两型农业科技创新发展路径研究

刘红峰，刘惠良

(湖南科技大学 管理学院，湖南 湘潭)

一、两型农业科技创新集成战略导言

集成创新是一种创造性的融合过程，协同、整合创新要素，相互结合中注入创造性的因子的聚合效应。即采取相互独立但又互补的科技成果进行对接、聚合而产生的创新。集成创新在两型农业科技创新演化中占有重要地位，两型农业科技创新极具交叉融合特征。

两型农业科技创新是涉及生态环境、资源节约与经济社会可持续发展的重大、有突破性的创新，成果往往涉及多学科、多专业的交叉融合，要求极宽的知识背景与专业跨度。第一，两型农业科技创新中不同专业的相互影响与协同工作对创新的效应与成败具有决定性作用。尤其在关键性的高科技领域，综合化、集成化的重要性更为明显。第二，两型农业科技创新与传统的农业科技创新之所以演进路径截异，就在于传统农业科技创新越来越逼近极限，在两型农业、两型社会中所遇到的突出问题需要解决，随着人类经济社会的发展，资源、环境、生态等问题日益成为制约创新成功的瓶颈，科技突破的难度不断增大。第三，两型农业科技创新的集成创新战略能够打破空间和层次界限，实现优势互补和资源共享，开放式地解决创新问题，获得外部规模效应。第四，两型农业科技创新成果的经济社会需求复杂性及市场需求复杂性也迫使集成创新的发展。由于社会生态环境的不确定性、复杂性和动态性，两型农业科技创新日益成为一个复杂的巨大系统社会活动，而不仅仅是单纯的科研活动，因而必须是科研团队、多元化社会团体和市场主体所构成的集成网络。

二、两型农业科技创新集成战略路径选择

两型农业科技创新与传统农业科技创新系统的根本区别在于前者约束要素与影响因子多元化、可持续性，而后者一定程度上存在着把单项科〗技创新作为研发活动单纯考虑经济增长或产量等线性方式为主，导致传统农业科技创新在生态环境保护、资源节约、经济社会发展之间无法取得协同演进，也缺乏肩负起新时期的历史使命和面临的严峻挑战的作用，无法形成关键性创新突破。

第一，实施战略集成，确定两型农业科技创新重点，针对两型农业与经济社会发展的战略性重大科技创新需求，选择具有较强科技创新关联性和产业带动性的重大战略性项目或产品，集中优势科技创新资源，实现重大关键性科技集成创新。实现两型农业科技创新核心领域的自主创新突破，引领国际战略性集成创制高点。第二，实施资源集成，夯实两型农业科技创新的基础，“十二五”是构建国家两型农业科技创新的关键时期，农业部、科技部已组织完成《国家农业科技创新系统建设方案》的起草工作。两型农业科技创新要以国家农业科技创新系统建设为契机，加强科技资源整合，促进原来创新主体各自独立的科研院所、高等院校、企业、第三方机构、民间组织、农业行为主体的大协作，实现创新主体集成，保障创新要素和创新资源的融合。第三，组织机制集成，提高两型农业科技创新的效率，两型农业科技创新在知识更新与科技发展迅速、经济社会演进加快的环境中，采取集成创新网络合作形式共享资源、优势互补、降低风险的集成式组织机制提高创新效率与效能。第四，支撑系统集成，改善两型农业科技创新的环境，集成创新目标的实现，不仅取决于对内部资源、人才和技术的集聚力，还取决于对其他科技单位、金融部门、相关企业、地方政府和当地农民等外部因素的融合力。营造良好的环境，可使农业科技产生强化效应和协同效应。

三、两型农业科技创新方向展望

两型农业科技创新发展的总体目标是在保证资源、环境及经济社会可持续发展的前提下，为农业生产发展满足人类社会对面农产品不断增加和不断变化的传统和非传统需求提供可行的和创新型的农业科技创新支撑与保障系统。

图1 两型农业科技创新重大展望图Figure1 Agricultural Science and Technology major two types of vision plans

资源节约与环境友好科技创新是建立完善国家耕地与水资源长期监测和预警平台、水分和养分管理科技创新平台、生物肥料开发平台，全面建立节地、节水、节肥、节能与生态环保型农业科技创新系统，保障中低产农田土壤面积减少50－60%，农田生态系统土、肥、水综合利用率提高30%，养分和能源投入降低25－30%，普及智能型肥料，实现国家食物安全生产所需的耕地和水资源的动态平衡，建立国家高产稳产、高效优质的现代化生产系统，实现可持续发展的两型社会建设。

表1 农业资源节约与环境友好型科技创新路线图Table1:Agriculture resource conservation and environment－friendly technological innovation roadmap

(一)两型动植物资源与现代育种科技创新

动植物资源与现代化育种科技领域创新的主要任务是对战略性动植物种质进行应用潜力评价，采用基因组顺序和生物信息学手段对种质资源进行DNA标识和有用基因的分离、鉴定和功能分析，建立起动植物种质资源和基因资源的评价和持续利用方法;构建系统生物学研究平台，以及动植物基因规模化发掘、品种分子设计、分子改良及分析筛选平台、建立和完善我国战略性动植物分子设计育种新概念及其科技创新系统;阐明在调节动植物重要性状的关键性基因及其调控网络的基础上，开发植物性高产、多功能性、对生态环境快速反应的智能植物新品种，以及具有高生物量、高抗逆性和优良能源性状的超能植物新品种。

基于系统生物学、生物信息学、功能基因组学等理论，利用基因工程及技术、生命科学、信息科学与材料科学等学科交叉融合的研究手段，在掌握大部分动植物物种基因所有基因及代谢途径的基础上，建立战略性动植物各层次基因资源库，扫描目标基因型物组装理想基因型，并对表达和翻译进行定量激活和沉默，创新智能型农作物新品种，保障国家食物安全，提高人类生活质量与健康水平。

未来畜禽水产动物基因组研究和基因资源研发将推动畜禽水产业新革命，低脂肪、高蛋白优质水产动物的良种化将面临广阔的发展前景，动物克隆技术和转基因动物将展示巨大的开发潜力。分子育种将成为未来畜禽水产动物现代育种科技创新的重要发展方向。

图2 植物种质资源与现代育种科技创新路线图Figure2 Plant Germplasm and modern breeding technology innovation roadmap

(二)两型农业生产安全与食品安全科技创新

“国以民为本，民以食为天”，食物不仅是人类生存最基本的需要，也是国家稳定与社会发展永恒主题。21世纪的食品产业正面临着巨大变革，呈现出两个重要趋势:一是提高食物的安全性，科技创新方向主要突破影响食品安全的危害因素，特别是消除农药过量使用与残留、激素和兽药残留及致病原的污染、生物毒素危害，建立安全农产品生产标准化科技系统，特别是种植业标准化生产模式、标准化安全养殖生产系统、病虫害预测和防控系统、农产品产后贮运及加工系统、农产品安全监测与评估系统，安全的生态环境质量是保障食品安全的必要条件。二是增强作物的营养保健性。重视营养品质是食品本身的客观要求、生活水平提高也促进了食品的营养品质、人类对营养健康状况的需要更加注重食品营养，对于针对不同人群的营养个性设计也成为现代人生活的重要组成部分，例如:针对儿童、妇女、老年人、亚健康人群、不同生理和健康状态的个性化功能食品的创新。

实施农业可持续发展战略，发展“两型农业”，是世界各国农业经济发展的方向。当前，世界经济发展和市场消费正在发生重要变化，自然天成、无污染的产品已经成为消费时尚。未来农业生产必须在健康的土地上，用洁净的生产方式，生产安全的食物，以满足人们食物消费在数量与质量上的需求。两型农业科技创新成果在农业生产与食品安全方向的创新在生态环境质量安全上注重环境污染过程监控、风险评价与污染环境修复等方面。

(三)两型农业现代化设施科技创新

我国农业耕地和水资源严重不足，而且目前支撑高产的不合理施肥和灌溉及农药大量施用不仅造成大量资源浪费，而且严重污染农田环境，影响农产品质量安全。

未来农业研究活动的深度和广度将会越来越大，系统也越来越复杂，相互协作已经成为科学创新的重要手段，这就需要更多的分布于全国甚至世界各地的科研机构、实验室和科学家共同参与，广泛利用历史资料、实验数据、模型和方法，更大量地采用昂贵的先进仪器设备。使用大量的人力、工具和信息有机地连接起来，形成跨地域、时间、团队和学科领域的强大研究系统。

围绕精确农业农田信息采集、分析决策、精准作业技术开展农田土壤养分与水分、作物生长与生理参数、病虫草害分布等要素信息的快速采集技术开发相应技术产品，建立作物模拟模型和农业专家系统。各种电子监视、控制装置已应用于复杂农业机械上，变量播种机、施肥机、施药机和联合收割机等高度智能化农业机械已逐步进入应用领域，精准农业科技创新成果的应用为实现农业资源高效利用提高了农业生产综合收益。

图3 农业生产与食品安全科技创新路线图Figure3 Agricultural production and food safety technology innovation roadmap

开发精确农业科技创新系统和核心自主产权技术产品，特别是是在智能小型农机方面需集中突破，还远不能满足我国两型农业建设的重大需求。

可以预见，精确农业领域的农业智能化装备将会得到快速发展，适用社会发展的精确农业科技创新成果将逐步信息化、智能化、通用化和多功能，实现高产、资源高效、经济高效等方向发展。

(四)两型农业信息化科技创新

信息科学技术的广泛应用和高度渗透，将重塑世界社会经济发展新格局。未来，每一个产业都要接受信息化的洗礼和改造。对于两型农业科技创新而言，其难度远大于其他行业，农业对自然资源、生命物质生产的产业，地域性、季节性、变异性很强，可控性和稳定性很差。然而，正是由于这个非常复杂的系统，才更需信息科技创新成果的武装与支撑，实现农业信息化。只有通过发展以信息要素为主要特征的数字农业和智能农业，才能突破传统的生产方式，实现农业生产精准管理，大幅度提高农业生产效能、资源利用效率、农产品的产量和质量，节约资源，减少环境负效应，促进农产品流通和贸易，实现农业生产信息化。

发展以信息高速公路为基础，建立农业中心网络系统，实现信息互联网传输;建立各种数据库系统应用于农业科技创新服务系统，为作物生长状况、病虫害预防、防治技术以及农业生产资料市场等提供信息技术支撑;重点发展数据卫星传输系统提供农业生产所需的气象卫星图像、天气预测信息数据;建立远程专家诊断模型系统、智能信息系等统综合开发系统。构建遥感(RS)、地理信息(GIS)与全球定位(GPS)在两型农业科技创新领域的应用。建立信息与自动化科技创新成果相结合的智能型装备设施系统。

图4 农业信息化科技创新路线图Figure4 Agriculture information technology innovation roadmap

四、结论

本文通过规范分析，得出结论如下:两型农业科技创新工作应当在大力提高原始创新能力和引进消化吸收再创新能力的基础上，开辟一条有自身特色和优势的高效自主创新之路，以适应科学发展观和创建资源节约、环境友好型的建设要求，按照科技创新自制演进路径与国家制度设计共生演进的客观要求，为两型农业科技创新跨越式发展开辟新的历史航道。

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