匯聚科技之力 賦能農(nóng)業(yè)創(chuàng)新
——黑龍江省科學院助力全省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

黑龍江省科學院

“中國糧食、中國飯碗”是習近平總書記對黑龍江的殷殷囑托，同時大力發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)、新興農(nóng)業(yè)也是國家在龍江的重要產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局之一。民為國基，谷為民命，2019年，黑龍江省糧食總產(chǎn)量、商品量、調(diào)出量分別占全國的1/9、1/8和1/3，連續(xù)8年位列全國第一，同時也是亞麻、漢麻、甜菜等經(jīng)濟作物的重要產(chǎn)區(qū)，食用菌等特色農(nóng)業(yè)方面在全國優(yōu)勢顯著，為“中國飯碗”提供了最堅實的保障。黑龍江省科學院原為中國科學院黑龍江分院，傳承發(fā)展60余年來，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域積淀了大量優(yōu)秀科研成果，在生物肥料、農(nóng)藥、飼料、食用菌、漢麻、秸稈綜合利用、食品、智慧農(nóng)業(yè)等方面，一大批新技術(shù)應用到傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。科技，正在重新定義著“農(nóng)耕技藝”的內(nèi)涵；科技，正在重新凝聚著農(nóng)業(yè)領(lǐng)域“老字號”、“原字號”、“新字號”的發(fā)展底蘊；科技，正在重新以“農(nóng)頭工尾”、“糧頭食尾”改變著人們的生活。

一、特色與優(yōu)勢

黑龍江省科學院是黑龍江省內(nèi)自然科學領(lǐng)域綜合性研究機構(gòu)，所屬共8個科研單位，擁有4個國家級重點實驗室和工程中心，18個省部級重點實驗室、中試基地、工程中心，主辦7個省級學會，出版發(fā)行5本期刊。其中研究領(lǐng)域直接涉及農(nóng)業(yè)方向的共兩個單位，為微生物研究所和大慶分院，科研工作部分或間接涉及農(nóng)業(yè)方向的共5個單位，為智能制造所、高技術(shù)研究院、自然與生態(tài)研究所、能源環(huán)境研究院、技術(shù)物理研究所。建院以來共獲得科技成果近3000余項，取得專利370余項、發(fā)表論文6000余篇，獲省部級以上科技獎勵200余項，其中國家級獎勵18項。黑龍江省科學院在推動農(nóng)業(yè)領(lǐng)域科技進步，支持地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，起到了重要作用。

（一）食用菌研究領(lǐng)域。黑龍江省豐富的自然資源，優(yōu)良的生態(tài)環(huán)境，得天獨厚的氣候資源優(yōu)勢孕育了上百種可食用的大型真菌。自上世紀70年代初，省科學院微生物研究所組建了食用菌研究團隊，建設全省最大的微生物種質(zhì)資源菌種保藏中心，開展遺傳育種及栽培技術(shù)方面的研究，近50年來持續(xù)在食用菌領(lǐng)域精耕細作，摸索出一套適合我省的產(chǎn)業(yè)栽培技術(shù)規(guī)程，選育黑木耳8808、AU86、黑29等優(yōu)質(zhì)菌種，實現(xiàn)了野生食用菌的人工種植，對20種野生種類進行馴化，其中元蘑、猴頭、榆黃蘑等東北地區(qū)特有品種為國內(nèi)首次成功馴化，以菌種資源收集保藏、菌種選育鑒定、栽培技術(shù)及栽培原料篩選、栽培方式革新、產(chǎn)品深加工、活性物質(zhì)提取及利用為重點，形成了包括形態(tài)學、細胞學、分子生物學相結(jié)合的研究方向，菌種保藏、菌種選育、菌種鑒定等方面的研究水平居于國內(nèi)領(lǐng)先地位。牽引帶動食用菌產(chǎn)業(yè)形成以黑木耳為主，猴頭、滑菇、香菇、平菇、金針菇等十幾個品種為輔的區(qū)域性規(guī)模發(fā)展的格局，重點優(yōu)勢品種黑木耳的產(chǎn)量占全國的一半以上，年產(chǎn)值達到260億元。現(xiàn)為中國食用菌協(xié)會黑木耳分會副會長單位；2005年成為國家食用菌新品種區(qū)試單位（全國共7家）；是國家食用菌質(zhì)量體系建設崗位科學家單位、黑龍江省食用菌體系首席科學家依托單位；獲得“全國食用菌行業(yè)十大優(yōu)秀科研院所”稱號，被評為“全國食用菌技術(shù)推廣有功單位”。

（二）微生物菌肥領(lǐng)域。黑龍江的黑土地沃野千里，黑土層厚度達30-100厘米，土壤中主要由礦物質(zhì)、有機質(zhì)、微生物三大部分組成。土壤中微生物的活性大小對植物根部營養(yǎng)非常重要，但純自然環(huán)境下有益微生物數(shù)量不足或需拮抗某些病原微生物的致病作用，因此降解有害污染物，對替代或減施化學農(nóng)藥、肥料具有重要意義。省科學院微生物研究所是我省最早從事微生物菌肥研發(fā)的科研單位。在生物農(nóng)藥、生物肥料、生物調(diào)節(jié)劑、生物飼料添加劑等方面取得了一系列成果，在微生物資源挖掘、選育與遺傳改造，活性代謝產(chǎn)物篩選利用，功能基因挖掘與基因工程菌株構(gòu)建，微生物殺菌劑研制與應用等方面創(chuàng)新攻關(guān)，組織完成了各類國家級、省級重點研發(fā)項目。創(chuàng)建的寒地藥肥一體細菌資源庫及獲得的8株國家發(fā)明專利菌株，有效解決了我國微生物藥肥生產(chǎn)菌株來源與功能單一和優(yōu)良菌株不足難題；建立的藥肥一體菌株綜合評價技術(shù)體系，有效解決了實驗室效果良好菌株實際應用效果不理想的共性弊端；發(fā)明的兼顧菌數(shù)與活性產(chǎn)物的菌株個性化液體深層發(fā)酵工藝，為目前國內(nèi)僅以活菌數(shù)為指標的發(fā)酵工藝升級改造提供了技術(shù)支撐；建立的以腐植酸為主要基質(zhì)的低溫干燥菌肥顆粒劑生產(chǎn)工藝，突破了常規(guī)造粒工藝中因階段高溫造成菌體死亡的技術(shù)瓶頸。推動建設了綏化、鶴崗、大興安嶺等生物產(chǎn)品應用大面積示范區(qū)，技術(shù)扶持地方企業(yè)建立綠色農(nóng)用生物產(chǎn)品生產(chǎn)基地，生物農(nóng)用產(chǎn)品推廣面積達數(shù)百萬畝。

（三）經(jīng)濟作物領(lǐng)域。經(jīng)濟作物因其特殊的使用價值，是人們最基本、最必須生活資料的重要來源。省科學院大慶分院自1974年起即開展亞麻、漢麻等各類經(jīng)濟作物的研發(fā)工作，以漢麻研究為例，目前全世界已有30多個國家在大面積種植并綜合開發(fā)利用，我國僅在黑龍江省和云南省已通過立法實現(xiàn)漢麻合法種植。黑龍江省科學院大慶分院是僅有的漢麻品種研發(fā)認定單位之一，已成功選育出10余種不同類型的漢麻新品種。研究成果被廣泛應用于紡織、新材料、新能源、功能食品、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。已建立從漢麻新品種選育、配套栽培技術(shù)到推廣應用的完善技術(shù)體系，開展?jié)h麻全株綜合利用研究，包括應用漢麻稈芯作為木耳的栽培基質(zhì)的研究、漢麻稈芯活性炭、漢麻稈芯多孔碳材料的研究，開展?jié)h麻種子與莖稈收割一體機、漢麻捆麻機、翻麻機、纖維初加工等系列配套機械的研制。2015年，該院繁育的我省第一個工業(yè)用大麻品種“火麻一號”誕生，也是我省目前漢麻的主栽品種。當前，漢麻全省年推廣種植面積近50萬畝，主要應用于哈爾濱、齊齊哈爾、大慶、黑河、大興安嶺、北安等地區(qū)，我院自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)大麻品種，在漢麻品種的占有量和育種水平均處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。

（四）功能食品領(lǐng)域。功能食品是具有特殊保健功能的食品，隨著防控新冠病毒，人們健康意識的提升，功能食品區(qū)別于普通食品已不僅限于特定人群食用。省科學院所屬大慶分院、微生物研究所近年在功能食品領(lǐng)域均開展了系列研究。大慶分院通過現(xiàn)代生物技術(shù)研發(fā)，已獲得漢麻籽多肽的酶法制備工藝，蛋白多肽的檢測、低溫冷凍干燥技術(shù)已經(jīng)成熟，為下一步進行漢麻多肽系列保健食品研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。微生物所在黑木耳超微粉加工技術(shù)和設備研發(fā)、黑木耳多糖提取方法優(yōu)化、多糖鑒定、分子量分析（HPLC法）、結(jié)構(gòu)分析（紅外光譜法）、多糖規(guī)模化提取工藝、多糖純化技術(shù)、多糖降血脂活性以及黑木耳產(chǎn)品復合配方、食用菌菌絲萌動技術(shù)和低溫超微破壁技術(shù)、多種生物活性物質(zhì)集成制備技術(shù)和活性成分檢測與質(zhì)控技術(shù)、大豆等農(nóng)產(chǎn)品功能化發(fā)酵等方面開展創(chuàng)造性研發(fā)，獲得多項國家發(fā)明專利，為我國黑木耳產(chǎn)業(yè)快速、健康發(fā)展提供了有力的技術(shù)支撐。科技成果廣泛應用于企業(yè)，對功能食品產(chǎn)業(yè)和大健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出突出貢獻。

（五）智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的關(guān)鍵是改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式，發(fā)展農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。省科學院智能制造研究所一直在智慧農(nóng)業(yè)方面開展研究，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向信息化、智能化轉(zhuǎn)變，開發(fā)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)產(chǎn)品大數(shù)據(jù)管理平臺、全過程可視化平臺、農(nóng)情預警中心、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫、全周期溯源信息平臺，實現(xiàn)“環(huán)境可測、生產(chǎn)可控和質(zhì)量可溯”；開發(fā)的數(shù)據(jù)處理平臺，實現(xiàn)智慧倉儲、智慧運輸、智慧商務與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)公共平臺對接，實施全生命周期的信息監(jiān)管，實現(xiàn)企業(yè)、政府、消費者之間的信息互通和共享。智能制造研究所在水稻、玉米、大豆等主要糧食作物主產(chǎn)區(qū)已實現(xiàn)區(qū)域技術(shù)覆蓋，在經(jīng)濟作物、食用菌等新興農(nóng)業(yè)方面也建立了區(qū)域網(wǎng)絡輻射，對黑龍江省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化做出了突出貢獻。

（六）黑土地保護。黑土地是龍江獨特的資源優(yōu)勢，但仍存在重用輕養(yǎng)，導致土地貧瘠沉疴，體現(xiàn)在水土流失、肥力下降、酸化和次鹽堿化嚴重、物理性能板結(jié)僵硬等。省科學院自然與生態(tài)研究所在濕地治理方面一直開展研究，制定了包括三江平原治理規(guī)劃等并獲得了采納；省科學院微生物研究所重點在微生物肥料替代無機肥方面開展研究工作，研發(fā)的“解磷固氮復合肥”、“生物磷鉀復合肥”、“生物鉀肥”、“多功能生物有機肥”施用面積累計達千萬畝，開展的退化黑土生物修復技術(shù)研究、秸稈堆腐還田綜合技術(shù)均取得重大突破，為黑土地保護提供了科技解決方案。

（七）其他領(lǐng)域。省科學院高技術(shù)研究院開展的植物抗逆分子育種研究，培育具有耐鹽堿、抗干旱、耐寒、抗重金屬、優(yōu)質(zhì)速生等優(yōu)良性狀的植物新品種。省科學院技術(shù)物理研究所利用鈷60開展的輻照滅菌、輻照植物改性研究對培養(yǎng)植物新品種提供了新思路、新方法。省科學院自然與生態(tài)研究所開展的濕地生態(tài)保護、農(nóng)業(yè)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃、藍莓等龍江特色農(nóng)業(yè)品種生理性能挖掘等研究方面也廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。省能源環(huán)境研究院擁有自主知識產(chǎn)權(quán)生物質(zhì)循環(huán)利用綜合配套技術(shù)、秸稈綜合處理技術(shù)、奶牛場“場口氣站”等新技術(shù)新方法，對發(fā)展農(nóng)業(yè)的種植、畜牧均產(chǎn)生了積極促進作用。

二、發(fā)展與展望

“農(nóng)業(yè)要振興，就要插上科技的翅膀”，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是一條必由之路，其內(nèi)涵隨著技術(shù)、經(jīng)濟和社會的進步而變化，從此意義講，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化只是階段性目標，并不是終極目標。因此，發(fā)展農(nóng)業(yè)，科技是先導，要用現(xiàn)代工業(yè)裝備農(nóng)業(yè)、用現(xiàn)代科學技術(shù)改造農(nóng)業(yè)、用現(xiàn)代管理方法管理農(nóng)業(yè)、用現(xiàn)代科學文化知識提高農(nóng)民素質(zhì)，建立高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展體系。

隨著科技的不斷發(fā)展，也應該清醒認識到農(nóng)業(yè)發(fā)展中仍面臨著一系列的問題，主要體現(xiàn)在：一是農(nóng)業(yè)全要素的生產(chǎn)率仍需進一步提高，靠要素投入的數(shù)量型增長不可持續(xù)，應發(fā)揮規(guī)模效率和技術(shù)效率提升農(nóng)業(yè)發(fā)展空間；二是綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展仍需要進一步加強，靠挖掘資源的增長不可持續(xù)，應立足生態(tài)優(yōu)先理念，堅持綠色農(nóng)業(yè)定位，加強黑土保護與綠色有機可持續(xù)發(fā)展；三是開放共享農(nóng)業(yè)發(fā)展擁有巨大潛力，靠就“農(nóng)”議“農(nóng)”的增長不可持續(xù)，應充分利用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)發(fā)展農(nóng)業(yè)，打破行業(yè)壁壘，綜合運用交叉技術(shù)、組合技術(shù)解決農(nóng)業(yè)科技難題，促進開放共享發(fā)展。

綜合黑龍江省科學院的綜合技術(shù)優(yōu)勢，未來將在以下幾個方面加強科學研究：

（一）食用菌培育。加強食用菌資源收集保藏和評價利用；基于基因編輯、細胞生物學等現(xiàn)代生物技術(shù)，開展食用菌菌種定向育種、野生食用菌馴化人工栽培；加速向智能化栽培技術(shù)創(chuàng)新、農(nóng)藝化生產(chǎn)水平提升、產(chǎn)品精深加工多樣化、栽培廢棄物處理利用等領(lǐng)域發(fā)展；完善食用菌育種技術(shù)理論研究，建立菌種質(zhì)量控制標準；在做強傳統(tǒng)木腐食用菌產(chǎn)業(yè)、推進新興草腐菌規(guī)模化發(fā)展、撫育特色野生珍稀食用菌創(chuàng)新等方面，重點培育性能優(yōu)異、遺傳穩(wěn)定且適宜工廠化的黑木耳、滑菇、猴頭、元蘑、金針菇、杏鮑菇、雙孢蘑菇、草菇、大球蓋菇、斑玉蕈、羊肚菌、毛尖蘑、蜜環(huán)菌等食用菌品種。

（二）生物菌肥開發(fā)。深入落實“減肥減藥”、“化肥零增長”、“農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”和“生態(tài)農(nóng)業(yè)”等國家政策，加強設施農(nóng)業(yè)建設，加強微生物肥料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；在增產(chǎn)提質(zhì)、改良修復土壤、降低環(huán)境污染方面開展科研攻關(guān)；挖掘、篩選、拓展新的功能性菌種，選育具有作物親和性、地域性、針對性、適應性、生產(chǎn)性的優(yōu)良菌種，實現(xiàn)應用效果的穩(wěn)定提升；開展菌種資源多功能性研究與高含量菌劑的開發(fā)，提高菌種的良好抗逆性（耐干燥、耐酸堿、耐鹽分、耐儲藏、耐低溫、耐高溫）；由單一菌種單一功能向復合微生物菌群多功能性方向發(fā)展，由階段性向全生育期應用轉(zhuǎn)變。

（三）經(jīng)濟作物攻關(guān)。加強發(fā)展生態(tài)共生性好、生物產(chǎn)值高、高產(chǎn)高效經(jīng)濟作物；重點開展?jié)h麻種植產(chǎn)業(yè)研發(fā)，并從漢麻種植延伸到紡織、服裝、造紙、軍需、化工、粘膠、木塑、汽車內(nèi)飾、新型建材、復合材料、食品保健、醫(yī)藥、生物柴油等產(chǎn)業(yè)鏈。

（四）功能食品研發(fā)。開發(fā)以促進公眾健康為目標的功能食品領(lǐng)域，研發(fā)能提升機體健康和精神狀態(tài)、降低慢性病風險的食品；研發(fā)立足龍江優(yōu)勢的食用菌深加工等系列功能食品；在食品微生物菌種選育，優(yōu)良性狀穩(wěn)定遺傳的分子基礎(chǔ)與定向改造，微生物源食品酶制劑，微生物發(fā)酵功能食品等方面繼續(xù)深入研究。

（五）智慧農(nóng)業(yè)構(gòu)建。構(gòu)建環(huán)境生理監(jiān)測、作物模型分析、精準調(diào)節(jié)為一體的農(nóng)業(yè)自動化共享系統(tǒng)平臺；構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，實施全程監(jiān)控；促進智慧設施與農(nóng)業(yè)測土配方、作業(yè)計劃有機融合，提高管理效能；構(gòu)建農(nóng)資采購、農(nóng)產(chǎn)品流通實施管理、傳遞、監(jiān)控系統(tǒng)，開展個性化、差異化定制，構(gòu)建“三農(nóng)”經(jīng)濟發(fā)展新業(yè)態(tài)；與手機、屏幕聯(lián)通提供全方位信息服務，運用云計算、大數(shù)據(jù)推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平提升。

（六）黑土地保護。在黑土地施肥方面采取綜合性平衡施肥解決方案；開展增施微生物肥料增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)系列研究；推進生物法處理秸稈還田技術(shù)、生物法改土技術(shù)、測土生物法平衡施肥技術(shù)取得進展；加強鹽堿耕地改良技術(shù)研究等，為黑土地的綜合治理提供有力的科技支撐。