以下文章来源于学习与探索 ，作者刘长全
刘长全 中国社会科学院农村发展研究所研究员、产业经济研究室主任，兼任国家奶牛产业技术体系产业经济研究室主任、中国社会科学院大学教授、博士生导师、中国林牧渔业经济学会秘书长。主要从事农村产业经济、粮食安全、奶业经济等研究。出版独合著学术著作3部，在权威、核心与SCI等刊物上发表学术论文70余篇，其中多篇被《中国社会科学文摘》、人大复印报刊资料全文转载，成果曾获中国农村发展奖论文奖等。在本刊发表的论文有：《颠覆性农业技术促进农业现代化的作用机制与实践路径》（2023年第8期）。
摘 要：颠覆性农业技术是推动农业现代化和农业强国建设的战略力量。颠覆性农业技术对农业现代化的推动作用主要有增产、节约、协同、延展、精准化和生态化六个基本机制，具体作用表现出三个总体趋势与特征，即颠覆性农业技术之间存在关联性、颠覆性农业技术的发展和作用普遍趋向精准化、不同基本作用机制之间具有互补性和溢出性。进一步发挥颠覆性农业技术对农业现代化的促进作用需要从四个方面入手：一是充分发挥有为政府与有效市场两方面作用，二是构建全面发展与优先突破相统筹的发展格局，三是建立颠覆性农业技术识别、遴选与动态调整机制，四是以基础理论研究与高端人才建设为两大抓手。
关键词：颠覆性农业技术；农业现代化；农业强国建设；农业科技
基金项目：财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系资助（CARS-36）；四川省科技计划资助项目“中小散户畜禽养殖污染治理模式及长效机制研究”（2023JDR0039）
刘长全：《颠覆性农业技术促进农业现代化的作用机制与实践路径》，《学习与探索》2023年第8期，第141—146页。
颠覆性农业技术是世界农业科技竞争的焦点和国家农业科技自立自强的标志性领域，同时也是推动农业现代化建设的战略力量。在加快推进农业农村现代化、建设农业强国的背景下，颠覆性农业技术的战略地位更加突出。近年来，生物育种技术、合成生物技术、智慧农业技术等颠覆性农业技术快速发展，并对我国农业生产方式、农业产业体系与经营体系、农业生产与资源环境的关系等都产生了深刻影响。但是，当前对颠覆性农业技术推动农业现代化的机制仍缺乏系统的理论分析，对进一步发挥颠覆性农业技术在农业现代化中作用的路径也缺乏深入讨论。本研究试图对这两个问题做出回答。
一、颠覆性农业技术的特征与发展
（一）颠覆性技术的内涵和特征
颠覆性技术是哈佛大学克莱顿·克里斯坦森教授于1995年首次提出的，被定义为取代现有主流技术的技术。概括来看，颠覆性技术主要有以下重要特征：一是颠覆性。颠覆性技术也被称为破坏性技术，其中蕴含了破坏性、变革性思想。颠覆性技术将实现对在位的渐进性技术的替代，通过其应用和产业化，还将开辟新市场，形成新价值体系、商业模式、组织制度和市场规则，同时破坏和颠覆原有市场。二是非连续性。颠覆性技术体现了技术进步的非连续性，其可能是完全创新的新技术，也可能是基于原有概念、机理的创新型应用，在打破传统技术思维和技术路线的基础上实现技术的突破式发展。三是不确定性。非连续的颠覆性技术难以预见和识别，颠覆性技术创新面临即使大量投入、长期研究也无法成功的不确定性，同时颠覆性技术从早期创新到成熟应用通常需要较长的过程。这些困难使得颠覆性技术的发展既可能在错误的方向上劳而无功，也可能因为早期的失败放弃而错失颠覆性技术领域。四是交叉融合性。颠覆性技术往往具有来源的多样化，或者来源于相关领域新科学原理的重大发现，或由跨学科、跨领域技术融合创新产生，涉及多主体、多学科、多层面。
（二）颠覆性农业技术的发展
从国内外农业前沿技术发展情况看，目前颠覆性农业技术主要包括以下几个领域：一是动植物高效生物育种技术。育种技术创新是不断提高动植物单产水平、生产效率及其他优良生物性状的重要基础。利用基因组信息直接进行基因组选择，可以对目标性状进行准确选育，颠覆了传统的大群体遗传评估、后裔验证的育种技术路线。目前，生物育种领域颠覆性技术主要包括动植物基因编辑技术、家畜干细胞育种技术、动植物品种分子设计技术等。二是合成生物技术。该领域通过汇聚生物进化、遗传、发育、发酵等技术实现基于需求导向的“建造能力”，重点技术包括合成生物农药技术、人造病毒作为预防性疫苗或者治疗性疫苗、体外肉类合成与培养技术等。三是微生物组学技术。该领域对特定环境下全部微生物的总和进行系统性研究，复杂的微生物群体多样性蕴藏了巨大潜力，重点技术包括微生物农药技术、微生物肥料技术、生物质热化学和生物转化耦合技术等。四是农业生物质工程技术。该领域将秸秆、畜禽粪污等农业生物质转化为清洁、低碳的能源，既可实现对化石能源的替代，也能大幅度减少农业面源污染，重点技术包括生物质油、气联产工程技术、能源作物分子和基因调控技术、生物质一锅法转化利用技术、木质素天然结构利用技术等。五是智慧农业技术。该领域通过互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能、智能机械等现代信息技术和数字装备技术与农业生产、经营、管理、销售、服务全过程深度融合，通过广泛的信息采集、智能决策与自动控制，实现以数据为核心要素的智能化、精准化、集约化农业，重点技术包括农业数字模型、农业物联网、农业大数据、农业人工智能、智能装备与农业机器人等。
二、颠覆性农业技术促进农业现代化发展
（一）农业现代化的内涵与基本特征
资源禀赋、经济社会制度等因素都会影响经济增长，其中技术进步的作用日益突出，并且是实现持续经济增长的最重要因素。农业转型与现代化的规律表明，随着经济增长，农业劳动力的比重趋于下降，同时农户经营规模趋于扩大，农业机械等现代农业技术得以应用，并共同推动农业生产率上升和农业产出增长。狭义的农业现代化主要指生产工具、生产技术的变革。由于技术变革也将导致生产关系、组织制度的变革，后者反过来也影响先进技术的发展与应用，所以广义的农业现代化还包括农业组织制度与生产关系等的现代化。而且狭义和广义农业现代化的形式都随着农业技术与经济社会的发展而演化。概括来看，农业现代化的基本特征仍可以从产业形态、产业功能、产业绩效（能力、素质）三个维度去认识。
在形态上，农业现代化表现为生产体系、产业体系和经营体系的现代化。其中，生产体系现代化主要指生产工具、投入品、农业设施等的变革与现代化，具体体现为农业生产的机械化、数字化，先进品种、先进化肥农药等投入品、先进农艺技术等的应用。产业体系现代化主要是与技术发展、经济社会需求相适应的产品结构、产业结构、产业链构成等的现代化，具体表现是高值产业、优质产品占比的上升，产业链的延长等。经营体系现代化则是农业主体、农业组织模式、产业利益联结机制、一二三产业关系等的现代化，具体表现包括农户的专业化、规模化、商品化，合作社等各类新型农业主体的发展，农业社会化服务的发展，劳动、土地与技术等不同要素间分配关系的完善等。
在功能上，农业现代化主要表现为农业功能的增强和拓展。具体来说，一是农业综合生产能力的提升，农业部门提供重要农产品、保障消费需求和加工需求的能力的增强；二是农产品价值与功能的提升，农业部门实现从提供低价值初级农产品向提供高值农产品发展，农产品从满足基本营养需求向满足更高层次的健康需求发展，甚至提供高值营养元素或现代医药、化工的定制原料；三是农业多功能性的提升，农业从单纯提供实物农产品向提供文旅产品、生态产品发展。
在绩效上，农业现代化主要表现为要素效率提升和农业发展空间的扩展。效率提升主要包括土地产出率、资源利用率和农业劳动生产率的上升：单位面积土地的产出量、产出价值因品种改良、品质提升、结构升级因素而提高；单位产出的资源消耗因为高效品种、精准农业技术、循环农业技术等的应用而下降，包括土地、水等资源消耗的下降，也包括碳排放等的下降，资源利用率上升是缓解农业发展面临的资源约束及提高重要农产品供给安全保障水平的必然要求；劳动生产率因为规模经营的发展、机械装备水平的提高及各类劳动节约技术的采用等得到提升，相应的农民的人均收入水平实现增长，这是农业吸引更多人才、城乡实现同步发展的必要条件。“三率”提高，农业的素质、效益和竞争力才能得到提升，成为真正的现代化产业。农业发展空间扩展是指由于作物品种、土壤改良技术、精准调控灌溉技术等创新，资源、区位等自然条件对农业生产的约束放松，农业适宜发展的空间得到扩展，盐碱地区、干旱半干旱地区、北部高寒低积温地区、都市地区等非传统种植空间的农业发展潜力得到进一步发挥，进一步提升粮食与重要农产品综合生产能力。
（二）颠覆性农业技术促进农业现代化发展的作用机制
1.颠覆性农业技术推动了农业现代化的发展，从颠覆性农业技术的发展与应用情况看，其对农业现代化的作用通过以下几个基本机制实现。
（1）增产机制。这是颠覆性技术的关键作用。通过动植物品种改良或生长环境控制优化，实现动植物生产性能提升，这也是农业“三率”提高的重要来源。另外，对于一些特色农产品、高值农产品，以及一些为医药等开发的特殊农产品来说，生产性能的提升有助于产业化发展，进而推动农业产业结构变化和产业体系发展。
（2）节约机制。颠覆性技术通过多种途径实现传统农业生产要素和投入品的节约，包括：开发对肥料、水等投入品和资源更高效利用的新品种，实现水、肥等更精准投入的农艺技术，更加劳动或资本节约的新装备，更精准、更高效的肥料等投入品。要素和投入品的节约促进“三率”提升，在既定的资源约束下提高农业综合生产能力，同时，新装备、新品种、新农艺技术往往也带动形成新的生产体系、产业体系和经营体系。
（3）协同机制。颠覆性技术将推动农业生产不同环节之间及农业全产业链的产供销等环节形成更紧密的协作与互动关系，新品种、新投入品要求新装备、新农艺技术的配合，面向终端需求实现定制化的农产品生产。颠覆性技术既是实现协同发展的手段，其发展和应用也要求生产环节之间及全产业链的更紧密协同，后者将带动整个农业经营体系变革。
（4）延展机制。一是将推动农业生产空间的延展，包括提高动植物对非常规生产空间的适应性，开发更加抗逆甚至可以适应极端环境的动植物品种，开发应用更高效、更智能的环境控制技术，发展工程化的农产品合成生产技术等。通过生产空间的延展，颠覆性技术可以缓解资源环境对农业生产的约束，提高农业综合生产能力，甚至改变农业生产空间格局，并带动农业产业体系和经营体系的变革。二是推动农业与农产品功能的延展，新产品、新性状、新技术应用都可能带动传统消费功能之外的新功能的发展，包括特色消费、精深加工、文化旅游等方面的功能。
（5）精准化机制。颠覆性技术从多个途径推动农业生产的精准化，包括：基于气候、土壤条件、动植物生长生产状况等因素实现精准施肥、灌溉及其他管理等作业，在劳动投入不增长，甚至减少的情况下，实现精准管理，甚至是精准到地块、动物个体的管理；通过应用颠覆性育种技术的品种创新，实现产品性质与加工需求、消费需求的更精准结合，例如更符合处理要求的农业生物质、包含特定营养物质的动植物产品等。精准化的发展同样促进“三率”提升，推动生产体系、产业体系与经营体系的变动。
（6）生态化机制。除了以上节约机制、精准化机制对农业生产生态效应的影响，颠覆性技术还通过多个途径推动农业生产的生态化，一是开发生态化的新投入品和新农艺技术，二是开发对传统农业废弃物进行资源化利用的新技术，三是应用更生态化的农业技术研发路径。生态化的发展对农业现代化的影响除了体现在生产体系、产业体系上，还将改变农业生产与资源环境的关系，有利于农业生态价值和多功能性的提升。
2.主要颠覆性农业技术在农业现代化中的具体作用。从以上关于机制的探讨可以看出，各领域颠覆性农业技术对农业现代化的作用不尽相同，一个领域可能通过以上一个或多个机制发挥作用。
（1）动植物高效生物育种技术。主要通过增产机制、节约机制、精准化机制、生态化机制和延展机制对农业现代化的各个方面产生影响，包括：通过加快发展更高产的新品种，或生产性能突破传统育种极限的新品种，促进动植物生产能力提升；通过发展更高效利用水、肥等资源的新品种，发展更适宜机械作业或标准化生产的品种，实现对要素投入、资源投入的节约及更生态化的发展；通过动植物性状的精准改善实现生产性能，如营养、抗病特征等的精准提升；通过发展更抗逆、更适应非传统生产空间特殊条件的品种促进动植物生产空间的延展；发展具有新性状的农产品或强化传统农产品的特色性状，包括农作物生物质特征的改良，以满足非传统消费、农产品加工及化工、医药、生物能源等高新技术产业需求，实现功能的延展。
（2）合成生物技术。主要通过精准化机制、生态化机制、延展机制发挥作用。首先，合成生物技术通过在基因水平合成药物实现更加精准的病虫害防治；通过人为控制病毒突变与复制制备疫苗和药物实现对病毒更精准的预防和治疗。合成生物技术在药物研究中整体上属于更生态化的技术路径，有别于传统的化学合成药物，合成生物药物通常更环境友好，有推动农业生态化发展的作用。其次，应用合成生物技术实现体外肉类合成与工厂化生产，一方面可以达到更高的总体转化效率，另一方面可以避免传统畜产品生产过程中污染排放的环境影响，从而实现更优的生态效应。再次，工厂化合成更可以摆脱传统从种植到养殖生产过程对土地的依赖，拓展农业生产的空间范围。
（3）微生物组学技术。主要通过精准化机制和生态化机制促进农业现代化，微生物农药和肥料可以发挥更精准杀菌、供肥的作用，同时因为利用生物机制而具有更好的生态效应；通过基于生物机制的生物质资源利用技术可能实现对生物质资源的产业化、高值利用，推动农业物质、能量的循环，实现农业产业体系变革。
（4）农业生物质工程技术。与微生物组学技术相似主要通过生态化机制促进农业现代化，具体来说：通过实现农业生物质向生物燃料、生物能源更高效地转化，加快农业生物质产业化、高值化利用，促进农业循环经济发展、资源高效利用和农业产业体系的升级；利用农业生物质天然特性开发的高新技术材料由于其可降解特征等具有更好的生态效应。
（5）智慧农业技术。主要通过节约机制、精准化机制和协同机制发挥促进作用。具体来说，智慧农业技术利用物联网、感应器实现对农业生产过程的持续监测和自动决策，数据成为新的生产要素并推动生产方式转变，实现其他生产要素节约，特别是劳动的节约。在劳动力成本日益上涨的情况下，对于农业节本增效、竞争力提升具有突出作用。基于监测与自动控制智慧农业技术可以实现生产管理与化肥农药投入与动植物生长过程、需求精准匹配。基于数据信息在生产环节之间及产业链上下游的流动共享，智慧农业使得专业化的农业生产环节进一步实现协同，提高农业生产的系统性、整体性、协同性；农业生产与产业链上下游之间的信息流动使得供需更加匹配，提升创新的导向性，促进农业个性化定制生产和价值增值。
（三）颠覆性农业技术促进农业现代化的总体趋势与特征
概括来看，颠覆性农业技术发展趋势及其对农业现代化的作用呈现几个特征。
一是颠覆性农业技术之间存在关联性，动植物高效生物育种技术与智慧农业技术具有基础性作用。所谓关联性指某项颠覆性农业技术的发展可能会促进或依赖其他领域颠覆性农业技术的发展。例如，微生物组学的研究成果可能助推合成生物学技术、农业生物质工程技术的发展。值得注意的是，基于动植物高效生物育种技术的品种创新不仅通过几乎所有机制对农业现代化产生推动作用，而且往往也是其他颠覆性农业技术更好发挥作用的条件或载体，如通过育种技术实现作物属性与合成肥料、合同农药、微生物肥料、农业生物质转化技术等的紧密配合。智慧农业技术则加快数据转变为创新要素，大规模、全产业链数据的收集、共享使得基于大数据和人工智能的数字化育种、微生物组学等研究成为可能。
二是颠覆性农业技术的发展普遍呈现出精准化特征与趋势。如前所述，各类颠覆性农业技术往往在基因、分子层面或利用生物属性，通过精准化机制提高病虫害防治、农产品加工转化等各方面效率，从而实现提高生产能力、缓解资源约束、优化生态效应的协同发展。
三是颠覆性农业技术促进农业现代化的不同机制具有互补性和溢出性。对农业现代化基本特征的分析表明其是一个系统变化，颠覆性农业技术的不同作用机制侧重于从不同路径影响推动农业现代化的一个或多个方面变化，所有机制综合起来才有可能实现系统性的现代化目标，这就是不同机制的互补性。溢出性则体现在，一个机制除了其主导性影响外，还可能产生其他机制所侧重的影响。例如，精准化机制既能带来产出增长，也可能通过提升要素效率促进生态效应的改善；增产机制和节约机制是农业成本效益的一体两面，如果增产机制可以在不增加投入的情况下增加产出或实现产出相对于投入的更快的增长，单位产出的要素投入就会下降，实际就具有了节约效应。
三、发挥颠覆性农业技术在农业现代化中作用的思路与建议
颠覆性农业技术既是实现农业科技自立自强的关键领域，也是推动农业现代化的主要动力。当前，要着力从以下几个方面进一步发挥颠覆性农业技术对农业现代化的促进作用。
（一）充分发挥有为政府与有效市场两方面作用
颠覆性农业技术是国际竞争的战略领域，并且具有研发创新周期长、风险大、公益性强等特点，在中国特色社会主义市场经济背景下，必须充分发挥有为政府与有效市场两个方面作用。首先要发挥有为政府作用，主要体现在几个方面：一是在总体规划、顶层设计方面发挥政府不可替代的作用；二是通过组织实施重大计划、工程和协同攻关，实现全社会创新资源的统筹和聚集，聚焦重大领域、核心问题，加快颠覆性农业技术领域关键堵点的破解；三是强化基础性、公益性科学技术研究，为颠覆性农业技术创新增强后劲；四是财政资金的常态化投入机制，通过建立颠覆性农业技术专项计划或基础研究专项，确保颠覆性农业技术研发投入在全部农业科技计划经费中的占比达到一定比例。
其次是要发挥有效市场作用，即要在颠覆性农业技术发展与应用的竞争性领域、产业化应用等环节更多发挥各类市场主体作用。利用市场广泛调动资源，通过产业化为原始创新提供动力、促进技术创新与资源条件和产业发展需求的更紧密衔接、促进技术更新迭代。目前，以高校科研院所为主体和主要基于课题项目的创新体系与颠覆性农业技术创新发展需求不相适应，一是高校科研院所科研项目的短周期、短目标与颠覆性农业技术创新的长周期、长目标不适应；二是课题制科研项目彼此间缺乏分工协作，低水平重复研究大量存在，缺少基于长远规划的分工协作、分阶段落实、不断累积的机制；三是课题制项目面向需求的针对性不足，创新成果难以规模化应用。因此，发挥有效市场的作用核心是提升企业在颠覆性农业技术创新中的主体地位，实现以专家团队的作坊式研究为主，向集团化的商业化创新体系转变。同时，探索政产学研金协同创新机制，形成以企业为主体、市场为导向、政产学研用联合攻关的创新体系。
（二）构建全面发展与优先突破相统筹的发展格局
颠覆性农业技术的发展、应用与产业化，带来新产品、新生产方式，扭转农业发展与资源环境的紧张关系，也推动农业组织制度与产业体系等的创新和变革，加快颠覆性农业技术发展是实现农业现代化的必然要求。由于颠覆性农业技术在推动农业现代化过程中的关联性，及作用于农业现代化的不同机制之间的互补性和溢出性，各领域颠覆性农业技术必须全面发展，这既是实现农业现代化系统性目标的客观需要，也是充分发挥各领域颠覆性农业技术潜力的重要保障。同时，从高效生物育种技术、智慧农业技术在农业现代化中的基础性作用看，必须推动这两个领域优先突破并引领颠覆性农业技术全面发展。
（三）建立颠覆性农业技术识别、遴选与动态调整机制
识别颠覆性技术领域是集中资源加快创新突破的前提，在颠覆性农业技术发展之初即能识别并加大创新投入是占领先机的必然要求。但是，从过往的颠覆性农业技术发展历程看，其在发展初期不一定表现出技术优势，而且因为其对现有投资、组织制度等的颠覆性特征往往不能为主流市场接受，所以颠覆性农业技术在初期即能被准确识别并不是显而易见、理所当然的，在很大几率上存在被错过的风险。因此，需要建立一个颠覆性农业技术识别机制，具体应包括：对国内外农业科技基础理论发展与科技创新前沿的跟踪机制，定期由科技专家提名和战略科学家评议的甄别、筛选机制，动态调整具有指导农业科技创新资源配置作用的颠覆性农业技术目标库。基于对颠覆性农业技术的跟踪研究、科学甄别及形成的目标库，定期发布颠覆性农业技术报告，引导社会资源向颠覆性农业技术创新与产业化聚焦。
（四）以基础理论研究与高端人才建设为两大抓手
基础研究的长期积累是颠覆性技术创新的根基和源泉，人才是颠覆性技术创新的战略资源，加快颠覆性农业技术创新突破必须首先加强基础理论研究和高端人才队伍建设。首先，要扭转我国农业科技长期以来对基础性、交叉性研究重视不足的问题，通过专项计划等实现对颠覆性农业技术重点领域基础理论研究的长期、稳定支持。其次，确立人才在颠覆性农业技术发展中的核心地位，健全保护与利用人才的政策机制，长期支持一批从事农业战略性、颠覆性技术研究的团队，着力打造一批颠覆性农业技术领域的战略科技人才、领军科技人才和领跑者，以及新兴前沿交叉领域的开拓者。最后，建立更灵活、包容失败的颠覆性农业技术创新评价机制。颠覆性技术的特征决定了颠覆性农业技术创新过程充满不确定性，需要在长期试错中探索方向和路径。因此，对颠覆性农业技术创新必须建立鼓励长期研究、包容试错和失败的管理机制和评价制度，营造敢于争鸣、有利于学科领域交叉、碰撞的创新环境。
转自：“三农学术”微信公众号
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