我國農業機械化科技協同創新模式研究*
——基于創新生態視角

張進龍，曹光喬，凌小燕，李亮，翟正，王碩

(農業農村部南京農業機械化研究所，南京市，210014)

0 引言

十九屆五中全會提出了新時期我國科技發展的總體方針，明確“要強化國家戰略科技力量，提升企業技術創新能力，激發人才創新活力，完善科技創新體制機制”[1]；習近平總書記在2020年科學家座談會上提出“我國擁有數量眾多的科技工作者、規模龐大的研發投入，初步具備了在一些領域同國際先進水平同臺競技的條件，關鍵是要改善科技創新生態，激發創新創造活力，給廣大科學家和科技工作者搭建施展才華的舞臺，讓科技創新成果源源不斷涌現出來?！泵鎸π聲r期的國際政治經濟形勢、科技發展態勢等諸多領域的風險挑戰，必須瞄準國家農業發展戰略需求和科技前沿領域等，深化科技體制機制改革，營造良好科技創新生態，不斷提升關鍵核心技術領域的自主創新能力，才能在重大關鍵技術上實現革命性突破和顛覆性技術發現，才能突破農業領域“卡脖子”難題。

近年來，黨中央國務院高度重視農業機械化科技創新，出臺了《關于促進農業機械化和農機工業又好又快發展的意見》《關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》等支持政策[2]，農業機械化科技創新發展取得顯著進步，但仍存在許多薄弱環節，棉油糖、畜牧業、草業、漁業、農產品初加工、設施農業等機械化水平較低，土壤-作物-機器互作機理等農機農藝融合技術研究不足，高精度傳感器、拖拉機低速動力輸出軸材料等農機裝備部分關鍵核心技術受制于人，農機企業裝備設計研發和生產能力不高[3]。

本文從創新生態的角度，分析農業機械化科技創新內外部的制約因素，探索多方位營造良好科技創新生態，激發農業機械化科技創新活力，推動農業現代化建設。

1 創新生態的內涵

創新生態涵蓋創新全過程，包括基礎研究、應用研究、產品化到產業化全鏈條，是多個創新主體基于同類或相近的技術、人才、規則、文化、運作模式、市場等共同的創新要素而形成的相互依賴、共生共贏，并且具有穩定性和獨立性的組織體系[4]。創新主體基于共同愿景和目標，通過協同和整合生態中的創新資源，搭建促進科技與經濟有效結合的通道平臺，構建以“共贏”為目的的創新網絡，利用各自所長互惠互利、共同成長，最終實現共創、共贏與共享，構建良好創新生態是破解農業機械化工程科技經濟兩張皮的關鍵舉措。

2 主要創新生態主體構成及特征分析

2.1 政府機構

政府機構在創新生態鏈條中，占據重要位置，發揮其統籌及服務作用。主要表現為：一是提供相關的農業機械化行業政策法規，確保各個創新主體之間有序合作，保護各創新主體的利益，創建一個開放且公平的農業機械化科技創新環境。二是提供資金支持。通過農業機械化工程項目研發資助的形式促進科技創新，也可以采取稅收政策，創新補貼等激勵政策來推動科技創新。三是建設綜合平臺。通過構建一個可以共享農業機械化工程領域信息，先進技術，研究成果等平臺，可以實現各創新主體間共享成果，避免重復研究，優化創新環境。四是發揮引導作用。政府可以通過項目資金的分配方式，扶持農業機械化重點專項，實現重點技術突破。五是人才引進。通過政策、補貼等方式吸引農業機械化領域優秀人才，為農業機械化科技創新提供人才支撐[5]。

2.2 研發企業

企業是最活躍的創新主體。在科技發展史上，很多科技創新成果是企業完成的，很多基礎研究上的創新，也是通過企業轉化為產品的。在農業機械化科技創新方面也是一樣的，通過農機企業將研究成果轉化為切實有用的農機產品，通過農機產品的適用，提升我國的農業機械化整體水平。所以需繼續發揮農機企業創新主體地位，將更好為中國農業機械化科技創新注入不竭動力。

2.3 高等院校

高等院校是農業機械化工程基礎研究的重要創新主體之一。首先，部分涉農高?；蚓C合性大學開設有農業機械化工程學科，該學科是農業工程一級學科下轄的二級學科之一，其內涵是綜合應用機械、信息、生物、自動化等科學技術，以農業的產前、產中、產后各個環節和農產品加工及農業資源綜合利用等為主要研究對象，研究農業生產機械化、自動化生產技術及生物質能源技術等，具有應用領域廣泛、學科交叉融合、覆蓋農業生產全鏈條等特點，側重于應用基礎研究和應用研究，正在不斷向高效化、智能化、綠色化、精良化等方向發展。農業機械化工程學科是集成創新應用基礎研究為主的實踐型學科，所以高校不斷的培養輸出高層次農機人才，提供農業機械化科技創新的智力支持。其次，高校本身也承擔著一定的科研任務，促進科技創新。最后，高?？梢暂^快的傳播農業機械化科技創新信息，一方面，通過教育，傳遞新觀念、新技術，加快社會農業機械化知識更新速度；另一方面，通過論文等方式，傳播農業機械化科技創新信息。

2.4 科研院所

農業機械化科研院所屬于應用研究類型的創新主體，主要有其以下特征：一是專業性更強。比如農業農村部南京農業機械化研究所，集聚農機行業專家，針對農業生產各個環節的農業機械化開展研究，研究水平較高，能夠進行關鍵技術的研究和突破。二是培養的人才更加專業。高等院校培養的是綜合型人才，科研院所培養的人才專業程度更高，可以直接滿足農業機械化行業需求

2.5 金融機構

金融機構是創新生態鏈中的重要一環，可以解決農機科技創新過程中的資金問題，同時可以承擔一定的風險。其在創新體系中主要發揮以下作用，一是可以為企業、科研院所、高校等創新主體提供資金支撐，如科研經費，研發資金等；二是可以降低風險，金融機構往往通過股票、債券、基金等方式分散風險；三是具有監督效力，由于投資具有風險，金融機構會對創新主體的資金進行監督使用；四是金融機構可以發揮其杠桿作用，營造良好的金融生態環境。

通過對以上主要創新生態主體的分析可以看出，每個創新主體都有不可替代性，并且每個創新主體都有其鮮明的特征以及其擅長突破科技創新的領域，雖然當前國家一直在推進“產學研”協同創新，但真正實現且有效的協同創新模式較少。針對農業機械化科技創新，需找出當前存在的問題，針對性的研究農業機械化科技創新模式。

3 我國農業機械化水平與科技創新發展瓶頸

當前，我國農作物耕種收綜合機械化率超過70%[6]，小麥、水稻、玉米耕種收綜合機械化率分別達到95%、85%、90%。農機科研投入持續加大，“十三五”科技部組織實施了國家重點研發計劃“智能農機裝備”重點專項。我國是世界第一農機生產大國和使用大國，但還不是制造強國，與國外農業機械化科技裝備與技術相比，呈“跟跑”“并跑”“領跑”的“倒金字塔”型，農業機械化工程領域創新生態的主體單元、學科門類和政策集成等方面，還存在不少體制機制障礙和制約。

3.1 應用基礎研究重視不夠

農業機械化科技應用基礎研究具有周期長、投入高、成果回報率低等特點，造成輕視應用基礎研究、原創性少、拿來主義多的現象明顯。土壤-作物-機器互作機理、土壤合理耕層構建、健康養殖環境生態系統及工藝設計、農機裝備標準化、農業機械化評價方法與體系構建、農產品物料特性等基礎數據和機理研究不深入，難以支持中國特色的農業裝備研發和薄弱環節機械化技術的創新。適宜機械化生產的優質品種、不同地區適宜機械化的種植方式、輪作區域作物周年生產機械化技術等研究缺乏，難以滿足地域多樣性、品種多元化、農藝復雜性的需求。農機共性技術、基礎零部件、材料與制造工藝等研究不足，高精度與高耐熱傳感器、電控提升閥等大功率拖拉機電控液壓提升技術核心零部件、大型收獲機械的驅動橋、農機裝備關鍵耐磨減阻材料等大多依賴進口，農機裝備關鍵核心技術受制于人現象較為嚴重。

3.2 科技創新主體協同機制缺乏

全國省級以上農業機械化科研院所超過30家，同時，擁有農業機械化工程學科的高校超過50家，規模以上農機企業近2 000家。各個主體依托項目實施，開展了大跨度整合的協同創新，但整體持續高效的協同體系還未健全，以科技成果轉化為導向的創新聯合體(或新型研發機構)缺乏，企業與大學、研究機構進行協作創新的類型主要是常規技術咨詢和合同委托開發。大多數產學研合作集中表現在“高?？蒲袡C構提供科研成果，企業轉化為產品”的交鑰匙方式。農業機械化創新單元互動性差，高校和科研機構成果與市場結合不緊，研發成果轉化率不高，政府在資源配置上統籌協調主導作用不夠。20世紀七八十年代水稻插秧機、聯合收割機、大功率配套農具統型設計的協同創新的成功實例難以再現。

3.3 多學科交叉融合互促機制尚不健全

農業機械化是一項系統工程，離不開生物技術、機械技術和信息技術的深度融合，從育種到栽培、收獲和加工，都要統籌兼顧，形成產業鏈技術體系。我國農機和農藝是兩個相對獨立的系統，農機專家對農藝了解不多，農藝專家對農機重視不夠，導致品種多樣化，栽培模式復雜化。品種、栽培和裝備不配套，種養方式、產后加工與機械化生產不協調，制約了農機研發、推廣應用和作業效率效益。農機研發主要是機械結構研發與改進，其中的電控部分多以滿足使用功能，較少進行智能化系統深度集成。同時，農業機械化工程學科缺乏交叉領域研究帶頭人，農機科研機構和高校的大部分經費都是優先考慮傳統優勢學科，對交叉融合的研究項目經費投入總體不多，不利于交叉學科的快速發展。

3.4 科技創新生態制度體系不完善

3.4.1 農機購置補貼政策激勵創新不夠

此外，李強對旅途中可能出現的各種意外也要做一個預案，比如去云南會考慮如果發生地震怎么辦。李強把家人分成三組，哪個人帶著哪位老人跑都有安排，每組準備一個防震包，有備無患。因此，他們在十幾年的自駕游中，沒有出現過大意外。

農機購置補貼資金未完全發揮其杠桿引導作用，比如對高性能、先進適用的大型農業機械補貼不夠，難于調動對高精尖農機裝備的研發積極性；農機購置補貼資金大部分用于補貼購機量和相應品目，并沒有增加農業裝備的相應科研投入，由此導致農機企業僅會重視關注補貼機具數量生產，而不愿投入資金去進行更深入的科技創新。

3.4.2 農機設計容易模仿，知識產權難于得到有效保護

在全球范圍內，現代農業裝備從研發到產業化，從技術研究到專利注冊，受到很多國家的高度關注，部分國家在相關領域也取得了顯著成效。如美國農機企業玉米收獲機專利申請量約占全世界專利總量的41%。僅2017年，日本、美國、歐洲等國家的農機企業在除本國外的其他主要國家和地區申報專利分別達到442項、782項和339項，而我國在國外申請專利僅25項。國內某農機展上出現的國內企業商標與國外大型農機企業商標雷同的事件引發社會熱議，從側面反映了國內部分農機企業知識產權意識薄弱，存在“搭便車行為”，破壞整個產業鏈的創新氛圍。

3.4.3 農業機械化工程應用基礎研究得不到持續支持

農業機械化工程科技創新具有復雜性、探索性、周期長、投入高和風險大等特點，應該作為公益性科研得到政府支持。但是，長期以來農業機械化科技創新的公益性地位不明確，科技投入不夠，多為短期項目或一次性投入。對農業機械化基礎理論和共性關鍵技術研究的穩定支持不夠，不足以支撐農機產品創新和農藝制度變革。

3.4.4 科研項目制很難穩定學科方向和人才團隊

穩定支持和競爭性投入失衡，近年來中央財政逐步加大了項目經費投入力度，但主要是競爭性的短期科研計劃專項經費。農業科研院所穩定支持經費不足40%，低于發達國家70%～80%的水平，競爭性經費高達60%以上?？蒲薪涃M過度競爭，科研人員大量時間忙于項目申報和檢查，非研究時間成本很高。

4 構建以企業為主體的農業機械化科技協同創新模式

4.1 強化農機企業創新主體地位，提升科技創新能力

鼓勵企業開展高端農機裝備工程化驗證，加強與新型農業經營主體對接，探索建立“企業+合作社+基地”的農機產品研發、生產、推廣新模式，持續提升創新能力。孵化培育一批技術水平高、成長潛力大的農機高新技術企業，促進農機裝備領域高新技術產業發展。支持農機裝備產業鏈上下游企業加強協同，攻克基礎材料、基礎工藝、電子信息等“卡脖子”問題。引導零部件企業與整機企業構建成本共擔、利益共享的新型合作機制。鼓勵大型企業由單機制造為主向成套裝備集成為主轉變，支持中小企業向“專、精、特、新”方向發展，構建大中小企業協同發展的產業格局。支持大型農機企業承擔國家重點實驗室、國家技術創新中心、國家工程(技術)研究中心、國家企業技術中心、國家工程實驗室、國家制造業創新中心、國家企業重點實驗室等平臺建設任務。

4.2 構建新型農業機械化科技協同創新模式

發揮農機企業孵化和產品化優勢、高?？蒲性核娜瞬藕图夹g優勢，引入多元資本投入，打造新型研發機構，實現資源優化配置，優勢互補，減少企業研發壓力，破解高?？蒲袡C構技術成果躺在實驗室的窘境。集需求與供給于一體，重點開展農業機械化應用基礎研究，產業共性關鍵技術研發、科技成果轉移轉化，以及研發服務。根據需求導向，決定科研“使命清單”，確保研一個產一個。在科技支撐、人才評價、收益激勵、合作交流等方面給予政策傾斜，支持新型研發機構申報國家科技重大專項、國家重點研發計劃、國家自然科學基金等各類政府科技項目、科技創新基地和人才計劃；支持新型研發機構牽頭組建產業技術創新戰略聯盟，探索長效穩定的產學研結合機制，組織開展產業技術研發創新、制訂行業技術標準[8]。農業機械化科技創新協同模式如圖1所示。

圖1 農業機械化科技創新協同模式

5 構建農業機械化工程良好創新生態的建議

十四五期間，農業機械化科技創新要貫徹落實習近平總書記提出的“四個面向”要求，以“強化國家戰略科技力量”為目標，圍繞產業鏈部署創新鏈、圍繞創新鏈布局產業鏈，強化應用基礎研究、聯合攻關、集成創新，著眼產業全鏈條協同促進創新要素集聚，構建農業機械化工程學科良好創新生態。

5.1 強化科技創新源頭研究，營造“甘坐冷板凳”的科研氛圍

基礎研究是科技創新的源頭，要發揮好科技評價指揮棒的引導作用，在職稱評審、項目申報、獎項評審等方面要適當向應用基礎研究傾斜，讓科研人員“甘坐冷板凳”，加大資金支持和待遇保障力度，讓科研人員能夠“坐得住冷板凳”。一是在農機農藝融合方面，品種、耕作方式、種植制度、養殖方式、加工等必須“宜機化”，要按照建設機械化生產技術體系，建立科學合理的機械作業規范和農藝標準的要求，以農業機械化專家為主導，廣泛吸納育種、土肥、植保、畜牧、水產和農業信息、加工等學科專家共同參與開展土壤合理耕層構建機理與方法、優質飼草生產建植系統機理、主要作物精準高速種植方法與規范、主要作物高效低損收獲方法與規范、主要作物秸稈高效低耗還田機理與規范、畜禽淡水綠色健康養殖設施與環境調控機理及規范、農機裝備標準化技術體系、農產品物料特性信息數據庫構建、農業機械化評價方法與技術體系構建等研究；二是在農機農信融合方面，依托衛星導航定位、物聯網、大數據、云計算、區塊鏈等信息技術，以“信息感知、定量決策、智能控制、精準投入、個性服務”的智能農機為目標，在大田規?；N植、設施農業、果園和畜禽水產養殖等重點領域，開展智能農機裝備傳感器、農機導航、精準作業和運維管理等方面研究。強化農機農藝農信重大技術協同推廣機制創新，形成一體化聯合攻關的新格局，破解農業生產的技術瓶頸，推進傳統精耕細作與現代物質技術裝備相輔相成，實現高產高效與資源生態永續利用。

5.2 完善科研基地平臺體系，打牢科技創新基礎根基

構建國家重大科學工程-重點實驗室-農業全程機械化科研基地的科研基地平臺體系。一是針對我國對智慧農業裝備的需求，建設“國家智慧農業裝備創新工程中心”，開展智慧農業裝備領域戰略性、前沿性、引領性的基礎研究、前沿交叉技術研究，加快機械化信息化融合和新型農業技術裝備創新，形成國家智慧農業裝備技術創新平臺和農業機械化大數據中心，支撐智慧農業和農業機械化全程全面發展。二是按照機械化作業環節和農業區域特色，在原有重點實驗室的基礎上，按照“大穩定、小調整”原則，對現代農業裝備、設施農業工程“學科群”進行優化調整和擴充，新增專業重點實驗室以加強智能化、信息化裝備和設施農業工程實驗室建設為主，區域重點實驗室以填補區域空白為主。三是圍繞促進農業機械化技術集成創新，加快科技成果轉化和推廣應用，按“填平補齊，強化短板”的原則，建設水稻、玉米、食用豆、特色油料、谷子/燕麥、茶葉、大宗蔬菜、北方果園、核桃、桃、熱帶作物、設施農業、中藥材等種植業全程機械化科研基地，以及肉雞、魚、奶牛、肉牛、肉羊、水禽養殖等畜禽水產全程機械化科研基地。

5.3 優化協同創新機制，強化農業機械化科技攻關能力

5.3.1 打造多學科多產業集中攻關體系

立足學科發展規律，打破傳統學科之間的壁壘，處理好交叉學科與傳統學科的關系，重視信息化學科中的互聯網+、AI、大數據，傳感器技術等與農業機械化工程學科的深度融合，同時關注農藝與農機的互促發展。注重學科交叉領域的農機學科帶頭人培育，促進農業機械化工程學科間協同創新發展。針對我國部分農機裝備關鍵核心技術受制于人的現狀，探索多部門多學科多產業聯合攻關機制，部際協調制定技術清單，邀請領域專家“集中會診”技術清單，組建由農機企業、科研院所和高等院校組成的國家戰略科技力量聯合攻關，同時在部分“卡脖子”技術攻關中，探索“揭榜掛帥”“包干制”等科研項目組織模式。

5.3.2 強化科技創新服務產業需求能力

適度增加國家現代農業產業技術體系中農機崗位專家數量，對于大宗農作物可按照區域和環節進行增設。加快國家農機科技創新聯盟建設步伐，組建全國農業機械化科研院所聯盟，解決科研和生產當中的孤島現象，促進科技與經濟的深度融合，形成農業科技創新“一條龍”科企合作，建立覆蓋上中下游的科研組織模式，搭建“科研選題—技術研發—部件及整機試制—田間適應性試驗—產業化商品化”全過程創新鏈條。強化全國農業機械化科技信息交流平臺紐帶作用，串聯企業、高?？蒲性核?、農業推廣人員、農戶等農業機械化科技產學研推各級主體，解決當前農業機械化科技成果供需信息不對稱問題，促進農業機械化科教單位交流與協作，增強科研資源與基礎數據共享，提升科技創新效率和成果轉化水平。

5.4 完善政策和金融支持體系，激發創新創造創業活力

5.4.1 創新資金支持方式

中央財政投入引導，鼓勵多方投入，穩定支持開展基礎前沿技術、關鍵共性、重大戰略裝備等協同創新，鼓勵和支持重大產業技術創新和成果轉化。優化形成以創新為導向的中央預算內投資，創新農業科研經費分配流程，構建“政府-社會組織-企業”模式，建立過程管理監督機制，加強資金實際使用效率。在農機購置補貼中開辟農業機械化科技創新補貼專項，強化科技創新資金支持保障，向開展基礎性工作和應用基礎研究傾斜；同時，引入創新導向，探索部分智能農機補貼方式創新，改“資金”補貼為“科技創新券”補貼，“倒逼”企業強化科技創新，推動產學研深度融合。

5.4.2 優化稅收及金融政策

加大農機企業研發費用加計扣除等普惠性政策實施力度，對農機企業投入應用基礎研究實行稅收獎勵政策，對開展智能農機裝備研發的農機企業實行稅收減免政策，鼓勵農機企業增加科研投入比例，降低農機企業研發成本。完善金融支持農業科技創新體系，加大中國農業發展銀行支持農業機械化科技創新的貸款額度，鼓勵金融機構針對權屬清晰的大型農機裝備和知識產權開展抵押貸款，引導風險投資等社會資本參與建立農業機械化科技創新基金，鼓勵和引導大型農機企業和中小型農機科技型企業、新型研發機構上市融資。

5.4.3 健全創新激勵和保障機制

構建充分體現知識、技術等創新要素價值的收益分配機制，完善科研人員職務發明成果權益分享機制，適當增加科研人員農業機械化科技成果轉化收益比例。構建基于利益驅動、權責利對等的產學研合作機制，建立貢獻和利益緊密相連的創新收益分配制度，促進農機研究所與企業、高校等創新主體，按照資源貢獻度和科技成果轉化率，分配利益和擔負責任，促進協同創新體系高效運作。支持科研人員到農機企業掛職、兼職，提高整體福利待遇，激發科研人員創新創造創業活力。

6 結論

通過分析政府機構、企業、高校、科研院所、金融機構等主要農業機械化科技創新生態主體的特征，發現每個創新主體都有不可替代性，存在各自擅長突破科技創新的領域，加快各主體間的協同創新，有助于進一步提升農業機械化科技創新能力。要確定農機企業創新主體地位，構建以企業為主體的農業機械化科技協同創新模式，引入多元資本投入，打造新型研發機構，優化資源配置。最后，要強化科技創新源頭研究、完善科研基地平臺體系、優化協同創新機制、完善政策和金融支持體系，激發農業機械化領域創新創造創業活力。