国科学家又取得了一批令世人瞩目的研究成果。在生物技术基础研究方面,中国作为唯一的发展中国家参与了国际人类基因组计划,高效、准确地完成了1%的测序工作。中国科学家还独立完成了杂交水稻父本9311(籼稻)的基因组序列草图;在国际上首次定位和克隆了神经性高频耳聋基因、乳光牙本质Ⅱ型、汗孔角化症等遗传病的致病基因。在医药生物技术领域,一批基因工程药物和疫苗已经从实验室研究走向产业化,基因工程制药产业已初具规模,人工血液代用品即将进入临床研究,体细胞克隆和遗传病的基因诊断技术达到国际先进水平,B型血友病等6个基因治疗方案已进入临床疗效研究,肿瘤免疫治疗等技术也取得了重大进展。在农业生物技术领域,我国首创的杂交水稻技术已经推广到20多个国家,累计增产粮食3500多亿公斤;超级杂交稻研究又取得新的突破,每公顷产量突破1.2吨,率先实现了国际上提出的超级稻指标;转基因抗虫棉花种植面积已近70万公顷,占棉花种植面积的40%,五年来累计为农民增收50多亿元;植物组织培养和快繁脱毒技术、动物胚胎技术、生物肥料、生物农药等正在农业生产中发挥越来越重要的作用。总之,我国目前已经在国际生命科学和生物技术部分领域中占据了一定的有利位置,具备了冲击国际前沿,争夺“制高点”的基础和实力。

三、我国生命科学和生物技术发展的对策思考

虽然我国在发展生物技术及其产业方面取得了可喜的成就,但与发达国家相比,我们在整体创新能力、科技投入、人才队伍、科技成果转化等方面都还有较大差距。如何有效地应对这一严峻挑战,将直接关系到我国生命科学和生物技术的发展,关系到我国能否在未来的全球竞争中赢得主动。

为此,我们应采取更加积极有效的措施,大力支持生命科学和生物技术研究,促进生物产业快速、健康地发展。首先,我们必须树立把握重大发展机遇的战略意识。在当今瞬息万变的国际环境下,抓住机遇对于一个国家加快发展至关重要。积极推进生命科学和生物技术及其产业的发展,决不只是一般意义上的市场份额问题,而是关系到我国国计民生和国家根本利益,关系到我国能否拥有未来国际竞争的主动权。其次,我们必须树立勇于争先的创新意识。在生命科学和生物技术的前沿领域,如果一味地步人后尘,就只能永远受制于人。充分发挥自身的特点和优势,充分利用已经形成的基础和能力,寻求新的突破和跨越,这是我们发展生命科学和生物技术的追求所在。第三,我们必须形成协调一致、贯彻始终的战略部署和政策扶持体系。生命科学和生物技术及其产业的发展是一个长期的过程,也是涉及到许多部门和地方的宏大事业。国家中长期科技发展规划应当把这一领域作为重点,进一步加强宏观调控,促进全社会相关创新资源的合理配置和高效利用,形成持续稳定的良好政策环境。

今后一个时期,促进我国生命科学、生物技术及其产业的快速健康发展,必须遵循三点基本方针:一是大力加强研究开发;二是积极推进产业化;三是高度重视并切实保障生物安全。今后5~10年,通过不懈努力,我们将实现如下目标:建立具有国际先进水平的生物技术创新体系;造就一支高水平、结构合理的科学技术队伍;培育和扶持一批新兴产业,使生物技术产品的年销售额达到3000亿元以上;使我国生物技术总体研究和开发水平达到或接近国际先进水平,在若干重要领域达到国际领先水平。我国生命科学和生物技术发展的重点主要包括以下几个方面:

(1)切实加强基础研究,提高原始性创新能力。优先支持基因组学、蛋白质组学等学科及其相关的新理论、新方法的研究,重点支持生长发育的基因调控,外源基因高效表达调控、定点整合技术,生物多样性,人类重大疾病和重要动植物病(虫)害防治分子机理等方面的研究。

(2)大力发展关键技术和平台技术,积极改造传统产业,促进新兴产业的发展。优先支持优质、高产、抗逆动植物分子育种及关键技术,生物技术药物等重要生物制剂研制,干细胞及组织(器官)工程、生物芯片和生物信息、动植物生物反应器、高通量药物筛选、生物治疗和基因治疗等平台技术及关键技术,农业、环保等微生物制剂、生化工程及大规模发酵产物分离纯化等生产工艺及平台技术等方面的研究。

(3)积极推进科技成果的应用和转化。开发重大生物技术产品,培育一批企业或企业集团,提高国际竞争能力。我们必须立足于国家战略需求和市场需求,优先支持符合国家重大战略需求并具有我国优势和特色的技术成果转化,支持具有国际竞争力、经济效益显著的重大产品及设备、装置的开发。

(4)加强生物资源的保护和开发利用。从维护国家利益的高度出发,采取有效措施,加大我国生物资源的保护力度,建立和健全国家生物资源保护的法律、法规体系以及合理开发利用的研究、服务体系。

具体行动措施包括:一是实施专利战略,在产业发展和国际竞争中掌握主动权。通过国家重点科技计划的实施,努力产生更多的创新性研究成果:强化知识产权意识,获得一批具有重要应用前景的专利;遵循国际惯例和中国加入wto后应承担的义务,尊重和保护国外的专利和知识产权,同时利用我国自身优势,通过平等互利的国际合作取得一批专利。二是实施人才战略,培养和造就一支高水平的生物技术研究开发和产业化队伍。制定激励措施,加速国内人才队伍培养;进一步加大对海外优秀留学人员的吸引力度;扩大国际合作,引进海外智力资源。通过以上方式,凝聚一批生物技术的拔尖人才。运用国际通行的管理办法和机制,构建具有国际一流水平的科学研究机构,吸引海外留学人员回国和以多种方式为国服务。三是实施标准战略,建立具有中国特色并符合国际惯例的生物技术产业标准体系。针对生物技术产业发展的需求,以新兴产业和产品为重点,研究制定相应的产品标准与生产工艺规范。同时运用GLp、GCp和Gmp等国际标准,对现有生物技术研究开发和产业化体系进行更新改造,提高中国生物技术产业的国际竞争力。四是实施竞争力战略,培育在未来生物技术前沿领域能够有所作为的龙头企业。发展生物产业,开拓新的产品和市场,形成新的经济增长点,是国家发展生物技术的重要目的。通过机制创新,培育一批具有现代企业机制的,既有较强的市场开发能力和盈利能力,又有较强技术和产品创新能力的龙头企业。五是实施国际化战略,开拓中国生物技术的国际合作渠道和国际发展空间。本着“平等互利,成果共享,保护知识产权,遵从国际惯例”的原则,进一步拓宽生物技术领域的国际合作范围,引进和借鉴国际先进的理论、技术和管理经验。同时面向国际市场开发新产品,努力培育具有国际竞争能力的新兴生物技术产业。

先进的生物技术篇5

关键词生物制药技术;制药工艺;应用

中图分类号tQ46

文献标识码a

文章编号2095-6363(2017)04-0007-01

生物制药技术发展于20世纪后期,至今已经具有几十年的发展历程,在先进科学技术辅助之下,不同生物制药技术在相互碰撞之后,形成了大量研究成果。根据生物制药技术发展历程能够发现,生物制药技术见证着社会科学技术的发展,目前生物制药产品已经广泛应用到人们日常生活中,成为保证人们健康主要工具。

1.生物制药技术发展现状

按照生物制药技术发展历程来说,我国生物制药技术发展时间相对而言较晚,但是却取得了显著成果。生物制药技术在发展过程中,各种生物制药产品开始逐渐在药品市场内销售,得到了消费者高度关注。但是截至目前,科学技术快速发展,生物制药技术已经发生显著转变。在国家政策及有关科学技术辅助之下,生物制药技术产品已经包含在各各方面上,特别是经济全球化建设过程中,国际生物制药企业开始逐渐进入到我国生物制药产品市场,对我国生物制药技术发展具有重要意义。但是生物制药技术在发展过程中还存在一定障碍,专业人才数量有限,经济费用支撑力度不足,科研成果无法批量生产。所以,我国生物制药技术还具有良好发展前景。

2.生物制药技术在制药工艺中的应用

生物制药工艺的形成,是科学技术之下产物,为人们提供健康手段。生物制药技术首先应用在肿瘤疾病治疗上。人们生活水平在不断提升后,肿瘤疾病已经成为影响人们健康的主要疾病。现阶段,生物制药技术肿瘤疾病治疗上,主要出于化疗及预防环节上,采取基因技术对肿瘤进行控制。生物制药技术在制药工艺内应用,可以研究出多种基因重组药物,具有良好疾病治疗效果。生物制药技术在制药工艺中的应用主要体现在以下方面。

2.1生物制药技术之生物酶催化技术

制药工艺为人们提供身体健康保证情况下,同样也为人们带来一定困扰。例如,药品制作过程中所产生的废水与日常废水之间存在一定差别,含盐量较高,有害物质浓度较高。生物制药工艺快速发展过程中,废水已经成为主要污染源。制药废水处理难度较高,现有废水处理手段处理效果并不理想,生物酶催化技术是生物制药技术发展的主要方向。

1)生物酶催化技术。生物酶催化技术在制药废水处理中的应用,原理为借助生物酶,对制药废水内污染物化学键处理,降解污染物内大分子,提高制药废水处理质量。制药废水除了生物酶催化方法之外,还可以应用微生物降解法。生物酶催化方法与微生物降解方法相比较,对反应设施要求较低,降解速度较快,可以反复利用。因此,生物酶催化技术在制药废水处理内应用,具有一定研究价值。

2)生物酶催化技术优势。首先,制药污水处理效果良好。生物酶催化技术在制药污水处理内应用,能够脱色、除臭,同时还能够对制药废水内有害物质进行处理;其次,生物酶催化技术在制药污水处理内应用,成本较为低廉,与原有制药废水方法相比较,成本可以降低40%左右。与此同时,生物酶技术操作十分便捷,反应温度十分吻合。

2.2生物制药技术在西药制造中的应用

西药作为制药重要组成部分,具有十分显著优势。中药虽然十分温和,对人们伤害较小,但是西药在疾病治疗上,治疗效果更快,人们在大部分疾病治疗上都在采取西药进行治疗。科学技术水平在不断提升中,西药也在逐渐进行改进,西药所带来的副作用逐渐降低。

2.3生物制药技术在细胞工程中的应用

现阶段,大部分药物原材料都为植物,主要原因植物在制药工艺内应用,效果较为温和,对人们造成的不良影响较小,因此得到了人们高度重视,逐渐对西药进行改进。但是植物获取来源有限,基本上依靠野生生物,野生生物生长时间过于缓慢,生产数量有限,无法满足制药实际需求。生物制药技术在细胞工程内应用,采集难度较高植物可以大批量栽培,从而满足制药对植物需求。生物制药技术作为保障,细胞工程在疾病治疗上效果更加显著。

2.4生物制药技术在基因工程中的应用

人体十分复杂,存在很多外界无法探知因素。例如,人体主控新陈代谢的活性因子,对调节人体具有重要作用,调节人体激素。但是这些活性因子难以在自然界内感知到。生物制药技术与基因技术不断发展完善,活性因子能够得到实现。生物制药技术在基因工程内应用,微生物繁殖速度显著提高,按照微生物特征,借助基因工程方式,从动物内提前胰岛素,采取体外合成方式,将基因注入到微生物细胞内,大量合成胰岛素。

3.生物制药技术发展前景

生物制药技术在发展过程中,一直以人们健康作为目标。主要原因生物制药技术与人们日常生活之间紧密关联,人们物质水平在不断提高之后,人们健康要求不断提高,对生物制药技术要求不断提高。按照我国生物制药技术发展历程来说,我国生物制药技术一直以借鉴外先进技术作为主要手段,生物制药技术领域专业人员规模逐渐增加,但是综合人才数量十分有限。所以,我国生物制药技术在今后发展过程中,需要继续借助先进经验,探索一条适合自身发展渠道,正确认识生物制药技术发展中存在的问题,从而推动生物制药技术发展。

截至目前,我国生物制药技术研究已经取得了显著成果,不仅仅在基础药品研发上应用,同时也开始逐渐涉及到人体遗传物质上面,不同疾病致病原理更加清晰,有关问题认知越加深入,生物制药技术发展趋势更加明确。由于生物制药技术风险系数较高,社会各界对药品研发工程率显著提高,结合有关学科优势,充分彰显出生物制药技术价值,对保证人体健康具有重要作用。

先进的生物技术篇6

【关键词】生物质热电联产现状问题措施

生物质热电联产是一项十分重要的节能环保发电技术。其可以有效的提高资源的利用率。但是,当前我国现阶段的生物质热电联产发展依然不够成熟,针对生物质发电产业发展中的一些问题,我们做了一些研究和思考,具体内容如下。

1生物质热电联产发展现状

1.1我国生物质热电联产发展现状

当前,我国主要的生物质技术是丹麦的水冷振动炉排技术,由于其性能和技术设备良好,在中国生物质热发电公司中有普遍运用。我国自主开发的技术是生物质电循环流化床技术和生物质发电水冷振动炉排技术。其中还有对一些小火电机组进行了技术改造。总体来说,我国生物质热电联产的规模普遍比较小。我国生物质热电联产项目,由于考虑到了生物质资源供应的可靠性,所以规定,热电联产的至少需要配置两项设备,主要的一般是以2×12mw两炉两机为主。

1.2国外生物质热电联产发展现状

生物质能源的开发利用是很多国家都在研究的环保能源。比如美国的能源农场,日本的阳光计划等等。目前在很多生物质发电技术上,国外都己经十分成熟,并且得到了国际社会的推广和使用。欧盟的生物质能源使用程度十分先进。据统计,现阶段欧盟的电力总使用量中,有22%的能源是来自生物质等可再生能源。并且欧美各成员国都已经达到目标。

丹麦已经建立了大型生物质直燃发电厂,可以为全国的提供的电力供应占总量的10%。丹麦的大部分热电联产项目都是以生物质作为燃料,并且把过去传统的燃煤供热厂转换成了生物质热电联产项目。英国在发展生物质热电联产业上也十分投入。政府制定了关于支持生物质能技术的经济激励制度。美国生物质能源的利用占总量5%。美国大力研究了生物质流化床高压联合气化技术,并对生物质能源的利用技术水平十分有效。日本由于地理位置有限,能源资源十分短缺。这也致使了日本在开发利用生物质能源方面处于世界前列的水平。日本的生物质成型技术研究主要有,多头螺杆挤压成型机等等。

综上可以看出,国外在利用生物质能技术方面已经十分成熟,并且已经实现了商业化和规模化经营。因此,我国在发展自己的生物质热电联产项目的时候可以充分的引进国外的先进资源技术及其经验,但是,目前我国对于生物质能源的研究和发展依然有一些制约因素。

2我国生物质热电联产的局限性

2.1投入成本高

根据对于国外的一些生物质发电企业的研究发现,生物质发电的成本高于煤电类等能源的成本。根据我国的具体国情来说,生物质热电联产项目,使用的能源多数是农林秸秆,对于秸秆的利用,会增加一些专门的处理设备,并且处理过程复杂,所以投入的成本高。有一些其他的生物质燃料成本由于密度小,收集和运输的成本大,储藏方式比较复杂,相对的都会导致前提的投入成本提高。

2.2缺少核心技术设备

我国虽然已经自主研发了一些生物质热电联产的技术设备,但是,生物质发电的技术都是由国外引进的。我国引进的一些设备和技术,包括生物质燃料的收集、运输、运行方式都与国外有很大差异。这导致,不能对引进技术设备高效利用,降低了使用利用率和经济效益。从根本上缺乏核心的技术和设备,是我国生物质热电联产项目发展不成熟的根本原因。

3发展生物质热电联产项目的策略

3.1引进先进技术与我国具体技术相结合

生物质能源是一种新性技术能源,也是一种可再生能源。在全球环境日益恶化的今天,是整个国际社会积极探索和倡导使用的节能能源。而我国现在的生物质能源利用技术落后,所以积极引进先进的技术与我国具体的技术相结合是十分必要的。通过国际交流与合作,可以使我国尽快的跟上国际步伐,科学有效的拖动整个生物质能源的发展。大力培养相关方向的人才,利用一些国际上的资源和技术,自主研发符合我国具体情况的生物质能源技术,提高我国的生物质技术水平和发展。并且,通过国际技术交流和学习,可以积极广泛吸收国际或国内社会的资金投入,这样一来,为我国建设生物质热电联产项目收集更多资金,从而更好更快的支持我国生物质技术的发展。

3.2政府加强政策和资金支持

政府的支持对我国的生物质技术的发展重要的推动作用。所以,首先需要我国颁布关于促进生物质技术发展的法律法规,作为一些政策性指导。并且要根据我国各个地方分差异,需要具体的细化这些相关的法律条文。加强相关的立法工作是我国生物质技术发展的一个先决条件。其次,也需要政府加强对于大力促进生物质能源开发了利用的经济激励的相关政策。建立一个完善的经济激励政策,对我国的生物质能源发展会起到十分积极的促进作用。经济激励政策可以采取财政补贴或是低息贷款等方法。低息贷款可以是由国家或是国际的金融组织机构来提供。财政补贴可以针对生物质技术产业提供一些资金补贴和政策支持。

4结语

我国的生物质技术发展起步晚,技术落后,所以针对此现象,本文重点是将国内外的发展现状做了一些对比,并根据我国发展生物质技术的局限性提出了一些策略支持,以期我国的生物质技术的发展能够越来越好。

参考文献:

[1]高慧云,肖宁.我国热电联产产业的发展趋[J].发电设备,2010,06:467-469.

先进的生物技术篇7

近年来,随着大陆对台湾的一系列优惠政策的实施,科学发展先行先试区域,海西经济区建设迎来了新的重大机遇,闽台经贸合作站在—个新的发展起点上,闽台之间的贸易量持续增长。福建省作为两岸经贸交流合作的“先行区”,积极落实国家出台的各项惠台政策,闽台贸易发展将有一个健康与乐观的前景,也必将带动两岸物流业走入蓬勃发展的新纪元。现代物流业是融合运输业、仓储业、货代业和信息业等的新兴复合型产业,其发展水平是衡量一个国家和地区核心竞争力的重要标志之一。以港口为依托,以中心城市为重点的现代物流业“大网络、大服务、大产业”发展格局,对促进海峡西岸经济区建设具有十分重要的现实意义。经济合作,物流先行。理论与实践证明,物流合作是提升区域竞争力的重要途径。通过两岸物流合作可以显著降低经贸成本。闽台物流合作要全方位进行,分为“硬件合作”和“软件合作”两部分。从“硬件”部分来看,主要是交通基础设施、物流运作基础设施等方面的合作与对接。从“软件”部分来看,重要的是服务贸易协定的签署、双方关于物流业法律法规的协调及对物流业的服务与便利化、物流人才培养的合作等。

二、物联网的发展推动物流智能化

物联网是继计算机、互联网和移动通信网之后,世界信息技术革命的第三次浪潮,物联网技术的不断发展与应用领域广泛拓展,必将把我们带入一个信息与物流结合的崭新时代。有专家指出,物流领域是物联网相关技术最有现实意义的应用领域之一。物联网的诞生直接推动了现代物流的发展,促进物流行业走向智慧化、智能化。智能物流是基于物联网的广泛应用基础上,利用先进的信息采集、信息处理、信息流通和信息管理技术,完成包括运输、仓储、配送、包装、装卸等多项基本活动的货物从供应者向需求者移动的整个过程,为供方提供最大化利润,为需方提供最佳服务,同时消耗最少的自然资源和社会资源,最大限度地保护好生态环境的整体智能社会物流管理体系。物联网应用于物流运输,可以实现货物运输过程透明管理,提高服务质量和运输效率;应用于仓储领域,可以实现货物识别智能化,采用RFiD作为信息传递的载体,可以有效避免人工输入可能出现的失误,大大提高入库、出库、验货、盘点、补货等工作的效率。在物流业中物联网主要应用于四大领域:基于RFiD等技术建立的产品的智能可追溯网络系统;基于GpS卫星导航定位的智能配送的可视化管理网络,对物流车辆配送进行实时的、可视化的在线调度与管理的系统;基于声、光、机、电、移动计算等各项先进技术,建立全自动化的物流配送中心,实现局域内的物流作业的智能控制、自动化操作的网络;基于智能配货的的物流网络化公共信息平台。物联网使信息网络产业成为推动物流产业升级、迈向信息社会的“发动机”。

三、物联网背景下闽台物流人才培养的若干思考

1.加快物流学科体系改革,突出专业与技术融合,大力培养复合型高素质物流人才《福建省“十二五”现代物流业发展专项规划》提出:加大信息技术在物流领域的推广应用力度,推进物流信息标准化,鼓励物流企业广泛采用条码、智能标签、无线射频识别等自动识别和标识技术、电子数据交换技术、可视化技术、货物跟踪技术等,实现商品来源可追溯、去向可查证、流程可视化。大力推进企业物流管理信息化,推动物流企业建立信息系统,并与物流公共信息平台以及其他应用信息平台对接。在物联网技术快速发展的背景下,物流业和物联网技术融合改变了原有技术体系的标准,产业融合需要跨学科专业、理论与技能一体化的复合型人才,作为培养中、高级应用人才的主力军,高职院校要主动适应产业结构变化的需要,适时根据闽台区域经济发展的现实需求和未来趋势,及时调整物流学科体系,优化课程,以适应时代的发展。从我省各高职院校物流专业的课程设置来看,缺少学科前沿模块类课程,内容上无法紧随时代的发展,以上专业课程均没有涉及到物联网技术在物流领域的应用,或者有也只是在《物流信息技术》课程中作概括性介绍,篇幅短小,停留在了解这一层面。从调研中得知,我省物流人才存在巨大缺口,且难以满足产业结构优化调整、产业升级和人才储备的需要。物流专业作为前沿学科,这几年不断崛起,福建要抓住这个大好机会,学习和追赶台湾的教学理念、人才培养模式、教学管理体制、学科专业设置、课程体系改革、课程设置等方面,闽台高校联手修订人才培养方案和课程标准,在专业课程设置时嵌入物联网技术相关的课程,如射频识别技术(RFiD)、条形码技术,物流标准、互联网等。突出物流业与物联网技术融合的特点,为海西建设输送掌握新一代信息技术的高素质物流人才。

2.共享优质教育资源,合编企业实训教材,加强师资队伍建设目前大陆与物联网相关的教材尚缺,大多教材是近一年内出版的,还有待教学实践的检验。台湾的学校知识教材开发比较成熟,可先引进台湾的优质教材如《RFiD规划与应用》、《智慧型运输系统》等。但由于物联网是一门新兴信息技术,其在物流业的应用由于成本高、技术不完善、标准不统一等多方面的原因仍处于探索阶段,也无典型成熟企业经验可作借鉴,与物联网技术相关的物流企业实训教材善缺,闽台两地的专业教师可以联手编写,进行广泛深入的社会调查,充分了解闽台区域物流业的发展动向,进行严格的论证,对比分析物联网技术在闽台物流业应用中存在的差异、把RFiD数据收集与传输设备、移动跟踪设备的使用等编入实训教材,不仅使学生了解关于物联网的新理论,还要掌握新技术、新方法、新工艺、新设备在物流领域的应用,让学生能够充分汲取到物联网的最新技术营养,为他们毕业后能够顺利地在大型先进的物流企业找到合适的就业岗位及以后的终身学习奠定良好的基础。专业教师的水平决定着专业教育的质量。培养高素质物流专业人才,教师是关键。目前从事高职教学的骨干教师大多为70年代、80年代人,而物联网概念于1999年才提出,国内物联网标准体系的建立、物联网课程的开设、RFiD的应用培训却是近几年才展开,掌握物联网技术的教师较为缺乏。而台湾高职教育拥有丰富资源:台湾高校对物联网课程的开设较早,如台湾树德科技大学96年就已经开设了与RFiD基础应用技术、RFiD科技及应用等相关专业课程。可以聘请台湾知名教授通过定期授课、现场教学、座谈交流、专题报告、实践操作、主题讨论、参观考察等形式,开展师资培训,有效提升师资队伍的整体素质。

3.重视基于物联网的物流中心实训室建设物流实训室可以给物流专业学生提供一个真实的、先进的实验环境,学生不仅从课堂教学中掌握书本理论知识,而且可以在这样一个真实的实验环境中了解物流业务流程,并熟练操作现代物流的核心活动:订单、仓储配送、运输、库存控制、客户服务的每个环节,从而深化学生对现代物流理论的理解,提高学生的操作能力。

先进的生物技术篇8

1农业信息化建设的内容

农业信息化对整个社会的信息化发展有着重要的推动作用,目前农业生产中已经逐渐应用到了遥感、网络共享、信息处理、通讯、RFiD等技术,农业信息化建设能够促使农业生产、加工到销售的各个环节紧密的联系在一起,从而促进农业经济的繁荣发展。农业信息化建设的内容主要包括以下几个方面。

1.1资源环境信息化

资源环境信息化的提出主要是因为农业生产对自然环境的依赖度较大,气候、湿度、温度、光照、温差、降水、土壤等因素都对农业生产的实际情况有极大的影响,因此为了促进农业的健康发展,应当根据当地的实际情况建立农业资源信息库,为农业生产提供给必要的关于资源与环境的信息。除了静态的信息展示外,还应当有动态化的信息收集,保证农民能够获得实时有效的信息,从而提高农业生产的科学性与有效性。

1.2生产管理信息化

在现代化发展的过程中,农产品生产与加工的目的主要是为了投入市场进行销售,在这个过程中如果没有合理的规划与管理,那么就很容易导致生产、销售等环节相互之间的脱节,最终阻碍农业经济的进一步发展。因此在农业发展的过程中应当对生产以及经营的过程予以全面的信息化管理,对农作物种植、农田管理、畜牧养殖、环境监测等过程予以统一的规范化监督,促进农业生产水平的提升,实现对农业成本的节约以及对农业经济效益的提升,最终实现农业的可持续性发展。

1.3经济发展信息化

经济发展上的信息化是指农户、农村企业等各单位实现网络的全面覆盖,促进信息的共享与交流,通过通信设备,普通农户以及农业生产企业都能够获得关于交通、环境、资源、经济建设等多方面的实时消息,同时通过网络平台,农户等还可以了解到政府最近的农业政策与农业信息,从而对自身的农业生产经营活动作出相应的调整,保证生产经营行为与国家的建设发展方向具有一致性。另外,信息化的网络通信平台还能够加强农村与外界的沟通,这在一定程度上有利于吸引外部企业对农业生产建设进行投资。

1.4科技教育信息化

科技教育方面的信息化发展有利于为农业生产培养具有高素质的人才,人才是推动农业发展的主要动力,因此需对人才的培养予以高度关注,教育的信息化发展能够使农民接触到先进的技术,从而提高农业生产的科技化水平。科技的信息化是指利用以网络为依托的信息技术手段,将先进的农业技术整合至网络平台,使农民或从事农业生产的相关人员能够在网络上学习到先进的农业技术并进行信息交流,从而推动农业科研的发展与建设。

2物联网技术的发展现状

2.1物联网技术概况

物联网属于一种“有限网络”,管理、控制等操作都针对特定的对象展开,它能利用网络、识别器与传感技术将不同的管理对象连接到一起,从而对对象进行决策、识别、感知、态势判断等方面的控制与管理,其操作具有综合性与智能化的特征。物联网中蕴含着大量的信息数据,因此对信息处理技术、网络技术以及通讯技术的要求与需求均相对较高。物联网技术可谓是信息产业发展的第三次浪潮,这一技术的发展不仅能够推动进行的经济投资产生,还能够使经济运行的效率得到提升,因此其效应具有双重性。物联网技术可实现人与物、人与人以及物与物之间交互联系,它以互联网技术为基础并对互联网技术进行了有效的延伸。物联网技术不是一种全新的技术手段,而是对具有先进性的计算机技术的整合,针对不同领域的需求,技术的应用会做相应的调整。

2.2物联网技术对农业信息化的影响

随着物联网技术的进一步发展,农业领域在信息化建设的过程中也开始应用这一技术手段,而农业具有一定的复杂性,影响因素较多,经营较为分散且生产流程较长,利用物联网技术能够对农业的发展情况进行整合,促进绿色农业、高效农业的发展。在物联网技术的基础之上,农业信息化建设主要表现在农产品的身份标识编码上,农产品自产生起就被赋予了唯一的、区别于其它产品的标识编码,其信息资料可通过RFiD技术进行采集与储存,如果某一环节需要对产品予以数据分析,那么可通过对产品iD的分析或者对代码的解析来获得相关的信息资料,通过这种方式可以有效的对物品做出识别与判断,同时可以对产品进行全程的跟踪与管理。具体的以物联网为基础的农业信息化结构如图2所示。

3物联网技术在农业信息化建设中的应用情况

3.1农业节水灌溉

生产过程中对物联网技术应用最为突出的环节当属节水灌溉环节,我国水资源分布不均,整体上呈现出匮乏的状态,为了满足农业生产的需求,研究人员应当通过先进的技术手段创新灌溉方式,使灌溉既能够满足农业生产的需求,又能够实现水资源节约的目的。在物联网技术的支持下,农业灌溉可以应用具有自动化特征的控制系统进行操作,整个系统包括四个环节,第一是信息采集,研究人员首先应当对水资源的情况进行了解,因此需采集相关的信息资料;第二是分析加工,利用这一系统能够对采集到的信息进行分析,剔除无效信息,并对有效信息进行整合;第三是指导实践,整合后的信息能够为灌溉工作的展开提供有效的指导,使农业生产人员能够确定灌溉量与灌溉方法;第四是信息反馈,物联网系统平台能够对灌溉进度与效果进行有效的反馈,用户也可以在这一平台上对灌溉信息进行查询。山西省应县的水资源就严重匮乏,为满足农业灌溉的需求,相关人员利用物联网技术建设了完善的灌溉控制系统,该系统能够满足制定用水计划、管理水费、记录灌溉进度、上传灌溉信息等用户需求,这一系统由总控室、集中控制室、电气控制柜以及水泵组成,相关信息可通过RFiD技术获得,数据的传输、水泵的控制都可以通过物联网技术完成,人力、物力、财力等方面的投入均相对较少,这一系统的使用使农业现代化与信息化的水平有了较大程度的提升。

3.2产品安全监管

随着生活水平的提升,人们对食品质量与安全问题的关注度越来越高,尤其是毒豆芽、毒奶粉等问题被曝光后,消费者希望食品生产环节能够更加的科学化与规范化,此时相关部门也相应的加强了食品安全质量监管的力度。在农业生产方面,物联网技术的发展为农业产品生产提供了新的监管途径,即可以利用RFiD技术对产品从生产到销售的过程予以全面的管理与监控,美国最先将这一技术应用于农业生产,为了避免患有疯牛病的牛流入市场,研究人员将RFiD身份识别编码从牛耳处植入,RFiD系统中详细记录着每头具有编码的牛的资料信息,包括年龄、饲养情况、体重、患病史以及宰杀情况等。我国对这一技术的应用始于2009年,为了保证猪肉的质量,研究人员推出了“金卡猪”,即利用RFiD技术为猪贴上对应的“电子身份证”,从而实现对猪从饲养、防疫、加工,到流通与销售的整个过程的监控。这一监控过程的完成主要依赖于epC标准以及RFiD技术。

3.3农畜产品流通

农产品流通的过程主要包括四个环节,第一是在产地的处理,第二是装载运输,第三是在批发市场的销售,第四是在零售市场的销售,为了保证农畜产品不脱离监管的范围,物联网技术发挥了巨大的作用,物联网技术具有联网、识别以及追溯的功能,因此在整个流通的过程中相关人员都能够对农畜产品的去向予以全面的监控。产品信息采集的过程不会耗费过多的时间,因此不会影响农畜产品的销售过程,同时物联网技术能够使农畜产品供应链共享与集成的水平得到有效的提升。在物联网技术的支持下,农产品流通过程可以形成一条信息链,无论是生产环节还是产品供应环节,相关人员都需要先对产品的信息进行采集并上传至对应的数据库,保证信息更新的及时性与信息存储的有效性。为了保证数据信息的安全性,数据库会设置密码,只有在供应链上的各个环节上才能够对密码进行共享。

3.4质量安全追溯

物联网技术在提高农业产品质量与安全中的作用较为显著,质量安全追溯的过程中,物联网技术形成了高水平的技术体系,该体系由信息采集、传输、查询这三个层次组成。首先,是采集信息的过程,以蔬菜生产为例,生产人员会将生产基地划分为不同的地块,然后对各地块做编码处理,并为之匹配相应的iC卡,生产过程中的每项产品都会被赋予对应的电子标签,播种后每次施肥、浇水、除草的过程都需要通过终端记录到iC卡中,通过终端进行操作能够简化数据采集与存储的过程,避免投入过多的人力与财力,且数据收集的准确性将会得到较大的提升。其次是传输信息的过程,在生产基地,信息的收集通过终端与iC卡完成,iC卡相当于信息存储的中介,而信息传输最终的目的地应当是当地的农业数据库,因此应当定期对iC卡中的数据信息进行处理,即利用RFiD技术将其通过计算机设备与网络传输到物联网信息数据库平台。最后是查询信息的过程,在农产品投入市场时间,相关人员可将物联网上存储的追溯码进行转换并生成标有追溯码的标签,并将这一标签准确的粘贴到产品外包装上,消费者可以通过物联网平台对产品信息进行查询。

3.5农业信息共享

农业信息共享能够加强农业生产企业与农民之间的交流,从而激发新的思想与新技术,可建立市级、县级、乡级等多层次的信息平台,这样既能保证农业政策与信息的上传下达,还能够保证政府对民意的深入了解,上下层通力合作共同推动农业生产的进一步发展。例如广西省玉林市就利用物联网技术打造了特色的农业信息服务体系,实现四级信息网联动,即在市级设立农业信息中心,在县级设立农业服务平台,在乡级或镇级设置农业信息站,在村内设置信息员,这种服务体系的设置充分考虑了各级单位的实际情况,层级清晰,职责明确。具体来说,网络信息平台由各农业企业的网站以及特色的农业网站组成,各网站根据自身的定位与需求设置了不同的板块,例如玉林市博白县的竹芒编企业的门户网站上就设置了声讯服务、网络销售等众多模块,同时为了满足对外销售的需求,网站还有专门的英文版。

3.6精准农业发展

精准农业是农业精细化发展的目标之一,在信息化的发展过程中,相关人员可对农业生产过程予以定时、定量、定位以及空间变异管理。通过网络技术、通信技术、定位技术、遥感技术等先进的信息化技术,农业生产者可以对农产品生产环境与条件予以综合性的分析,如气候、温度、湿度、土壤等,并根据分析的结果制定合理的生产方案,对温度、湿度等指标的制定都可以是定量的,总的来说,通过利用物联网技术,农业可以实现精准化发展,农业生产者能够科学的设定生产目标、对生产中的问题进行定位诊断、对生产方案进行优化,并可利用先进的技术手段对农业发展予以科学、规范的管理,使农业生产不仅能够取得较高的经济效益,还能够获得环境效益,实现经济与环境的共赢。3S技术是精准农业在发展的过程中应用最多的技术手段,3S技术包括遥感技术、地理信息系统以及全球定位系统。具体来说,在农业生产过程中,物联网技术可以标识出相关物体,然后感知物体的基本情况,通过对决策终端、显示设备、计算机以及智能接口的连接实现信息资源的双向反馈,最终保证对农业生产过程的管控。

先进的生物技术篇9

【关键词】旱作农业技术;粮食生产;持续发展

1.旱作农业的技术体系与特点

旱作农业也称旱地农业,国外称为雨养农业,是指在干旱、半干旱和半湿润易旱地区,根据生态学理论,采取综合的旱作农业技术,建立合理的农业生产结构,达到建立合理、有效的生态系统的目标,不断提高天然降水的有效利用率,实现农林牧综合发展,高产稳产目的。农业生产技术体系的建立必须坚持科学上的先进性,生产上的可行性,经济上的合理性与农业生态相协调的原则。旱作农业技术在长期的发展进程中,形成了比较全面、先进、合理高效益的技术体系,包括以下五个方面。

1.1旱作农业生态环绕治理的技术体系

既要有效地利用自然资源,以提高农业生产力,增加产量和产值,又要保护自然资源,建立良好的农业生态环境,促成良性的物质、能量循环,以保证自然资源的合理利用和永续利用;既要提高农业生产的经济效益以有利于当代,又要致力于良好的环境效益造福于后代,是旱作农业的根本原则,也是旱作农业的最终目标。为了达到这一目标,必须坚持农林牧综合发展的路子,采用生物措施、工程措施、耕作措施综合技术体系。

旱作农业技术体系中的生物措施,就是利用生物的机能对环境实施治理和保护,主要是种树种草,其经济效益自不待言,更重要的是有其生态效益,后者要比前者大几倍甚至几十倍。旱作农业生态技术体系中的工程措施,主要是水土保持工程,其目的在于克服风雨侵蚀,保护土、水资源。耕作措施的作用一是改变小地形条件,拦苗雨水,减少土壤冲刷。二是增加地面覆盖,改善土壤结构,增加土壤抗蚀、蓄水能力。二者共同起到增加土壤水库的贮水能力,提高产量的作用。

1.2旱作农业中土壤改良的技术体系

科学研究证明,影响农业产量的各项技术因素中,土壤(包括肥料)因素所占的比重为60%。由此可见,土壤是农业生产中极其重要的自然资源,在旱作农业生产中尤其如此。事实上,旱作农业技术体系,无论是传统技术,还是现代技术,一个根本出发点在于治土。一方面建土层深厚、结构良好的“土壤水库,以增强土壤蓄水、调水功能;另方面,培肥土壤,不仅满足作物生长对养分的需要,并且为作物提供良好的水肥气热条件,提高水分的利用效率。

1.3旱作农业水资源管理的技术体系

旱作农业水资源管理的实质就是提高大气降水和土壤水资源的利用效率,其根本途径是尽量保蓄和充分利用当地有限的大气降水和土壤水资源,做到蓄住天上水,保存土壤水,充分发挥土壤水库的蓄水、保水、供水作用。主要技术措施包括保持水土、截流蓄水;增施肥料,以肥调水;精耕细作,蓄水保墒;抗旱播种,巧用春墒;覆盖保水、趋墒力作等。科研和生产实践表明,运用旱作技术,管好用好旱地的水资源,旱地的增产潜力是相当大的。

1.4旱作农业的生物机能技术体系

作物与环境条件统一,是农业生产的一个基本原则。经过长期的自然选择和入工培育,形成了适应旱地环境条件的丰富的作物和品种,能够在干旱缺水的情况下取得最大的生物量。例如,小麦抗旱品种要比一般品种增产20-30%。因此,运用生物机能提高环境资源的利用效率,是开发旱地资源生产潜力的重要途径,也是旱作农业技术的重要组成部分。其主要技术措施包括实行合理的作物布局,选用抗旱的作物品种,种植生青期短的小杂粮、作物等。

1.5旱情农业新技术

随着现代科学技术的发展,许多旱作新技术不断问世,如少耕免耕法,覆盖栽培技术,物理化学方法等。这些新技术可以分为两大类,—类着眼于土壤,增强其蓄水保水能力,加少耕兔耕,薄膜覆盖、覆草,化学覆盖,吸水剂等;另一类着眼于作物本身,增强其生长发育能力,或抑制蒸腾,如蒸腾抑制剂、种子包衣、化学物质浸种等。这类新技术有的已经在生产上大规模推广,取得了显著的成效,少耕兔耕,地面覆盖技术等;有的正在试验、示范,技术上日臻成熟完善,如蒸腾抑制剂的应用等。

2.旱作农业技术的发展措施

2.1高标准建设节水设施,夯实粮食增产的物质基础

一是抓规划,统筹水利基础设施布局。坚持“立足场情、以点带面、逐年推进、务求实效”原则,编制了节水灌溉工程建设规划,重点建设膜下滴灌、节水灌溉及抗旱水源井打配等旱作农业工程,保证农业生产用水需求。二是抓投入,完善优惠政策加快推进。制定出台玉米膜下滴灌、抗旱水源井建设补贴等优惠政策,积极争取上级投资,广泛吸纳社会资金,引导农民自筹建设,优先配套节水设施资金,优先考虑项目乡村和农户的基础设施建设资金,优先解决种粮大户农用物资,优先帮助落实技术和信息服务。三是抓质量,提高水利设施建设标准。健全完善工程质量监管机制,成立节水工程质量推进监督组,抽调相关技术人员负责工程质量交叉检查,发现问题随时整改;确定了工程质量负责人和监督人员,负责协调农户,落实节水工程地块,监督建设质量,确保工程建设标准。

2.2高水平组装关键技术,提高粮食生产科技含量

在推进玉米膜下滴灌过程中,积极组装配套各项先进农业技术,形成了符合本地实际的秋季整地、测土施肥、通透栽培、节水灌溉、精细管理”20字节水灌溉高产栽培模式。重点推广应用五项核心技术:一是实施大型机械标准化整地技术。发挥农机合作社作用,全面推行秋季整地,利用大型机械进行深松、深施肥,起成110公分适合通透密植标准的大垄,35万亩玉米膜下滴灌面积全部达到待播状态。二是实施测土配方施肥技术。根据目标产量和测土结果,合理确定施肥标准,科学调配施肥量。累计实施测土配方施肥100万亩以上,根据土壤肥力基础和作物需要按需施肥,节肥增产。三是实施通透密植栽培技术。选用符合膜下滴灌需求的优良品种,合理确定株行距,全部实行机械精量播种,比传统直播玉米提前7天,公顷保苗达7万株以上,比传统种植玉米增加1.5万株以上。四是实施节水灌溉先进技术。依据水源分布,推行大小系统相结合的膜下滴灌技术,结合土壤墒情和玉米不同时期需水量,科学确定灌水定额,单井控制面积由150亩提高到300亩以上,比喷灌节水50%,比漫灌节水67%。膜下滴灌核心区玉米平均亩产达到1600斤,最高达到1930斤。五是实施田间管理综合技术。综合运用玉米螟防治、农田病虫鼠害防治等绿色防控技术,推广化控剂应用、扒皮晾晒等促早熟技术,适时机械化晚收。特别是针对地膜残留问题,采取以机械化拾膜为主、人工拾膜为辅的清膜措施,较好地解决了农田环境污染问题。

先进的生物技术篇10

“精细农作”是基于田间小区作物生长条件的空间差异性,为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究,对实现这一技术思想起着重要的作用。如:农田信息采集与处方农作的空间定位,需依靠全球卫星差分定位系统(DGpS);地理空间信息管理和数据处理,需要应用地理信息系统(GiS);未来大量地理空间数据的更新,需要遥感技术(RS)的支持;作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械,以及计算机数据处理和产量图自动生成软件技术;田区空间变量信息的快速实时采集,需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术;按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械;制定科学的农作处方需要农学知识和计算机作物管理辅助决策支持系统的支持;作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。

迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史,部分支持技术手段还不十分成熟,有待不断研究完善,相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件,围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标,采用不同的技术组装方式,逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中,获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。有了小区产量分布图,农户既可以根据自己的经验知识,分析小区产量差异的原因,选择经济适用的对策,在现实可行条件下采取适当措施实施调控;也可以根据技术经济发展的条件,利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。

“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践,发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔第一次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念,在地理信息学术界引起了广泛的反响,它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中,全面实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究,将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程,改变传统技术思想,追踪科技进步,有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中,也将可开发出一系列适用新技术产品。

为支持当前的“科技兴农”服务。在发展研究中,个人认为需要重视如下问题:

加强对国际有关发展信息和经验的研究,提出符合国情的发展战略。九十年代以来,国外许多单位已经积累了一大批示范试验数据与支持技术产品开发研究成果。可以采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合。找准切入点,注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。“精细农作”的技术思想在国际科技界共识的基础上有其特定的涵义,即认识农田内小区产量和影响作物生长条件的空间差异性,实施定位处方农作。它是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的,在我国可先在规模化农场、部分大城市郊区和农业高新技术综合开发试验区,力求在农田小区的尺度上进行研究与实践。我国广大农村农田经营规模小,生产手段仍较落后,实现广域的现代农田精细经营尚需有较长的发展过程,有条件的地区可先以村片、农田的尺度上对精细农作的技术思想进行示范试验研究,并可着重结合发展农村社会化服务方式创新中,开拓出新的服务领域。这样,既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨,又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村逐步推广先进的农作技术体系。

通过“精细农业”的试验示范研究,大力传播基于信息与知识的农业系统精细经营的技术思想。现今实践的面向大田作物生产的精细农作应该扩展到种、养、加,产前、产中、产后的整个过程,即过渡到建立“精细农业”的技术体系。实际上,“精细农业”的技术思想,早在七十年代后期开始,已优先在发达国家奶牛场,基于动物个体编号电子自动识别技术,根据奶牛产奶量定量配料系统中得到了广泛的应用。近十多年来,全自动化设施园艺业的发展和养殖业中动物生长预测模型与配料、环境调控自动化系统的结合,农产品产后储藏、保鲜、加工、分级,为达到高品质、高附加值产品的过程中,都已吸收了电子信息科技前沿的成就。在我国,“精细农业”的技术思想,尤应在设施园艺,集约养殖,农产品品质优选、储藏加工等增值产业中先付诸实践与推广,这对我国目前处于传统农业的结构性调整时期和开始重视强调实现农业增产方式的转变中,依靠先进技术装备和农业精细经营技术的支持,对实现农业增产、农民增收、农村稳定,都具有重要的现实意义。

在“精细农业”试验研究实践过程中,注意组装一批基于信息和知识的单项适用先进技术支持当前的“科技兴农”。如:GpS、GiS技术用于农村规划、农田管理、节水灌溉、环境监测的实用技术;农田信息快速采集、存储、处理技术与仪器;农田耕作、土肥管理、农药利用、污染控制等适用技术;机电仪一体化的农业机械装备;精细测土配方施肥、病虫草害快速实用监测技术;智能化农业生产管理辅助决策支持系统的推广及装备农业社会化服务体系的先进技术与工具的开发等。

在研究推进新的农业科技革命中注意形成一批具有创新意义的新技术体系,以支持农业的可持续发展。新的技术体系应在科学理论或方法上,在高新技术的应用上有重要的突破,能够引起技术上产生质的飞跃和为实现我国农业科学技术率先跃居世界先进水平作出贡献。在试验研究中要加强多部门、多学科间的相互合作,协同攻关.发展学术交流,加强国际合作,重视应用基础研究。在高等农业工程院校的学科建设与教学内容改革中,要创造条件开设有关GpS、GiS、RS应用课程,加强电子信息高新技术在农业领域的应用技术开发研究。

在“精细农业”的示范试验研究中,提出了一系列新的科学技术问题。其中,尤以田间信息实时快速采集先进传感技术,生物信息模式识别技术,空间信息处理与图形自动生成技术,计算机化的定量管理农艺技术与系统分析等,都需要作物科学、农艺学、生物物理、数学方法、信息软硬件技术和技术经济学的支持,这为农业科技工作者提供了进行科技创新的良好机遇。

参考文献

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Kennetha.Sudduth,engineeringforprecisionagriculture-past,accomplishmentsandFutureDirections,USDaagriculturalResearchService,Copyright01998,Societyofautomotiveengineers,inc.

汪懋华,“精细农作”一知识经济时代的农田精耕细作技术,"科技进步与学科发展"论文集上册,周光召主编,中国科学技术出版社出版,1998.9。