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    新時期我國農業和農業科技的發展方向與重大命題分析

    2015-01-23 09:53 | 作者: 陸建中 | 標簽: 重大命題分析

    作者陸建中系中國農業科學院科技管理局研究員,博士,研究方向為科技發展戰略、科技規劃、科技管理與政策。

    摘要:基于我國農業和農業科技發展形勢,剖析了農業和農業科技的發展動力,指出未來10~20年農業發展的主體方向是轉型發展和升級發展,農業科技發展的主導方向是主導技術和先導技術。圍繞農業和農業科技的發展方向,當前要統籌布局和組織實施一批農業科技重大命題,構建大聯合協作攻關機制,推動實現農業科技的跨越發展,強有力支撐現代農業可持續發展。

    黨的十八大明確提出要實施創新驅動發展戰略,強調科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐,必須擺在國家發展全局的核心位置。2012年中央一號文件進一步聚焦農業科技,對農業科技工作進行了全面部署。未來10~20年將是我國農業發展最活躍的時期,農業科技面臨著前所未有的機遇和挑戰。只有把握態勢、明確方向、厘清思路、重點突破,全面提升創新能力,走中國特色的農業科技發展道路,才能支撐和引領我國現代農業發展。本文將分析我國農業和農業科技的發展形勢,剖析農業和農業科技的發展動力,進一步明確未來10~20年農業和農業科技的發展方向,凝練農業科技重大命題,構建大聯合協同創新機制,以推動我國農業科技實現跨越式發展。

    1我國農業發展的主體方向

    進入21世紀以來,中央已連續11年出臺“一號文件”,強化強農惠農富農政策支持,在政策、科技、投入等推動下,2013年全國糧食總產首次突破6億t,糧食生產實現“十連增”,農民人均年純收入達到8896元,農民增收取得“十連快”,主要農作物良種覆蓋率達96%以上,農業耕、種、收綜合機械化水平達到57%以上,農業科技進步貢獻率達到55.2%,農業綜合生產能力,耕、種、收機械化水平和科技進步貢獻率顯著提升,推動農業生產進入嶄新的歷史發展階段。

    隨著人口數量的不斷增長和國民經濟的快速發展,我國在口糧、畜牧業飼料用糧、工業化加工用糧和城鎮化商品糧等方面的需求剛性增加,而土、肥、水、勞動力等資源剛性約束,生態系統與產地環境壓力以及氣候變化影響不斷加劇,農業生產成本持續提高、比較效益持續偏低以及農業機械化整體水平依然不高等因素,直接影響到農業生產效率,再加上農業科技原創性成果少、科技貢獻率低、高層次科技人才不足等原因,科技供給乏力,我國糧食及食品安全形勢不容樂觀,農業發展面臨的問題突出。

    1.1我國農業發展動力分析

    當前我國農業生產的現實狀態是:主要糧食作物實際單產僅為品種區試產量的一半左右,農業新品種的產量潛力依然很大;我國耕地中低產田比例占到三分之二,通過改良耕地質量提高單產的空間還很大;氣候變化帶來農業生物災害和自然災害頻發,我國農作物平均每年因災損失率為12.9%,通過災害防控可以挽回的損失還很多;農業機械化生產的整體水平還很低,利用農機農藝融合提升農業生產效率的空間還很大。因此,未來10~20年,我國農業發展主要受到內部動力和外部動力的“雙重”影響。內部動力包括:1農業基本職能的驅動,給糧食及農產品的生產帶來很大發展空間,主要體現在品種光合潛能的利用空間大、土地利用的空間大、良種良法配套集成應用的領域廣、農藝與農機結合效率提升的幅度高;2農業功能拓展的驅動,使農業由單一生產功能向一、二、三產業綜合性和多功能化拓展發展的前景十分廣闊,主要體現在農業轉型升級的效益提升快,農業支撐其他產業發展的鏈條長、相互依賴度高。外部動力包括:1國民經濟發展的強大支持,對農業發展的推動作用十分顯著。主要表現在國家財政實力增強和國民收入增加對農業生產的推動力;2國民經濟發展需求的拉動,對農業發展的影響十分顯著。主要體現在人們高質量生活需求和新興、高效產業發展對產業競爭力、效益提高、收入增加的需求拉動。由于雙重動力的驅動和拉動,決定了我國農業現代化發展已經進入到最活躍的時期。

    1.2我國農業發展的主體方向

    根據國民經濟發展形勢及農業農村發展勢頭,可以初步判斷,在農業發展內、外部雙重動力作用下,轉型發展和升級發展將成為未來10~20年我國農業發展的主體方向。

    轉型發展是指農業從一種產業形態發展到另一種產業形態,主要體現在農業生產方式、經營方式和管理方式的轉型。今后一段時期,我國農業生產方式轉型主要體現在生產主體由小農戶向規?;?、集約化合作經營組織的轉變,生產要素由土地、勞動力等向科技第一核心要素等投入的轉變,生產工具由手工、人畜力為主向現代化機械應用為主的轉變,農業布局分工由國內區域布局與分工向全球化布局與分工的轉變;農業經營方式轉型主要體現在市場形式由孤立、封閉的小農市場形式向開放化、信息化、社會化市場形式的轉變,經營模式由立足國內自給自足經營向全球化布局經營的轉變,經營主體由一家一戶向新型經營主體主導的轉變;農業管理方式轉型主要體現在理念上由單一投入管理向全產業鏈、系統化集中管理轉變,方式上由傳統人工管理向自動、高效和智能的智慧化管理轉變,目標上由注重提高產能向提高綜合效益、可持續發展轉變??梢灶A見,未來10~20年是我國農業轉型發展的重要時期,農業將出現多種形態并存的狀態。

    升級發展是指從一種產業水平提升到另一種產業水平,主要體現在農業品種、農業技術和農業產業(產品)的優化與升級。今后一段時期,我國農業品種的優化升級主要體現在品種特性由高產、優質、多抗、廣適向高產、優質、高效、安全、營養及專用化的升級,品種結構布局由多樣性向專業化、隨意性向標準化、小面積向規?;确较虻膬灮l展;技術的優化升級主要體現在由單一技術向技術體系、技術系統方向的發展,由平面化生產體系向空間、立體式生產技術體系的優化發展,更加注重多元技術系統的綜合發展和目標產品的生產技術系統應用;產業(產品)的優化升級主要體現在產品由傳統農產品向商品、專用功能產品的發展,由初級產品向精深加工的產業鏈延伸,更加突出土地產出率、資源利用率、勞動生產率的提升,由過去高投入高產出向資源節約型和環境友好型可持續發展的升級,貿易上由國內市場為主向國內、國際兩個市場的拓展??梢灶A見,未來10~20年是我國農業升級發展的重要時期,農業技術、產品和產業水平將大幅提升。

    2我國農業科技發展的主導方向

    隨著世界科學技術的迅猛發展,以生物技術、信息技術等高新技術為標志的新科技革命正在加速孕育和形成,對農業科技發展產生越來越廣泛和深刻的影響:一是農業生物技術不斷取得突破。轉基因方法和技術、基因克隆、生物反應器、干細胞、分子改良(動植物分子設計育種)、生物藥物(生物肥料、生物農藥、生物疫苗等)等技術產品不斷涌現。尤其是近年來發展的各種組學、生物反應器、合成生物(如人工葉片)、3D打印等技術,對生物產品創制等產生重大變革。二是農業信息技術不斷升級。信息采集、作物數字模擬、農業專家系統、農業遙感、地理信息系統、產品信息追溯技術等高新技術不斷突破并廣泛應用于農業,涌現出農業管理信息系統、物聯網等技術產品,大大地降低了成本,提高了工作效率。特別是量子信息、物聯網、超高速泛在網等的發展,提升了農業工業化、信息化發展能力和水平,對農業的生產、管理、經營等產生重大變革。三是智能化農業工程控制技術不斷應用。隨著計算機技術、材料科學和生物技術的發展和應用,設施和工廠化農業生產有了長足發展,出現了電腦全自動控制甚至裝備農用機器人的現代化高科技溫室、植物工廠、太空農業,生產性能和效率大大提升。同時高效節能型日光溫室、塑料拱棚、遮陽網、防蟲網、無土栽培等設施農業技術加速發展,提升了農業的抗災能力、產品質量和農業生產效益。四是農產品精深加工與制造技術快速發展。微生物工程技術、生物膜技術、超臨界流體萃取技術、微波技術、高壓處理技術、冷凍干燥技術、磁力殺菌和電場殺菌技術等不斷發展,大幅提升了農產品的附加值。五是生態農業技術越來越多地受到關注。隨著新能源、新材料、環境科學的加速發展并廣泛應用于農業,從根本上減少了非再生資源的利用和對化肥、農藥的依賴,防治環境污染,保持生態平衡。特別是納米技術、生物基材料等的發展,將對傳統農業投入品、制造技術等的有效性和安全性產生重大影響,對農業第二代投入品創制產生重大變革。

    可以看出,基因鑒定與編輯技術、分子設計育種技術、生物藥物創制技術、精準化施用與管控技術、遠程診斷與信息化處理技術等展示了良好應用前景,成為引領現代農業發展的動力。當前,全球性的農業科技革命正在興起,它必將推動一個新的農業技術體系和產業體系的形成,將農業生產提升到一個新的高度。

    2.1我國農業科技發展動力分析

    目前我國農業科技發展已經取得巨大成就,強有力地支撐和服務著現代農業的發展,在農作物分子育種、保護性耕作、病蟲害防控等方面已經處于世界先進水平。隨著國民經濟和現代農業的不斷發展,農業科技需求十分強勁。未來10~20年,我國農業科技發展主要受到內部動力和外部動力的雙重影響。內部動力包括:1基礎科學、社會科學快速發展的推動力,使農業科學向縱深、綜合、交叉發展,不斷提高農業科學理論、方法和技術水平。2科學發展與社會經濟發展的綜合交叉,不斷催生出一批新興學科,同時成為新技術創新的“爆破點”,引爆產業技術革命,成為農業功能拓展的強大動力。3現代生物技術、信息技術、新材料技術、新能源技術、激光技術、新制造(加工)技術、空間開發技術和海洋開發技術等為核心內容的新技術革命,必將引領新一輪現代農業產業技術變革,農業科技正孕育著新的突破。外部動力主要包括:1農業轉型動力,要求發揮生物品種光合作用及其增產潛能,利用生物體營養物質及功能因子,滿足人類與自然在包括食品、醫藥、化工、能源及生態環境保護等方面的新需求,農業生產效益和產品價值將實現突破性提升。2農業升級動力,要求借助農業機械化、信息化和現代種植業、現代養殖業生產技術的力量,突破資源環境瓶頸,農產品生產將更加突出以高效化為標志的綜合能力提升,帶動農業產能的重大變革。由于雙重動力的驅動和拉動,決定了我國農業科技發展進入了跨越式發展的最關鍵時期。

    2.2我國農業科技發展的主導方向

    根據農業科技發展態勢和國民經濟發展形勢,可以初步判斷,在農業科技發展內、外部雙重動力作用下,主導技術和先導技術將成為未來10~20年農業科技發展的主導方向。

    主導技術是指代表今后一段時期技術發展的趨勢和主流,影響和推動國民經濟發展的相關技術。今后一段時期,雜種優勢利用與重大品種改良、高效種養殖技術、綠色病蟲害防控技術、資源高效循環利用技術、生態環境修復治理技術、農產品加工利用技術、農業生產機械化裝備技術、農業農村信息化技術等依然是支撐和服務我國現代農業發展的核心和關鍵性技術。這些技術的發展,需要從科學和技術層面進行一體化發展并取得突破,以實現對我國農業發展的強有力支撐和服務。

    先導技術是指代表未來發展的新生長點,能夠培育新興產業的關鍵性技術,具有前瞻性、戰略性和催化性等特點。今后一段時期,現代分子設計育種技術、農業納米技術、空間農業技術、海洋農業技術、極端環境農業技術、新一代智慧農業技術、生物合成與3D打印技術等將成為農業新技術革命的代表性技術。這些技術一旦取得突破,將成為國家新興產業的新生長點,催生出一個產業的全貌發展,能夠全面提升國家的產業競爭力和產業升級與變革。當今世界處于新科技革命的前夜,正在孕育著重大創新突破。必須堅持“有所為、有所不為”的原則,按照“發揮強勢、培育優勢、重點突破”的基本思路,力爭在新一輪農業科技革命浪潮中搶占制高點,把握主動權。為此,應重點加強“三大先導技術”的創新突破:一是“農業生物分子設計與合成技術”,重點研究和開發各種“組學”技術、農業生物工程技術、生物信息技術、生物強化技術、生物合成技術以及3D生物打印技術等,實現農業動植物新品種的分子設計、組裝與合成,大幅提高新品種高產、穩產、優質、營養、安全、高效性能,推動農業生產方式轉變。二是“新一代智慧農業技術”,重點開發利用精準農業技術、下一代農業通信網絡技術、農業物聯網技術、數字虛擬技術、農業云計算技術、大數據處理系統,以及智能化、自動化農業機械化技術與裝備、農機農藝智能化融合技術等,用信息技術、機械化技術等裝備農業,實現智慧型現代農業的變革和發展。三是“農業生態環境系統重構技術”,重點發展光能生物高效合成與轉化技術、生物質轉化與利用技術、生物工程過程處理技術、生物催化工程技術、生物制造技術、生物環保技術、生態建植與修復技術等,發揮生物體物質合成與貯存性能,恢復生態系統功能,提高農業生產效能,確?,F代農業的可持續發展。

    3新時期我國農業科技發展的重大命題

    長期以來,我國農業盡管取得了喜人的成就,但依然存在一系列長期制約發展的關鍵性瓶頸問題,如品種單產低、耕地肥力差、農田污染嚴重、農產品質量安全形勢嚴峻、農產品深度開發不足等,需要更加發揮科技的核心驅動力作用。同時,隨著科技與經濟一體化、世界經濟一體化的發展,未來各國之間的競爭進一步加劇,我國農業也處于轉型發展和升級發展的最活躍時期,急需通過科技創新,培育新的生長點,以提升我國農業產業的核心競爭力。因此,未來10~20年我國農業科技發展的任務十分艱巨,必須未雨綢繆,提前凝練,組織實施一批農業科技重大命題,更好地發揮科技創新驅動現代農業發展的作用。

    3.1農業科技重大命題的定位

    農業科技重大命題是指圍繞國家重大需求和科技發展前沿,按照主導技術和先導技術的統一布局,需要努力攻克的長期制約農業產業發展的瓶頸性重大難題和需要培育的引領未來農業發展新生長點的關鍵性重大選題。重大命題具有戰略性、前瞻性、基礎性和系統性等特點。

    3.2新時期農業科技重大命題分析

    根據國民經濟發展和未來產業發展的要求,未來10~20年我國農業科技在農業生物進化、農業生物品種創制、農業生產管理、農產品質量安全、農業生態環境、智慧農業和新興產業培育等方面的需求更加迫切。建議當前要重點實施以下若干重大命題:

    3.2.1“農業生物進化與系統還原”重大命題
    重點設立和攻克農業生物發育生殖與遺傳進化分析、農業生物信息詮釋與功能基因挖掘、農業生物免疫系統原理及其分子調控、動(植)物經絡系統與還原調控等重大任務,闡明農業生物的本質特征。

    3.2.2“農業生物品種的現代化創制”重大命題
    重點設立和攻克動植物分子設計與合成生物技術、重要畜禽及園藝植物“國產化”品種培育、C3植物的C4合成途徑與高光效育種、特殊逆境生物品種改良與開發、動植物雜種優勢聚合與利用、糧食作物固氮育種等重大任務,繼續挖掘和利用生物性能。

    3.2.3“農業生產的現代化管理”重大命題
    重點設立和攻克糧食作物高產優化生產系統、農藝農機智能化融合技術與裝備開發、工廠化產肉理論和技術系統、農林生物質功能化利用技術系統等重大任務,轉變農業生產方式,大幅提高農業生產水平。

    3.2.4“農產品質量與功能的提升增值”重大命題
    重點設立和攻克農產品安全要素全程監測與精確控制系統、鮮活農產品周年安全貯藏與智能分級技術系統、新型農業生物功能產品開發、農產品及食品工業化精深加工技術體系等重大任務,延長產業鏈條,增加農產品經濟價值。

    3.2.5“農業生態環境系統的現代化重構”重大命題
    重點設立和攻克后備耕地功能定位與綜合利用、中低產田提質改造及受損農田修復、清潔流域環境與生態重構技術系統、草原生態系統還原體系、農業自然災害預測預報與減災技術系統、氣候變化對農業的影響及適應對策等重大任務,確保農業可持續發展。

    3.2.6“智慧農業與農村信息化”重大命題
    重點設立和攻克新一代智慧農業技術系統、基于導航系統的農業機械化作業系統、農產品生產經營預警與優化決策巨系統等重大任務,提高農業信息化水平和農產品生產的科學化決策水平。

    3.2.7“新興農業產業生長點培育”重大命題?重點設立和攻克垂直農業生產技術系統、新型納米農用制品創制、農業干細胞、生物反應器與功能藥物開發、極端環境農業生產技術系統、太空農業生產技術系統、海洋農業種養殖技術系統等重大任務,為我國新興農業產業發展培育新的生長點。

    3.3重大命題的組織管理機制構想

    重大命題的組織管理是一項復雜的系統工程,必須發揮有關部門、單位及廣大科技、推廣、教育、企業、生產人員的作用,建立研-學-推-企-產-用一體化高效協同創新與應用的推進機制。

    國家相關部門要將重大命題納入國家及行業科技計劃,設立相應的科技工程,如現代種業科技工程、智慧農業科技工程、農業生態系統重構工程等,建立長期、穩定的科技投入機制,組織科研、推廣、教育、企業、生產等部門及其相應學科創新團隊、推廣服務團隊和生產管理團隊等開展大聯合協作攻關;要重點做好全國性宏觀統籌與學科布局,組建各具特色的學科創新團隊,發揮農業科研國家隊在重大命題中的牽頭作用,由上、中、下游各學科團隊組成重大命題主要任務的基本實施單元,通過目標控制和績效評價等手段,建立完善相應創新工作機制,并從資金、人才、平臺和政策等方面保障重大命題的組織實施。

    重大命題牽頭單位要發揮組織協調作用,在組織制定重大命題實施方案的基礎上,要著力構建重大命題的目標控制與評價系統、知識流動與資源共享系統、成果集成與分享系統,構建各環節相互銜接的機制和各模塊集成的系統工作方法,在項目層面建立科研工作分析決策與指揮機構、學術咨詢機構和命題分析診斷與評價機構,強化知識產權保護和知識價值評價,加強項目成果的集成創新和成果的中試熟化與轉化應用,推動成果集成應用和重大成果形成,最終實現項目預期的目標。

    4展望

    當前我國農業發展處于最活躍期,農業科學發展也處于最活躍期,但農業科技發展進入緩慢爬坡期。今后一段時期內,必須立足主導技術和先導技術的主攻方向,統籌布局和實施一批科技重大命題,構建大聯合、大協作的創新機制,努力取得重大突破,實現農業科技的跨越式發展,才能強有力支撐和引領現代農業的轉型與升級發展,確保我國糧食安全和農業可持續發展。(參考文獻略)原文鏈接:http://118.145.16.216/zgnykjdb/CN/abstract/abstract10448.shtml

    來源:中國農業科技導報

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