農產品質量安全學科建設成效與科技需求展望

錢永忠 金 芬

（中國農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所，農業農村部農產品質量安全重點實驗室，北京 100081）

農產品質量安全事關人民群眾生命安全和身體健康，事關我國經濟建設又好又快地發展，對促進農業高質量發展和實現鄉村振興有著重要的現實意義和深遠的戰略意義。作為現代農業科學領域的一門重要新興學科，農產品質量安全學是研究農產品從農田到餐桌全過程與質量安全有關的理論、方法和規律的科學，旨在揭示環境、農業投入品、生產過程及消費環節對農產品質量安全的影響機制及控制途徑，為農產品從生產到消費全過程的質量安全控制和消費安全保障提供理論基礎和應用技術。通過聚焦農產品生產、評價和保障技術前沿，以風險評估與預警、質量安全標準與檢測、質量安全過程控制、農產品品質與營養功能為重點研究領域，農產品質量安全學為有效提高生產能力、科學評價風險程度、持續提升農產品質量安全管理水平提供科技手段。

近20 年來，我國在農產品質量安全控制技術、檢測技術、質量追溯和防控預警等共性及關鍵技術研發方面取得較大進展，全面提升了我國農產品質量安全水平，也促進了農產品質量安全學科的建設與發展。面向 “十四五”，在 “優先發展農業農村，全面推進鄉村振興” 戰略部署下，實現農業科技自立自強，加快推進農業關鍵核心技術攻關成為必然要求，農產品質量安全學科面臨新的機遇與挑戰，亟須聚焦關鍵問題，加強農產品質量安全關鍵技術的研發與應用，啟動實施卡脖子技術攻關。

一、農產品質量安全學科建設取得歷史性新進展

經過近20 年的建設與發展，我國在部省地縣4 級建設了一批農產品質量安全專業研究機構和科技平臺，充分發揮了科技、人才和條件等優勢，形成了較為完善的農產品質量安全研究體系，科技投入和科技創新能力得到了顯著提升，為我國農產品質量安全監管和農業高質量發展提供了有力的技術支撐。

（一）農產品質量安全科學研究的體系隊伍不斷壯大截至目前，我國已形成了以中國農業科學院、中國水產科學院和中國熱帶農業科學院3 大專業質量安全研究機構為主體，各省級、地市級農業科學院專業質量安全研究機構為基礎，高等院校中農產品質量安全和食品質量安全專業為延伸的學科研究體系。

其中，中國農業科學院結合自身特點和優勢，將農產品質量安全與加工列為其8 大優勢學科集群之一，部署建設了農業質量標準與檢測技術研究所，在其他16 個研究所組建了34 個質量安全相關的科技創新團隊。中國水產科學院和中國熱帶農業科學院分別成立了質量與標準研究所或研究中心，專業從事農產品質量安全科學研究。在省級層面，全國共有29 個省級農業科學院組建了農業質量標準與檢測技術研究所。包括中國農業大學、江南大學、華南理工大學等高等院校也先后開設了 “食品質量與安全” 和 “農產品質量安全” 等本科專業。農產品質量安全科技研究隊伍不斷壯大，支撐能力不斷提升。

“十三五” 期間，通過圍繞檢測方法研究與技術標準評定、實驗室比對與能力驗證、仲裁檢測等研究工作，建設了10 家國家農業檢測基準實驗室，在農藥殘留、生物毒素、飼料添加劑、重金屬等檢測技術領域開展了大量的研究工作，農業檢驗檢測領域核心競爭力大幅提升。圍繞產業發展需求，按照優勢農產品區域布局，在現代農業產業技術體系中增設了油菜、茶葉、花生等質量安全與營養功能評價崗45 個，聚集了一批優秀的產業體系崗位科學家，農產品質量安全科研服務產業能力有所增強。通過科技資源整合，農產品質量安全重點實驗室學科群在原有檢測技術、質量安全控制兩個研究方向基礎上又拓展了生物安全評價與控制、投入品安全評價等新的研究方向，新增建設了11 家專業性重點實驗室和6 家企業重點實驗室，形成了由1家綜合性實驗室、18 家專業性重點實驗室和7 家企業重點實驗室組成的 “1+18+7” 重點實驗室學科群體系，科技儲備和原始創新能力明顯提升。

（二）農產品質量安全科技創新支持渠道明顯增多我國較早開始重視農產品質量安全學科的發展，中央和地方財政對農產品質量安全的基礎研究和應用基礎研究的投入從 “十五” 起步，到 “十三五” 時期已初具規模，在國家相關部委的科技計劃部署中已占據一席之地。

在國家科技計劃的部署方面，“十三五” 期間新規劃的國家重點研發計劃陸續啟動了多個重點專項，包括農村領域的 “農業面源和重金屬污染農田綜合防治與修復技術研發專項”，社發領域的 “食品安全關鍵技術研發專項”，基礎領域的 “國家質量基礎的共性技術研究與應用專項” 以及政府間國際合作專項等支持或部分支持農產品質量安全領域的研究。其中 “食品安全關鍵技術研發專項” 圍繞食品安全的重大共性關鍵技術，針對食品源頭污染、生產儲運、監管支撐等全過程，按照全鏈條部署、一體化實施的原則，設置了前沿和共性技術創新、關鍵技術和產品研發、轉化集成和綜合示范3大類67 項任務。

國家自然科學基金委員會在 “十三五” 發展規劃中首次將 “食品中有害物質的產生及其消除的機制”“食品有害物質痕量、快速檢測的理論與新技術、新方法”列入“生命”學科的優先發展領域。自2016 年以來，“食品質量與安全檢測” 分別資助了82 項、92 項和81 項自然科學基金項目，已連續3年成為生命科學學部資助的研究熱點。

（三）農產品質量安全科技成果產出取得重要突破據不完全統計，2016-2019 年，農產品質量安全相關成果獲國家科學技術獎總計5 項，其中國家技術發明二等獎4 項，國家科技進步二等獎1項。國家技術發明二等獎 “茶葉中農藥殘留和污染物管控技術體系創建及應用” 與國家科技進步二等獎 “優質蜂產品安全生產加工及質量控制技術” 緊緊圍繞我國茶葉和蜂產品產業發展中存在的質量安全問題，研發關鍵管控技術，提升我國農產品的質量安全水平和國際競爭力。國家技術發明二等獎“農產品中典型化學污染物精準識別與檢測關鍵技術” 及 “動物源食品中主要獸藥殘留物高效檢測關鍵技術” 圍繞當前我國農獸藥殘留監管的重大需求，攻克了我國農獸藥殘留檢測關鍵技術瓶頸。而國家技術發明二等獎 “生鮮肉品質無損高通量實時光學檢測關鍵技術及應用” 圍繞我國畜禽屠宰加工質量安全，為生鮮肉品質精準全程監管提供了先進實用的檢測手段。縱觀農產品質量安全國家科學技術獎獲獎項目，其中抗菌藥物殘留高通量篩查技術、蜂產品品質評價技術、肉品質無損檢測技術、化學污染物的分子印跡固相萃取技術、茶葉中化學品的高通量檢測技術等達到世界前列或居于領先地位，有效推動了農業綠色化、優質化發展進程。

此外，“十三五” 在耐藥基因的發現、植物油料油脂品質檢測技術及標準、畜禽養殖中未知添加物篩查與控制新技術、花生加工黃曲霉毒素全程綠色防控技術等多個新興學科方向也取得重要突破，研究優勢特點有所體現，省部級獎項層出不窮。如“可轉移多黏菌素耐藥基因mcr的發現及其傳播機制研究” 獲北京市自然科學獎一等獎、“主要食用植物油料油脂特異品質檢測技術及標準的研制與應用” 獲湖北省技術發明一等獎、“主要畜禽產品質量安全控制評價關鍵技術標準研制及集成創新” 獲江西省科學技術一等獎，等等。

（四）服務國家、產業及區域發展的研究優勢逐漸凸顯中國農業科學院油料作物研究所李培武院士團隊，面向國家重大監管需求，形成了以生物毒素檢測與控制為特色的優勢團隊，創建的黃曲霉毒素高靈敏檢測技術達國際領先水平，推動了我國糧油真菌毒素監控技術水平的整體提升。廣東省農業科學院農業質量標準與監測技術研究所面向重金屬污染影響區域發展的突出問題，形成了以重金屬監測防控技術為優勢方向的研究團隊，探明了重金屬及其形態在廣東主要農產品中的遷移轉化動態規律，為南方土壤提供安全種植 “紅綠燈”。江蘇省農業科學院農產品質量安全與營養研究所形成了以質量安全全程管控技術為特色的優勢團隊，揭示了小麥鐮刀菌毒素污染發生規律及其關鍵控制點，建立了小麥質量安全全程管控技術，推動了小麥產業高質量發展。上海市農業科學院農產品質量標準研究所面向食用菌產業發展需求，形成了以食用菌全程管控技術為特色的優勢團隊，協助企業解決食用菌生產過程中質量安全技術瓶頸。浙江省農業科學院農產品質量安全與營養研究所提出的 “一品一策” 風險管控技術成果及模式已被納入 《國家質量興農戰略規劃 （2018-2022）》，為我國農產品質量安全科技創新服務區域發展探索出一條新路，促進了產業轉型升級。

二、農產品質量安全學科發展對標分析

農產品質量安全學科作為一個新興交叉學科，由于時間短、底子薄，目前該學科在Web of Science 和Scopus 數據庫中都沒有明確的歸屬，很難全面準確地界定和度量相關的論文及專利的產出。因此，綜合考慮國際化和本土需求，采用傳統的科學計量定量評估方法和對標定性評議分析相結合的分析方式，以便能更客觀地反映我國農產品質量安全學科的發展現狀和創新水平。

（一）傳統的科學計量定量評估分析根據近些年來我國在農產品質量安全學科的發展，對“農產品”“食品”“質量”及“安全”等關鍵詞進行文獻檢索統計，發現其逐步形成了“農產品檢測技術”及“農產品質量安全與控制”為主的兩個重點方向。

在農產品檢測技術方向，從論文計量統計分析發現，以中國農業科學院為例，對標美國農業部、加州大學戴維斯分校以及江南大學等國內外一流科研機構，有3 點值得關注： 一是所發表的學科論文的篇均被引次數為8.07 次，略低于上述3 家科研機構，論文的總體影響力有待進一步提高； 二是熱點論文數量相對較多，特別是在生物毒素高靈敏快速檢測技術、蜂產品檢測技術、高通量農獸藥殘留檢測技術等方向； 三是H 指數較高。H 指數作為一個混合量化指標，常用于評估研究人員的學術產出數量與學術產出水平，中國農業科學院的H 指數較高為30，與美國農業部、江南大學及中國農業大學相近，略低于加州大學戴維斯分校，這表明在該方向中國農業科學院擁有較強的學術綜合實力。

從學科專利計量統計分析發現，對標國內一流科研機構，中國農業科學院主要呈現3 個特點： 一是專利授權率較低，中國農業科學院的專利授權率為19%，低于中國農業大學 （35%）及江南大學專利授權率 （34%）； 二是專利平均被引頻次居中，中國農業科學院在近些年的專利被引頻次為0.69；三是近3 年發明專利數量在近5 年占比較高，這也在一定程度上反映近年來中國農業科學院在創新能力提升的同時愈加注重創新的實際貢獻。

在農產品質量安全與控制方向，論文計量統計分析發現，對標荷蘭的瓦赫寧根大學、德國風險評估研究所以及浙江大學等國內外一流科研機構，中國農業科學院也呈現了與農產品檢測技術研究方向情況相似的現象： 一是論文篇均被引次數較低（5.86 次），總體影響力有待提高； 二是 H 指數較低為 10，略低于浙江大學 （H 指數＝13）和瓦赫寧根大學 （H 指數＝11）； 特別是在該研究方向國內外均無熱點論文報道，這表明該研究方向的交叉性和分散性更強。

通過上述定量分析可以看出，在 “農產品檢測技術” 方向及 “農產品質量安全與控制方向” 兩個重點研究方向，中國農業科學院發展潛力大，但學術影響力有待增強，應更加注重提高創新質量與實際貢獻，加強與國內外同行，尤其是國際一流科研機構的學術合作，進一步提高學術影響力。

（二）對標一流機構的學科定性評價分析從定性的角度，對標我國新階段、新任務、新要求，農產品質量安全科技創新也還存在明顯的差距和短板。在農產品檢測技術研究方向，對標美國加州戴維斯分校Bruce Hammock 團隊，我國農藥高靈敏度抗體數量少、覆蓋面窄； 對標美國普渡大學質譜技術研發團隊，我國自主研發檢測儀器設備相對落后，質譜檢測器等核心部件主要依賴進口，卡脖子現象嚴重； 對標美國國家標準與技術研究院以及美國伯樂公司，我國質譜、紅外、拉曼、核磁等數據庫嚴重缺乏，數據庫建設方面還受制于人； 基體標準物質、品質成分標準物質缺失。在溯源與真實性鑒別技術研究方向，對標新西蘭奧塔大學、法國國家科學研究中心、葡萄牙波爾圖大學及美國俄克拉荷馬大學，農產品產地和品種的同位素檢測方法、物種鑒別方法標準、產地和真實性溯源的數據庫缺乏； 高通量測序、蛋白組、代謝組等新技術應用還很不夠。

在農產品質量安全風險評估技術研究方面，對標德國聯邦風險評估研究所、荷蘭公共衛生與環境研究院、美國國家環保局 （EPA）及 WHO 國際癌癥研究機構 （IARC），我國還存在本底污染、人群生物標記物連續監測、特殊膳食、毒性互作等基礎數據缺乏等問題； 毒性評價替代技術和高通量未知物篩查技術較少，難以應對相應的農產品質量安全問題； 內分泌干擾物、隱蔽性毒素等前沿領域無有效風險評估方法和模型等。在質量安全控制技術研究方面，對標荷蘭瓦赫寧根大學、加州大學河濱分校、美國俄亥俄州立大學及比利時根特大學，存在本底污染數據少、毒性數據缺、對新型污染物的篩查發現能力弱，污染物全過程遷移轉化規律及作用機制不明，主動防控技術少等明顯的差距和短板。

通過定性對標分析可以看出，我國在農產品質量安全控制技術、檢測技術、質量追溯和防控預警等共性及關鍵技術研發方面取得了較大進展，但還存在檢測核心關鍵部件的原始創新水平不高、基礎數據庫的構建與數據積累不足、新技術應用不夠等問題，急需科學合理布局學科方向，開展短板、卡脖子技術研究，提升農產品質量安全創新質量和創新實際貢獻。

三、農產品質量安全科技發展趨勢及展望

“十四五” 是推動農業農村高質量發展、促進鄉村振興戰略加快實施的重要階段。保障農產品質量安全是農業高質量發展的基礎和關鍵，農產品質量安全學科將緊密圍繞質量興農和綠色發展，夯實高質量發展的科技基礎。

一是面向國際技術前沿，加強基礎研究和應用基礎研究，開展農產品中危害形成和毒性作用機制、污染物聯合跨類毒性效應及機制、危害因子全鏈條多過程協同作用機制、生物性危害因子的傳播機制等應用基礎研究，探明農產品質量安全風險評估與預警的理論基礎。

二是面向國家監管重大需求，開展農產品樣品全回收、全譜識別技術，未知風險因子的快速篩查預警技術研究； 研發靈敏度高、智能化、可視化、可定制化快速檢測技術及裝備； 開發實時溯源監控技術與裝備； 充分利用5G、區塊鏈、人工智能等技術，構建基于 “區塊鏈+” 的全時空溯源監管信息技術的風險分級管理和預警平臺，為農產品質量安全現場監管、智慧監管提供關鍵核心技術。

三是面向經濟主戰場，聚焦農業產業高質量發展需求，開展生物毒素、重金屬、持久性有機污染物等危害物的脫毒減毒技術及微生物干預與控制技術研究，研制相關技術標準，構建全產業鏈質量安全主動保障技術體系，提升我國農產品質量安全水平。圍繞大宗、特色農產品，開展種養殖新技術、防腐保鮮新技術、新模式下農產品特征品質形成變化機理研究，開展品質特征指標體系篩選、功能評價技術及配套檢測新技術與標準物質研制； 為加強具有營養功效成分、強化短缺營養素的農產品產業布局提供科學技術支撐。

四是面向人民生命健康，開展農產品的感官品質、營養品質、加工品質、生態品質等分析核心技術研究，采用風味組學、營養組學挖掘我國不同區域與品種農產品中重要營養品質，構建我國農產品品質成分基礎數據庫，為豐富我國農產品供給，滿足人民多元化消費需求提供科學技術保障。