农业现代化呼唤科学仪器发展

　　一、农业科技发展对大型科学仪器的前处理设备的需求和有关研发工作的建议。

　　在农口，凡属较深层次的科技项目或需与国外接轨的项目，目前国产的科学仪器许多技术指标、性能以及前处理设备和相关消耗品实难满足要求，从这一层面上看，农口对于发展大型科学仪器和相关设备有以下四点建议。

　　1本着“有所为，有所不为的原则，应将有一定基础、应用面广的高性能色谱仪列为“十五”国家科仪研发项目的首位。

　　各种色谱仪器和分析方法是农口应用最多的仪器和方法，其中GC和HPLC的需求将不断地增加 ，但国产仪器与国外产品性能差距很大，建议以提高稳定性和分离能力的前提下，着力提高 检测器的灵敏度和检测限的水平，开发当今世界上已商品化、高灵敏度的多种检测器，如GC 中的Micro-ECD检测器，检出水平已达fg级，PFPD检测器对P、N、S的灵敏度都提高了10～100倍。

　　HPLC中的二级管阵列V/U检测器、高灵敏度可扫描荧光检测器、示差检测器、高灵敏度由电化学检测器以及高性能泵、色谱柱都亟待研发，否则改变不了HPLC几乎完全依赖进口的局面。

　　2农口也在呼唤质谱仪和联用仪。随着农业科技的发展，为了测定生物大分子、研究天 然产物中化合物的结构、研究代谢和代谢产物、检测农牧渔业产品中有害的有机物污染以及 农药兽药残留检测，农口对质谱和色/质联用仪的需求越来越急切，如今农口不是不需要这 类仪器，而是昂贵的进口仪器买不起而国内又没有相应的产品，特建议先研发新型质谱仪，进而突破接口技术，将GC/MS、LC/MS、GC/MS/MS、LC/MS/MS、ICP/MS等联用仪列入“十五” 研发规划。

　　3科学仪器的立项研发中应包括前处理设备。

　　我国科仪发展中有二个脱节，即科技发展对科学仪器的需求与国产仪器技术水平的脱节，为 应急引进高水平先进的科学仪器后与必备的前处理设备脱节。从匹兹堡展会上也可看出，国外在研发科学仪器的同时也很重视前处理设备的研发，展出自动化前处理设备逐年剧增，鉴 于我国国情、财力、当前尚不具备全面研发和实施分析样品前处理自动化的条件下，建议先将一些业已证实高效、实用、技术难度也不太大的前处理设备列入“十五”计划，例如微 波消解系统、超临界萃取仪、固相萃取系统等。

　　4应尽快将生命科学仪器设备的空白点补上一些 为迎接生命科学这一世纪性的学科和产业，建议将其中常用的必备的或我国有一定基础的生 命科学仪器设备列入“十五”研发计划，以改变目前仍属空白或低级的状态。例如CO2培 养箱、分子杂交炉、发酵罐(生物反应器)等培养设备；各种离心机、层析仪、膜分离等分离纯化设备；各种类型的DNA扩增仪、各种电脉仪及电脉图像处理系体、毛细管电泳、生物芯 片以及细菌自动鉴定等分析检测仪器；细胞融合仪、基因枪、显微操作系统等基因导入设。

　　二、为进一步转变农业增长方式，优化农业生产结构，走优质高效之路，以及迎接“入世” 的需要，从农技推广、生产、收购、加工到市场等基层环节急需一批快速、简便、价廉、实用、便携式农业专用仪器，按功能可归纳为四类(系列)建议列入“十五”国家科学仪器研发 计划。 (一)农产品品质快速分析仪。

　　1经典的凯氏氮/蛋白质测定仪、索氏脂肪测定仪、纤维素测定仪和赖氨酸分析仪。

　　上述仪器是国际公认的经典的测定农产品(食品)基本营养要素的仪器，是国际和国家标准中指定的仪器，此类仪器的原理、分析方法已经历100多年，其机理、结构已不涉及专利和知 识产权保护，技术难度也不大，建议国家以提供鼓励性补贴或提供贷款的方式，招标选择有 基础的分析仪器厂、进行研发和产业化。

　　2农业专用近红外品质分析仪

　　该方法和仪器因其快速、多组份测定，且能测定原样品，不必进行前处理，所以在国际上已 成为农产品品质快速检测、品种筛选的有力手段，广泛地应用于农业生产、产品收购、食品 和饲料原料质检等，故建议列入“十五”规划，研发时在硬件方面要分三个层次：

　　①先重点研发适用于农业各种基层部门使用的近红外品质分析仪。如长光程、透射式、短波 近红外光谱仪，并由此派生出谷物品质快速分析仪、瓜果糖分快速测定仪，牛奶品质快速检 测仪等。

　　②以上为基础、配合光纤探头等技术、研发出适用于蔬菜、瓜果、蓄禽、水产品的鲜样快速品质检测仪。

　　③采用声光调制，或付里叶变换等新技术、研发出实验室用研究型近红外品质分析仪。在开发和推广近红外品质分析仪中，还 必须注重研发适合我国国情的分析应用软件，解决硬件研发单位和用户难以完成的瓶颈性问题，将其视为特殊的软件工程，组织攻关，内容包括：

　　①全国范围广泛收集样品，并以经典方法获取相应的品质数据，建立数据库；

　　②开发适应我国情的定性、定量分析软件；

　　③为用户提供优化的各种数学模型；

　　④建立“中国近红外分析网络”，用户可根据实际测试任务、下载最佳的模型，达到用户可 进行“全傻瓜”机似地使用近红外分析仪。

　　3优质稻谷品质速测仪——“直链淀粉速测仪”和优质小麦品质速测仪——“快速粉质速测仪”。

　　我国粮食产量虽然已经过剩，但是优质品种短缺。国家于1999年11月颁布了主要粮食质量标准，制订了一系列品质指标和测定方法。除外观指标可进行感官检定外，属于蛋白质、赖氨 酸等主要营养组分的品质指标，如属法规性、仲裁性检测则需采用法定的经典的仪器和方法 。作为快速检测，则用专用近红外品质仪较方便，国外近年来推广应用“直链淀粉速测仪” 和“快速粉质测定仪”，这些仪器不单适用于稻谷、小麦、也适用于玉米品质分析，特此建 议将这二种仪器在“十五”计划中予以立项。

　　4优质油菜速测仪

　　至今我国还未形成优质油菜油产业，根本原因就是缺乏速测仪。为此中国农科院仪器设施技 术 服务中心与油料所合作，运用特征酶反应和比浊法原理，研发出实验室用的“优质油菜速测 仪”，测定精度达到ISO9617和GB10219-88气、液相色谱法的水平，于2000年5月通过专家鉴定。目前全国大约需3000台速测仪，还需将其进一步开发为抗震、防尘，能在温湿度条件恶 劣的条件下运行，交直流供电，适于流动检测的便携式或车戴式速测仪。

　　(二)农药兽药残留速测仪

　　为全面实施绿色农业、绿色食品，保障人们健康，急需研发便携式的农药、兽药及其它有害物速测仪。鉴于药残及其它有害污染物种类多，需要的检测限低，所以一般的酶反应显色卡、纸层折等灵敏度多难满足实际要求，借鉴国外发展趋势，最有前途的利用微型化的气谱、液谱、毛细管电泳、以及生物芯片技术研发药残快速检测仪或研发和利用特种生物传感器、 特种酶反应技术。

　　(三)农作物生理生态、环境因子生长营养测试分析仪器

　　这类仪器虽然每年需求量不十分大，但却是农业现代化必备的农业专用仪器，既是培育新品种、研究不同品种在不同生态环境下的栽培技术所必需，也是研究作物抗性(抗旱、涝、盐 、碱、虫、病)所必备手段，开发大西北，发展旱地农业，恢复植被和林木，也必然需要。但我国有关产品几乎是空白，这十多年来完全依赖进口美、英、日、德、澳等国仪器，这类 仪器种类很多，计有：

　　1有效光合作用辐射仪
　　2光合作用测定仪
　　3积温仪、积光仪
　　4叶面积仪
　　5植物冠层分析仪(也叫植物群体分析仪)
　　6植物叶绿素测定仪
　　7红外遥测叶面、植被、地表温度计
　　8蒸腾仪
　　9植物效能仪(也称PEA分析仪)
　　10茎流仪
　　11根系分析仪
　　12植物/土壤水势仪
　　13土壤水分计
　　14土壤养分(氮、磷、钾等)速测仪
　　15农用小型气象站

　　这些仪器技术难度不大，有的仪器、我国农业科研院校迫于急需而又无钱进口，曾动手研制防 制过。从农业现代化发展出发，建议将这类仪器列入“十五”计划，可视财力、采取招标选 择有基础、有积极性、正在寻找研发新产品厂家、以提供鼓励性补贴或提供贷款的方法，分 批、逐步开发，也许从而能形成几个精干的专业化厂家。