糧食增產千億斤：壓力抑或潛力？
——基于技術進步方向和關鍵要素的判斷

高蕓，鐘鈺*，劉曉雪

（1. 中國農業科學院農業經濟與發展研究所，北京 100081；2. 北京工商大學經濟學院，北京 100048）

近年國際形勢復雜多變，對糧食生產要素組織和產品供應鏈造成了重大沖擊，食物系統受政治、經濟和突發事件等外部沖擊風險增加[1]，引發了國內外對糧食安全的又一輪高度關切，我國政府持續抓好糧食和重要農產品生產保供，各項政策“穩”字當頭。2021年氣象年景不利情況下，糧食總產連續7年站穩6.5億t（1.3萬億斤）臺階，取得了“十八連豐”。同時，糧食單位面積產量比2020年增加71.5 kg/hm2，總播種面積近20年保持平穩增長，自2009年至今保持在1.1億hm2。在全球食物不足人數緩慢上升的態勢下，中國實現了“把飯碗牢牢端在自己手中”，也創造了經濟持續健康發展和社會安全穩定的奇跡[2]。

回顧世界糧食發展歷史，美國在1975—1979年達到“五連增”、印度在1996—2001年實現“六連豐”，而我國則實現了“十八連豐” ，不僅打破了中國糧食生產史上產能記錄，也刷新了世界糧食生產的新高度。根據各國經驗，糧食產能的增長是要素配置、技術進步、政策保障等多因素協同作用的結果，糧食單產持續增長時期越長，增產更加依賴技術突破支持。另一方面，受國際金融市場波動和市場化影響，借助價格補貼政策調控空間將逐步壓縮，要素配置需要更加完善的要素市場化配置體制，全面、多維的科學生產決策，并建立動態適應性優化機制。從2004年我國糧食產量達到5.0億t（1.0萬億斤），2009年增長到5.5億t（1.1萬億斤），2013年6.0億t（1.2萬億斤），2016年達到6.5億t（1.3億斤），每千億斤產能增長周期并沒有縮減，但主糧單產增長率明顯放緩。在5.0億～6.0億t產能期和6.0億～6.5億t產能期，單產年平均增長率水稻由1.05%下降到0.73%，小麥由2.59%下降到2.21%，玉米則由2.33%下降到-0.25%。就國內形勢來看，糧食播種面積受生產地域重心北移，土地、光溫、水等生產資源趨緊，糧食生產的經濟和環境成本持續增加等多種因素限制下，糧食總產增加難度加大的擔憂加重。種糧成本上升與收益下降的問題一直未能得到根本解決，糧食價格不能完全反映邊際收益，導致糧食產量越大的地區，輸出資源、利益流失、機會成本就越高[3]，農民種糧和地方政府抓糧積極性亟待針對性政策支持。當前，各國對市場的負面預期推高了全球糧價，以緩解我國生產資源壓力的玉米、大豆等飼料糧、畜產品和飼草進口不確定性和進口成本增加，糧食保護主義抬頭，投機資本收益膨脹[4]。因此，夯實糧食產能，掌控糧食安全主動權，是化解國際糧食危機并防止其演變為國際政治經濟危機的直接、有效手段，探討糧食又一個千億斤產能增加的壓力和潛力，對提振糧食產業發展信心、明確增產路徑的意義重大。

1 理論邏輯

近年中央“一號文件”持續強調提升糧食和重要農產品供給保障能力，糧食安全仍是我國發展長期面臨的重要問題，是應變局、開新局的“壓艙石”。考慮到膳食結構轉型升級、收入水平提高以及人口峰值期等因素，雖然我國人均口糧消費下降，但人均糧食消費量長期保持增長態勢，必須確保我國糧食產能穩定在6.5億t以上，才能應對糧食量質齊增的剛性需求。在經濟新常態和鄉村振興的大背景下，亟需從生產、科技和支持政策的宏觀視角，充分分析和認識糧食產能可持續增長面臨的壓力和潛力。根據不同品種歷史單產和面積變化趨勢，判斷主糧品種的增產潛力與制約因素，估算各品種增產潛力和新一輪千億斤產能提升的實現時間，最后提出糧食產能可持續增長的方向與實現路徑，以期貢獻于糧食安全政策的系統、精準和社會化發展。

已有糧食豐產（增產）的主要原因分析和經驗總結主要從經濟管理和農業技術兩個方面開展，研究結論較為一致。21世紀前10年，糧食增產的貢獻因素主要為單產增加、結構調整和播種面積擴大[5-6]，促進單產增加的主要因素是財政支農力度、種子和機械作業等[7-9]。2010年后，政策和補貼以及種植結構調整對單產提高效應逐步減弱，規模效應與技術效應均不顯著[10]，播種面積增加和豆類作物種植比例下滑在糧食總產增加的貢獻比例大幅提升[11]。生產重心持續向北轉移[12]，專業化生產向東北和華北地區集中[13]，產區集中度上升而銷區自給率下降，已然成為當下糧食產銷格局的典型特征。特別是東北和華北平原旱作區糧食產量整體穩步提高，并具有明顯的空間集聚特征[14]，作物生產從勞動密集型向機械密集型轉變。以勞動力成本上升為主要推動力的糧食生產成本上升，但低收益挫傷了農民種糧積極性，成本收益狀況成為生產布局的決定性因素。因此也形成了糧食專業化生產和資源稟賦難以有效協同的種植布局和結構。從長期來看，技術進步和機械化將是未來糧食增產的主要動能，但不同類型技術推廣和措施效果并不樂觀，例如秸稈還田、免耕播種等保護性耕作還需要相應的機械技術和應用配套才能得以實施，由于地形條件的限制，丘陵山區農業機械化水平遠低于平原地區[15]，水肥一體化、配方施肥、新型肥料推廣因農技農藝配合不到位尚未普及。

綜上所述，糧食單產增長新動能的方向和目標已經明確，但是操作層面的關鍵問題還未解決，有實物載體、易物化技術的邊際效益下降，原有技術路徑增效困難加大。針對不同地區和生長環境、不同作物的良種、良法、良地和良機配套與改進的“軟技術”方案落實的載體和推廣模式還需探索。各地區不同糧食品種的技術進步關鍵問題更加復雜多樣，因此，對糧食產能增長潛力和壓力進行判斷，需對三大主糧的綜合單產和播種面積的變化趨勢、各要素投入水平和貢獻程度分析的基礎上，識別產能增長的短板和瓶頸。

2 當前糧食生產形勢分析與判斷

我國糧食產能達到5.0億t至今，糧食產出的品種結構、各品種單產和面積、主產區域等反映生產宏觀形勢的關鍵指標都發生了變化。此外，從各品種在糧食增產貢獻率、成本收益情況和各類投入品占比等方面來看，不同品種產能潛力也存在明顯差異。客觀認識當前糧食生產形勢，是協同解決糧食生產模式、投入產出效率、技術進步等共性問題，找出不同品種生產面臨主要問題的關鍵，也有助于提高產能預測的可靠性。

2.1 生產結構調整走向

2.1.1 主糧生產形勢決定了糧食總產走勢 糧食總產量中谷物的占比在近10年較為穩定的保持在90%的比例，薯類和豆類占比略有波動，近5年約占5%和3%，產量分別保持在2 852萬t和1 966萬t。從糧食增長貢獻率來看，水稻、小麥和玉米的生產形勢決定了糧食生產的總體情況和走勢。自2001年至今，主糧產量對糧食增產的平均貢獻率為136.4%，只有2016/2017年增長率為負，而其他糧食類（雜糧）、薯類和豆類僅在2018/2019、2019/2020和主糧負增長年份對糧食產出增長率貢獻為正，且較為顯著。2003—2014年面積增長對三大主糧產出增長貢獻較為顯著，2015年至今單產增加貢獻較為顯著（圖1）。

2.1.2 各時期不同品種增產貢獻有較大差異 2001年至今，薯類、豆類和雜糧均保持總產量下降或基本平穩態勢，5.0億~6.5億t時期的3次千億斤產能提升的貢獻均來自三大主糧，特別是6.0億~6.5億t產能期，三大主糧的總體貢獻超過了527.8%，彌補了薯類、豆類產量的下降。谷物中玉米產量占比最大，自2012年超過水稻成為第一大主糧，近5年年產量占糧食總產量的39.3%，增產貢獻率均保持較高水平且貢獻率持續增長。水稻產量約占糧食總產量的31.9%，其增產貢獻率均在6.0億~6.5億t產能期較為突出。小麥對產能提升的貢獻較為穩定，相應的其單產增長率和播種面積也較為平穩（表1）。

表1 主糧單產和產量對糧食總產增長貢獻率(%)Table 1 Main grain yield and yield contribution rate (%)

2.1.3 糧食生產集中度逐年提高，不同糧食產銷區產能差距擴大 黑龍江、河南、山東為我國糧食產出前三甲省份且產量占比逐年提高，從2004年的23.2%上升到2020年的29.6%。分品種看，三大主糧產量位列前5名的省份占總產量比重都有逐年上升趨勢，糧食生產表現出明顯的地理集聚。其中，早稻和雙季晚稻面積逐年下降，產量在水稻總產中占比分別從2013年的16.8%和17.9%，下降到2020年的12.9%和14.2%。中稻和一季晚稻種植面積和產量占比逐年提升。東北（黑龍江、吉林、遼寧3省）、華北（北京、天津、山西、河北、山東、河南6省市）、西北（陜西、甘肅、寧夏和新疆4省區）單季稻單產均高于全國平均產量，三個區域占全國水稻面積和總產量的21.6%和22.9%，也是以粳稻生產為主的優質水稻產區。長江中下游稻區包括江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南和上海等7省（市），占全國水稻面積和總產的5成以上，但該區域受春寒、寒露風、洪澇等災害影響，水稻種植效益低，單產、面積和總產的波動都較大。小麥生產機械化水平高且種植區域較為集中，2020年河南、山東、安徽、河北、江蘇5省產量達到全國總產的79.6%，除江蘇外其余4省的單產平均高于全國平均水平。玉米是主糧中產量波動最大的品種，從2010年至今經歷了快速增長和調整下降兩個階段，2015年玉米種植面積為近10年峰值，共4 466.7萬hm2，之后下降至約4 133.3萬hm2。玉米種植面積超過66.67萬hm2的省份集中在東北、華北和西北地區。總體來看，2003年11個糧食產銷平衡省份自給率平均為90.4%，到2018年除新疆、寧夏繼續保持高水平自給外，其余9省份降到58.5%，4個主銷區（不含京津滬）自給率從66.4%下降到22.4%，產銷平衡區和主銷區糧食自給率逐步下降。

2.2 生產要素配置變化

2.2.1 糧食生產中心向東北方向移動，加劇了土地、水資源約束 土地是糧食生產的最基本要素，糧食產量達到5.0億t后的兩次千億斤產能增長，以高單產作物面積增加貢獻為主，玉米和水稻的面積增加貢獻尤為突出，豆類種植面積下降，2014年后糧食增產主要依賴單產貢獻。糧食種植面積約占所有作物種植面積的80%，且以連片耕地和平原為主。糧食生產重心持續向東北方向移動[16-17]，東北（黑龍江、吉林）和華北（山東、河南、安徽、河北）地區和內蒙古自治區糧食產量明顯增加[17-18]，形成了氣候資源稀缺地區資源利用率較高，而氣候資源豐裕地區利用率較低的失衡格局[19]。全國耕地后備資源總面積為0.53億hm2[20]，草地（占64.3%）、鹽堿地（12.2%）、內陸灘涂（8.7%）和裸地（8.0%）為主，開發成本高、生態風險大。其中，集中連片耕地后備資源僅有0.06億hm2，東部11個省（市）之和僅占11.7%。經濟發展快的地區后備土地資源接近枯竭，在省域內通過占補平衡方式保障耕地面積不下降越來越難實現。農業用水約占總用水量的比例從2000年的69.0%下降至2019年的61.2%，根據歷年灌溉面積中耕地占比，糧食生產消耗了約70%~80%的水量，且有效灌溉總面積和水田均呈“北增南減”變化特征，灌溉面積占耕地總面積比例逐年上升，糧食生產受水資源約束也逐步加大。

2.2.2 化肥投入量一直未能下降，人工費用占比高、上漲快 糧食生產成本分為物質與服務費用和人工成本兩部分，其中物質與服務費用是生產中需要花費的直接生產成本，用于購買化肥、農藥和種子等投入品。物質與服務費用對總成本增長貢獻率逐步下降，其中化肥費用從1985—1990年生產成本上漲貢獻20%以上，下降到2006—2019年上漲貢獻10%左右。但化肥投入折純量和單位名義價格成本一直未能下降，且三大主糧品種都長期保持持續增加趨勢。根據《全國農產品成本收益資料匯編》，水稻、小麥和玉米化肥折純用量從5.5億t產能期的309 kg/hm2、348 kg/hm2和321 kg/hm2，上升到6.5億t產能期的345 kg/hm2、421.5 kg/hm2和366 kg/hm2。雖然政策上已明確提出“一控兩減三基本”目標，但糧食產區化肥、農藥過量施用并沒有出現明顯下降趨勢。例如，長江中下游稻農化肥施用量為最優用量的1.43倍[20]，農戶土地利用方式的生態化演變是一個長期、緩慢的自然歷史過程。此外，農膜使用提高了西北地區糧食產量，但其破碎在土壤中無法降解，造成纏繞植物根系、阻礙地下水下滲、肥料吸收，造成嚴重的農業面源污染，導致糧食產量和品質下降。

從1990—2020年，水稻、小麥和玉米的生產成本上漲了約8倍，人工費用則上漲了15倍以上，成為生產成本上漲的最大推動力（圖2）。2020年單位面積的用工數量已經降為1985年的20%~30%，其中水稻為1990年用工數量的24.1%，小麥為26.4.%，玉米為27.6%，但由于工價的快速增長，抵消了用工數量的減小。按照名義價格計算，在1985—1990年，1991—2005年，2006—2018年 三個階段，人工費用對生產成本上漲的貢獻率分別為63.7%、81.7%和86.0%。同時，人工費用占比與凈利潤高度相關。這種反向關聯在2010年之后逐步顯現。水稻、小麥、玉米人工費用占比高的省份，凈利潤相對都較低；反之，人工費用占比低，機械費用占比高于全國平均水平，凈利潤則較高。三種主糧的凈利潤波動周期基本一致。1992—1995年和2001—2013年為盈利上升期，1996—2003年和2013年至今為凈利潤下降期。水稻盈利在歷年間一直保持為正，小麥單位面積凈利潤為負的年份最多，即便是凈利潤為正的年份，單位面積凈利潤在主糧中也較低。玉米凈利潤波動幅度最大，特別是在2015—2018年虧損超過1 500元/hm2，2016年虧損已達4 500元/hm2。同樣主糧品種的生產凈利潤省份間差距在近年逐步拉大，以中秈稻為例，2005年最高凈利潤和最低凈利潤省份差距為3 483元/hm2，2018年差距擴大為9 605元/hm2，不同品種高低凈利潤均差距擴大2~3倍不等。

2.2.3 中性技術進步特征明顯，部分地區缺乏技術進步動力 資源和環境約束不斷增強，必須依靠技術進步和體制優化提高糧食全要素生產率，提高要素邊際回報率，才能實現糧食生產向高產、優質和高效方向發展。農業農村部自2006年發布農業技術進步貢獻率，以此作為衡量農業科技創新支撐農業高質量發展和鄉村振興的核心指標。2001年農業技術貢獻率超過50%，2020年突破60%，其增長率在1993—1997和2000—2002年出現了小幅上升，在2002年后增長幅度趨于平穩。

糧食品種的全要素生產率（TFP）測算也成為近年的研究熱點，通過TFP測算挖掘其含義，對各個品種的技術進步類型、影響因素進行深入剖析。在研究方法上將要素固定彈性改進為隨時間和要素投入量變動的兩個組成部分，模擬現實生產中生產前沿面提高和要素投入占比變化，并取得了較為一致的研究結論。南方秈稻產區技術效率差距不大，種子、化肥投入過量[21]。水稻TFP增長主要源于技術進步，偏向技術進步不足[22-23]。小麥TFP各產區存在較明顯差異，技術進步非中性[24-25]，主要類型是勞動力節約型和機械使用型[26-27]。三大主糧TFP增長主要以中性技術進步為主要驅動力，即主要依靠技術前沿面的提高實現技術進步。主糧生產都存在種子、化肥、農藥費用等生產要素投入冗余現象，導致技術效率損失。一些糧食主產區近年發展規模化經營，通過機械化替代人工或強化某一項技術，推動偏向技術進步，實現了中性技術進步和技術效率共同改善，較為明顯的是北方春播玉米帶和東北粳稻主產區。西南山地和南方地區具有兼業化、規模小和分散經營的特點，主要依靠某項可物化技術要素（育種、肥料、機械、農藥）實現技術進步“單驅動”，導致西南地區玉米和南方地區水稻生產TFP增長缺乏動力。

2.2.4 財政支農重點是主產區糧食生產環節 由于農業公共產品屬性，投資收益率較低等特征，各級政府財政支農資金是農業發展的主要投入來源并發揮著導向作用。1994年我國開始投資興建了一批農田水利設施，并開始重視農業生產風險防范和生態環境治理，為2004年糧食產量達到5.0億t打下了基礎。2004年之后，逐步建立了種糧農民直接補貼、農作物良種補貼和農資綜合補貼（前三項在2016年合并為農業支持保護補貼）和農技購置補貼政策體系，最低收購價制度和臨時收儲政策穩步實施，刺激了農戶種糧積極性。財政支農總量由2004年的2 359.9億元增加到2019年的8 183.4億元，年平均增長率為16.5%。2004年以來，財政支農支出占財政總支出比例呈現波動性增長態勢，并實施了目標明確的改革。一是，為激勵農民開展秸稈還田、深松整地、施用有機肥等措施，主動保護耕地地力，2016年合并后的農業支持保護補貼，除一部分用于糧食適度規模經營外，其余調整為支持耕地地力保護，2020年超過1 200億元。二是，為調動地方政府抓糧積極性，在2005年出臺的產糧（油）大縣常規獎勵機制的基礎上，篩選常規和超級產量大縣，實行動態獎勵機制。獎勵資金規模逐年增長，2011年達到225億元，2020年達467億元。此外，中央通過減免主產區糧食風險基金地方配套，持續減輕主產區財政負擔，形成了以糧食生產支持為主（2018年3 760.8億元，占68.7%），收購（15.1%）、儲存（15.8%）、銷售（0.4%）支持為輔的財政支持體系。

2.3 產能增長壓力與潛力

基于以上分析，土地、水資源以及成本收益是糧食增產的強約束，決定了糧食生產主產區對產能供給的貢獻提升，生產資源條件和經營規模是制約單產提高的主要因素。財政支農的效率逐漸減弱，各級政府在經濟新常態時期面臨的財政收支平衡壓力不容忽視，節本增效是當前糧食產能增長的前提條件。綜合以上因素，又一個千億斤產能增長較以往產能提升難度更大，但產能增長依然樂觀，主要基于以下幾個方面的原因。

首先，各級政府壓實糧食播種面積黨政同責考核責任，疫情防控進入常態化，農戶助耕助種、新型農業經營主體和社會化服務組織代耕代種等已成為較普遍的生產組織方式，保障糧食播種面積穩定。其次，我國糧食生產分布區域廣、緯度跨度大，局部自然災害對整體產能不會造成本質性影響，植保技術水平可以確保主要病蟲危害損失率控制在5%以內，主糧機械化程度高，保障旱澇災害有效應對和及時搶種搶收。第三，我國糧食產能體量大，千億斤產能增長占當前總產量的7.7%，同時三大主糧單產原有技術路徑下，仍有很大增長空間。特別是玉米的單產水平僅略微高于全球平均水平，但與世界第一美國差距較遠。2020年在膜下滴灌、水肥一體化生產條件下，我國玉米高產紀錄為24 948.75 kg/hm2，但此紀錄仍與美國農場主競賽記錄有較大差距。我國加快了糧食高產創建步伐，自2008年至今以科研單位作為試驗主體的高產創建，重點開展栽培技術水平提升和技術集成。高產創建工程項目在各主產區建立實驗區，根據主產區資源稟賦開展要素配置效率優化，細化和明確制約單產增長的具體問題進行各個擊破。在糧食集約化經營方面，培育和發現有效的推廣實施載體和模式，進一步挖掘糧食生產偏向性技術進步空間，注重非物化節本增效技術和種糧規模效益提高。同時，隨著信息、物流和技術交流的發展，非主產省可以更加快速、便捷地獲得主產省技術外溢，實現中性技術進步。從長期來看，數字農業、生物質工程、基因編輯育種等前沿領域研究突破可能引發顛覆性創新，雖然還無法明確其轉化為生產力的具體時間表，但可以預見顛覆性創新將成為產能增長的巨大推動力。

3 實現又一個千億斤增產路徑選擇

與前幾次千億斤產能提升相比，再一次產能提升不僅在較高糧食產出水平下，增產同時還要滿足要素利用效率提升、資源環境可持續和生產投入經濟可行的要求，主要依靠單產提升實現產能增長，毫無疑問，科技、機制和模式發揮的作用越來越大。技術前沿面提升能否快速作用于生產層面，需要高效的技術轉移和擴散機制、良好聯結的要素市場，既有分品施策精細化設計支持政策，也要有糧食保險、建設基礎設施等一般性、基礎性的支持體系。因此，品種、單產和面積對千億斤產能提升的貢獻預測，要統籌考慮技術、資源和政策等多因素，增產路徑的關鍵因素是共性關鍵技術突破，以及適當的技術推廣載體和模式下新技術轉化為生產力。總體來看，實現又一個千億斤增產的潛力大于壓力，關鍵在于生產（生產環節）規模化、種業攻關和農田質量建設能否取得實質性推進。

3.1 技術演變與產量潛力分析

從糧食產量增長里程碑技術和發展趨勢來看，生產技術發展向機械化、輕簡化、標準化種植發展，提高要素使用效率，并兼顧與糧食間套作的作物（畜牧）產品的總產最優，糧食生產的技術重點也有所調整（表2）。水稻技術演變的重要目標是減少人工投入，20世紀70年代的免耕拋秧技術和90年代針對水稻播種和收獲環節人工勞動強度大的問題，利用精確定量栽培和疊盤出苗育秧技術，提高秧苗成活率。同時水稻技術提升也表現出明顯的南北差異，東北粳稻產區以規模化作業和集約化經營為特征，顯著提高了單位勞動生產率。長江流域推進“秈改粳”試驗示范，形成“早秈-晚粳”、單季粳稻的種植模式，緩解了“雙搶”壓力并減少高溫熱害的影響，采用稻鴨、稻魚共育減少化肥農藥施用，提高稻米品質和周年經濟效益。小麥技術要點主要是節水節肥，提高生產要素收益，預防自然災害和防控病蟲害。針對華北主產區干旱缺水情況，通過測熵補灌及氮肥后移，提高水、氮肥利用效率。優化品種結構，開展高產優質協同栽培技術研發，保障了小麥總體產能較為穩定。大力發展糧食加工產業，開發多種用途面粉形成價值提升，逐步杜絕了種植環節品種混雜。玉米生產利用地膜覆蓋、育苗移栽、雙壟溝播等技術，擴大了玉米種植區域和面積，生產技術朝著合理密植提高水肥利用效率方向發展。

表2 糧食產能增長里程碑技術和發展趨勢Table 2 Milestone technology and development trend of grain productivity growth

生產技術迭代發展中“高產高效”為方向性目標，集成推廣先進實用技術，力求實現生態環境、品種遺傳特性和生產管理措施綜合作用最大化，以666.7 hm2為試驗單元等過程性目標的重要性逐步凸顯。從重點關注品種抗逆、增穗增產特性及水肥投入，逐步發展到品種、土壤、栽培和環境的多因素綜合優化，滿足高產、優質、高效、可持續等多目標需求，推動多學科融合，栽培理論和生產實踐向定量化、模式化、指標化方向發展。同時育種技術的基礎性創新作用顯著，可以通過技術“路徑突破”，實現生產前沿面的大幅提升。以水稻育種發展為例（圖3），“三系”雜交水稻改變了之前矮化育種的育種技術路徑，水稻平均單產由建國初期不足3 000 kg/hm2，迅速提高到6 750 kg/hm2，在上世紀80年代至21世紀初雜交育種增產表現效果突出。近5年，水稻碳-氮代謝關系取得了突破性進展，可能推動水稻育種技術躍遷。可見，基礎研究的路徑突破會大幅提高產能增長空間，同時栽培模式、要素組織方式和技術集成有利于當前技術水平下的漸進式單產增長，依賴技術進步縮小產量差和效率差還有較大提升空間，但產能提升時間表具有不確定性。

3.2 千億斤產能提升模擬

在我國糧食播種總面積穩定、種植技術和生產組織及管理已達到一定水平，各類災害對產能影響有限的整體判斷基礎上，對千億斤產能提升進行模擬預測有助于估計各品種單產和面積對增產的貢獻，對產能提升具體實現年份進行預判。模擬將2020年糧食產能作為基準期，把三大主糧的單產和面積作為預測基本指標，設定80%和90%兩種情景作為主糧占糧食總產的比例。單產預測方案主要依據最近3次千億斤產能增加單產變化趨勢，各品種與世界主要生產國的單產差距與我國高產創建產量差，以及種子性狀、地力、環境、作物特性等限制性條件。雖然育種技術對糧食增產的重要貢獻，2008—2018年水稻、小麥和玉米品種增產貢獻率分別為45.9%、30.0%和47.3%[28]，但本研究預測期較短，單產模擬高方案設定為當前技術水平下依賴偏向技術進步的單產增長率。綜上，設定水稻、小麥和玉米的高方案單產年增產率分別為0.7%、1.0%、0.8%，低方案分別為0.2%、0.3%、0.4%，均低于產能達到6.5億t后年平均單產增長率（表3）。

對于播種面積的預測設定，主要考慮因素為該品種的成本收益情況、適宜種植區域的土地后備資源、規模化程度、機械化水平和生產勞動強度等因素，同時設定三大主糧總播種面積不超過0.95億hm2。受經濟發展和土地后備資源的制約，主糧種植面積預期為小幅下降。其中小麥生產主要集中在華北和華中地區，河南、山東、安徽、河北、江蘇5省占我國小麥總面積的72%，總產超過80%，生產收益水平較其他主糧較差，自給率最高，因此設定其面積降幅主糧中最大，低、中、高方案的面積變化率為-0.1%~0.3%，同時在單產增速0.3%的設定值下，面積減少幅度最小，以保障0.2%的總產增長率。玉米在主糧中收益情況較好，且種植區域較廣，其高方案設定面積不變。水稻年產量超過千萬噸的主產省份較多，生產收益水平較為穩定，優質稻米價格走勢堅挺，水稻播種面積波動幅度小，設定其低、中、高方案中播種面積年增長率均為-0.1%。

根據單產和面積三種方案模擬（圖4），我國糧食產量達到7.0億t最快實現年份在2026—2027年，水稻、小麥和玉米的單產達到7 370.78 kg/hm2、6 125.72 kg/hm2和6 652.85 kg/hm2，與基期相比播種面積減少約50萬hm2。預測顯示即便在低方案情景下，水稻、小麥和玉米單產增速分別為0.5%、0.3%和0.6%，分別為5.0億~6.5億t單產增長率的56.8%、12.7%和37.7%。并且面積增長率均為-0.1%，與基期相比共減少播種面積141萬hm2，可以在2035年實現糧食7.0億t。三種方案玉米增產貢獻最大，其次為水稻，小麥貢獻最小。

3.3 糧食產能穩定增長的關鍵要素

3.3.1 通過服務規模化和經營規模化實現糧食生產帕累托最優 從模擬結果來看，實現7億t產量目標的潛力大于壓力，但是由于各產區產能基礎條件不同，增產技術不僅與當地資源條件相適應，還要考慮實施的勞動強度、經濟成本、配套技術、產出效益、環境友好等多方面因素[29]。“大國小農”是我國的基本國情農情，是我國糧食生產的基本面。在西北、東北地區，隨著農村人口向城鎮遷移，一部分農民退出農業生產，通過土地流轉提高經營規模化水平，新型經營主體成為糧食生產的中堅力量。在更多的地區，農戶兼業化、老齡化、粗放化現象依然較為普遍，放大了小農戶經營缺陷。在農村基層技術推廣服務低效率、小農戶分散經營，小農戶技術采納動力不足，農村勞動力老齡化的歷史情境下，發展社會化服務將破解小農戶技術進步和要素配置效率提升的難題，形成投入減量提效的激勵機制，形成以糧食作物全生育期的技術集成。2017年《關于支持農業生產社會化服務工作的通知》（農辦財〔2017〕41號）下發，2018—2020年托管面積分別達到0.92億hm2、1.01億hm2和1.07億hm2，農業生產托管呈蓬勃發展態勢[30]。依托社會化服務實現的服務規模化和通過土地流轉實現的經營規模化，已成為實現糧食生產帕累托最優的有效途徑。社會化服務利用工程裝備、智能移動設備、信息技術等現代要素，可以大幅降低農業勞動強度，依靠多指標智能決策提高管理和要素配置效率，打破以往依賴農戶實踐和摸索積累技術和經驗的方式，幫助小農戶跨越技術摸索階段，減少試錯風險，提高農事耕作過程和農產品生產過程的規范和標準程度。同時，新型經營主體既可以購買社會化服務，彌補自身在某個生產環節不經濟或某項技術不專業，也可以成為生產性服務的供給者，最大限度實現其機械設備、技術、組織優勢等價值。

3.3.2 開展種業攻關激發產能大幅提升 種子是農業發展的“芯片”，也是易于推廣的可物化技術。人類主要糧食作物育種發展經歷了馴化選育，利用種質資源雜交育種，發展生物技術開展“優質、高產、節肥、節水、抗病”品種選育的發展歷程。20世紀中期的“綠色革命”就是利用“矮化基因”培育矮桿、耐肥、抗倒伏的水稻、小麥、玉米品種，大幅提高了糧食單產。從我國糧食品種選育發展來看，每次技術路徑突破升級，都可能實現單產或產能大幅增長。育種科學研究永無止境，育種技術在技術路徑上不斷開拓。目前，我國正在開展基于合成生物學利用“底盤+模塊+元件”的思路，培育高光效、固氮等品種，有目標地創建新生命體系，實現產量大幅提高和抗逆穩產。推動種業發展戰略和政策，應重點營造寬松的科研環境，促進不同學科領域交叉、碰撞的研究機制建設，特別重視當前大數據和信息技術的“使能”作用，形成適合我國糧食生產稟賦特征的跨領域、跨學科集成技術。

從前沿項目管理角度來看，應基于人類知識拓展和科學研究的規律，采取基于路徑創新的項目評價方法，聚焦認知擴展、關鍵技術和可能產生衍生集群的核心技術。重視私人部門在市場、消費、商業模式等方面的優勢，開展公私部門科研協同與合作，幫助技術部門預判市場前景和應用領域，借助機制、模式、孵化器、技術轉化中介組織等途徑推動科學技術實現其市場價值，提高良種審定標準，引導培育突破性品種。具體到糧食種業，可以參照超級水稻工程的做法，開展主要糧食品種高產攻關計劃，設立研發重大專項。聚焦種業重大科學問題，以問題為導向建立良種攻關團隊，增加研發專項投入，縮小玉米和大豆與國外單產差距。重視并支持主要糧食栽培研究體系建設，建立成體系的種苗培育流程，實現種業研發的可持續、高效化。支持新品種良種繁殖基地建設，確保大面積生產用種供給，提高良種供給能力。

3.3.3 提高農田質量，保障糧食產能持續增長 土地是糧食生產的載體，農田基礎設施和土壤質量不僅決定了目前糧食產能水平和生產效率，也決定了未來增產潛力和品質。目前，國家對高標準農田建設給予1.5萬~2.25萬元/hm2補貼，而要實現土地平整、機械耕作、旱澇保收的建設標準，實際花費要達到4.5萬元/hm2以上。因此，中央和地方必須形成合力，創新機制吸納全社會力量共同參與，增加單位面積投入，補齊節水灌溉、機耕道建設等“最后一公里”短板。完善高標準糧田建成后管護機制，將建成的高標準糧田統一上圖入庫，實現有據可查、全面監控、精準管理。通過強化高標準糧田建、管、護等各個環節工作，保障建設質量和水平，確保工程設施定期維護，長久持續發揮效益。

對于土壤改良和質量提升，一方面不斷加大監管力度，針對降低糧食籽粒重金屬含量的土壤修復試驗和研究不斷深入，實施方案以休耕補貼為主，開發創新治理性技術指導、產量保險、分級收購等多元生態政策。通過試驗篩選具有耐性及吸收積累能力的作物及其匹配的種植模式、規模，一攬子解決生產、收購和非可食部分集中處理等問題。對于農業生產的投入品和廢棄物，農藥、化肥過量使用或不規范操作造成的污染，使用不達標農膜殘留污染和畜牧業生產廢棄物排放，亟待將綠色生產嵌入生產經營模式中，通過政策、技術支撐，找到綠色生產經濟可行的模式，使其可持續運營。

致謝：感謝中國農業科學院作物科學研究所張俊副研究員、肖永貴副研究員、馬瑋副研究員對本文提出的建設性意見。