兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展路徑研究

劉紅峰，劉惠良

(湖南科技大學(xué) 管理學(xué)院，湖南 湘潭)

一、兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新集成戰(zhàn)略導(dǎo)言

集成創(chuàng)新是一種創(chuàng)造性的融合過程，協(xié)同、整合創(chuàng)新要素，相互結(jié)合中注入創(chuàng)造性的因子的聚合效應(yīng)。即采取相互獨(dú)立但又互補(bǔ)的科技成果進(jìn)行對(duì)接、聚合而產(chǎn)生的創(chuàng)新。集成創(chuàng)新在兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新演化中占有重要地位，兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新極具交叉融合特征。

兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新是涉及生態(tài)環(huán)境、資源節(jié)約與經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大、有突破性的創(chuàng)新，成果往往涉及多學(xué)科、多專業(yè)的交叉融合，要求極寬的知識(shí)背景與專業(yè)跨度。第一，兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中不同專業(yè)的相互影響與協(xié)同工作對(duì)創(chuàng)新的效應(yīng)與成敗具有決定性作用。尤其在關(guān)鍵性的高科技領(lǐng)域，綜合化、集成化的重要性更為明顯。第二，兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新之所以演進(jìn)路徑截異，就在于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新越來越逼近極限，在兩型農(nóng)業(yè)、兩型社會(huì)中所遇到的突出問題需要解決，隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，資源、環(huán)境、生態(tài)等問題日益成為制約創(chuàng)新成功的瓶頸，科技突破的難度不斷增大。第三，兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的集成創(chuàng)新戰(zhàn)略能夠打破空間和層次界限，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和資源共享，開放式地解決創(chuàng)新問題，獲得外部規(guī)模效應(yīng)。第四，兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新成果的經(jīng)濟(jì)社會(huì)需求復(fù)雜性及市場(chǎng)需求復(fù)雜性也迫使集成創(chuàng)新的發(fā)展。由于社會(huì)生態(tài)環(huán)境的不確定性、復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性，兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新日益成為一個(gè)復(fù)雜的巨大系統(tǒng)社會(huì)活動(dòng)，而不僅僅是單純的科研活動(dòng)，因而必須是科研團(tuán)隊(duì)、多元化社會(huì)團(tuán)體和市場(chǎng)主體所構(gòu)成的集成網(wǎng)絡(luò)。

二、兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新集成戰(zhàn)略路徑選擇

兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新系統(tǒng)的根本區(qū)別在于前者約束要素與影響因子多元化、可持續(xù)性，而后者一定程度上存在著把單項(xiàng)科〗技創(chuàng)新作為研發(fā)活動(dòng)單純考慮經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)或產(chǎn)量等線性方式為主，導(dǎo)致傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新在生態(tài)環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展之間無法取得協(xié)同演進(jìn)，也缺乏肩負(fù)起新時(shí)期的歷史使命和面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的作用，無法形成關(guān)鍵性創(chuàng)新突破。

第一，實(shí)施戰(zhàn)略集成，確定兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新重點(diǎn)，針對(duì)兩型農(nóng)業(yè)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性重大科技創(chuàng)新需求，選擇具有較強(qiáng)科技創(chuàng)新關(guān)聯(lián)性和產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)性的重大戰(zhàn)略性項(xiàng)目或產(chǎn)品，集中優(yōu)勢(shì)科技創(chuàng)新資源，實(shí)現(xiàn)重大關(guān)鍵性科技集成創(chuàng)新。實(shí)現(xiàn)兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新核心領(lǐng)域的自主創(chuàng)新突破，引領(lǐng)國(guó)際戰(zhàn)略性集成創(chuàng)制高點(diǎn)。第二，實(shí)施資源集成，夯實(shí)兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)，“十二五”是構(gòu)建國(guó)家兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的關(guān)鍵時(shí)期，農(nóng)業(yè)部、科技部已組織完成《國(guó)家農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新系統(tǒng)建設(shè)方案》的起草工作。兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新要以國(guó)家農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新系統(tǒng)建設(shè)為契機(jī)，加強(qiáng)科技資源整合，促進(jìn)原來創(chuàng)新主體各自獨(dú)立的科研院所、高等院校、企業(yè)、第三方機(jī)構(gòu)、民間組織、農(nóng)業(yè)行為主體的大協(xié)作，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新主體集成，保障創(chuàng)新要素和創(chuàng)新資源的融合。第三，組織機(jī)制集成，提高兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的效率，兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新在知識(shí)更新與科技發(fā)展迅速、經(jīng)濟(jì)社會(huì)演進(jìn)加快的環(huán)境中，采取集成創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作形式共享資源、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、降低風(fēng)險(xiǎn)的集成式組織機(jī)制提高創(chuàng)新效率與效能。第四，支撐系統(tǒng)集成，改善兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的環(huán)境，集成創(chuàng)新目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，不僅取決于對(duì)內(nèi)部資源、人才和技術(shù)的集聚力，還取決于對(duì)其他科技單位、金融部門、相關(guān)企業(yè)、地方政府和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民等外部因素的融合力。營(yíng)造良好的環(huán)境，可使農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)生強(qiáng)化效應(yīng)和協(xié)同效應(yīng)。

三、兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新方向展望

兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的總體目標(biāo)是在保證資源、環(huán)境及經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的前提下，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展?jié)M足人類社會(huì)對(duì)面農(nóng)產(chǎn)品不斷增加和不斷變化的傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)需求提供可行的和創(chuàng)新型的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新支撐與保障系統(tǒng)。

圖1 兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新重大展望圖Figure1 Agricultural Science and Technology major two types of vision plans

資源節(jié)約與環(huán)境友好科技創(chuàng)新是建立完善國(guó)家耕地與水資源長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和預(yù)警平臺(tái)、水分和養(yǎng)分管理科技創(chuàng)新平臺(tái)、生物肥料開發(fā)平臺(tái)，全面建立節(jié)地、節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)能與生態(tài)環(huán)保型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新系統(tǒng)，保障中低產(chǎn)農(nóng)田土壤面積減少50－60%，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土、肥、水綜合利用率提高30%，養(yǎng)分和能源投入降低25－30%，普及智能型肥料，實(shí)現(xiàn)國(guó)家食物安全生產(chǎn)所需的耕地和水資源的動(dòng)態(tài)平衡，建立國(guó)家高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、高效優(yōu)質(zhì)的現(xiàn)代化生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的兩型社會(huì)建設(shè)。

表1 農(nóng)業(yè)資源節(jié)約與環(huán)境友好型科技創(chuàng)新路線圖Table1:Agriculture resource conservation and environment－friendly technological innovation roadmap

(一)兩型動(dòng)植物資源與現(xiàn)代育種科技創(chuàng)新

動(dòng)植物資源與現(xiàn)代化育種科技領(lǐng)域創(chuàng)新的主要任務(wù)是對(duì)戰(zhàn)略性動(dòng)植物種質(zhì)進(jìn)行應(yīng)用潛力評(píng)價(jià)，采用基因組順序和生物信息學(xué)手段對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行DNA標(biāo)識(shí)和有用基因的分離、鑒定和功能分析，建立起動(dòng)植物種質(zhì)資源和基因資源的評(píng)價(jià)和持續(xù)利用方法;構(gòu)建系統(tǒng)生物學(xué)研究平臺(tái)，以及動(dòng)植物基因規(guī)模化發(fā)掘、品種分子設(shè)計(jì)、分子改良及分析篩選平臺(tái)、建立和完善我國(guó)戰(zhàn)略性動(dòng)植物分子設(shè)計(jì)育種新概念及其科技創(chuàng)新系統(tǒng);闡明在調(diào)節(jié)動(dòng)植物重要性狀的關(guān)鍵性基因及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，開發(fā)植物性高產(chǎn)、多功能性、對(duì)生態(tài)環(huán)境快速反應(yīng)的智能植物新品種，以及具有高生物量、高抗逆性和優(yōu)良能源性狀的超能植物新品種。

基于系統(tǒng)生物學(xué)、生物信息學(xué)、功能基因組學(xué)等理論，利用基因工程及技術(shù)、生命科學(xué)、信息科學(xué)與材料科學(xué)等學(xué)科交叉融合的研究手段，在掌握大部分動(dòng)植物物種基因所有基因及代謝途徑的基礎(chǔ)上，建立戰(zhàn)略性動(dòng)植物各層次基因資源庫，掃描目標(biāo)基因型物組裝理想基因型，并對(duì)表達(dá)和翻譯進(jìn)行定量激活和沉默，創(chuàng)新智能型農(nóng)作物新品種，保障國(guó)家食物安全，提高人類生活質(zhì)量與健康水平。

未來畜禽水產(chǎn)動(dòng)物基因組研究和基因資源研發(fā)將推動(dòng)畜禽水產(chǎn)業(yè)新革命，低脂肪、高蛋白優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)動(dòng)物的良種化將面臨廣闊的發(fā)展前景，動(dòng)物克隆技術(shù)和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物將展示巨大的開發(fā)潛力。分子育種將成為未來畜禽水產(chǎn)動(dòng)物現(xiàn)代育種科技創(chuàng)新的重要發(fā)展方向。

圖2 植物種質(zhì)資源與現(xiàn)代育種科技創(chuàng)新路線圖Figure2 Plant Germplasm and modern breeding technology innovation roadmap

(二)兩型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全與食品安全科技創(chuàng)新

“國(guó)以民為本，民以食為天”，食物不僅是人類生存最基本的需要，也是國(guó)家穩(wěn)定與社會(huì)發(fā)展永恒主題。21世紀(jì)的食品產(chǎn)業(yè)正面臨著巨大變革，呈現(xiàn)出兩個(gè)重要趨勢(shì):一是提高食物的安全性，科技創(chuàng)新方向主要突破影響食品安全的危害因素，特別是消除農(nóng)藥過量使用與殘留、激素和獸藥殘留及致病原的污染、生物毒素危害，建立安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化科技系統(tǒng)，特別是種植業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式、標(biāo)準(zhǔn)化安全養(yǎng)殖生產(chǎn)系統(tǒng)、病蟲害預(yù)測(cè)和防控系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后貯運(yùn)及加工系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)，安全的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是保障食品安全的必要條件。二是增強(qiáng)作物的營(yíng)養(yǎng)保健性。重視營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)是食品本身的客觀要求、生活水平提高也促進(jìn)了食品的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、人類對(duì)營(yíng)養(yǎng)健康狀況的需要更加注重食品營(yíng)養(yǎng)，對(duì)于針對(duì)不同人群的營(yíng)養(yǎng)個(gè)性設(shè)計(jì)也成為現(xiàn)代人生活的重要組成部分，例如:針對(duì)兒童、婦女、老年人、亞健康人群、不同生理和健康狀態(tài)的個(gè)性化功能食品的創(chuàng)新。

實(shí)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)展“兩型農(nóng)業(yè)”，是世界各國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方向。當(dāng)前，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場(chǎng)消費(fèi)正在發(fā)生重要變化，自然天成、無污染的產(chǎn)品已經(jīng)成為消費(fèi)時(shí)尚。未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須在健康的土地上，用潔凈的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)安全的食物，以滿足人們食物消費(fèi)在數(shù)量與質(zhì)量上的需求。兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新成果在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與食品安全方向的創(chuàng)新在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量安全上注重環(huán)境污染過程監(jiān)控、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與污染環(huán)境修復(fù)等方面。

(三)兩型農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化設(shè)施科技創(chuàng)新

我國(guó)農(nóng)業(yè)耕地和水資源嚴(yán)重不足，而且目前支撐高產(chǎn)的不合理施肥和灌溉及農(nóng)藥大量施用不僅造成大量資源浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染農(nóng)田環(huán)境，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。

未來農(nóng)業(yè)研究活動(dòng)的深度和廣度將會(huì)越來越大，系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，相互協(xié)作已經(jīng)成為科學(xué)創(chuàng)新的重要手段，這就需要更多的分布于全國(guó)甚至世界各地的科研機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)室和科學(xué)家共同參與，廣泛利用歷史資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、模型和方法，更大量地采用昂貴的先進(jìn)儀器設(shè)備。使用大量的人力、工具和信息有機(jī)地連接起來，形成跨地域、時(shí)間、團(tuán)隊(duì)和學(xué)科領(lǐng)域的強(qiáng)大研究系統(tǒng)。

圍繞精確農(nóng)業(yè)農(nóng)田信息采集、分析決策、精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)開展農(nóng)田土壤養(yǎng)分與水分、作物生長(zhǎng)與生理參數(shù)、病蟲草害分布等要素信息的快速采集技術(shù)開發(fā)相應(yīng)技術(shù)產(chǎn)品，建立作物模擬模型和農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。各種電子監(jiān)視、控制裝置已應(yīng)用于復(fù)雜農(nóng)業(yè)機(jī)械上，變量播種機(jī)、施肥機(jī)、施藥機(jī)和聯(lián)合收割機(jī)等高度智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械已逐步進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新成果的應(yīng)用為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源高效利用提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合收益。

圖3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與食品安全科技創(chuàng)新路線圖Figure3 Agricultural production and food safety technology innovation roadmap

開發(fā)精確農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新系統(tǒng)和核心自主產(chǎn)權(quán)技術(shù)產(chǎn)品，特別是是在智能小型農(nóng)機(jī)方面需集中突破，還遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)兩型農(nóng)業(yè)建設(shè)的重大需求。

可以預(yù)見，精確農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的農(nóng)業(yè)智能化裝備將會(huì)得到快速發(fā)展，適用社會(huì)發(fā)展的精確農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新成果將逐步信息化、智能化、通用化和多功能，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、資源高效、經(jīng)濟(jì)高效等方向發(fā)展。

(四)兩型農(nóng)業(yè)信息化科技創(chuàng)新

信息科學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和高度滲透，將重塑世界社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新格局。未來，每一個(gè)產(chǎn)業(yè)都要接受信息化的洗禮和改造。對(duì)于兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新而言，其難度遠(yuǎn)大于其他行業(yè)，農(nóng)業(yè)對(duì)自然資源、生命物質(zhì)生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)，地域性、季節(jié)性、變異性很強(qiáng)，可控性和穩(wěn)定性很差。然而，正是由于這個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，才更需信息科技創(chuàng)新成果的武裝與支撐，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化。只有通過發(fā)展以信息要素為主要特征的數(shù)字農(nóng)業(yè)和智能農(nóng)業(yè)，才能突破傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準(zhǔn)管理，大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效能、資源利用效率、農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，節(jié)約資源，減少環(huán)境負(fù)效應(yīng)，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品流通和貿(mào)易，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化。

發(fā)展以信息高速公路為基礎(chǔ)，建立農(nóng)業(yè)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)網(wǎng)傳輸;建立各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)系統(tǒng)，為作物生長(zhǎng)狀況、病蟲害預(yù)防、防治技術(shù)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料市場(chǎng)等提供信息技術(shù)支撐;重點(diǎn)發(fā)展數(shù)據(jù)衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的氣象衛(wèi)星圖像、天氣預(yù)測(cè)信息數(shù)據(jù);建立遠(yuǎn)程專家診斷模型系統(tǒng)、智能信息系等統(tǒng)綜合開發(fā)系統(tǒng)。構(gòu)建遙感(RS)、地理信息(GIS)與全球定位(GPS)在兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新領(lǐng)域的應(yīng)用。建立信息與自動(dòng)化科技創(chuàng)新成果相結(jié)合的智能型裝備設(shè)施系統(tǒng)。

圖4 農(nóng)業(yè)信息化科技創(chuàng)新路線圖Figure4 Agriculture information technology innovation roadmap

四、結(jié)論

本文通過規(guī)范分析，得出結(jié)論如下:兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工作應(yīng)當(dāng)在大力提高原始創(chuàng)新能力和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)上，開辟一條有自身特色和優(yōu)勢(shì)的高效自主創(chuàng)新之路，以適應(yīng)科學(xué)發(fā)展觀和創(chuàng)建資源節(jié)約、環(huán)境友好型的建設(shè)要求，按照科技創(chuàng)新自制演進(jìn)路徑與國(guó)家制度設(shè)計(jì)共生演進(jìn)的客觀要求，為兩型農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新跨越式發(fā)展開辟新的歷史航道。

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