劉 長(zhǎng) 全

(中國(guó)社會(huì)科學(xué)院 農(nóng)村發(fā)展研究所,北京 100732)

顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)是世界農(nóng)業(yè)科技競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)和國(guó)家農(nóng)業(yè)科技自立自強(qiáng)的標(biāo)志性領(lǐng)域,同時(shí)也是推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的戰(zhàn)略力量。在加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)的背景下,顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)的戰(zhàn)略地位更加突出。近年來(lái),生物育種技術(shù)、合成生物技術(shù)、智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)等顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)快速發(fā)展,并對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系與經(jīng)營(yíng)體系、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與資源環(huán)境的關(guān)系等都產(chǎn)生了深刻影響。但是,當(dāng)前對(duì)顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的機(jī)制仍缺乏系統(tǒng)的理論分析,對(duì)進(jìn)一步發(fā)揮顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中作用的路徑也缺乏深入討論。本研究試圖對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題做出回答。

一、顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)的特征與發(fā)展

(一)顛覆性技術(shù)的內(nèi)涵和特征

顛覆性技術(shù)是哈佛大學(xué)克萊頓·克里斯坦森教授于1995年首次提出的,被定義為取代現(xiàn)有主流技術(shù)的技術(shù)。概括來(lái)看,顛覆性技術(shù)主要有以下重要特征[1][2]：一是顛覆性。顛覆性技術(shù)也被稱(chēng)為破壞性技術(shù),其中蘊(yùn)含了破壞性、變革性思想。顛覆性技術(shù)將實(shí)現(xiàn)對(duì)在位的漸進(jìn)性技術(shù)的替代,通過(guò)其應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化,還將開(kāi)辟新市場(chǎng),形成新價(jià)值體系、商業(yè)模式、組織制度和市場(chǎng)規(guī)則,同時(shí)破壞和顛覆原有市場(chǎng)。二是非連續(xù)性。顛覆性技術(shù)體現(xiàn)了技術(shù)進(jìn)步的非連續(xù)性,其可能是完全創(chuàng)新的新技術(shù),也可能是基于原有概念、機(jī)理的創(chuàng)新型應(yīng)用,在打破傳統(tǒng)技術(shù)思維和技術(shù)路線的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)技術(shù)的突破式發(fā)展。三是不確定性。非連續(xù)的顛覆性技術(shù)難以預(yù)見(jiàn)和識(shí)別,顛覆性技術(shù)創(chuàng)新面臨即使大量投入、長(zhǎng)期研究也無(wú)法成功的不確定性,同時(shí)顛覆性技術(shù)從早期創(chuàng)新到成熟應(yīng)用通常需要較長(zhǎng)的過(guò)程。這些困難使得顛覆性技術(shù)的發(fā)展既可能在錯(cuò)誤的方向上勞而無(wú)功,也可能因?yàn)樵缙诘氖》艞壎e(cuò)失顛覆性技術(shù)領(lǐng)域。四是交叉融合性。顛覆性技術(shù)往往具有來(lái)源的多樣化,或者來(lái)源于相關(guān)領(lǐng)域新科學(xué)原理的重大發(fā)現(xiàn),或由跨學(xué)科、跨領(lǐng)域技術(shù)融合創(chuàng)新產(chǎn)生,涉及多主體、多學(xué)科、多層面。

(二)顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展

從國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)前沿技術(shù)發(fā)展情況看[3][4],目前顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)主要包括以下幾個(gè)領(lǐng)域:一是動(dòng)植物高效生物育種技術(shù)。育種技術(shù)創(chuàng)新是不斷提高動(dòng)植物單產(chǎn)水平、生產(chǎn)效率及其他優(yōu)良生物性狀的重要基礎(chǔ)。利用基因組信息直接進(jìn)行基因組選擇,可以對(duì)目標(biāo)性狀進(jìn)行準(zhǔn)確選育,顛覆了傳統(tǒng)的大群體遺傳評(píng)估、后裔驗(yàn)證的育種技術(shù)路線[5]。目前,生物育種領(lǐng)域顛覆性技術(shù)主要包括動(dòng)植物基因編輯技術(shù)、家畜干細(xì)胞育種技術(shù)、動(dòng)植物品種分子設(shè)計(jì)技術(shù)等。二是合成生物技術(shù)。該領(lǐng)域通過(guò)匯聚生物進(jìn)化、遺傳、發(fā)育、發(fā)酵等技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于需求導(dǎo)向的“建造能力”,重點(diǎn)技術(shù)包括合成生物農(nóng)藥技術(shù)、人造病毒作為預(yù)防性疫苗或者治療性疫苗、體外肉類(lèi)合成與培養(yǎng)技術(shù)等。三是微生物組學(xué)技術(shù)。該領(lǐng)域?qū)μ囟ōh(huán)境下全部微生物的總和進(jìn)行系統(tǒng)性研究,復(fù)雜的微生物群體多樣性蘊(yùn)藏了巨大潛力,重點(diǎn)技術(shù)包括微生物農(nóng)藥技術(shù)、微生物肥料技術(shù)、生物質(zhì)熱化學(xué)和生物轉(zhuǎn)化耦合技術(shù)等。四是農(nóng)業(yè)生物質(zhì)工程技術(shù)。該領(lǐng)域?qū)⒔斩?、畜禽糞污等農(nóng)業(yè)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為清潔、低碳的能源,既可實(shí)現(xiàn)對(duì)化石能源的替代,也能大幅度減少農(nóng)業(yè)面源污染,重點(diǎn)技術(shù)包括生物質(zhì)油、氣聯(lián)產(chǎn)工程技術(shù)、能源作物分子和基因調(diào)控技術(shù)、生物質(zhì)一鍋法轉(zhuǎn)化利用技術(shù)、木質(zhì)素天然結(jié)構(gòu)利用技術(shù)等。五是智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)。該領(lǐng)域通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、智能機(jī)械等現(xiàn)代信息技術(shù)和數(shù)字裝備技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、銷(xiāo)售、服務(wù)全過(guò)程深度融合,通過(guò)廣泛的信息采集、智能決策與自動(dòng)控制,實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)為核心要素的智能化、精準(zhǔn)化、集約化農(nóng)業(yè),重點(diǎn)技術(shù)包括農(nóng)業(yè)數(shù)字模型、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)人工智能、智能裝備與農(nóng)業(yè)機(jī)器人等。

二、顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展

(一)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的內(nèi)涵與基本特征

資源稟賦、經(jīng)濟(jì)社會(huì)制度等因素都會(huì)影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),其中技術(shù)進(jìn)步的作用日益突出,并且是實(shí)現(xiàn)持續(xù)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的最重要因素。農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型與現(xiàn)代化的規(guī)律表明,隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的比重趨于下降,同時(shí)農(nóng)戶(hù)經(jīng)營(yíng)規(guī)模趨于擴(kuò)大,農(nóng)業(yè)機(jī)械等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)得以應(yīng)用,并共同推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率上升和農(nóng)業(yè)產(chǎn)出增長(zhǎng)。狹義的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化主要指生產(chǎn)工具、生產(chǎn)技術(shù)的變革。由于技術(shù)變革也將導(dǎo)致生產(chǎn)關(guān)系、組織制度的變革,后者反過(guò)來(lái)也影響先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,所以廣義的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化還包括農(nóng)業(yè)組織制度與生產(chǎn)關(guān)系等的現(xiàn)代化。而且狹義和廣義農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的形式都隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展而演化。概括來(lái)看,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的基本特征仍可以從產(chǎn)業(yè)形態(tài)、產(chǎn)業(yè)功能、產(chǎn)業(yè)績(jī)效(能力、素質(zhì))三個(gè)維度去認(rèn)識(shí)。

在形態(tài)上,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化表現(xiàn)為生產(chǎn)體系、產(chǎn)業(yè)體系和經(jīng)營(yíng)體系的現(xiàn)代化。其中,生產(chǎn)體系現(xiàn)代化主要指生產(chǎn)工具、投入品、農(nóng)業(yè)設(shè)施等的變革與現(xiàn)代化,具體體現(xiàn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化、數(shù)字化,先進(jìn)品種、先進(jìn)化肥農(nóng)藥等投入品、先進(jìn)農(nóng)藝技術(shù)等的應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)體系現(xiàn)代化主要是與技術(shù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)社會(huì)需求相適應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成等的現(xiàn)代化,具體表現(xiàn)是高值產(chǎn)業(yè)、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品占比的上升,產(chǎn)業(yè)鏈的延長(zhǎng)等。經(jīng)營(yíng)體系現(xiàn)代化則是農(nóng)業(yè)主體、農(nóng)業(yè)組織模式、產(chǎn)業(yè)利益聯(lián)結(jié)機(jī)制、一二三產(chǎn)業(yè)關(guān)系等的現(xiàn)代化,具體表現(xiàn)包括農(nóng)戶(hù)的專(zhuān)業(yè)化、規(guī)?；?、商品化,合作社等各類(lèi)新型農(nóng)業(yè)主體的發(fā)展,農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)的發(fā)展,勞動(dòng)、土地與技術(shù)等不同要素間分配關(guān)系的完善等。

在功能上,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化主要表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)功能的增強(qiáng)和拓展。具體來(lái)說(shuō),一是農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的提升,農(nóng)業(yè)部門(mén)提供重要農(nóng)產(chǎn)品、保障消費(fèi)需求和加工需求的能力的增強(qiáng);二是農(nóng)產(chǎn)品價(jià)值與功能的提升,農(nóng)業(yè)部門(mén)實(shí)現(xiàn)從提供低價(jià)值初級(jí)農(nóng)產(chǎn)品向提供高值農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展,農(nóng)產(chǎn)品從滿足基本營(yíng)養(yǎng)需求向滿足更高層次的健康需求發(fā)展,甚至提供高值營(yíng)養(yǎng)元素或現(xiàn)代醫(yī)藥、化工的定制原料;三是農(nóng)業(yè)多功能性的提升,農(nóng)業(yè)從單純提供實(shí)物農(nóng)產(chǎn)品向提供文旅產(chǎn)品、生態(tài)產(chǎn)品發(fā)展。

在績(jī)效上,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化主要表現(xiàn)為要素效率提升和農(nóng)業(yè)發(fā)展空間的擴(kuò)展。效率提升主要包括土地產(chǎn)出率、資源利用率和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的上升:單位面積土地的產(chǎn)出量、產(chǎn)出價(jià)值因品種改良、品質(zhì)提升、結(jié)構(gòu)升級(jí)因素而提高;單位產(chǎn)出的資源消耗因?yàn)楦咝贩N、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)等的應(yīng)用而下降,包括土地、水等資源消耗的下降,也包括碳排放等的下降,資源利用率上升是緩解農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的資源約束及提高重要農(nóng)產(chǎn)品供給安全保障水平的必然要求;勞動(dòng)生產(chǎn)率因?yàn)橐?guī)模經(jīng)營(yíng)的發(fā)展、機(jī)械裝備水平的提高及各類(lèi)勞動(dòng)節(jié)約技術(shù)的采用等得到提升,相應(yīng)的農(nóng)民的人均收入水平實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng),這是農(nóng)業(yè)吸引更多人才、城鄉(xiāng)實(shí)現(xiàn)同步發(fā)展的必要條件?！叭省碧岣?農(nóng)業(yè)的素質(zhì)、效益和競(jìng)爭(zhēng)力才能得到提升,成為真正的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)。農(nóng)業(yè)發(fā)展空間擴(kuò)展是指由于作物品種、土壤改良技術(shù)、精準(zhǔn)調(diào)控灌溉技術(shù)等創(chuàng)新,資源、區(qū)位等自然條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的約束放松,農(nóng)業(yè)適宜發(fā)展的空間得到擴(kuò)展,鹽堿地區(qū)、干旱半干旱地區(qū)、北部高寒低積溫地區(qū)、都市地區(qū)等非傳統(tǒng)種植空間的農(nóng)業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ玫竭M(jìn)一步發(fā)揮,進(jìn)一步提升糧食與重要農(nóng)產(chǎn)品綜合生產(chǎn)能力。

(二)顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的作用機(jī)制

1.顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)推動(dòng)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,從顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況看,其對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的作用通過(guò)以下幾個(gè)基本機(jī)制實(shí)現(xiàn)。

(1)增產(chǎn)機(jī)制。這是顛覆性技術(shù)的關(guān)鍵作用。通過(guò)動(dòng)植物品種改良或生長(zhǎng)環(huán)境控制優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)動(dòng)植物生產(chǎn)性能提升,這也是農(nóng)業(yè)“三率”提高的重要來(lái)源。另外,對(duì)于一些特色農(nóng)產(chǎn)品、高值農(nóng)產(chǎn)品,以及一些為醫(yī)藥等開(kāi)發(fā)的特殊農(nóng)產(chǎn)品來(lái)說(shuō),生產(chǎn)性能的提升有助于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,進(jìn)而推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化和產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展。

(2)節(jié)約機(jī)制。顛覆性技術(shù)通過(guò)多種途徑實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素和投入品的節(jié)約,包括:開(kāi)發(fā)對(duì)肥料、水等投入品和資源更高效利用的新品種,實(shí)現(xiàn)水、肥等更精準(zhǔn)投入的農(nóng)藝技術(shù),更加勞動(dòng)或資本節(jié)約的新裝備,更精準(zhǔn)、更高效的肥料等投入品。要素和投入品的節(jié)約促進(jìn)“三率”提升,在既定的資源約束下提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力,同時(shí),新裝備、新品種、新農(nóng)藝技術(shù)往往也帶動(dòng)形成新的生產(chǎn)體系、產(chǎn)業(yè)體系和經(jīng)營(yíng)體系。

(3)協(xié)同機(jī)制。顛覆性技術(shù)將推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不同環(huán)節(jié)之間及農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)供銷(xiāo)等環(huán)節(jié)形成更緊密的協(xié)作與互動(dòng)關(guān)系,新品種、新投入品要求新裝備、新農(nóng)藝技術(shù)的配合,面向終端需求實(shí)現(xiàn)定制化的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。顛覆性技術(shù)既是實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展的手段,其發(fā)展和應(yīng)用也要求生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間及全產(chǎn)業(yè)鏈的更緊密協(xié)同,后者將帶動(dòng)整個(gè)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)體系變革。

(4)延展機(jī)制。一是將推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間的延展,包括提高動(dòng)植物對(duì)非常規(guī)生產(chǎn)空間的適應(yīng)性,開(kāi)發(fā)更加抗逆甚至可以適應(yīng)極端環(huán)境的動(dòng)植物品種,開(kāi)發(fā)應(yīng)用更高效、更智能的環(huán)境控制技術(shù),發(fā)展工程化的農(nóng)產(chǎn)品合成生產(chǎn)技術(shù)等。通過(guò)生產(chǎn)空間的延展,顛覆性技術(shù)可以緩解資源環(huán)境對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的約束,提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力,甚至改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間格局,并帶動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系和經(jīng)營(yíng)體系的變革。二是推動(dòng)農(nóng)業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品功能的延展,新產(chǎn)品、新性狀、新技術(shù)應(yīng)用都可能帶動(dòng)傳統(tǒng)消費(fèi)功能之外的新功能的發(fā)展,包括特色消費(fèi)、精深加工、文化旅游等方面的功能。

(5)精準(zhǔn)化機(jī)制。顛覆性技術(shù)從多個(gè)途徑推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)化,包括:基于氣候、土壤條件、動(dòng)植物生長(zhǎng)生產(chǎn)狀況等因素實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥、灌溉及其他管理等作業(yè),在勞動(dòng)投入不增長(zhǎng),甚至減少的情況下,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管理,甚至是精準(zhǔn)到地塊、動(dòng)物個(gè)體的管理;通過(guò)應(yīng)用顛覆性育種技術(shù)的品種創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性質(zhì)與加工需求、消費(fèi)需求的更精準(zhǔn)結(jié)合,例如更符合處理要求的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)、包含特定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的動(dòng)植物產(chǎn)品等。精準(zhǔn)化的發(fā)展同樣促進(jìn)“三率”提升,推動(dòng)生產(chǎn)體系、產(chǎn)業(yè)體系與經(jīng)營(yíng)體系的變動(dòng)。

(6)生態(tài)化機(jī)制。除了以上節(jié)約機(jī)制、精準(zhǔn)化機(jī)制對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生態(tài)效應(yīng)的影響,顛覆性技術(shù)還通過(guò)多個(gè)途徑推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)化,一是開(kāi)發(fā)生態(tài)化的新投入品和新農(nóng)藝技術(shù),二是開(kāi)發(fā)對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)行資源化利用的新技術(shù),三是應(yīng)用更生態(tài)化的農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)路徑。生態(tài)化的發(fā)展對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的影響除了體現(xiàn)在生產(chǎn)體系、產(chǎn)業(yè)體系上,還將改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與資源環(huán)境的關(guān)系,有利于農(nóng)業(yè)生態(tài)價(jià)值和多功能性的提升。

2.主要顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中的具體作用。從以上關(guān)于機(jī)制的探討可以看出,各領(lǐng)域顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的作用不盡相同,一個(gè)領(lǐng)域可能通過(guò)以上一個(gè)或多個(gè)機(jī)制發(fā)揮作用。

(1)動(dòng)植物高效生物育種技術(shù)。主要通過(guò)增產(chǎn)機(jī)制、節(jié)約機(jī)制、精準(zhǔn)化機(jī)制、生態(tài)化機(jī)制和延展機(jī)制對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的各個(gè)方面產(chǎn)生影響,包括:通過(guò)加快發(fā)展更高產(chǎn)的新品種,或生產(chǎn)性能突破傳統(tǒng)育種極限的新品種,促進(jìn)動(dòng)植物生產(chǎn)能力提升;通過(guò)發(fā)展更高效利用水、肥等資源的新品種,發(fā)展更適宜機(jī)械作業(yè)或標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的品種,實(shí)現(xiàn)對(duì)要素投入、資源投入的節(jié)約及更生態(tài)化的發(fā)展;通過(guò)動(dòng)植物性狀的精準(zhǔn)改善實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)性能,如營(yíng)養(yǎng)、抗病特征等的精準(zhǔn)提升;通過(guò)發(fā)展更抗逆、更適應(yīng)非傳統(tǒng)生產(chǎn)空間特殊條件的品種促進(jìn)動(dòng)植物生產(chǎn)空間的延展;發(fā)展具有新性狀的農(nóng)產(chǎn)品或強(qiáng)化傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品的特色性狀,包括農(nóng)作物生物質(zhì)特征的改良,以滿足非傳統(tǒng)消費(fèi)、農(nóng)產(chǎn)品加工及化工、醫(yī)藥、生物能源等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)需求,實(shí)現(xiàn)功能的延展。

(2)合成生物技術(shù)。主要通過(guò)精準(zhǔn)化機(jī)制、生態(tài)化機(jī)制、延展機(jī)制發(fā)揮作用。首先,合成生物技術(shù)通過(guò)在基因水平合成藥物實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的病蟲(chóng)害防治;通過(guò)人為控制病毒突變與復(fù)制制備疫苗和藥物實(shí)現(xiàn)對(duì)病毒更精準(zhǔn)的預(yù)防和治療。合成生物技術(shù)在藥物研究中整體上屬于更生態(tài)化的技術(shù)路徑,有別于傳統(tǒng)的化學(xué)合成藥物,合成生物藥物通常更環(huán)境友好,有推動(dòng)農(nóng)業(yè)生態(tài)化發(fā)展的作用。其次,應(yīng)用合成生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)體外肉類(lèi)合成與工廠化生產(chǎn),一方面可以達(dá)到更高的總體轉(zhuǎn)化效率,另一方面可以避免傳統(tǒng)畜產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中污染排放的環(huán)境影響,從而實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的生態(tài)效應(yīng)。再次,工廠化合成更可以擺脫傳統(tǒng)從種植到養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程對(duì)土地的依賴(lài),拓展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的空間范圍。

(3)微生物組學(xué)技術(shù)。主要通過(guò)精準(zhǔn)化機(jī)制和生態(tài)化機(jī)制促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,微生物農(nóng)藥和肥料可以發(fā)揮更精準(zhǔn)殺菌、供肥的作用,同時(shí)因?yàn)槔蒙餀C(jī)制而具有更好的生態(tài)效應(yīng);通過(guò)基于生物機(jī)制的生物質(zhì)資源利用技術(shù)可能實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)資源的產(chǎn)業(yè)化、高值利用,推動(dòng)農(nóng)業(yè)物質(zhì)、能量的循環(huán),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系變革。

(4)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)工程技術(shù)。與微生物組學(xué)技術(shù)相似主要通過(guò)生態(tài)化機(jī)制促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,具體來(lái)說(shuō):通過(guò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生物質(zhì)向生物燃料、生物能源更高效地轉(zhuǎn)化,加快農(nóng)業(yè)生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)化、高值化利用,促進(jìn)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源高效利用和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系的升級(jí);利用農(nóng)業(yè)生物質(zhì)天然特性開(kāi)發(fā)的高新技術(shù)材料由于其可降解特征等具有更好的生態(tài)效應(yīng)。

(5)智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)。主要通過(guò)節(jié)約機(jī)制、精準(zhǔn)化機(jī)制和協(xié)同機(jī)制發(fā)揮促進(jìn)作用。具體來(lái)說(shuō),智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)利用物聯(lián)網(wǎng)、感應(yīng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的持續(xù)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)決策,數(shù)據(jù)成為新的生產(chǎn)要素[6]并推動(dòng)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)其他生產(chǎn)要素節(jié)約,特別是勞動(dòng)的節(jié)約。在勞動(dòng)力成本日益上漲的情況下,對(duì)于農(nóng)業(yè)節(jié)本增效、競(jìng)爭(zhēng)力提升具有突出作用?；诒O(jiān)測(cè)與自動(dòng)控制智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理與化肥農(nóng)藥投入與動(dòng)植物生長(zhǎng)過(guò)程、需求精準(zhǔn)匹配?；跀?shù)據(jù)信息在生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間及產(chǎn)業(yè)鏈上下游的流動(dòng)共享,智慧農(nóng)業(yè)使得專(zhuān)業(yè)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)協(xié)同,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的系統(tǒng)性、整體性、協(xié)同性;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的信息流動(dòng)使得供需更加匹配,提升創(chuàng)新的導(dǎo)向性,促進(jìn)農(nóng)業(yè)個(gè)性化定制生產(chǎn)和價(jià)值增值。

(三)顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的總體趨勢(shì)與特征

概括來(lái)看,顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的作用呈現(xiàn)幾個(gè)特征。

一是顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)之間存在關(guān)聯(lián)性,動(dòng)植物高效生物育種技術(shù)與智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)具有基礎(chǔ)性作用。所謂關(guān)聯(lián)性指某項(xiàng)顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展可能會(huì)促進(jìn)或依賴(lài)其他領(lǐng)域顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展。例如,微生物組學(xué)的研究成果可能助推合成生物學(xué)技術(shù)、農(nóng)業(yè)生物質(zhì)工程技術(shù)的發(fā)展。值得注意的是,基于動(dòng)植物高效生物育種技術(shù)的品種創(chuàng)新不僅通過(guò)幾乎所有機(jī)制對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)生推動(dòng)作用,而且往往也是其他顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)更好發(fā)揮作用的條件或載體,如通過(guò)育種技術(shù)實(shí)現(xiàn)作物屬性與合成肥料、合同農(nóng)藥、微生物肥料、農(nóng)業(yè)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)等的緊密配合。智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)則加快數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)新要素,大規(guī)模、全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)的收集、共享使得基于大數(shù)據(jù)和人工智能的數(shù)字化育種、微生物組學(xué)等研究成為可能。

二是顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展普遍呈現(xiàn)出精準(zhǔn)化特征與趨勢(shì)。如前所述,各類(lèi)顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)往往在基因、分子層面或利用生物屬性,通過(guò)精準(zhǔn)化機(jī)制提高病蟲(chóng)害防治、農(nóng)產(chǎn)品加工轉(zhuǎn)化等各方面效率,從而實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)能力、緩解資源約束、優(yōu)化生態(tài)效應(yīng)的協(xié)同發(fā)展。

三是顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的不同機(jī)制具有互補(bǔ)性和溢出性。對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化基本特征的分析表明其是一個(gè)系統(tǒng)變化,顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)的不同作用機(jī)制側(cè)重于從不同路徑影響推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一個(gè)或多個(gè)方面變化,所有機(jī)制綜合起來(lái)才有可能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性的現(xiàn)代化目標(biāo),這就是不同機(jī)制的互補(bǔ)性。溢出性則體現(xiàn)在,一個(gè)機(jī)制除了其主導(dǎo)性影響外,還可能產(chǎn)生其他機(jī)制所側(cè)重的影響。例如,精準(zhǔn)化機(jī)制既能帶來(lái)產(chǎn)出增長(zhǎng),也可能通過(guò)提升要素效率促進(jìn)生態(tài)效應(yīng)的改善;增產(chǎn)機(jī)制和節(jié)約機(jī)制是農(nóng)業(yè)成本效益的一體兩面,如果增產(chǎn)機(jī)制可以在不增加投入的情況下增加產(chǎn)出或?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)出相對(duì)于投入的更快的增長(zhǎng),單位產(chǎn)出的要素投入就會(huì)下降,實(shí)際就具有了節(jié)約效應(yīng)。

三、發(fā)揮顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中作用的思路與建議

顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)既是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科技自立自強(qiáng)的關(guān)鍵領(lǐng)域,也是推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的主要?jiǎng)恿?。?dāng)前,要著力從以下幾個(gè)方面進(jìn)一步發(fā)揮顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的促進(jìn)作用。

(一)充分發(fā)揮有為政府與有效市場(chǎng)兩方面作用

顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略領(lǐng)域,并且具有研發(fā)創(chuàng)新周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)大、公益性強(qiáng)等特點(diǎn),在中國(guó)特色社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)背景下,必須充分發(fā)揮有為政府與有效市場(chǎng)兩個(gè)方面作用。首先要發(fā)揮有為政府作用,主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面:一是在總體規(guī)劃、頂層設(shè)計(jì)方面發(fā)揮政府不可替代的作用;二是通過(guò)組織實(shí)施重大計(jì)劃、工程和協(xié)同攻關(guān),實(shí)現(xiàn)全社會(huì)創(chuàng)新資源的統(tǒng)籌和聚集,聚焦重大領(lǐng)域、核心問(wèn)題,加快顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域關(guān)鍵堵點(diǎn)的破解;三是強(qiáng)化基礎(chǔ)性、公益性科學(xué)技術(shù)研究,為顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新增強(qiáng)后勁;四是財(cái)政資金的常態(tài)化投入機(jī)制,通過(guò)建立顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃或基礎(chǔ)研究專(zhuān)項(xiàng),確保顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)投入在全部農(nóng)業(yè)科技計(jì)劃經(jīng)費(fèi)中的占比達(dá)到一定比例[7]。

其次是要發(fā)揮有效市場(chǎng)作用,即要在顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的競(jìng)爭(zhēng)性領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等環(huán)節(jié)更多發(fā)揮各類(lèi)市場(chǎng)主體作用。利用市場(chǎng)廣泛調(diào)動(dòng)資源,通過(guò)產(chǎn)業(yè)化為原始創(chuàng)新提供動(dòng)力、促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新與資源條件和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的更緊密銜接、促進(jìn)技術(shù)更新迭代。目前,以高?？蒲性核鶠橹黧w和主要基于課題項(xiàng)目的創(chuàng)新體系與顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展需求不相適應(yīng),一是高校科研院所科研項(xiàng)目的短周期、短目標(biāo)與顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的長(zhǎng)周期、長(zhǎng)目標(biāo)不適應(yīng);二是課題制科研項(xiàng)目彼此間缺乏分工協(xié)作,低水平重復(fù)研究大量存在,缺少基于長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的分工協(xié)作、分階段落實(shí)、不斷累積的機(jī)制;三是課題制項(xiàng)目面向需求的針對(duì)性不足,創(chuàng)新成果難以規(guī)?；瘧?yīng)用。因此,發(fā)揮有效市場(chǎng)的作用核心是提升企業(yè)在顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中的主體地位,實(shí)現(xiàn)以專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)的作坊式研究為主,向集團(tuán)化的商業(yè)化創(chuàng)新體系轉(zhuǎn)變。同時(shí),探索政產(chǎn)學(xué)研金協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制,形成以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、政產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)的創(chuàng)新體系。

(二)構(gòu)建全面發(fā)展與優(yōu)先突破相統(tǒng)籌的發(fā)展格局

顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化,帶來(lái)新產(chǎn)品、新生產(chǎn)方式,扭轉(zhuǎn)農(nóng)業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境的緊張關(guān)系,也推動(dòng)農(nóng)業(yè)組織制度與產(chǎn)業(yè)體系等的創(chuàng)新和變革,加快顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然要求。由于顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)在推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過(guò)程中的關(guān)聯(lián)性,及作用于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的不同機(jī)制之間的互補(bǔ)性和溢出性,各領(lǐng)域顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)必須全面發(fā)展,這既是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化系統(tǒng)性目標(biāo)的客觀需要,也是充分發(fā)揮各領(lǐng)域顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)潛力的重要保障。同時(shí),從高效生物育種技術(shù)、智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中的基礎(chǔ)性作用看,必須推動(dòng)這兩個(gè)領(lǐng)域優(yōu)先突破并引領(lǐng)顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)全面發(fā)展。

(三)建立顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)識(shí)別、遴選與動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制

識(shí)別顛覆性技術(shù)領(lǐng)域是集中資源加快創(chuàng)新突破的前提,在顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展之初即能識(shí)別并加大創(chuàng)新投入是占領(lǐng)先機(jī)的必然要求。但是,從過(guò)往的顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展歷程看[8],其在發(fā)展初期不一定表現(xiàn)出技術(shù)優(yōu)勢(shì),而且因?yàn)槠鋵?duì)現(xiàn)有投資、組織制度等的顛覆性特征往往不能為主流市場(chǎng)接受,所以顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)在初期即能被準(zhǔn)確識(shí)別并不是顯而易見(jiàn)、理所當(dāng)然的,在很大幾率上存在被錯(cuò)過(guò)的風(fēng)險(xiǎn)。因此,需要建立一個(gè)顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)識(shí)別機(jī)制[9],具體應(yīng)包括:對(duì)國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)科技基礎(chǔ)理論發(fā)展與科技創(chuàng)新前沿的跟蹤機(jī)制,定期由科技專(zhuān)家提名和戰(zhàn)略科學(xué)家評(píng)議的甄別、篩選機(jī)制,動(dòng)態(tài)調(diào)整具有指導(dǎo)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新資源配置作用的顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)目標(biāo)庫(kù)。基于對(duì)顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)的跟蹤研究、科學(xué)甄別及形成的目標(biāo)庫(kù),定期發(fā)布顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)報(bào)告,引導(dǎo)社會(huì)資源向顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化聚焦。

(四)以基礎(chǔ)理論研究與高端人才建設(shè)為兩大抓手

基礎(chǔ)研究的長(zhǎng)期積累是顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的根基和源泉,人才是顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的戰(zhàn)略資源,加快顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新突破必須首先加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究和高端人才隊(duì)伍建設(shè)。首先,要扭轉(zhuǎn)我國(guó)農(nóng)業(yè)科技長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)基礎(chǔ)性、交叉性研究重視不足的問(wèn)題,通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃等實(shí)現(xiàn)對(duì)顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)重點(diǎn)領(lǐng)域基礎(chǔ)理論研究的長(zhǎng)期、穩(wěn)定支持。其次,確立人才在顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展中的核心地位,健全保護(hù)與利用人才的政策機(jī)制,長(zhǎng)期支持一批從事農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略性、顛覆性技術(shù)研究的團(tuán)隊(duì),著力打造一批顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的戰(zhàn)略科技人才、領(lǐng)軍科技人才和領(lǐng)跑者,以及新興前沿交叉領(lǐng)域的開(kāi)拓者。最后,建立更靈活、包容失敗的顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新評(píng)價(jià)機(jī)制。顛覆性技術(shù)的特征決定了顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程充滿不確定性,需要在長(zhǎng)期試錯(cuò)中探索方向和路徑。因此,對(duì)顛覆性農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新必須建立鼓勵(lì)長(zhǎng)期研究、包容試錯(cuò)和失敗的管理機(jī)制和評(píng)價(jià)制度,營(yíng)造敢于爭(zhēng)鳴、有利于學(xué)科領(lǐng)域交叉、碰撞的創(chuàng)新環(huán)境。