新时期我国农业和农业科技的发展方向与重大

作者陆建中系中国农业科学院科技管理局研究员，博士，研究方向为科技发展战略、科技规划、科技管理与政策。

摘要：基于我国农业和农业科技发展形势，剖析了农业和农业科技的发展动力，指出未来10~20年农业发展的主体方向是转型发展和升级发展，农业科技发展的主导方向是主导技术和先导技术。围绕农业和农业科技的发展方向，当前要统筹布局和组织实施一批农业科技重大命题，构建大联合协作攻关机制，推动实现农业科技的跨越发展，强有力支撑现代农业可持续发展。

党的十八大明确提出要实施创新驱动发展战略，强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。2012年中央一号文件进一步聚焦农业科技，对农业科技工作进行了全面部署。未来10~20年将是我国农业发展最活跃的时期，农业科技面临着前所未有的机遇和挑战。只有把握态势、明确方向、厘清思路、重点突破，全面提升创新能力，走中国特色的农业科技发展道路，才能支撑和引领我国现代农业发展。本文将分析我国农业和农业科技的发展形势，剖析农业和农业科技的发展动力，进一步明确未来10~20年农业和农业科技的发展方向，凝练农业科技重大命题，构建大联合协同创新机制，以推动我国农业科技实现跨越式发展。

1我国农业发展的主体方向

进入21世纪以来，中央已连续11年出台“一号文件”，强化强农惠农富农政策支持，在政策、科技、投入等推动下，2013年全国粮食总产首次突破6亿t，粮食生产实现“十连增”，农民人均年纯收入达到8896元，农民增收取得“十连快”，主要农作物良种覆盖率达96%以上，农业耕、种、收综合机械化水平达到57%以上，农业科技进步贡献率达到55.2%，农业综合生产能力，耕、种、收机械化水平和科技进步贡献率显著提升，推动农业生产进入崭新的历史发展阶段。

随着人口数量的不断增长和国民经济的快速发展，我国在口粮、畜牧业饲料用粮、工业化加工用粮和城镇化商品粮等方面的需求刚性增加，而土、肥、水、劳动力等资源刚性约束，生态系统与产地环境压力以及气候变化影响不断加剧，农业生产成本持续提高、比较效益持续偏低以及农业机械化整体水平依然不高等因素，直接影响到农业生产效率，再加上农业科技原创性成果少、科技贡献率低、高层次科技人才不足等原因，科技供给乏力，我国粮食及食品安全形势不容乐观，农业发展面临的问题突出。

1.1我国农业发展动力分析

当前我国农业生产的现实状态是:主要粮食作物实际单产仅为品种区试产量的一半左右，农业新品种的产量潜力依然很大;我国耕地中低产田比例占到三分之二，通过改良耕地质量提高单产的空间还很大;气候变化带来农业生物灾害和自然灾害频发，我国农作物平均每年因灾损失率为12.9%，通过灾害防控可以挽回的损失还很多;农业机械化生产的整体水平还很低，利用农机农艺融合提升农业生产效率的空间还很大。因此，未来10~20年，我国农业发展主要受到内部动力和外部动力的“双重”影响。内部动力包括:1农业基本职能的驱动，给粮食及农产品的生产带来很大发展空间，主要体现在品种光合潜能的利用空间大、土地利用的空间大、良种良法配套集成应用的领域广、农艺与农机结合效率提升的幅度高;2农业功能拓展的驱动，使农业由单一生产功能向一、二、三产业综合性和多功能化拓展发展的前景十分广阔，主要体现在农业转型升级的效益提升快，农业支撑其他产业发展的链条长、相互依赖度高。外部动力包括:1国民经济发展的强大支持，对农业发展的推动作用十分显著。主要表现在国家财政实力增强和国民收入增加对农业生产的推动力;2国民经济发展需求的拉动，对农业发展的影响十分显著。主要体现在人们高质量生活需求和新兴、高效产业发展对产业竞争力、效益提高、收入增加的需求拉动。由于双重动力的驱动和拉动，决定了我国农业现代化发展已经进入到最活跃的时期。

1.2我国农业发展的主体方向

根据国民经济发展形势及农业农村发展势头，可以初步判断，在农业发展内、外部双重动力作用下，转型发展和升级发展将成为未来10~20年我国农业发展的主体方向。

转型发展是指农业从一种产业形态发展到另一种产业形态，主要体现在农业生产方式、经营方式和管理方式的转型。今后一段时期，我国农业生产方式转型主要体现在生产主体由小农户向规模化、集约化合作经营组织的转变，生产要素由土地、劳动力等向科技第一核心要素等投入的转变，生产工具由手工、人畜力为主向现代化机械应用为主的转变，农业布局分工由国内区域布局与分工向全球化布局与分工的转变;农业经营方式转型主要体现在市场形式由孤立、封闭的小农市场形式向开放化、信息化、社会化市场形式的转变，经营模式由立足国内自给自足经营向全球化布局经营的转变，经营主体由一家一户向新型经营主体主导的转变;农业管理方式转型主要体现在理念上由单一投入管理向全产业链、系统化集中管理转变，方式上由传统人工管理向自动、高效和智能的智慧化管理转变，目标上由注重提高产能向提高综合效益、可持续发展转变。可以预见，未来10~20年是我国农业转型发展的重要时期，农业将出现多种形态并存的状态。

升级发展是指从一种产业水平提升到另一种产业水平，主要体现在农业品种、农业技术和农业产业(产品)的优化与升级。今后一段时期，我国农业品种的优化升级主要体现在品种特性由高产、优质、多抗、广适向高产、优质、高效、安全、营养及专用化的升级，品种结构布局由多样性向专业化、随意性向标准化、小面积向规模化等方向的优化发展;技术的优化升级主要体现在由单一技术向技术体系、技术系统方向的发展，由平面化生产体系向空间、立体式生产技术体系的优化发展，更加注重多元技术系统的综合发展和目标产品的生产技术系统应用;产业(产品)的优化升级主要体现在产品由传统农产品向商品、专用功能产品的发展，由初级产品向精深加工的产业链延伸，更加突出土地产出率、资源利用率、劳动生产率的提升，由过去高投入高产出向资源节约型和环境友好型可持续发展的升级，贸易上由国内市场为主向国内、国际两个市场的拓展。可以预见，未来10~20年是我国农业升级发展的重要时期，农业技术、产品和产业水平将大幅提升。

2我国农业科技发展的主导方向

随着世界科学技术的迅猛发展，以生物技术、信息技术等高新技术为标志的新科技革命正在加速孕育和形成，对农业科技发展产生越来越广泛和深刻的影响:一是农业生物技术不断取得突破。转基因方法和技术、基因克隆、生物反应器、干细胞、分子改良(动植物分子设计育种)、生物药物(生物肥料、生物农药、生物疫苗等)等技术产品不断涌现。尤其是近年来发展的各种组学、生物反应器、合成生物(如人工叶片)、3D打印等技术，对生物产品创制等产生重大变革。二是农业信息技术不断升级。信息采集、作物数字模拟、农业专家系统、农业遥感、地理信息系统、产品信息追溯技术等高新技术不断突破并广泛应用于农业，涌现出农业管理信息系统、物联网等技术产品，大大地降低了成本，提高了工作效率。特别是量子信息、物联网、超高速泛在网等的发展，提升了农业工业化、信息化发展能力和水平，对农业的生产、管理、经营等产生重大变革。三是智能化农业工程控制技术不断应用。随着计算机技术、材料科学和生物技术的发展和应用，设施和工厂化农业生产有了长足发展，出现了电脑全自动控制甚至装备农用机器人的现代化高科技温室、植物工厂、太空农业，生产性能和效率大大提升。同时高效节能型日光温室、塑料拱棚、遮阳网、防虫网、无土栽培等设施农业技术加速发展，提升了农业的抗灾能力、产品质量和农业生产效益。四是农产品精深加工与制造技术快速发展。微生物工程技术、生物膜技术、超临界流体萃取技术、微波技术、高压处理技术、冷冻干燥技术、磁力杀菌和电场杀菌技术等不断发展，大幅提升了农产品的附加值。五是生态农业技术越来越多地受到关注。随着新能源、新材料、环境科学的加速发展并广泛应用于农业，从根本上减少了非再生资源的利用和对化肥、农药的依赖，防治环境污染，保持生态平衡。特别是纳米技术、生物基材料等的发展，将对传统农业投入品、制造技术等的有效性和安全性产生重大影响，对农业第二代投入品创制产生重大变革。

可以看出，基因鉴定与编辑技术、分子设计育种技术、生物药物创制技术、精准化施用与管控技术、远程诊断与信息化处理技术等展示了良好应用前景，成为引领现代农业发展的动力。当前，全球性的农业科技革命正在兴起，它必将推动一个新的农业技术体系和产业体系的形成，将农业生产提升到一个新的高度。

2.1我国农业科技发展动力分析

目前我国农业科技发展已经取得巨大成就，强有力地支撑和服务着现代农业的发展，在农作物分子育种、保护性耕作、病虫害防控等方面已经处于世界先进水平。随着国民经济和现代农业的不断发展，农业科技需求十分强劲。未来10~20年，我国农业科技发展主要受到内部动力和外部动力的双重影响。内部动力包括:1基础科学、社会科学快速发展的推动力，使农业科学向纵深、综合、交叉发展，不断提高农业科学理论、方法和技术水平。2科学发展与社会经济发展的综合交叉，不断催生出一批新兴学科，同时成为新技术创新的“爆破点”，引爆产业技术革命，成为农业功能拓展的强大动力。3现代生物技术、信息技术、新材料技术、新能源技术、激光技术、新制造(加工)技术、空间开发技术和海洋开发技术等为核心内容的新技术革命，必将引领新一轮现代农业产业技术变革，农业科技正孕育着新的突破。外部动力主要包括:1农业转型动力，要求发挥生物品种光合作用及其增产潜能，利用生物体营养物质及功能因子，满足人类与自然在包括食品、医药、化工、能源及生态环境保护等方面的新需求，农业生产效益和产品价值将实现突破性提升。2农业升级动力，要求借助农业机械化、信息化和现代种植业、现代养殖业生产技术的力量，突破资源环境瓶颈，农产品生产将更加突出以高效化为标志的综合能力提升，带动农业产能的重大变革。由于双重动力的驱动和拉动，决定了我国农业科技发展进入了跨越式发展的最关键时期。

2.2我国农业科技发展的主导方向

根据农业科技发展态势和国民经济发展形势，可以初步判断，在农业科技发展内、外部双重动力作用下，主导技术和先导技术将成为未来10~20年农业科技发展的主导方向。

主导技术是指代表今后一段时期技术发展的趋势和主流，影响和推动国民经济发展的相关技术。今后一段时期，杂种优势利用与重大品种改良、高效种养殖技术、绿色病虫害防控技术、资源高效循环利用技术、生态环境修复治理技术、农产品加工利用技术、农业生产机械化装备技术、农业农村信息化技术等依然是支撑和服务我国现代农业发展的核心和关键性技术。这些技术的发展，需要从科学和技术层面进行一体化发展并取得突破，以实现对我国农业发展的强有力支撑和服务。

先导技术是指代表未来发展的新生长点，能够培育新兴产业的关键性技术，具有前瞻性、战略性和催化性等特点。今后一段时期，现代分子设计育种技术、农业纳米技术、空间农业技术、海洋农业技术、极端环境农业技术、新一代智慧农业技术、生物合成与3D打印技术等将成为农业新技术革命的代表性技术。这些技术一旦取得突破，将成为国家新兴产业的新生长点，催生出一个产业的全貌发展，能够全面提升国家的产业竞争力和产业升级与变革。当今世界处于新科技革命的前夜，正在孕育着重大创新突破。必须坚持“有所为、有所不为”的原则，按照“发挥强势、培育优势、重点突破”的基本思路，力争在新一轮农业科技革命浪潮中抢占制高点，把握主动权。为此，应重点加强“三大先导技术”的创新突破:一是“农业生物分子设计与合成技术”，重点研究和开发各种“组学”技术、农业生物工程技术、生物信息技术、生物强化技术、生物合成技术以及3D生物打印技术等，实现农业动植物新品种的分子设计、组装与合成，大幅提高新品种高产、稳产、优质、营养、安全、高效性能，推动农业生产方式转变。二是“新一代智慧农业技术”，重点开发利用精准农业技术、下一代农业通信网络技术、农业物联网技术、数字虚拟技术、农业云计算技术、大数据处理系统，以及智能化、自动化农业机械化技术与装备、农机农艺智能化融合技术等，用信息技术、机械化技术等装备农业，实现智慧型现代农业的变革和发展。三是“农业生态环境系统重构技术”，重点发展光能生物高效合成与转化技术、生物质转化与利用技术、生物工程过程处理技术、生物催化工程技术、生物制造技术、生物环保技术、生态建植与修复技术等，发挥生物体物质合成与贮存性能，恢复生态系统功能，提高农业生产效能，确保现代农业的可持续发展。

3新时期我国农业科技发展的重大命题

长期以来，我国农业尽管取得了喜人的成就，但依然存在一系列长期制约发展的关键性瓶颈问题，如品种单产低、耕地肥力差、农田污染严重、农产品质量安全形势严峻、农产品深度开发不足等，需要更加发挥科技的核心驱动力作用。同时，随着科技与经济一体化、世界经济一体化的发展，未来各国之间的竞争进一步加剧，我国农业也处于转型发展和升级发展的最活跃时期，急需通过科技创新，培育新的生长点，以提升我国农业产业的核心竞争力。因此，未来10~20年我国农业科技发展的任务十分艰巨，必须未雨绸缪，提前凝练，组织实施一批农业科技重大命题，更好地发挥科技创新驱动现代农业发展的作用。

3.1农业科技重大命题的定位

农业科技重大命题是指围绕国家重大需求和科技发展前沿，按照主导技术和先导技术的统一布局，需要努力攻克的长期制约农业产业发展的瓶颈性重大难题和需要培育的引领未来农业发展新生长点的关键性重大选题。重大命题具有战略性、前瞻性、基础性和系统性等特点。

3.2新时期农业科技重大命题分析

根据国民经济发展和未来产业发展的要求，未来10~20年我国农业科技在农业生物进化、农业生物品种创制、农业生产管理、农产品质量安全、农业生态环境、智慧农业和新兴产业培育等方面的需求更加迫切。建议当前要重点实施以下若干重大命题:

3.2.1“农业生物进化与系统还原”重大命题
重点设立和攻克农业生物发育生殖与遗传进化分析、农业生物信息诠释与功能基因挖掘、农业生物免疫系统原理及其分子调控、动(植)物经络系统与还原调控等重大任务，阐明农业生物的本质特征。

3.2.2“农业生物品种的现代化创制”重大命题
重点设立和攻克动植物分子设计与合成生物技术、重要畜禽及园艺植物“国产化”品种培育、C3植物的C4合成途径与高光效育种、特殊逆境生物品种改良与开发、动植物杂种优势聚合与利用、粮食作物固氮育种等重大任务，继续挖掘和利用生物性能。

3.2.3“农业生产的现代化管理”重大命题
重点设立和攻克粮食作物高产优化生产系统、农艺农机智能化融合技术与装备开发、工厂化产肉理论和技术系统、农林生物质功能化利用技术系统等重大任务，转变农业生产方式，大幅提高农业生产水平。

3.2.4“农产品质量与功能的提升增值”重大命题
重点设立和攻克农产品安全要素全程监测与精确控制系统、鲜活农产品周年安全贮藏与智能分级技术系统、新型农业生物功能产品开发、农产品及食品工业化精深加工技术体系等重大任务，延长产业链条，增加农产品经济价值。

3.2.5“农业生态环境系统的现代化重构”重大命题
重点设立和攻克后备耕地功能定位与综合利用、中低产田提质改造及受损农田修复、清洁流域环境与生态重构技术系统、草原生态系统还原体系、农业自然灾害预测预报与减灾技术系统、气候变化对农业的影响及适应对策等重大任务，确保农业可持续发展。

3.2.6“智慧农业与农村信息化”重大命题
重点设立和攻克新一代智慧农业技术系统、基于导航系统的农业机械化作业系统、农产品生产经营预警与优化决策巨系统等重大任务，提高农业信息化水平和农产品生产的科学化决策水平。

3.2.7“新兴农业产业生长点培育”重大命题
重点设立和攻克垂直农业生产技术系统、新型纳米农用制品创制、农业干细胞、生物反应器与功能药物开发、极端环境农业生产技术系统、太空农业生产技术系统、海洋农业种养殖技术系统等重大任务，为我国新兴农业产业发展培育新的生长点。

3.3重大命题的组织管理机制构想

重大命题的组织管理是一项复杂的系统工程，必须发挥有关部门、单位及广大科技、推广、教育、企业、生产人员的作用，建立研-学-推-企-产-用一体化高效协同创新与应用的推进机制。

国家相关部门要将重大命题纳入国家及行业科技计划，设立相应的科技工程，如现代种业科技工程、智慧农业科技工程、农业生态系统重构工程等，建立长期、稳定的科技投入机制，组织科研、推广、教育、企业、生产等部门及其相应学科创新团队、推广服务团队和生产管理团队等开展大联合协作攻关;要重点做好全国性宏观统筹与学科布局，组建各具特色的学科创新团队，发挥农业科研国家队在重大命题中的牵头作用，由上、中、下游各学科团队组成重大命题主要任务的基本实施单元，通过目标控制和绩效评价等手段，建立完善相应创新工作机制，并从资金、人才、平台和政策等方面保障重大命题的组织实施。

重大命题牵头单位要发挥组织协调作用，在组织制定重大命题实施方案的基础上，要着力构建重大命题的目标控制与评价系统、知识流动与资源共享系统、成果集成与分享系统，构建各环节相互衔接的机制和各模块集成的系统工作方法，在项目层面建立科研工作分析决策与指挥机构、学术咨询机构和命题分析诊断与评价机构，强化知识产权保护和知识价值评价，加强项目成果的集成创新和成果的中试熟化与转化应用，推动成果集成应用和重大成果形成，最终实现项目预期的目标。

4展望

当前我国农业发展处于最活跃期，农业科学发展也处于最活跃期，但农业科技发展进入缓慢爬坡期。今后一段时期内，必须立足主导技术和先导技术的主攻方向，统筹布局和实施一批科技重大命题，构建大联合、大协作的创新机制，努力取得重大突破，实现农业科技的跨越式发展，才能强有力支撑和引领现代农业的转型与升级发展，确保我国粮食安全和农业可持续发展。（参考文献略）原文链接：http://118.145.16.216/zgnykjdb/CN/abstract/abstract10448.shtml