基于TRIZ理想化方法提高農(nóng)業(yè)科研院所科技貢獻(xiàn)率的研究

趙 鶴

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157041）

農(nóng)業(yè)科研院所是我國農(nóng)業(yè)科研體系的重要組成部分，是應(yīng)用技術(shù)研究和區(qū)域作物育種領(lǐng)域創(chuàng)新成果的重要源泉，是農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的一支重要力量，主要從事農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)研究與服務(wù)，面向農(nóng)村、農(nóng)民，以新品種、新技術(shù)等形式提供公共產(chǎn)品和公共服務(wù)，直接受益的是農(nóng)業(yè)、農(nóng)村和農(nóng)民，帶來的效果是農(nóng)業(yè)發(fā)展和全社會普遍受益［1］。農(nóng)業(yè)科研院所在推動農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、開展技術(shù)服務(wù)推廣等方面發(fā)揮著越來越大的作用。然而，不可否認(rèn)的是，農(nóng)業(yè)科研院所的很多科研成果由于與市場脫節(jié)、前瞻性低、成果轉(zhuǎn)化資金不足、技術(shù)市場中介缺乏、成果評估標(biāo)準(zhǔn)不合理等原因被束之高閣，不能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。目前，已經(jīng)有很多國內(nèi)外專家學(xué)者對提高農(nóng)業(yè)科研院所科技貢獻(xiàn)率做了研究，但是提高農(nóng)業(yè)科研院所科技貢獻(xiàn)率仍存在很大的研究空間。本文將TRIZ理論引入到提高農(nóng)業(yè)科研院所科技貢獻(xiàn)率的研究，旨在找到一種提高農(nóng)業(yè)科研院所科技貢獻(xiàn)率的新方法，對服務(wù)區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)揮更大作用提供理論參考。

1 影響農(nóng)業(yè)科研院所科技貢獻(xiàn)率的因素分析

當(dāng)前，由于土地、水、能源等要素越來越稀缺，依靠在稀缺的土地上追加更多的要素投入，最終會導(dǎo)致要素的邊際報(bào)酬遞減。因此，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的根本出路就只能依賴于農(nóng)業(yè)科研所產(chǎn)生的技術(shù)進(jìn)步［2］。本文將從廣義角度對農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率進(jìn)行考量。廣義的農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率指的是廣義的農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)份額，反映的實(shí)質(zhì)內(nèi)容是通過農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步提高了生產(chǎn)要素的生產(chǎn)效率，并降低生產(chǎn)成本［3］。本文利用C-D生產(chǎn)函數(shù)模型和索洛余值模型表達(dá)農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率：

C-D生產(chǎn)函數(shù)模型的一般形式是：

其中，Y是農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值，K、L、M分別為與Y相應(yīng)的投入要素即物質(zhì)費(fèi)用、勞動力及耕地面積，A為常數(shù)項(xiàng)，t為時(shí)間變量，α物質(zhì)費(fèi)用產(chǎn)出彈性，β農(nóng)業(yè)勞動力產(chǎn)出彈性，γ耕地產(chǎn)出彈性。

對C-D生產(chǎn)函數(shù)模型兩邊取對數(shù)，并對t求導(dǎo)，得出索洛余值模型：

其中，△Y／Y、△K／K、△L／L、△M／M 分別是農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增長率、物質(zhì)消耗增長率、勞動力增長率和耕地面積增長率。

最終得出農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率公式：

通過對公式（1）、（2）、（3）的綜合分析，得知影響農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率的主要因素有農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增長率、物質(zhì)消耗增長率、勞動力增長率和耕地面積增長率。農(nóng)業(yè)科研院所在推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步方面占據(jù)重要的指導(dǎo)地位，現(xiàn)已逐步成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主要動力。農(nóng)業(yè)科研院所可通過開展提高生產(chǎn)效益、降低生產(chǎn)成本，提升勞動效率、降低勞動強(qiáng)度，提高土地利用率、降低土地閑置率等的科學(xué)研究，從而達(dá)到降低物質(zhì)消耗增長率、勞動力增長率和耕地面積增長率的目的。

2 TRIZ理想化方法

2.1 理想化內(nèi)涵

在TRIZ理論中，利用理想化和理想解理論解決創(chuàng)新問題是一種最為關(guān)鍵和重要的方法，它一方面可以幫助確定解決問題方向以及過濾無用信息，另一方面可以減少創(chuàng)新工作中的無用功［4］。理想化是一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)從某一起點(diǎn)向最終目標(biāo)進(jìn)化，評價(jià)理想化程度一般用理想度（理想化水平）表示。

基本公式是：I＝∑UF／（∑HF＋∑CF）（4）

式中：I-理想度 ∑UF-有用功能之和，∑HF-有害功能之和，∑CF-成本之和。

技術(shù)系統(tǒng)要向著理想度無限大的方向改進(jìn)，要求有用功能不斷增加，有害功能不斷減少，成本逐漸降低。為了保證系統(tǒng)向理想化進(jìn)展，理想解必須具有以下特點(diǎn)，即原有系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)必須保持，原有系統(tǒng)的不足必須消除，新系統(tǒng)不應(yīng)比舊系統(tǒng)復(fù)雜，新系統(tǒng)沒有引入新的缺陷。該“特點(diǎn)”是用來衡量新的理想解是否正確的重要指標(biāo)。

2.2 理想化法則

常用的理想化法則有六條，依次是去除輔助功能、去除一些元件、識別自服務(wù)、替換零部件、改變操作原理、利用資源。

2.3 實(shí)現(xiàn)理想化的通用步驟

第一步：描述需要優(yōu)化的技術(shù)系統(tǒng)的現(xiàn)有性能或指標(biāo)。

第二步：描述并評價(jià)某個(gè)理想性能的理想化設(shè)想。

第三步：根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和理想化設(shè)想從上述已抽象出來的六條理想化法則中選定幾條法則，具體化到專門具體的技術(shù)系統(tǒng)，進(jìn)行深入分析并得出一種或幾種優(yōu)化方案

3 將TRIZ理論引入到提高科技貢獻(xiàn)率理想化分析

根據(jù)理想度公式（4）得知，I值越大，則創(chuàng)新問題解決方案的理想化水平越高。將公式具體化到需解決的問題，研究的目的是最大程度地提高農(nóng)業(yè)科技貢獻(xiàn)率，即得到提高農(nóng)業(yè)科技貢獻(xiàn)率的最終理想解（解決方案），要求投入和有害功能越小越好，假定為0，而有用功能越大越好，假定為無窮大。

3.1 土地因素分析

3.1.1 描述土地利用方面需要優(yōu)化的現(xiàn)有性能或指標(biāo)。我國耕地總面積約為18億畝，僅次于美國和印度，但由于人口眾多，人均耕地面積僅1.4畝，還不到世界人均耕地面積的一半。目前我國已經(jīng)有多個(gè)市縣的人均耕地在聯(lián)合國確定的人均耕地0.8畝的警戒線以下，是一個(gè)人多地少、耕地資源相對不足的國家。此外，由于工業(yè)三廢的污染以及農(nóng)藥化肥的濫施濫用，導(dǎo)致耕地存在不同程度的沙化、鹽堿化，使得耕地資源更加緊張。為此，在現(xiàn)有有限的土地上如何進(jìn)一步對其合理利用、提高土地利用率成為土地利用亟需解決的問題。

3.1.2 對土地利用的理想化設(shè)想。土地資源稀缺，最理想化土地利用應(yīng)該是不占用土地就能生產(chǎn)出理想的農(nóng)產(chǎn)品或在有限的土地上能生產(chǎn)出無限的理想的農(nóng)產(chǎn)品。

3.1.3 選定法則優(yōu)化方案。農(nóng)業(yè)土地利用主要包括種養(yǎng)用地、農(nóng)田水利設(shè)施用地、田間道路、曬谷場等。土地利用要秉承“集約、高效、持續(xù)、安全”的原則。在保證理想解四個(gè)特點(diǎn)的前提上，筆者將理想化法則具體化到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提出以下方案。

3.1.3.1 選定“去除輔助功能”法則優(yōu)化解決方案。在農(nóng)業(yè)用地中，利用法則一，可考慮去除或減少設(shè)施用地，即在農(nóng)業(yè)土地面積不變的情況下，盡量縮小設(shè)施用地面積，達(dá)到節(jié)約、擴(kuò)大種養(yǎng)土地面積的目的，以此提高土地利用率。

3.1.3.2 選定“改變操作原理”法則優(yōu)化解決方案。正視土壤修復(fù)與農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)系，保護(hù)現(xiàn)有耕地不受污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是提高土地長遠(yuǎn)利用率的一項(xiàng)重要舉措。農(nóng)業(yè)科研院所在開展抗病育種的基礎(chǔ)上，要致力于開發(fā)無殘留、無毒、可降解農(nóng)藥，同時(shí)，研發(fā)提高農(nóng)藥使用效果的配套技術(shù)，減少農(nóng)藥使用量，提高利用率。

3.1.3.3 選定“利用資源”法則優(yōu)化解決方案。充分利用農(nóng)業(yè)科研院所的科技資源，抓住林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展契機(jī)，深入開展無土栽培、立體栽培研究，根據(jù)不同作物的生理特點(diǎn)，靈活應(yīng)用不同作物生長所需的時(shí)間、空間，開展間作、套作、混作等研究，合理開發(fā)利用現(xiàn)有空間，提高單位面積物質(zhì)產(chǎn)量。為政府做好區(qū)域林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃出謀劃策，有效利用林下土地資源，在堅(jiān)持“生態(tài)優(yōu)先，綠色發(fā)展”的原則下擴(kuò)大農(nóng)用耕地種植面積。

3.2 人力因素分析

3.2.1 描述勞動力使用方面需要優(yōu)化的現(xiàn)有性能或指標(biāo)。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展以及農(nóng)業(yè)機(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化的強(qiáng)力推進(jìn)，農(nóng)村勞動力呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動力規(guī)模龐大，但勞動適齡人口中中老年比重和女性比重呈逐年上升的趨勢，勞動者受教育程度不斷提高，但總體素質(zhì)依然較低。如何根據(jù)勞動力新的特點(diǎn)，揚(yáng)長避短，科學(xué)合理地開發(fā)利用這一資源，使勞動力由數(shù)量優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源優(yōu)勢，對于確保農(nóng)業(yè)和農(nóng)村的持續(xù)、健康發(fā)展以及農(nóng)民增收意義重大。

3.2.2 對勞動力使用的理想化設(shè)想。最大程度地解放和發(fā)展勞動力是勞動力使用的理想解，目前，我國已通過提高勞動力素質(zhì)、改進(jìn)物質(zhì)技術(shù)裝備、合理利用和逐步改善自然條件、提高科學(xué)技術(shù)水平和勞動熟練程度、提高組織化程度等措施的實(shí)行開展了不同程度的研究和應(yīng)用，均取得了較好的效果。

3.2.3 選定法則優(yōu)化方案

3.2.3.1 選定“去除輔助功能”法則優(yōu)化解決方案。農(nóng)業(yè)勞動力使用一般是采取家庭式經(jīng)營方式，從整地環(huán)節(jié)開始到播種、除草、施肥、收獲、外銷等各環(huán)節(jié)都完全由家庭經(jīng)營，勞動力使用效率偏低，為進(jìn)一步提高效率，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營，要在合作式經(jīng)營上下足功夫，播種的專攻播種技術(shù)，除草的專攻除草技術(shù)，“術(shù)業(yè)有專攻”，進(jìn)一步提高專業(yè)技能水平，把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分項(xiàng)技術(shù)攻精、攻細(xì)。

3.2.3.2 選定“識別自服務(wù)”法則優(yōu)化解決方案。根據(jù)此法則，政府部門大力加強(qiáng)人才平臺建設(shè)和勞動力服務(wù)平臺建設(shè)，整合專家、技術(shù)、勞動力等各項(xiàng)人力、技術(shù)資源，及時(shí)更新發(fā)布專家信息、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模、剩余勞動力特長及聯(lián)系方式，有效利用人力資源，進(jìn)一步提高工作效率。

3.3 物質(zhì)投入因素分析

3.3.1 描述物質(zhì)投入方面需要優(yōu)化的現(xiàn)有性能或指標(biāo)。農(nóng)業(yè)物質(zhì)投入主要包括種子種苗、化肥農(nóng)藥、農(nóng)機(jī)農(nóng)膜等的投入使用。近些年農(nóng)業(yè)物質(zhì)投入的持續(xù)增加對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起到了重要的作用，然而卻也增加了農(nóng)民的負(fù)擔(dān)，農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的不合理或過量使用，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活環(huán)境遭到了破壞，給農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來了不利影響。合理確定農(nóng)業(yè)物質(zhì)投入的內(nèi)容和水平是提高農(nóng)業(yè)科技貢獻(xiàn)率的又一條有效途徑。

3.3.2 對物質(zhì)投入的理想化設(shè)想。新技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)物質(zhì)的零投入，對環(huán)境零污染，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展是對物質(zhì)投入的理想解。

3.3.3 選定法則優(yōu)化方案

3.3.3.1 選定“去除一些元件”法則優(yōu)化解決方案。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)膜的使用雖然起到了提高地表溫度、保持地表濕度的作用，但是同時(shí)也帶來了“白色污染”，加重了環(huán)境的負(fù)擔(dān)。根據(jù)該法則，在不影響種子發(fā)芽和幼苗生長的條件下，減少農(nóng)膜的使用量，甚至不使用農(nóng)膜或找到農(nóng)膜廉價(jià)替代物，是降低物質(zhì)投入的一個(gè)新思路，這可以通過提高農(nóng)膜重復(fù)利用率，開展抗低溫、抗旱育種以及找到一種可降解生物農(nóng)膜來實(shí)現(xiàn)。

3.3.3.2 選定“識別自服務(wù)”法則優(yōu)化解決方案。大田播種一般使用機(jī)械播種，與人工播種相比，雖然節(jié)約了大量的人力物力，但也同時(shí)存在種子浪費(fèi)現(xiàn)象，利用此原則，可進(jìn)一步探討研究農(nóng)機(jī)精播技術(shù)，在農(nóng)機(jī)上安裝自查反饋系統(tǒng)，保證每一個(gè)地穴播定量種子，每一粒種子達(dá)到要求的深度，對播種質(zhì)量不合格的進(jìn)行警示復(fù)播。

3.3.3.3 選定“改變操作原理”法則優(yōu)化解決方案。深入研究作物習(xí)性、土壤狀況、氣候條件，通過實(shí)施設(shè)施農(nóng)業(yè)，推廣噴灌、滴灌技術(shù)，改進(jìn)作物栽培模式，實(shí)現(xiàn)節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，通過實(shí)施生物防治，對作物病蟲害綜合治理，實(shí)現(xiàn)節(jié)約農(nóng)藥，通過生物肥、有機(jī)肥的研究和測土配方施肥技術(shù)推廣，緩控釋肥高效低毒農(nóng)藥提高化肥農(nóng)藥利用率，降低環(huán)境污染和土壤負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用肥。

4 結(jié)論與討論

綜合考慮以上分析，筆者對提高農(nóng)業(yè)科研院所科技貢獻(xiàn)率，總結(jié)出以下工作方向：

4.1 找準(zhǔn)育種方向，加強(qiáng)作物育種

農(nóng)業(yè)科研院所要在開展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)育種的基礎(chǔ)上，兼顧開展抗病、抗寒、抗旱育種研究。從種子種苗抓起，為節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥以及節(jié)約農(nóng)膜等生產(chǎn)資料打好基礎(chǔ)。

4.2 改進(jìn)栽培模式，提升栽培技術(shù)

農(nóng)業(yè)科研院所要在完善作物常規(guī)配套栽培技術(shù)的基礎(chǔ)上，開展無土栽培、立體種植研究，合理利用空間，提高土地利用率，開展林下經(jīng)濟(jì)模式研究，推廣應(yīng)用具有林下種植特色的配套栽培技術(shù)，合理利用林下土地，提升土地利用增量，配合農(nóng)機(jī)部門，開展機(jī)械精確播種配套技術(shù)研究，降低種子投入成本。

4.3 加強(qiáng)環(huán)保意識，助推長遠(yuǎn)發(fā)展

農(nóng)業(yè)科研院所要牢固樹立環(huán)保意識，研究、推廣環(huán)保種植新技術(shù)、生物防蟲技術(shù)，科學(xué)施肥、合理施肥，開發(fā)生物肥、緩釋肥，提高肥料利用率，研究開發(fā)危害小、無殘留的肥料。

TRIZ是用來解決發(fā)明問題理論的，主要應(yīng)用于工程領(lǐng)域，本文將TRIZ應(yīng)用于提高農(nóng)業(yè)科研院所科技貢獻(xiàn)率的研究，是一種新的嘗試，如何利用該理論開展更加深入的有效的研究，如何進(jìn)一步提高研究的可行性和可操作性，筆者將在下一步的研究中逐步探討、完善。

［1］ 張百忍，劉繼瑞.關(guān)于對地市級農(nóng)業(yè)科研單位發(fā)展戰(zhàn)略的思考.http：／／nks.ankang.gov.cn.

［2］ 秦朝鈞，張朝華.廣東省農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率和要素貢獻(xiàn)率的測算與經(jīng)濟(jì)增長分析［J］.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2011，32（5）：556-564.

［3］ 朱希剛，劉延風(fēng).我國農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率測算方法的意見［J］.農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，1997（1）：17-18.

［4］ 沈世德.TRIZ法簡明教程［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010：39-43.