三、东北发展现代农业的重大科技需求
进入20世纪90年代，东北农业科技得到快速发展，获得了一批重大科技成果，对农业尤其是粮食生产的支撑能力明显增强。然而，从东北地区现代农业的发展目标及其与农业科技创新的现实能力来看，东北地区现代农业发展的重大科技需求集中体现在三个方面:一是保障国家粮食安全，提高农业综合生产能力和粮食商品能力的科技需求;二是保障区域经济高效发展，推进农业和农村经济快速发展的科技需求;三是保障区域资源生态安全，不断推进农业生产的“绿色、生态、安全”的科技需求。
(一)建立现代国家商品粮基地对科技的重大需求
东北地区是我国三大粮食主产区之一，它提供的大量商品粮食在国家粮食安全体系中起到举足轻重的作用。目前，东北地区粮食生产能力达0.75亿吨，按国家宏观需求，在未来20年内东北需新增粮食0.25亿吨。进一步巩固东北“中国粮食市场稳压器”、“中国最大商品粮战略后备基地”的地位，对未来东北农业科技提出了新的重大需求。
1.提高农作物高产稳产能力的科技需求。
对东北地区主要粮食作物的光温生产潜力测算结果表明:该地区水稻、玉米、大豆的生产潜力分别为1200千克/亩、1650千克/亩和600千克/亩;而近十年该地区水稻、玉米、大豆的实际单产分别为450千克/亩、380千克/亩和110千克/亩，只有该区域生产潜力的20%～30%。从保障粮食安全的总体需求出发，考虑到耕地面积和自然、生产条件在短期内难以改变的实际情况，提高农作物的单产水平是提高粮食综合生产能力的根本途径。东北水资源仅占全国总量的8%，区域分布也极不均衡，灌溉技术落后，灌溉水利用率低;春旱更是连年发生，一些地区至2003年已连续5年遭受严重干旱;农业基础设施薄弱，抗御自然灾害的能力低的问题越来越突出;黑土退化严重，土壤腐殖质下降，土壤板结，含水能力下降，抗旱能力明显降低。东北地区自然生产条件不断恶化导致东北粮食作物生产水平起伏巨大，丰产年的产量水平甚至达到低产年的2倍，无论是农作物受灾率，还是成灾率，均与我国西北地区相当，并列为全国各区域之首。此外，在规模化生产过程中，粮食作物的遗传潜力难以充分发挥(损失25%～30%)。因此，研究农作物高产育种技术，培育农作物超级品种和抗逆农作物品种，开发配套的规模化高产栽培技术及相应的培肥耕作技术、植保技术、旱作节水农业技术以及防灾减灾技术等，不断挖掘粮食作物高产潜力，是提高东北农业综合生产能力的关键所在。
2.提高粮食作物市场竞争力和生产效益的科技需求。
品质差、专用化程度低、生产成本高是粮食作物市场竞争力不强、农业比较效益低下和农民种粮积极性不高的重要原因。如东北地区大豆含油量低于美国大豆2%，玉米水分含量高达25%～32%，小麦面筋含量低于河北、山东，影响了粮食商品率的提高，难以满足畜牧业与农产品加工业发展的需求;种植规模化程度远远低于发达国家水平，阻碍了优良品种的大范围统一种植，增加了生产成本。据典型调查数据，东北水稻、玉米、大豆三种主要粮食作物生产中，亩直接生产成本平均为159元，其中稻谷为190元，大豆为92元。因此，发展优质高产型、营养专用型、加工专用型和饲料专用型新品种的选育技术，开发精准农业技术，推广规模化机械作业，实现粮食生产的规模化、专业化、标准化、精准化是降低生产成本、提高粮食生产效益和市场竞争能力的根本途径。
(二)延伸和拓展农业高效产业对科技的重大需求
在巩固国家商品粮食生产基地的基础上，通过大力发展养殖业、农产品加工业、特色高效农业等，延伸和拓展农业产业，促进农业区域经济发展和增强经济实力是东北地区现代农业发展的重要方向。延伸和拓展农业产业，促进区域经济发展对未来东北农业科技发展提出了重大需求。
1.促进现代养殖业发展的科技需求。
近年来，东北地区养殖业发展迅速，大大提高了粮食转化率，促进了区域农业经济的发展。然而，该地区饲养的主要畜禽品种大多为引进品种，缺乏具有地方特色、适合本地环境条件、可以与引进品种抗衡的良种;地方特色畜禽品种资源比较丰富，耐粗饲、抗逆性好，但生产力水平低，难以满足以高度商品化为主要特征的现代畜牧业发展的需要。东北地区可用作饲料原料的玉米丰富，但蛋白质饲料供应不足，蛋白质饲料生产工艺(氨基酸，特别是蛋氨酸生产工艺)和配合饲料工业落后，以致饲料转化率较低。畜禽养殖基本仍停留在传统的粗养方式，其结果是饲料报酬率低、产品品质较差，难以适应日趋激烈的市场竞争。畜禽疫病是影响东北地区现代畜牧业发展的一大障碍。由于疫病暴发所引起的畜禽死亡给畜牧业造成了巨大的经济损失，如辽宁省每年猪的死亡率为8%～10%，鸡的死亡率为15%～20%，牛羊的死亡率为3%～5%。规模化养殖场粪便污染问题日趋严重。因此，大力研究和开发优良畜禽品种选育技术、规模化标准化养殖技术、饲料新品种繁育及标准化栽培技术，疫病监测、诊断和防治技术、畜产品质量控制和安全生产技术、养殖场废弃物无害化处理与资源化利用技术等，是东北规模化、标准化养殖业的迅速发展对科技提出的现实需求。
2.促进现代农产品加工业发展的科技需求。
近年来，农产品加工业对东北地区产业结构调整和经济增长的推动作用日益突出，农产品加工业产值占工业产值的比例已达到12%以上。然而，东北地区农产品加工企业规模小，技术装备较落后，加工能力较弱;产业链短，转化增值能力弱;加工业产品品种少，档次低，主要集中在初加工，精深加工水平低;行业标准和产品质量控制体系不健全。如黑龙江省深加工产品只占加工量的5%，绝大多数工厂仅生产豆油和豆粕两种初级产品;发达国家通过对玉米的精深加工，可开发出3000多种产品，我国只有20多种，而黑龙江省形成规模的玉米加工产品只有4～5种。目前，东北三省的粮油加工业的技术水平不高，特别是制约产业发展的一些关键技术如淀粉与蛋白质修饰技术、油脂和副产物的精深加工技术、发酵工程技术尚未有重大突破及应用。在畜产品加工业方面，缺乏动物血液与骨头深加工技术、肉类加工中的分级技术、有害有毒物质的安全检测技术、干酪加工技术、酸奶用发酵剂生产技术等。在果蔬加工方面，缺乏生物活性物质提取技术、果蔬汁加工技术及安全检测技术等，因此，必须依靠科技进步，有效解决能够大幅度提高玉米、大豆等大宗粮油、畜产品和水产品增值转化能力的关键技术和设备，大幅度提高农业综合生产效益。
3.通过开发特种资源、发展高效特色农业的科技需求。
东北地区具有丰富的特色农业资源，发展特色农业是近几年来东北地区进行农业和农村经济结构战略性调整的重要内容，已成为东北地区农村经济的一个新的增长点。东北地区发展特色农业面临的主要问题是所利用的动植物品种比较原始，饲养和栽培工艺比较传统，产品的营销工艺比较落后，生产的规模化和专业水平低。这些方面表现在生产上，就是产品的产量低、质量低、效益差，与发展商品型和外向型经济很不适应，很难满足国内外市场的质量要求，在很大程度上制约着东北地区特色农业的进一步发展。因此，需要以资源综合利用为重点，加大特色中草药、食用菌、水果、花卉、小杂粮等特色种植业，以及鹿、林蛙、狐狸、紫貂等特种养殖业的开发力度;加快研制生态型的水产养殖模式和相关技术，提高种养业的综合效益。重点开发特种动植物优良品种人工繁殖技术，工厂化快繁技术，特种动植物标准化生产技术及病虫害综合防治技术，人参、鹿茸、林蛙、浆果、坚果、野菜、野菌等特色农产品综合加工技术等。
(三)保障生态安全与农产品环境质量安全的重大科技需求
近年来，东北地区的土壤退化、水土流失、环境污染等农业资源环境问题越来越突出，已严重威胁到该地区农业的可持续发展。随着东北地区农业开发强度的不断加大，该区域资源环境与生态安全问题已成为不可忽视的制约因素。因此，迫切需要提供强有力的科技支撑，保障东北地区资源生态安全。
1.控制水土流失，遏制黑土退化的科技需求。
东北黑土地是世界三大黑土带之一，东北黑土地退化和流失已引起全社会的普遍关注。近十年来，尽管土地总面积中水土流失面积有所减小，但是，耕地中水土流失面积呈现扩大的趋势。目前，东北地区土地总面积中水土流失面积占23.1%，高于全国17.2%的水平;耕地总面积中水土流失面积占57%，远高于全国34.3%的平均水平;黑土区总面积为103.02 万km2，现有水土流失面积27.59万km2，其中轻度侵蚀20.31万km2，中度侵蚀6.20万km2，强度侵蚀1.00万km2，极强度侵蚀0.06万km2，剧烈侵蚀0.02万km2。黑土层由开垦初期的60～70cm减少到20～30cm，年减少可达0.4～0.5cm。因此，需要发展水土流失控制技术、培肥技术、防沙治沙技术、盐碱地改造技术等，增加土壤有机质，减少水土流失。
2.农产品质量安全控制的科技需求。
无污染的安全、优质农畜产品生产不仅是国内外发展趋势和市场需求，也是东北地区农业发展优势和方向。农业环境质量恶化和农产品污染，不仅制约农业的可持续发展，影响农产品的国际竞争力，而且危害人民的身体健康和生命安全。因此，需要加强质量安全技术研究和推广，控制农业生产基地的外源污染和农业自身污染，解决农药残留超标和有毒有害物质问题，包括加强从农药、化肥、饲料添加剂的科学应用到土壤、水源、生态的环境控制及种植制度改进等一系列技术研究;推广和使用高效、低毒、低残留农药，推广生物防治技术和综合防治技术;加强对秸秆、畜禽粪便、地膜等农业废弃物污染的管理。同时，要加快农产品生产技术规程和产品质量标准的研究制定，保障农产品质量安全。
(四)发展农业信息化和机械化的重大科技需求
东北地区农业生产具有规模较大、适合机械化作业的特点，又具有规模化和产业化经营的体制基础(农垦系统)，是现代农业装备和信息技术应用于农业的理想区域，也是以信息化推进农业现代化的重点地区。
近年来，东北地区在农业信息技术开发方面取得了一些重要成果，不少已得到应用。然而，从总体上来说，东北地区农业信息技术的研究和应用还是刚刚起步，农业信息基础设施薄弱;缺乏统一的农业信息标准和资源共享的机制;农业信息技术成果不过硬、应用程度低;信息服务体系和有关标准不健全;农业信息化专门人才缺乏等。因此，需要加快发展农业信息技术，开展精准农业技术示范，大幅度提高农业资源的利用率和农业生产效益。
东北地区拥有众多的大型国营农垦企业，农业机械化水平较高。东北三省机耕地面积占耕地总面积的61.8%，较全国平均水平高出13.5个百分点;农作物机播率为57.9%，为全国之最，是全国平均水平的2.2倍。然而，东北地区农业机械设备多为进口设备，价格昂贵;设备较为陈旧，成套性差，智能化程度不高;稳定性不高，作业效率低;种植业设备较多，而规模化养殖业设备、加工设备相对匮乏。因此，大幅度提高现代农业的工业化装备水平对科技提出了新的要求。