科技促進農業供給側改革對中國科學院“十三五”規劃農業科技發展布局的解讀*

段子淵 申澤丹

1 中國科學院科技促進發展局 北京 100864 2 中國科學院華南植物園 廣州 510650

科技促進農業供給側改革對中國科學院“十三五”規劃農業科技發展布局的解讀*

段子淵1申澤丹2

1 中國科學院科技促進發展局 北京 100864 2 中國科學院華南植物園 廣州 510650

未來我國農業的轉型發展面臨嚴峻挑戰，保障糧食等主要農產品供給的任務更加艱巨，迫切需要理論與技術創新。“十三五”期間，國家出臺了一系列政策、規劃推進農業供給側改革。中科院將繼續發揮人才高地優勢，持續面向“種業發展”“地力提升”和“綠色農業技術”為主線開展研發，聚焦解決農業重大科學問題；攻克共性關鍵技術；進行區域農業產業技術集成，開展優化農業資源配置示范；為農業可持續發展不斷提供新的思路、技術和方法。文章解析了供給側改革的內涵，從上述 3 個方面對中科院“十三五”規劃的農業科技發展進行了解讀。

農業，中國科學院，規劃，供給側結構性改革

1 我國農業生產面臨的嚴峻挑戰與發展機遇

首先，相對于人口和國土面積，我國是一個農業資源嚴重不足的國家，尤其是耕地資源嚴重不足，人均耕地面積只占世界人均耕地的 32%、美國的 10%。《2015 中國國土資源公報》結果顯示：截至 2015 年末，全國耕地面積為 1.35 億多公頃（20.25 億畝），除去因中、重度污染不宜耕種和因開礦塌陷造成地表土層破壞的土地，適宜穩定利用的耕地僅 1.2 億多公頃（18 億畝）。耕地中，中低產田為 0.84 億多公頃（12.7 億畝），占比近七成；而高產田僅為 0.36 億多公頃（5.5 億畝），并且高產田數量又隨著優質土地被全國城鎮用地占用而逐年縮減[1]。據悉從 1996 年到 2009 年的 13 年間，僅江蘇、浙江、福建、廣東和廣西 5 個省份就減少了水田 119 萬公頃（1 798 萬畝），相當于減掉了福建省全省的水田面積[2]。

其次，我國區域水土資源和人口的不均衡分布又加劇了人地矛盾造成的耕地匱乏和水資源不平衡的困境。北方耕地面積占全國 60%，水資源總量卻只有全國 20%[3]，位于糧食主產區的河北、山東等省都嚴重缺水，但又都是糧食生產與調出的大省。隨著人口數量增加、人口老齡化、勞動力短缺（尤其是農村勞動力）等問題凸顯，勞動力資源優勢帶來的人口紅利也趨于消失。

為滿足糧食生產的需求和有限土地的利益回報，我國絕大多數農業生產和農民過度依賴化肥、農藥，以期在并不肥沃的土地上短期獲得高產。這一投入方式一方面加劇了糧食成本的不斷攀升，引發糧食價格倒掛，“洋貨入市、國貨入庫”——在玉米進出口上已表現得尤為突出。另一方面，化肥、農藥的過量使用不僅降低了農產品的品質，而且化肥、農藥隨雨水沖刷流失到江河，滲透進土壤，逸散入大氣，正在以不同方式和程度侵蝕著周邊的環境和大氣。

人地緊張的矛盾迫使我國大部分地區對土地的利用程度達到極致，如復種指數高達 1.6，成為全世界復種指數最高的國家。土地缺乏休耕和自然恢復，生產全靠高投入量的化肥和灌溉維持；因此，土壤地力不斷下降，土層受侵蝕嚴重，水土流失易發[4]。

不斷涌現的耕地、人口和資源問題連同我國“土地碎片化經營的小農模式”把糧食生產推到越來越狹窄的空間，增產趨于平緩。2014 年后，我國的糧食總產首次偏離化肥投入與增產同步的趨勢，化肥增加不再能刺激作物的增產，化肥的使用量總體已經達到土壤可承受的飽和程度，2016 年糧食繼“十二連增”之后首次出現下滑。

與此同時，隨著居民膳食結構的改變，動物性產品消費的增長又對糧食需求結構提出了新的要求。

上述各種矛盾的集聚使得農業生產“拼資源、拼投入”的傳統老路已難以為繼，農業生產方式和資源利用的方式迫切需要轉變。

盡管面臨的問題十分嚴峻，但轉變生產方式，依靠科技要素的投入促進產業發展的機遇依然較為樂觀。連片集中分布的中低產田和部分可以改造利用的鹽堿地雖然是我們現在面臨的難題，但也是科技投入提升耕地地力，促進糧食與農業生產發展的新增潛力；而不斷升級的消費需求，也為農業供給側的改革提供了強大的市場牽引。農業供給側結構性改革的核心主要體現在兩個方面：一是要提高農業的綜合效益；二是要提高農產品的國際競爭力。加速農業生產結構向合理化調整，不斷融合國內外糧食和農產品市場，深化中外農業企業交流，將給我國農業行業發展拓展調整空間，也為打造農業轉型發展提供機遇。

2 “十二五”中科院農業科技創新重點工作回顧

解決事關國家長遠發展的重大科學和關鍵技術問題是中科院肩負的歷史使命，也是中科院長期聚焦的發展戰略領域和每個階段部署的重點目標。“十二五”期間，中科院面向國家糧食生產數量不斷增長的巨大需求以及作物生產中最主要的貢獻因素——優良品種培育中遇到的瓶頸，啟動了中科院戰略性先導科技專項——“分子模塊設計育種創新體系”（A 類）[5]和“作物病蟲害的導向性防控”（B 類），以期突破傳統育種的束縛，避開轉基因育種的公眾接受障礙，開辟“模塊化”分子設計育種的新技術途徑，以及利用生物間的信息流建立生物防控的新技術體系。截至目前已解析出水稻、小麥等 76 個重要分子模塊、33 個重要應用價值分子模塊，育成 30 多個適宜抗逆作物新品系，為實現真正意義上的分子設計育種奠定了良好基礎。在重要基因克隆方面，IPA1 關鍵基因的獲得可有效控制水稻理想株型，進一步提高產量[6]；植物低溫感受器的首次發現揭示了人工馴化賦予粳稻耐寒性的分子細胞學機制[7]；上述重要發現受到國內外同行專家的關注和高度評價，在水稻穩產分子設計育種方面有巨大的應用潛力。作物對病蟲害的導向性防控在信息流的鑒別識別和作物對病蟲害的免疫應答方面取得了顯著進展；高等植物光系統 I 光合膜蛋白超分子復合物晶體結構的解析，也為仿生模擬、開辟太陽能利用和提高作物光能利用效率的探索提供了理論依據和重要途徑[8]。以上這些科學進展均產生了巨大的反響，先后入選“2010 年度中國科學十大進展”“兩院院士評選瀚霖杯2010 年中國十大科技進展新聞”和“2015 年中國生命科學領域十大進展”。基因編輯新技術在作物中的應用，獲得了世界上第一株抗白粉病小麥和具有香味的水稻種質材料。中科院在 Cell、Nature、Science 等國際主流期刊發表的原創性論文數量劇增，成為不斷助推著農業產業發展的潛在投入要素[9-15]。上述成果的獲得也表明，我國農業科技創新已從跟蹤模仿逐漸進入并行，并在個別方向步入領跑的方陣。

面對區域農業均衡增產的旺盛需求，中科院組織實施了關鍵科學技術突破引領下的區域農業技術集成示范并獲得很大成果。（1）在濱海鹽堿區實施了體現“藏糧于地、藏糧于技”的“渤海糧倉”科技示范工程。通過“咸水利用、鹽堿地治理、土壤改良”為改土提質、節本增效的目標實現率先提供了范例，讓薄田變糧倉。截至 2016 年年底，河北、山東、遼寧、天津的示范和輻射區已實現增產 56 億斤，增效 33 億元。（2）在黃淮南片針對砂漿黑土進行改良，啟動了“第二糧倉”科技示范工程。延續地力提升、綠色豐產的原則，聚焦淮北 2 000 多萬畝砂漿黑土耕地，打造了淮河流域農業轉型發展示范樣板。項目實施兩年后，核心區渦陽縣形成噸糧田 60 多萬畝，每畝節本增效 100 元/年以上，同時還示范推廣 30 萬畝，提前一年進入“噸糧縣”，形成了科技增糧技術集成模式和“百畝試驗、千畝示范、萬畝輻射推廣”的格局。在此過程中催生了眾多小農業企業，踐行了“大眾創業、萬眾創新”的理念。（3）在渤海海域，建立了以改善近海水質和健康養殖相協調的“海洋生態牧場”。集成環境友好的近海養殖和海洋牧場構建新技術，創制了魚、蝦、參、貝、藻新品種和智能化增養殖裝備，實現了利用天然餌料和以自然生態系統自我循環的良種健康養殖與高值化利用體系。近海海域由海底荒漠變成了每畝產出 200 公斤/年以上海產品的“海洋牧場”，水質得以大幅度改善，生產、生態互利雙贏。（4）在呼倫貝爾典型草原，建立了生態與生產、生活相協調的“生態草牧業”示范區。基于長期探索設計的“生態草牧業”發展理念[16]，以解決“生產力低、覆蓋度低、優質牧草比例低，生態功能和生產功能失調”為目標，建設性地將人工草地建殖與天然草場恢復以“1：9”的模式踐行在呼倫貝爾大草原。通過人工草地發展置換天然草場恢復的空間和天然草場快速改良縮短恢復的時間，建設“種草—制草—養畜—加工”產業鏈，實現生態環境、生產性能和農牧民生活的改善與提高。上述工作得到了國家領導人的關注，并先后納入了 2015、2016、2017 年的中央一號文件。

針對化肥和農藥過量施用帶來日益增長的食品安全和環境問題，中科院前瞻性地布局了綠色農業技術研發。按照邊研發、邊示范的思路，在環保型肥料及增效劑，植物生長與免疫調節劑、植物源農藥，昆蟲病毒農藥等生物技術防控領域持續部署，成果不斷顯現。以ABA（脫落酸）為主要成分的 S- 誘抗素、緩釋/控失肥料、肥料增效劑等相繼在企業轉化，并在寧夏、山東、海南等多地進行了針對各類蔬菜、枸杞、馬鈴薯、水稻的規模化示范，取得了顯著的經濟和生態效益。

為促進農業信息化建設，建立了以物聯網應用為基礎的農業物聯網示范。其在中國農資總公司和全國農業供銷社的物資流通追溯體系及安徽、天津農業物聯網的建設和發展中，均發揮了核心技術的支撐作用。

在智慧農機方面，對國外大型農機裝備的智能化改造在“東北院軍現代農業技術示范”中得以集中體現。

在植物種質資源利用方面，以植物園收集保存的獼猴桃、葡萄等野生種質資源為牽引，開發成功了獼猴桃、葡萄系列新品種，促進了產業發展和升級。

隨著土地流轉加快，家庭農場經營等規模化生產方式無疑是今后農業發展的必然方向[17,18]。但我國耕地、人口、生態、氣候的多樣和社會經濟發展的不平衡，決定了我們無法照搬發達國家的農場經營模式。為此“量體裁衣”是不同區域規模化經營的主要方式。在農業發展的戰略研究方面，中科院亦對適宜中國不同區域的農場經營模式及其定位進行了深入分析、探討和實踐示范。提出針對我國東北等土地廣袤、資源豐富的地區，適宜人均耕地 500—1 000 畝的集約化重型機械化經營；對黃淮海等地形平坦、灌溉條件便利但人口相對密集的地區，適宜人均 300—500 畝的中度集約化中型機械耕作；對華北等低緩的半丘陵以及南方地區，更適合百畝內小型家庭農場模式[19]。

在扶貧開發事業中，中科院一直是探路和先行者，并且是“國家八七扶貧攻堅計劃”的發起和倡導者。30 余年來，中科院逐步形成了科技項目扶貧、產業發展掛鉤扶貧、依托野外臺站長期駐守扶貧 3 種科技扶貧方式，產生了異地股份制扶貧、異地搬遷式扶貧和技術引進式扶貧3種扶貧模式。“十二五”期間，中科院在湖南花垣、廣西環江、內蒙古庫倫、貴州水城和六枝特區、西藏“一江三河”流域、新疆南疆地區以及部分革命老區等因地制宜，長期開展了大量科技扶貧工作。通過石漠化治理、面源污染防控實現生態環境改善；引入獼猴桃、馬鈴薯、雜交構樹等特色適生經濟作物，打造千畝示范園，帶動當地特色經濟發展；舉辦品種培育、栽培技術培訓班改變了傳統思想觀念，傳播新技術、新知識。2015 年，中科院通過競標方式承擔了扶貧成效的國家第三方評估任務。通過大面積調研和分析，匯編形成了《“實施精準扶貧、精準脫貧”重大政策措施落實情況第三方評估報告》和專題研究報告。2016、2017 年連續兩年受國務院扶貧辦委托，開展扶貧成效的第三方評估，對于有針對性地開展精準扶貧、補齊短板、提升脫貧成效具有重要指導意義，得到了黨和國家的認可。

3 “十三五”中科院農業科技的規劃布局

促進農業發展、解決“三農”問題一直是中央和各級地方政府以及科技界長期努力的目標。經過數十年的努力，我國各地的農業發展方式在不同程度上得以改變，科技服務能力顯著提升，促進了區域經濟發展。但由于我國農業問題的復雜性、涉及面的廣闊性以及我國農業龐大的就業人口，我們要徹底解決阻礙農業發展的深層次結構性矛盾依然任務艱巨。農產品國際競爭力不足、供需匹配能力不協調、貧困人口依然較多、可持續發展能力不足瓶頸等非短期就能徹底轉變。解決這些問題，除國家在政策層面應精準施策外，亟須秉承“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展新理念，以問題為導向，深入推進農業供給側改革，以科技要素的投入促進農業產業的發展壯大。

中央一號文件已連續 14 次聚焦“三農”問題。“十三五”開局之年中央一號文件就提出了推進農業供給側結構性改革，以發展新理念破解“三農”新難題，走產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的農業現代化發展之路的政策指向；2017 年更是將推進農業供給側結構性改革作為中央一號文件的主題。通讀文件不難看出，推進農業供給側改革需要從 5 個方面發力：（1）依靠科技創新和體制創新從根本上解決農業科技供給不足問題。加大農業科技投入、提高機械化水平、推進智慧農業發展、促進產業鏈合理布局、使農業產業得以科學化發展。（2）要調整生產力和生產關系更加相互適應。因地制宜、倡導集約和規模化經營方式，發揮農業的產業規模效應，提高農業生產效率，使先進的農業裝備和技術有用武之地。（3）要依據市場需求，產出更優質、安全、對環境不造成損害的農產品。（4）要發揮農民的主體作用。創新環境和創造良好的條件，讓農民積極參與供給側結構性改革，并從改革中獲得紅利。（5）要積極發揮企業的作用。企業分析判斷市場、技術開發和抵御風險的能力均比單個農戶要強大，要通過農業企業發展帶動整個農業產業的升級和轉型。

無疑，科技進步是農業發展的第一生產力。推進農業供給側結構性改革，首先要靠科技的引領和支撐。圍繞中央一號文件，各部委已先后出臺了針對中低產田改造的《國家農業綜合開發高標準農田建設規劃》，部署了面向國民經濟主戰場的多項“國家重點研發計劃”，繼續實施著眼于提升我國生物育種水平的《轉基因生物新品種培育科技重大專項》及《全國現代農作物種業發展規劃》。上述大型國家計劃的實施，為中科院“十三五”期間繼續發揮人才高地優勢、聚焦解決農業重大科學問題、攻克共性關鍵技術，以提質增效為目標、按市場供給要素開展全產業鏈的技術協同攻關與示范提出了需求牽引，為持續面向“種業發展”“地力提升”和“綠色農業技術”為主線開展研發提供了主要的經濟資源，為“農業增效、農民增收、農村增綠”的奮斗目標注入了科技動力。

3.1 聚焦重大科學問題

以服務共性技術和農業產業示范為目標，針對植物、畜禽和水產生物開展從微觀機理到宏觀農業生態管理系統的探索，為糧食、畜產品及生態環境安全體系構建提供基礎理論和基因資源。

（1）以深入探究植物定向發育機制為目標。解析植物性狀形成的遺傳基礎與進化規律、形態發育的物質與能量代謝機理、生長發育分子調控機制；解析植物在生物脅迫（干旱、鹽堿等）和非生物脅迫（蟲害、病害）下的信號感知、傳導機理，探究植物環境脅迫下的抗逆應答機制。

（2）以提高家養動物飼料轉化效率和提升產品品質為目標。解析畜禽胃腸道消化吸收的功能基礎、營養調控作用機制、對腸道環境因子的免疫響應機制，畜產品品質形成規律，探究畜禽健康養殖的生態營養機理。

（3）以培育高生產性能的水產生物新品種為目標。解析生殖和性別形成、生長和免疫抗病、耐低氧和低溫等主要經濟性狀的遺傳基礎，明晰多倍體化基因組演化規律，開展設計育種的關鍵基礎理論研究。

（4）以優化農業生態體系為目標。解析農業生態系統結構功能優化的能量物質轉化機制，生物與生境中理化環境的相互作用關系，優良品種性狀表達的環境要素匹配機制，揭示農業生態系統管理與調控原理。

3.2 攻克共性關鍵技術

以帶動種業發展的育種理念變革性技術、促進農業高效可持續發展的核心技術、可落地轉化實施的關鍵技術為研發攻克目標，為推進農業供給側結構性改革，促進農業轉型升級發展增添科技驅動要素。

（1）以促進設計育種的流程化、信息化，提高作物育種效率，縮短育種周期為目標。優化服務于分子設計育種和性狀改良的基因定向編輯技術、種間（或亞種間）雜交轉移技術，以及高通量、智能化、精準化性狀測試技術，網絡計算和形狀模擬技術、模塊化組裝技術；建立服務于種業及產業示范基地的育種決策平臺、高通量表型組平臺。

（2）以減輕農業生產對生態環境的壓力、降低資源成本和合理配置農業資源為目標。從構建農業健康生態系統的思路出發，優化關鍵技術體系，包括作物種植結構布局和區域精確配置技術、種養復合生態系統構建與調控技術、障礙性土壤因子消除與修復技術、水肥高效利用技術；緩解資源環境的承載壓力，減少以犧牲自然資源換取糧食持續增產和農業發展的代價。

（3）以有力支撐農業信息化、智能化建設為目標。以研發信息化源頭技術和核心器件與芯片為重點，優化服務于作物精準生產、畜禽水產健康養殖的信息化監測及物聯網系統，以及土壤成分準確測定、作物高通量表型測定、畜禽個體行為測定、高精度、高密度水體監測技術；打破國外對源頭技術及其核心器件與芯片的壟斷，構建農業傳感器與物聯網體系。

3.3 開展區域農業產業發展技術集成示范

以面向國民經濟主戰場，聚焦農業區域發展瓶頸問題，顯著提升區域可持續發展能力為目標，深入細致分析影響區域農業產業發展的主要問題，優化和系統集成核心關鍵技術：持續推進以利用微咸水和節約地下水為核心的“渤海糧倉”科技示范工程；深入實施克服砂漿黑土障礙因子、克服小麥赤霉病侵染，“藏糧于地”的黃淮南片“第二糧倉”科技計劃，研發消除中低產田土壤障礙因子和抗赤霉病的關鍵技術；開展中低產田優質耕作層工程化構建新技術研發與典型區域示范，挖掘中低產田增產增效潛力，拓展中低產改造的范圍和使能技術；在試點成功基礎上啟動實施在內蒙自治區范圍的“生態草牧業”示范區建設，擴大輻射面積，進一步提升草地生產功能和生態功能的協調統一，促進草牧耦合、提高畜產品品質；持續推進“海洋生態牧場”示范區的規模和范圍，修復受損生境、形成穩定的立體混養海洋生態牧場體系，并逐步將海洋生態牧場的示范范圍擴展到濱海鹽堿水流域，陸海統籌，融合發展。

在上述科技示范工程中，充分發揮中科院在綠色農業技術方面的領先優勢，繼續聚焦生物防控技術創新與化肥農藥減施增效，分析化肥農藥遷移轉化特征，探究肥料與植物養分供需耦合與協同增效機制，不斷研發新型生物農藥與生物制劑、廢棄物資源化與無害化利用技術、復合生態種養技術，開展綠色農業清潔生產集成技術示范。

同時，圍繞國家“絲綢之路經濟帶”和長江經濟帶建設，針對西部自然條件與農業資源稟賦，開展農業特色農產品新品種培育和產業技術研發，促進縣域特色產業發展；在長江經濟帶推廣“生態高值健康養殖”模式，促進規模養殖業和淡水漁業的高效清潔發展，建立環境友好的高效生產新業態。以“工業 4.0 時代”為背景，探索建立智能化“植物工廠”，大幅度減少勞動力和生產效率，降低成本并走向實用化。

2020 年我國將全面實現貧困人口的脫貧任務，中科院針對國家確定的幫扶任務和各地方政府對分院的幫扶要求，制定了“十三五”脫貧攻堅規劃，確定了每個任務的區域協調分院與責任研究所，派駐科技副職和駐村第一書記；針對每個定點幫扶縣，幫助制定個性化脫貧發展規劃，實施產業幫扶科技示范項目，精準幫助貧困戶脫貧致富；同時，組織力量高質量完成好國家交付的扶貧成效第三方評估和相關部門委托的各類第三方評估任務。

4 結語

中科院在“三個面向”“四個率先”的辦院方針指導下，經過院所兩級和眾多科研人員的不懈努力，已形成了面向世界科學前沿、面向國家重大需求和面向國民經濟主戰場協調統一的布局。“問題導向、需求為主”已成為廣大科技人員的共識。在農業科技領域已初步打通從基礎理論、核心技術到產業落地的銜接通道，實現從“單兵行動”到“聯合作戰”的轉變，實施了從傳統農業到規模化現代農業轉變的進階示范。然而，推進農業供給側結構性改革，實現農業發展方式的轉變是我國農業產業發展中的艱巨任務，與新型工業化、城鎮化、信息化息息相關，非一朝一夕而就，需要長期努力和堅持。中科院將在已有工作基礎上，結合“十三五”國家對農業轉型發展的新要求，牢記科技國家隊的使命和責任，持續發揮多學科交叉優勢，整合院內優勢資源，瞄準核心關鍵問題開展研發示范，為農業可持續發展不斷提供新的思路、技術和方法。

致謝 本文在對農業供給側改革的理解方面得到了中科院科技促進發展局段瑞博士的幫助，特此致謝。

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Promote Supply-side Reform in Agriculture by Science and Technology Progress——Interpretation for Agricultural Development Strategy of 13th Five-Year Plan in Chinese Academy of Sciences

Duan Ziyuan1Shen Zedan2
（1 The Bureau of Science and Technology for Development, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100864, China;2 South China Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China）

Encountering severe challenge in Agricultural transformation and development, China will face more arduous task of supply to ensure grain and other major agricultural products, therefore, the theory and technology innovations are eager to be expected. To address these issues, a series of policies and measures to promote agricultural supply-side reform were issued at the beginning of 13th Five-Year Plan period.Taking the advantages of national highland for innovative talent, the Chinese Academy of Sciences (CAS) continuously provides successive new idea and theory, techniques and methods for Chinese sustainable agricultural development focused on development of seed industry,improvement of soil productivity, and innovation of green agricultural technology. In this study, we analyzed the connotation of agricultural supply-side reform and interpreted in detail about scientific layout and working deployment of agriculture section in the 13th Five-Year Plan in terms of three aspects: solving major scientific issues, overcoming common key techniques, and implementing upgraded regional demonstration by integrated industrial technologies and optimized allocation of agricultural resources.

agriculture, Chinese Academy of Sciences (CAS), plan, supply-side reform

DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.2017.10.002

*修改稿收到日期：2017年10月13日

段子淵 中科院科技促進發展局副局長、研究員，中科院農業科技辦公室主任。E-mail: zyduan@cashq.ac.cn

Duan Ziyuan Deputy Director of the Bureau of Science and Technology for Development, Chinese Academy of Sciences (CAS), Professor,Director of Agricultural Science and Technology Office of CAS. E-mail: zyduan@cashq.ac.cn