高蕓 趙芝俊

摘? ?要：技術(shù)進(jìn)步是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要源泉，通過(guò)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)技術(shù)物化并產(chǎn)生有益效果，已成為推動(dòng)發(fā)展的主要途徑。在資源、環(huán)境和發(fā)展空間約束不斷增強(qiáng)、急需培育增長(zhǎng)新動(dòng)能的今天，將顛覆性創(chuàng)新作為突破口實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，意義越來(lái)越重大。未來(lái)十年，我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新最有可能、最有潛力、最具價(jià)值的三個(gè)方向是：合成生物學(xué)和基因組學(xué)育種技術(shù);以微生物組學(xué)為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)工程;大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)支持下的智慧農(nóng)業(yè)。應(yīng)重視基礎(chǔ)研究和交叉學(xué)科研究，鼓勵(lì)公私部門(mén)合力解決制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大問(wèn)題，建立重點(diǎn)攻關(guān)領(lǐng)域定期發(fā)布機(jī)制，建立相適應(yīng)的人才培養(yǎng)、項(xiàng)目考核、協(xié)同創(chuàng)新、技術(shù)轉(zhuǎn)移和成果轉(zhuǎn)化機(jī)制，形成以知識(shí)和價(jià)值為核心的科研上下游鏈條。

關(guān)鍵詞：顛覆性創(chuàng)新;農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步;現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展

中圖分類號(hào)：F323.3? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ?文章編號(hào)：1003-7543（2020）11-0098-11

技術(shù)進(jìn)步是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要源泉，通過(guò)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)技術(shù)物化并產(chǎn)生有益效果，已成為推動(dòng)發(fā)展的主要途徑。近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本不斷攀升，資源環(huán)境壓力逐年增大，農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升難度增加，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨諸多障礙，這些問(wèn)題的出現(xiàn)，歸根結(jié)底是傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，科技的支撐力和支撐方式越來(lái)越難以滿足現(xiàn)有及未來(lái)發(fā)展的需要。這也預(yù)示著，未來(lái)的農(nóng)業(yè)發(fā)展必須更加依賴農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步，技術(shù)創(chuàng)新需要開(kāi)拓新的創(chuàng)新路徑，突破邊際增量的限制，推動(dòng)生產(chǎn)效率大幅度提升，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。

黨的十九大報(bào)告強(qiáng)調(diào)，要突出關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新。當(dāng)前，全球各國(guó)都希望通過(guò)顛覆性創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，并相應(yīng)地開(kāi)展戰(zhàn)略布局，將技術(shù)創(chuàng)新與農(nóng)業(yè)重塑統(tǒng)籌謀劃，并輔之以組織創(chuàng)新和制度創(chuàng)新。例如，美國(guó)已經(jīng)形成顛覆性技術(shù)常態(tài)化研究和投入機(jī)制;日本從2013年開(kāi)始實(shí)施“顛覆性技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃”，經(jīng)費(fèi)規(guī)模占到全部科技計(jì)劃經(jīng)費(fèi)的4%左右;俄羅斯通過(guò)“先期研究基金會(huì)”推動(dòng)技術(shù)儲(chǔ)備;英國(guó)和法國(guó)分別提出“高價(jià)值制造”和“未來(lái)工業(yè)戰(zhàn)略”。不僅如此，一些國(guó)家還定期發(fā)布突破性技術(shù)（技術(shù)預(yù)見(jiàn)）報(bào)告或科學(xué)藍(lán)圖，為技術(shù)遴選和創(chuàng)新聚焦創(chuàng)造條件，引導(dǎo)全社會(huì)力量投向最有潛力的核心技術(shù)研發(fā)。在這種形勢(shì)下，顛覆性創(chuàng)新會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生哪些根本性影響？解決我國(guó)農(nóng)業(yè)面臨的困境最需要的顛覆性技術(shù)有哪些？發(fā)展的路徑和方向在哪里？推進(jìn)我國(guó)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的政策著力點(diǎn)在哪里？這些都是不能回避的重大問(wèn)題。為此，本文在全面梳理顛覆性創(chuàng)新理論與實(shí)踐脈絡(luò)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)就顛覆性創(chuàng)新破解我國(guó)當(dāng)前及未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展困境的可能性和可行性進(jìn)行分析。同時(shí)，根據(jù)未來(lái)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方向和需求提出農(nóng)業(yè)領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新的重點(diǎn)領(lǐng)域，探討顛覆性創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)方式，明晰其重塑農(nóng)業(yè)的作用路徑和方向，最后提出促進(jìn)農(nóng)業(yè)顛覆性創(chuàng)新的政策措施。

一、顛覆性創(chuàng)新理論的由來(lái)與演進(jìn)

1997年，Clayton Christensen首次提出顛覆性創(chuàng)新理論，將創(chuàng)新分為顛覆性創(chuàng)新和漸進(jìn)性創(chuàng)新，破解了困擾學(xué)術(shù)界已久的“亞歷山大困境”（領(lǐng)先的在位的大企業(yè)在面臨新技術(shù)調(diào)整時(shí)容易被新進(jìn)入的小企業(yè)打敗）[1]。從此，顛覆性創(chuàng)新成為各行各業(yè)關(guān)注和爭(zhēng)論的熱點(diǎn)。顛覆性創(chuàng)新概念的提出是經(jīng)濟(jì)理論與創(chuàng)新理論并行發(fā)展、相互貢獻(xiàn)的結(jié)果。

各國(guó)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，資源稟賦、政治制度、地理因素、資本積累都會(huì)影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)[2]，在眾多影響因素中，技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的作用越來(lái)越重要，且成為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的唯一途徑[3]。經(jīng)濟(jì)學(xué)家通過(guò)歷史考察和現(xiàn)實(shí)研究，從新技術(shù)如何產(chǎn)生，科學(xué)和技術(shù)的關(guān)系，如何運(yùn)用技術(shù)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，技術(shù)發(fā)展的組織模式，技術(shù)發(fā)展的內(nèi)涵，現(xiàn)代技術(shù)分類等角度，探討技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系，技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)逐漸發(fā)展成為研究經(jīng)濟(jì)活動(dòng)規(guī)律與技術(shù)發(fā)展規(guī)律的交叉學(xué)科。熊彼特在《經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論》中開(kāi)創(chuàng)性地提出了創(chuàng)新的五種情況，即新產(chǎn)品、新技術(shù)、新市場(chǎng)、新的原材料供應(yīng)來(lái)源、新的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)組織，人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到“發(fā)明創(chuàng)造”和“技術(shù)創(chuàng)新”的區(qū)別，創(chuàng)新的含義從單一的新技術(shù)、新產(chǎn)品，逐步發(fā)展為新技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化、技術(shù)組合、商業(yè)模式、組織和制度創(chuàng)新[4]。熊彼特認(rèn)為，企業(yè)家為避免邊際收益遞減而開(kāi)展的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)方法革新的創(chuàng)新活動(dòng)，最終目標(biāo)是最大限度地獲得超額利潤(rùn)。總而言之，創(chuàng)新理論在不斷深化發(fā)展，從技術(shù)創(chuàng)新逐步延展到產(chǎn)品創(chuàng)新、過(guò)程創(chuàng)新和服務(wù)創(chuàng)新[5-6]。

20世紀(jì)中后期，新古典經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)理論和內(nèi)生增長(zhǎng)理論不約而同地開(kāi)始關(guān)注人力資本、研究開(kāi)發(fā)、知識(shí)外溢、技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)，并利用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證[7-8]。到了21世紀(jì)，創(chuàng)新的定義更加明確地強(qiáng)調(diào)“轉(zhuǎn)化”，即新產(chǎn)品、新過(guò)程、新系統(tǒng)和新服務(wù)的首次商業(yè)性轉(zhuǎn)化[9-10]。這些研究開(kāi)創(chuàng)了技術(shù)進(jìn)步測(cè)度的先河，形成了從理論、實(shí)證到啟示的完整研究體系。

然而，在現(xiàn)實(shí)中，完成技術(shù)的商業(yè)性轉(zhuǎn)化不僅需要技術(shù)本身在原理、結(jié)構(gòu)、功能及效益上的突破，而且需要有效的激勵(lì)制度、恰當(dāng)?shù)纳虡I(yè)模式以及匹配的市場(chǎng)，必要時(shí)還需要新技術(shù)的再次改造、發(fā)展。隨著壟斷企業(yè)的出現(xiàn)，研究者發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新的必要條件在當(dāng)前社會(huì)分工細(xì)化、壟斷市場(chǎng)存在的情況下變得愈加難以獲得，壟斷企業(yè)對(duì)現(xiàn)有目標(biāo)客戶需求有深度了解，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)可以快速掌控，更容易在低成本下開(kāi)展演化性、連續(xù)性、漸進(jìn)性技術(shù)創(chuàng)新。

顛覆性創(chuàng)新理論以經(jīng)濟(jì)理論與創(chuàng)新理論為基礎(chǔ)，標(biāo)志性地提出創(chuàng)新形成的技術(shù)不一定是連續(xù)的[11]。特別是漸進(jìn)性技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品的性能增加若無(wú)法帶來(lái)消費(fèi)者的邊際效應(yīng)增加時(shí)，就是顛覆性創(chuàng)新產(chǎn)生和應(yīng)用的最佳機(jī)會(huì)。連續(xù)性技術(shù)創(chuàng)新通過(guò)技術(shù)替代，改進(jìn)和完善產(chǎn)品性能，延續(xù)以往的內(nèi)部生產(chǎn)目標(biāo)和管理模式，以及客戶群體（市場(chǎng)）和產(chǎn)品功能。相對(duì)應(yīng)地，非連續(xù)性技術(shù)創(chuàng)新則使用新技術(shù)替代現(xiàn)有技術(shù)，開(kāi)辟新的市場(chǎng)并形成新的價(jià)值體系和市場(chǎng)規(guī)則，具有破壞和顛覆原有主流市場(chǎng)的特征[12]。因此，顛覆性創(chuàng)新另辟蹊徑開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品、開(kāi)拓新的市場(chǎng)、尋找新的目標(biāo)客戶，為小企業(yè)與大企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、弱國(guó)趕超強(qiáng)國(guó)、重塑世界經(jīng)濟(jì)格局找到了突破口。隨著顛覆性創(chuàng)新典型案例的剖析和研究增多，顛覆性創(chuàng)新理論對(duì)顛覆性創(chuàng)新與顛覆性技術(shù)、顛覆性創(chuàng)新的特征、顛覆性創(chuàng)新的目標(biāo)、如何實(shí)現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新等探討得更加深入，研究結(jié)論對(duì)實(shí)踐層面更具有現(xiàn)實(shí)意義。

二、農(nóng)業(yè)顛覆性技術(shù)創(chuàng)新對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可能影響

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)均存在巨大的顛覆性創(chuàng)新機(jī)會(huì)。以作物育種為例，經(jīng)歷了古代果實(shí)種子采集篩選，到基于遺傳與變異理論形成對(duì)生物進(jìn)化的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)，開(kāi)展作物訓(xùn)化，近代發(fā)展為人工雜交技術(shù)的人工誘變育種、倍性育種、細(xì)胞和基因工程育種等。從顛覆性創(chuàng)新對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響路徑和方式來(lái)看，主要是通過(guò)生產(chǎn)工藝和技術(shù)創(chuàng)新、生產(chǎn)要素創(chuàng)制、生產(chǎn)模式創(chuàng)新，大幅提高產(chǎn)出或減少生產(chǎn)投入要素，或是在產(chǎn)業(yè)鏈下游將產(chǎn)品的功能、價(jià)值和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行拓展和升級(jí)。這些顛覆性創(chuàng)新最終實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)供給效率、生產(chǎn)能力、資源利用方式、生產(chǎn)模式、社會(huì)福利的本質(zhì)改變（見(jiàn)表1）。

（一）農(nóng)業(yè)發(fā)展史上的顛覆性技術(shù)創(chuàng)新及其特征

回顧農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史，不難發(fā)現(xiàn)顛覆性技術(shù)及其衍生集群與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率增長(zhǎng)之間的密切聯(lián)系。第一次農(nóng)業(yè)綠色革命的核心技術(shù)是高產(chǎn)品種、機(jī)械化和化肥使用?；屎碗s交育種技術(shù)將肥料生產(chǎn)和育種從農(nóng)民生產(chǎn)活動(dòng)中分離出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了新技術(shù)物化，有效提高了投入產(chǎn)出效率，形成了新的生產(chǎn)投入結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了顛覆性創(chuàng)新。農(nóng)業(yè)機(jī)械替代勞動(dòng)力則實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，解決了農(nóng)村勞動(dòng)力不足問(wèn)題，改善了耕作質(zhì)量，其與灌溉和化肥等的結(jié)合使用，則大幅提高了土地的肥力結(jié)構(gòu)和蓄水能力，對(duì)提高單位農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率起到了關(guān)鍵性作用。

育種、化肥和農(nóng)業(yè)機(jī)械的創(chuàng)制與應(yīng)用大幅抬高了生產(chǎn)前沿面（即理論上的最高產(chǎn)出水平），改變了生產(chǎn)投入要素結(jié)構(gòu)。農(nóng)業(yè)機(jī)械打破了人力的局限，育種和化肥不僅實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分工，而且利用工業(yè)化、現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式替代了傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。這三項(xiàng)顛覆性技術(shù)與同期的在位技術(shù)相比，依賴不同的技術(shù)原理或與其他領(lǐng)域技術(shù)形成新的技術(shù)組合，在初始競(jìng)爭(zhēng)階段在主流功能（與在位技術(shù)相同的功能）表現(xiàn)、衍生功能（擴(kuò)展功能）創(chuàng)新方面具備明顯優(yōu)勢(shì)，在其后期衍生集群（產(chǎn)品）的功能強(qiáng)化過(guò)程中，更好地滿足了社會(huì)需求，且在位技術(shù)無(wú)法通過(guò)延續(xù)性創(chuàng)新追趕優(yōu)勢(shì)，最終顛覆性技術(shù)逐步替代了在位技術(shù)。

如圖1所示，連續(xù)性技術(shù)進(jìn)步由原前沿面Fc點(diǎn)移動(dòng)到Ft點(diǎn)，而顛覆性創(chuàng)新可以將產(chǎn)出水平從Fc點(diǎn)大幅度提高至理論產(chǎn)出的Fd點(diǎn)和實(shí)際產(chǎn)出Ed點(diǎn)。顛覆性創(chuàng)新與現(xiàn)有技術(shù)不是延續(xù)改進(jìn)的關(guān)系，而是通過(guò)另辟蹊徑的開(kāi)發(fā)帶動(dòng)技術(shù)水平不連續(xù)的提升。在應(yīng)用早期（如T時(shí)點(diǎn)之前），原有技術(shù)處于快速上升期，從T時(shí)點(diǎn)到Td期間，顛覆性技術(shù)與原有技術(shù)還存在性能差距，通過(guò)不斷修正改進(jìn)，到了Td時(shí)點(diǎn)才能真正侵入現(xiàn)有的價(jià)值網(wǎng)絡(luò)。例如，機(jī)械拋秧成活率、小地塊機(jī)械化耕作、良種與田間管理、投入品匹配等問(wèn)題都制約并影響了創(chuàng)新效果，隨著技術(shù)開(kāi)發(fā)和推廣部門(mén)對(duì)技術(shù)理解逐漸加深，控制力逐漸增強(qiáng)，相應(yīng)的機(jī)械代耕代種服務(wù)、田間操作方案等商業(yè)模式和管理模式應(yīng)運(yùn)而生，顛覆性技術(shù)改進(jìn)速度和性能提升會(huì)不斷加快，繼而替代現(xiàn)有技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整體技術(shù)水平跨越式提升。

因此，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域顛覆性技術(shù)創(chuàng)新就是要對(duì)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新方向、路徑及其所遵循的理論（理論體系）進(jìn)行根本性改變，通過(guò)商業(yè)化或產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素和生產(chǎn)條件，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，形成新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、經(jīng)營(yíng)模式和商業(yè)模式。因此，農(nóng)業(yè)顛覆性技術(shù)具有技術(shù)原理創(chuàng)新性、衍生集群擴(kuò)展性等特征。

（二）我國(guó)農(nóng)業(yè)為何需要顛覆性技術(shù)

加入世界貿(mào)易組織以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)對(duì)外開(kāi)放程度不斷提高，國(guó)內(nèi)外兩個(gè)市場(chǎng)的相互作用和影響不斷加深，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)穩(wěn)定和產(chǎn)業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)加大。從2000年開(kāi)始，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本快速上升，其中勞動(dòng)力和土地成本增長(zhǎng)最快，進(jìn)口價(jià)格天花板效應(yīng)明顯，農(nóng)民增收難度加大。從2013年開(kāi)始，大豆、小麥、水稻、玉米先后進(jìn)入國(guó)內(nèi)外價(jià)格倒掛拐點(diǎn)，農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口量逐年增加，但仍需面對(duì)市場(chǎng)和談判的雙重壓力。農(nóng)業(yè)資源存在過(guò)度開(kāi)發(fā)利用的問(wèn)題，生態(tài)則存在嚴(yán)重透支的問(wèn)題[13]。同時(shí)，農(nóng)村社會(huì)也在發(fā)生深刻變化，工業(yè)化與城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷推動(dòng)農(nóng)民向城市自由流動(dòng)[14]，引發(fā)農(nóng)戶類型（純農(nóng)業(yè)戶、農(nóng)業(yè)兼業(yè)戶、非農(nóng)業(yè)兼業(yè)戶和非農(nóng)業(yè)戶）、農(nóng)地流轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)包、出租、互換）、生產(chǎn)方式（生產(chǎn)分工和生產(chǎn)托管）、農(nóng)業(yè)功能和形態(tài)（農(nóng)業(yè)多功能性、三產(chǎn)融合）發(fā)生了深刻變化。

目前的中國(guó)比任何時(shí)期都更加需要重視技術(shù)創(chuàng)新，以技術(shù)進(jìn)步支撐農(nóng)業(yè)發(fā)展。各類農(nóng)業(yè)常規(guī)技術(shù)（良種、良法）、種植模式（單一耕作農(nóng)業(yè)、雙季耕種、作物輪作）、扶持政策（最低收購(gòu)價(jià)格政策、農(nóng)機(jī)和良種補(bǔ)貼政策、扶貧政策）和體制機(jī)制改革（規(guī)?；?jīng)營(yíng)、新型經(jīng)營(yíng)主體培育）等在實(shí)施初期效果明顯，但呈現(xiàn)邊際效應(yīng)逐漸下降的趨勢(shì)。同時(shí)，初始的技術(shù)路徑會(huì)強(qiáng)化當(dāng)前技術(shù)研發(fā)的刺激和慣性，人們更容易在原有技術(shù)路徑上作“增量”研究，自然而然地被“鎖定”在某種被動(dòng)狀態(tài)之下。

近代水稻育種技術(shù)的路徑變化，就是典型的顛覆性創(chuàng)新路徑突破、發(fā)展、衍生、再突破的循環(huán)過(guò)程。1966年袁隆平發(fā)現(xiàn)雄性不育現(xiàn)象，開(kāi)創(chuàng)性提出借助保持系來(lái)繁殖不育系，用恢復(fù)系給不育系授粉來(lái)生產(chǎn)雄性恢復(fù)且有優(yōu)勢(shì)的雜交水稻。“三系”雜交水稻改變了之前矮化育種的創(chuàng)新路徑，突破了自花授粉作物雜種優(yōu)勢(shì)利用的技術(shù)瓶頸[15]?；凇叭怠彪s交優(yōu)勢(shì)創(chuàng)新理論，在后續(xù)增量研究（“三系”紅蓮、岡型、D型等雜交秈稻，包臺(tái)雄性不育系雜交粳稻和“兩系”雜交水稻）貢獻(xiàn)下，水稻畝產(chǎn)水平由不足200多公斤提高到450公斤左右。20世紀(jì)，雜交水稻育種路徑突破仍在繼續(xù)。無(wú)融合生殖固定雜交基因，水稻二氧化碳固定途徑和效率的改變，都可能成為未來(lái)顛覆性創(chuàng)新的新技術(shù)路徑。因此，顛覆性創(chuàng)新對(duì)當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有顯著的現(xiàn)實(shí)意義，突破已有思維范式和方法論的特征，有助于克服路徑依賴和引發(fā)技術(shù)革命，從而產(chǎn)生根本性的變革與創(chuàng)新，并在技術(shù)路徑創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，打破舊的經(jīng)濟(jì)體系、價(jià)值鏈和體制機(jī)制束縛，培育農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)能。

（三）顛覆性技術(shù)有望破解當(dāng)前我國(guó)“三農(nóng)”問(wèn)題

1.創(chuàng)制新要素，擴(kuò)充資源邊界，打破資源瓶頸

顛覆性創(chuàng)新可以實(shí)現(xiàn)要素再造和重新配置，創(chuàng)新生產(chǎn)模式，打破資源瓶頸對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的束縛。由于城鎮(zhèn)化快速發(fā)展和人口持續(xù)增長(zhǎng)造成農(nóng)用地和水資源緊缺，糧食產(chǎn)區(qū)逐漸向東北地區(qū)和中部地區(qū)集中[16]，加劇了東北地區(qū)和中部地區(qū)的資源壓力。長(zhǎng)期使用化肥和農(nóng)藥，使我國(guó)北方地區(qū)出現(xiàn)土壤沙化、鹽堿化和耕作層變薄等問(wèn)題，南方土壤有機(jī)質(zhì)減少、酸性強(qiáng)、板結(jié)失墑，我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染發(fā)生面積和程度不斷擴(kuò)大。顛覆性創(chuàng)新可以擴(kuò)大資源邊界，減少緊缺資源使用，使用更易獲得、成本更低的生產(chǎn)要素。例如，生物炭化和炭基肥技術(shù)將秸稈變?yōu)樘嵘寥婪柿?、固氮減排的肥料，還可以將秸稈變身石墨烯，為工業(yè)生產(chǎn)提供更豐富的生物質(zhì)原材料?；诤铣缮飳W(xué)的理念，創(chuàng)建人工細(xì)胞工廠，發(fā)酵生產(chǎn)植物源天然產(chǎn)物、人工合成萜類和生物堿等化合物，不僅可節(jié)約有限的土地資源，而且可避免傳統(tǒng)生產(chǎn)天然產(chǎn)物含量低且差異大、類似物復(fù)雜導(dǎo)致產(chǎn)品純化難，以及對(duì)生物資源尤其是野生植物資源造成嚴(yán)重破壞等問(wèn)題[17]。這類技術(shù)創(chuàng)制了新的生產(chǎn)要素，突破了動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育的限制，打破了資源瓶頸的約束。

2.打造新的生產(chǎn)方式，擺脫自然限制

農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)是生產(chǎn)糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、飼料作物和綠肥等農(nóng)作物，來(lái)滿足人們營(yíng)養(yǎng)和工業(yè)生產(chǎn)需求。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要土地、水、光、積溫、礦物質(zhì)養(yǎng)分等資源，在一定的氣候、資源和環(huán)境條件下，形成了相對(duì)固定的生產(chǎn)方式、產(chǎn)地和生產(chǎn)周期。20世紀(jì)的“植物工廠”創(chuàng)新，其基本理論基礎(chǔ)是“礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)”，利用人工模擬與控制環(huán)境技術(shù)，開(kāi)展流水線方式的作物生產(chǎn)模式，按計(jì)劃均衡生產(chǎn)，穩(wěn)定供給。植物工廠的單位面積產(chǎn)量、水肥利用率、機(jī)械化率、環(huán)保安全性等方面與常規(guī)生產(chǎn)方式相比優(yōu)勢(shì)明顯，杜絕了水體污染，不使用農(nóng)藥和激素，擺脫了季節(jié)、氣候和空間限制，生產(chǎn)出可以直接食用的高品質(zhì)產(chǎn)品?；蚪M與細(xì)胞工程、基因線路和原件工程、代謝工程等前沿研究都將成為開(kāi)啟生物體構(gòu)成本質(zhì)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的“生命科學(xué)”路徑創(chuàng)新的使能技術(shù)[18]，顛覆生物體代謝工程效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要素高效利用，不依賴季節(jié)和光熱條件，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化，開(kāi)創(chuàng)新的“工廠式”生產(chǎn)方式。

3.集成利用高新技術(shù)，再造全新農(nóng)業(yè)服務(wù)模式

農(nóng)業(yè)技術(shù)一般具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和復(fù)雜性。長(zhǎng)久以來(lái)，傳統(tǒng)農(nóng)技推廣模式存在技術(shù)對(duì)接不精準(zhǔn)、技術(shù)服務(wù)難持續(xù)、技術(shù)服務(wù)效果難保障、整體運(yùn)轉(zhuǎn)缺動(dòng)力等難題，使得許多技術(shù)不能有效轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。而大數(shù)據(jù)技術(shù)將顛覆當(dāng)前技術(shù)推廣方式，不僅可以通過(guò)手機(jī)或電腦等移動(dòng)設(shè)備向農(nóng)民傳播新技術(shù)，而且可以嵌入地塊遙感指標(biāo)、氣象和災(zāi)害數(shù)據(jù)、市場(chǎng)信息數(shù)據(jù)、作物經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)等資料，形成個(gè)性化“技術(shù)大腦”服務(wù)，通過(guò)云端軟件計(jì)算各個(gè)生產(chǎn)作業(yè)的最優(yōu)實(shí)施時(shí)間和作業(yè)內(nèi)容。農(nóng)戶還可以在使用中驗(yàn)證和修正技術(shù)指標(biāo)，讓其更符合個(gè)體需求。這類創(chuàng)新將顛覆以往田間技術(shù)依賴于農(nóng)戶經(jīng)驗(yàn)積累的方式，降低技術(shù)推廣成本，縮短學(xué)習(xí)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化與使用主體的頻繁互動(dòng)、反復(fù)驗(yàn)證、跟蹤修正等目標(biāo)。農(nóng)戶只需“信”服務(wù)，不用“懂”技術(shù)，線上服務(wù)與本地化線下服務(wù)緊密結(jié)合，解決科技服務(wù)“最后一公里”問(wèn)題，確保了農(nóng)業(yè)科技在實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收方面的最大作用。

4.促進(jìn)農(nóng)業(yè)分工，開(kāi)發(fā)差異性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

顛覆性創(chuàng)新的意義不僅僅在于顛覆性技術(shù)突破，更重要的是通過(guò)以高新技術(shù)或技術(shù)組合為引領(lǐng)的新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式的形成與發(fā)展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力水平大幅提升的最終目標(biāo)。例如，農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)整合現(xiàn)有技術(shù)，將農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)行深度改造，統(tǒng)籌安排要素配置，農(nóng)戶通過(guò)購(gòu)買服務(wù)可完成自己干不了或自己完成不劃算的作業(yè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前，社會(huì)化服務(wù)中實(shí)現(xiàn)的勞動(dòng)力替代技術(shù)已經(jīng)不僅僅局限于農(nóng)業(yè)機(jī)械，更擴(kuò)展到工程裝備、環(huán)境操作、智能移動(dòng)設(shè)備乃至大數(shù)據(jù)支持下的現(xiàn)場(chǎng)解決方案。不同作業(yè)主體還可以融通系統(tǒng)、聯(lián)合開(kāi)發(fā)、銜接作業(yè)環(huán)節(jié)，發(fā)揮制度、技術(shù)、管理、業(yè)態(tài)、模式的綜合效益。在社會(huì)化服務(wù)支持下，可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)合理分工，實(shí)現(xiàn)合理耕種和精細(xì)化管理，極大地?cái)U(kuò)展單位勞動(dòng)力可以管控的生產(chǎn)規(guī)模，提高管控效率。這類顛覆性創(chuàng)新可以有效緩解我國(guó)勞動(dòng)力成本持續(xù)增長(zhǎng)的狀況，有助于解決“誰(shuí)來(lái)種地”“怎樣種好地”的問(wèn)題，對(duì)已有的競(jìng)爭(zhēng)格局和產(chǎn)業(yè)格局會(huì)產(chǎn)生變革性影響。

三、我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新的可能方向

當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新發(fā)展的方向，取決于創(chuàng)新與我國(guó)現(xiàn)有的技術(shù)水平、資源稟賦特征和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及組織方式的匹配程度，以及是否具備商業(yè)化或產(chǎn)業(yè)化的條件，是否可以極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，形成新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式、經(jīng)營(yíng)模式和商業(yè)模式。根據(jù)前文分析，這里認(rèn)為，我國(guó)農(nóng)業(yè)最需要的技術(shù)創(chuàng)新來(lái)自三個(gè)方面的要素創(chuàng)制：一是勞動(dòng)力替代創(chuàng)新，如通過(guò)人工智能技術(shù)、全球定位技術(shù)等的利用，徹底打破人類的生理極限，實(shí)現(xiàn)全天候、精準(zhǔn)化、高質(zhì)量的工作，大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率;二是打破資源瓶頸約束，如通過(guò)人工模擬智能溫室技術(shù)實(shí)現(xiàn)全季節(jié)、多層級(jí)、精準(zhǔn)化高效生產(chǎn)，極大地?cái)[脫農(nóng)業(yè)對(duì)土地、氣候、環(huán)境的依賴;三是突破產(chǎn)業(yè)、部門(mén)界限，創(chuàng)造新的需求，實(shí)現(xiàn)新增長(zhǎng)。未來(lái)十年，我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新最有可能、最有潛力、最具價(jià)值的三個(gè)方向分別是：合成生物學(xué)和基因組學(xué)育種技術(shù);以微生物組學(xué)為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)工程;大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)支持下的智慧農(nóng)業(yè)。

（一）合成生物學(xué)和基因組學(xué)育種技術(shù)

合成生物學(xué)匯聚了科學(xué)研究對(duì)生物進(jìn)化、遺傳、發(fā)育、發(fā)酵等生物界認(rèn)知的“發(fā)現(xiàn)能力”，工程學(xué)理念帶來(lái)的基于需求導(dǎo)向的“建造能力”以及顛覆性技術(shù)帶來(lái)的“發(fā)明能力”，有助于全面提升社會(huì)的“創(chuàng)新能力”[18]。合成生物學(xué)利用“底盤(pán)+模塊+元件”的思路，有目標(biāo)地創(chuàng)建新生命體系，擴(kuò)展了以往農(nóng)業(yè)育種以馴化、誘變?yōu)橹鲗?dǎo)思想的育種思路。眾所周知，育種技術(shù)相較于其他農(nóng)業(yè)技術(shù)，具備更便利地實(shí)現(xiàn)商業(yè)化和技術(shù)物化的特性，通過(guò)無(wú)性繁殖技術(shù)獲得的種子，天然地保護(hù)了其知識(shí)產(chǎn)權(quán)。從2000年第一個(gè)合成開(kāi)關(guān)“生物開(kāi)關(guān)和壓縮震蕩子”，到大腸桿菌中實(shí)現(xiàn)青蒿素前體途徑的工程化，再到利用動(dòng)態(tài)的代謝流控制生物柴油生產(chǎn)以及設(shè)計(jì)合成酵母菌，人類距離工廠化“建物”的目標(biāo)越來(lái)越近。水稻、玉米、小麥等重要農(nóng)作物的編輯功能的應(yīng)用如火如荼，農(nóng)作物品種改良實(shí)現(xiàn)突破前景可期。同時(shí)，利用合成生物學(xué)拓展農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，為能源材料、環(huán)境生態(tài)和人民健康提供原料來(lái)源，將極大縮小當(dāng)前農(nóng)業(yè)與其他行業(yè)的平均收益差距。

由于土地和水資源的限制，常規(guī)育種對(duì)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)能力已經(jīng)發(fā)揮到峰值，只有通過(guò)基因組編輯育種技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)無(wú)融合生殖的雜交作物制種，改造作物光呼吸，改進(jìn)動(dòng)植物細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，開(kāi)發(fā)更有效的遺傳轉(zhuǎn)化方法，調(diào)節(jié)動(dòng)植物發(fā)育和繁育、再生能力，更準(zhǔn)確、更精細(xì)地改變生物體內(nèi)有機(jī)大分子的合成速度和方向，達(dá)到不斷提高動(dòng)植物生產(chǎn)效率、在現(xiàn)有資源條件下提高動(dòng)植物食品生產(chǎn)能力并改善品質(zhì)的目標(biāo)。當(dāng)前，我國(guó)的基因編輯技術(shù)水平在受體作物物種類型、目標(biāo)突變類型、定向突變技術(shù)效率與精確性等技術(shù)要素的系統(tǒng)性與先進(jìn)性方面均處于領(lǐng)先水平[19-20]。該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛：可以快速?gòu)浹a(bǔ)我國(guó)在大型動(dòng)物育種方面的差距，通過(guò)直接編輯決定遺傳性狀的胚胎基因，即可精確改良家畜遺傳性狀，獲得一批傳統(tǒng)育種較難培育、肉用性能和抗病力顯著提高的牛、羊、豬[21];調(diào)節(jié)大豆、油菜等作物籽粒中油的成分比例，增加亞麻酸、亞油酸等優(yōu)良成分的比重;根據(jù)需要敲除或減弱支鏈淀粉合成的基因活性，增加直鏈淀粉的比例，生產(chǎn)功能性主糧[22]，助力糖尿病、高血壓等慢性病防治;開(kāi)展各類魚(yú)類、海產(chǎn)品育種，擴(kuò)展人工養(yǎng)殖海產(chǎn)品品種和效率;利用全基因組關(guān)聯(lián)和連鎖分析，全基因組表觀遺傳修飾位點(diǎn)和解析調(diào)控，篩選和鑒定影響作物風(fēng)味的遺傳位點(diǎn)，改變農(nóng)產(chǎn)品的風(fēng)味、顏色，延長(zhǎng)農(nóng)產(chǎn)品的貨架期[19]。這些技術(shù)對(duì)填補(bǔ)當(dāng)前糧食產(chǎn)需結(jié)構(gòu)性缺口、緩解糧食生產(chǎn)資源約束、擴(kuò)展中西部干旱地區(qū)糧食和畜產(chǎn)品生產(chǎn)能力、增強(qiáng)差異性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)等有很強(qiáng)的針對(duì)性，具備商業(yè)化條件。

（二）以微生物組學(xué)為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)工程

微生物組學(xué)是繼基因組學(xué)后生命科學(xué)與生物技術(shù)研究領(lǐng)域的重大突破之一。微生物在碳和營(yíng)養(yǎng)的循環(huán)等方面的關(guān)鍵功能，決定了其對(duì)地球植物和動(dòng)物健康、生長(zhǎng)、有機(jī)物與蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換、疾病控制的決定性作用。目前存在于地球的萬(wàn)億級(jí)微生物中有99%還沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。復(fù)雜的微生物群體多樣性導(dǎo)致研究微生物群體中的特定功能變得非常復(fù)雜。在過(guò)去10年中，核酸測(cè)序和質(zhì)譜技術(shù)的進(jìn)步使我國(guó)能夠更快速、更有目標(biāo)地進(jìn)行宏基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的分析[23]。當(dāng)前的技術(shù)水平已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的條件，誘導(dǎo)性微生物種衣劑、工程微生物等產(chǎn)品可以用于作物危害控制的生物殺菌劑、改善水肥利用效率，應(yīng)對(duì)病害和非生物脅迫的抗性。從事這類產(chǎn)品生產(chǎn)的公司已經(jīng)得到金融資本的高度關(guān)注，成為資本新寵。我國(guó)生產(chǎn)微生物肥料和微生物農(nóng)藥的公司超過(guò)1000家，未來(lái)增長(zhǎng)潛力很大。

我國(guó)的微生物農(nóng)藥生產(chǎn)已初具規(guī)模，害蟲(chóng)天敵的生產(chǎn)與利用技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。生物農(nóng)藥最新研究方向RNA干擾技術(shù)與國(guó)際同步發(fā)展。各種類型的蛋白激發(fā)子不斷被發(fā)現(xiàn)，激發(fā)子作用的分子靶標(biāo)、分子機(jī)制研究亦不斷深入，有關(guān)技術(shù)的突破將促進(jìn)植物免疫誘抗劑的快速發(fā)展[24]。該領(lǐng)域顛覆性技術(shù)主要包括：木霉菌等真菌生物農(nóng)藥發(fā)酵產(chǎn)抗逆性孢子工藝以及真菌聚酮化合物組合生物合成，拓寬了醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)生物活性物質(zhì)的范圍;利用干擾素抗病毒、抗腫瘤、提高機(jī)體防御能力，是動(dòng)物有效抵御病毒感染的新型多肽制劑，可作為養(yǎng)殖業(yè)中普遍使用抗生素的有效替代品;利用作物微生物組學(xué)和合成菌群學(xué)構(gòu)建生態(tài)穩(wěn)定的多菌種復(fù)合微生物肥料;通過(guò)互作信號(hào)調(diào)控增強(qiáng)微生物肥料在植物根際的定殖與作用效果[21];生物質(zhì)炭的深入研究催生了生物質(zhì)廢棄物炭化與生物質(zhì)炭農(nóng)業(yè)應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，初步形成了以熱裂解為基礎(chǔ)的生物質(zhì)工程與產(chǎn)業(yè)[25]。傳統(tǒng)微生物農(nóng)藥生產(chǎn)工藝、應(yīng)用推廣面積和產(chǎn)品質(zhì)量都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，為農(nóng)業(yè)生物質(zhì)工程產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ);昆蟲(chóng)信息素和昆蟲(chóng)性誘劑已經(jīng)實(shí)現(xiàn)系列化和技術(shù)實(shí)用化;土壤修復(fù)技術(shù)、植物免疫技術(shù)、昆蟲(chóng)信息素、微生物殺菌劑、植物源農(nóng)藥等構(gòu)成了病蟲(chóng)害綜合防控體系和解決方案。生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的可再生、清潔、低碳、惠農(nóng)和對(duì)化石能源多途徑的替代等優(yōu)勢(shì)，可以帶動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械、生物質(zhì)加工、熱能轉(zhuǎn)化、肥料制造及物流等產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新。

（三）大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)支持下的智慧農(nóng)業(yè)

大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)具有極強(qiáng)的催化劑、粘合劑和倍增器作用，為眾多前沿科技領(lǐng)域的重大突破創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。它可以作為許多技術(shù)的載體，或者與現(xiàn)有技術(shù)形成集成技術(shù)。運(yùn)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)主要有遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS），具有宏觀、實(shí)時(shí)、低成本、快速、高精度信息獲取等特征。目前，已經(jīng)建成并使用的有紅壤資源信息系統(tǒng)、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、北方草地產(chǎn)量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、中國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、國(guó)家農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)等。未來(lái)，大數(shù)據(jù)可以融合農(nóng)業(yè)地域性、季節(jié)性、多樣性、周期性等多層面的數(shù)據(jù)信息，其在使用過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生來(lái)源更加廣泛、類型多樣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有潛在價(jià)值的數(shù)據(jù)集合。通過(guò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和要素的創(chuàng)制還有很大發(fā)展空間。農(nóng)業(yè)裝備和設(shè)施的操作監(jiān)控、遠(yuǎn)程故障診斷以及服務(wù)調(diào)度，農(nóng)業(yè)中不同關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的耦合（如種植業(yè)與蜜蜂授粉），上下游產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)分享和作業(yè)聯(lián)動(dòng)（如畜牧業(yè)、屠宰業(yè)和肉類加工業(yè)），都可以通過(guò)大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈整合和整體效能最優(yōu)管理。

智慧農(nóng)業(yè)是以大數(shù)據(jù)和人工智能為基礎(chǔ)和主要驅(qū)動(dòng)力的新興農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，利用信息技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行定時(shí)定量管理，使用智能機(jī)械來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)畜產(chǎn)品的種、管、采收、儲(chǔ)存、加工、銷售，以最少的要素投入實(shí)現(xiàn)最大的回報(bào)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效低耗和優(yōu)質(zhì)環(huán)保。當(dāng)前的科技水平，可以做到耕作、播種和采摘等的智能化（如美國(guó)Blue River Technology公司的LettuceBot“智能生菜機(jī)器人），智能探測(cè)土壤（如超級(jí)農(nóng)作物CropX公司的“氣候看守者”通過(guò)傳感器收集地形信息、土壤結(jié)構(gòu)、鹽分和含水量），搜索和預(yù)測(cè)市場(chǎng)信息（如FarmLogs公司提供農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格、耕作開(kāi)支、利潤(rùn)預(yù)測(cè)和氣象服務(wù)），探測(cè)病蟲(chóng)害，進(jìn)行氣候?yàn)?zāi)難預(yù)警，等等。我國(guó)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)雖然處于“跟跑”水平，但在植保無(wú)人機(jī)、噴灑數(shù)據(jù)和噴灑決策、智能電池管理系統(tǒng)等方面已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。其中，數(shù)據(jù)平臺(tái)服務(wù)（包括運(yùn)用遙感、傳感技術(shù)獲得數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析決策）、無(wú)人飛行器植保、農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)駕駛這三個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新的可能性最大[26]。雖然智慧農(nóng)業(yè)在我國(guó)市場(chǎng)前景廣闊，但由于我國(guó)氣候與地理環(huán)境復(fù)雜，農(nóng)戶生產(chǎn)規(guī)模小，人工智能面臨定制服務(wù)復(fù)雜、初期投入和維護(hù)成本高等挑戰(zhàn)，需要不同學(xué)科、行業(yè)更多的協(xié)作才能實(shí)現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新。

四、基于農(nóng)業(yè)顛覆性技術(shù)特征的促進(jìn)政策

顛覆性技術(shù)創(chuàng)新可以取代已有技術(shù)，改變生產(chǎn)方式和要素結(jié)構(gòu)，同時(shí)也具有很高的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性。顛覆性技術(shù)突破需要扎實(shí)的知識(shí)、技術(shù)積累和包容性創(chuàng)新思維環(huán)境。顛覆性創(chuàng)新戰(zhàn)略依賴多渠道、多部門(mén)支持的技術(shù)預(yù)見(jiàn)和戰(zhàn)略決策機(jī)制，公共部門(mén)研發(fā)資金的引導(dǎo)和杠桿作用也非常關(guān)鍵。根據(jù)各國(guó)前沿技術(shù)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，要特別重視具有倍增器作用的發(fā)展迅速、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的使能技術(shù)研發(fā)，這些技術(shù)可能是形成新的生產(chǎn)能力、產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的突破口。同時(shí)，要建立相適應(yīng)的人才培養(yǎng)、項(xiàng)目考核、協(xié)同創(chuàng)新、技術(shù)轉(zhuǎn)移和成果轉(zhuǎn)化機(jī)制，形成以知識(shí)和價(jià)值為核心的科研上下游鏈條。

（一）重視基礎(chǔ)研究和交叉學(xué)科研究

活躍的基礎(chǔ)研究是開(kāi)展顛覆性創(chuàng)新的源泉和根基。對(duì)待前沿開(kāi)創(chuàng)性研究，應(yīng)鼓勵(lì)科學(xué)家試錯(cuò)，包容失敗。營(yíng)造寬松的科研環(huán)境，促進(jìn)不同學(xué)科領(lǐng)域交叉、碰撞的研究機(jī)制。尊重科學(xué)規(guī)律，利用跨學(xué)科的系統(tǒng)研究方法來(lái)理解農(nóng)業(yè)、食品、生物質(zhì)能源乃至大自然物質(zhì)循環(huán)體系中各部分相互作用的關(guān)系，提高體系的整體效率和可持續(xù)性?？茖W(xué)研究是人類知識(shí)拓展的過(guò)程，是人類認(rèn)識(shí)世界的經(jīng)驗(yàn)積累，試錯(cuò)是探索的重要途徑。要基于科學(xué)理論開(kāi)拓創(chuàng)新，避免空想。大多數(shù)科研項(xiàng)目是在摸索中前進(jìn)的，有很大的不確定性，而非按照項(xiàng)目申報(bào)時(shí)的既定方法、既定路徑按部就班地開(kāi)展。根據(jù)顛覆性創(chuàng)新的規(guī)律，基礎(chǔ)研究和前沿技術(shù)可能并不等同于市場(chǎng)需求，因而需要在創(chuàng)新的過(guò)程中加以修正和改進(jìn)，才能逐步地侵入原有價(jià)值體系。前沿技術(shù)一旦找到適合的商業(yè)模式，或是與其他技術(shù)組合并改進(jìn)，就可以成為突破原有路徑依賴的“使能”技術(shù)。應(yīng)基于科研規(guī)律，對(duì)前沿技術(shù)項(xiàng)目采取基于路徑創(chuàng)新的項(xiàng)目評(píng)價(jià)方法，聚焦認(rèn)知擴(kuò)展、關(guān)鍵技術(shù)和可能產(chǎn)生衍生集群的核心技術(shù)，重視科研管理的目標(biāo)和本質(zhì)。從當(dāng)前農(nóng)業(yè)科研發(fā)展方向來(lái)看，跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的集成技術(shù)研究，更貼合我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)需求。

（二）鼓勵(lì)公私部門(mén)合力解決制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大問(wèn)題

與一般創(chuàng)新相比，顛覆性創(chuàng)新突破了原有路徑依賴，其風(fēng)險(xiǎn)更高、投入更大，條件更復(fù)雜。農(nóng)業(yè)科研的公共品性質(zhì)及周期長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化鏈條長(zhǎng)的特征，使得制定符合農(nóng)業(yè)科研特征的激勵(lì)機(jī)制難度較高。企業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求具有更敏銳的洞察能力、更強(qiáng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和資源整合能力，但農(nóng)業(yè)企業(yè)自身技術(shù)創(chuàng)新能力差、實(shí)力弱。我國(guó)亟須摸索出一套適應(yīng)國(guó)情的有利于基礎(chǔ)研究成果有效擴(kuò)散至潛在的技術(shù)創(chuàng)新主體的體制機(jī)制，以及針對(duì)企業(yè)與科研部門(mén)合作的利益捆綁機(jī)制和成果分配機(jī)制，激勵(lì)企業(yè)增加研發(fā)投入。目前，農(nóng)業(yè)正在成為我國(guó)私人企業(yè)投資的“朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”，私人企業(yè)迎來(lái)了參與公共科技活動(dòng)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的最好時(shí)期，也有具備一定實(shí)力的跨界企業(yè)進(jìn)入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，但創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)仍停留在跟蹤國(guó)外、低水平復(fù)制階段，跨界企業(yè)對(duì)農(nóng)業(yè)特征、經(jīng)營(yíng)體制、農(nóng)村社會(huì)不夠了解。目前，政府對(duì)企業(yè)的支持手段簡(jiǎn)單，多采取項(xiàng)目或補(bǔ)貼方式，易擾亂企業(yè)的發(fā)展方向。為此，應(yīng)重點(diǎn)完善加計(jì)扣除與稅收優(yōu)惠、金融便利、人才配置、資源共享等方面的政策，優(yōu)化營(yíng)商環(huán)境，鼓勵(lì)私人部門(mén)參與制約農(nóng)業(yè)發(fā)展重大問(wèn)題的協(xié)同研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作。

（三）打通創(chuàng)新鏈和價(jià)值鏈

我國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型期，與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的政策和模式處于轉(zhuǎn)型、調(diào)整和升級(jí)過(guò)程中，農(nóng)業(yè)顛覆性創(chuàng)新不確定因素較多。在新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的大背景下，顛覆性技術(shù)可能源于重大的科學(xué)和技術(shù)突破，也可能源于已有技術(shù)或多項(xiàng)技術(shù)的綜合交叉。就科研部門(mén)而言，應(yīng)鼓勵(lì)科學(xué)家開(kāi)展技術(shù)推廣，提倡利用科學(xué)技術(shù)解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展中的實(shí)際問(wèn)題，并在績(jī)效考核和晉升中有所體現(xiàn)。學(xué)科建設(shè)要依據(jù)技術(shù)產(chǎn)生規(guī)律，有目標(biāo)地構(gòu)建基礎(chǔ)、應(yīng)用和推廣的協(xié)同創(chuàng)新鏈。開(kāi)展科研部門(mén)與企業(yè)的協(xié)同與合作，幫助技術(shù)部門(mén)對(duì)顛覆性創(chuàng)新效果開(kāi)展市場(chǎng)前景研判。政府部門(mén)應(yīng)借助機(jī)制、模式、孵化器、技術(shù)轉(zhuǎn)化中介組織等措施激發(fā)科學(xué)技術(shù)本身的市場(chǎng)價(jià)值，強(qiáng)化指導(dǎo)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的政策研究，走入基層發(fā)現(xiàn)和探索可復(fù)制、可操作的不同部門(mén)農(nóng)業(yè)科研合作新模式，用政策和法規(guī)對(duì)新模式加以規(guī)范和推廣。實(shí)施技術(shù)開(kāi)發(fā)與制度建設(shè)并重的創(chuàng)新管理理念，堅(jiān)持推動(dòng)和保障措施并舉，打通價(jià)值鏈，主要包括：加大基礎(chǔ)研究投入，實(shí)行稅收減免，增加研發(fā)補(bǔ)貼，實(shí)施技術(shù)商業(yè)化項(xiàng)目，完善監(jiān)管體系，建立區(qū)域研究中心，構(gòu)建不同部門(mén)協(xié)作伙伴關(guān)系，建立第三方中介組織，加強(qiáng)創(chuàng)新能力建設(shè)，優(yōu)化研發(fā)市場(chǎng)規(guī)模和結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，等等。

（四）建立重點(diǎn)攻關(guān)領(lǐng)域定期發(fā)布機(jī)制

從顛覆性創(chuàng)新的扶持政策來(lái)看，一些國(guó)家已經(jīng)形成上下一致、措施完善的政策體系，以確保政策目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。例如，美國(guó)農(nóng)業(yè)部2008年設(shè)立了分別負(fù)責(zé)自然資源與環(huán)境、農(nóng)場(chǎng)和海外農(nóng)業(yè)服務(wù)、農(nóng)村發(fā)展、食品營(yíng)養(yǎng)和消費(fèi)者服務(wù)、食品安全、研究教育與經(jīng)濟(jì)、營(yíng)銷和監(jiān)管等領(lǐng)域的副部長(zhǎng)職位和首席科學(xué)家辦公室，統(tǒng)籌制定農(nóng)業(yè)科研戰(zhàn)略，同時(shí)協(xié)調(diào)與私人企業(yè)之間的合作，定期向公眾發(fā)布科學(xué)發(fā)展藍(lán)圖，尋求多領(lǐng)域、多部門(mén)的協(xié)同創(chuàng)新。我國(guó)也應(yīng)建立重點(diǎn)攻關(guān)領(lǐng)域的定期發(fā)布機(jī)制，特別是在決策層面，應(yīng)建立協(xié)調(diào)研究領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略和跨部門(mén)工作組，定期發(fā)布專業(yè)領(lǐng)域或綜合性技術(shù)發(fā)展規(guī)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃及政策評(píng)價(jià)報(bào)告。這些戰(zhàn)略和規(guī)劃應(yīng)與歸口部門(mén)管理和重大項(xiàng)目安排、戰(zhàn)略部署、機(jī)構(gòu)調(diào)整和預(yù)算等一系列政策安排相呼應(yīng)，為主管部門(mén)開(kāi)展具體工作提供科學(xué)決策依據(jù)。要完善創(chuàng)新戰(zhàn)略的頂層設(shè)計(jì)，為地方開(kāi)展優(yōu)勢(shì)科研單位與企業(yè)相互融合、深度介入，推動(dòng)聯(lián)合開(kāi)發(fā)和轉(zhuǎn)化技術(shù)成果機(jī)制創(chuàng)新鋪平道路。

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