乡村振兴农业工程科技创新研究

1乡村振兴战略的丰富内涵

1.1产业兴旺。发展乡村产业是促进乡村振兴的根本。当前，农村产业结构仍不合理，全产业链开发不够；乡土特色产业挖掘不足，乡村的资源优势还没有充分转化为产业优势、经济优势；重产量、轻质量，重产值、轻生态的现象仍然存在。乡村产业兴旺，要以农业农村资源为依托，以农民为主体，以一二三产业融合发展为核心，大力发展现代种养业、农产品加工流通业以及服务“三农”的乡村服务业和服务城镇居民的乡村新产业、新业态，注重质量兴农品牌强农，提高发展质量和综合效益，尽可能把产业链增值收益留在乡村，实现农业农村经济蓬勃发展。1.2生态宜居。乡村振兴，生态宜居是关键。近些年农村人居环境已经有了很大改善，但与城市相比还存在较大差距。截至2016年底，全国还有近1/3的行政村，生活垃圾没有得到收集和处理，使用无害化卫生厕所的农户比例不到一半，80%的村庄生活污水未得到有效处理，这些问题成为乡村振兴的主要短板。生态宜居，要以农村人居环境整治行动为抓手，以农村垃圾、污水治理和村容村貌提升为主攻方向，加强农村突出环境问题综合治理，打造农民安居乐业的美丽家园。1.3乡风文明。乡风好不好，直接影响着村民对待生产、生活、家庭、社会和自然的态度。当前，部分乡村陈规陋习仍然存在，婚丧嫁娶大操大办成为农民小康路上的拦路虎。移风易俗要树立价值引领，突出文化熏陶，弘扬农耕文明和优良传统，推进农村文体事业发展，提升农民素质，丰富村民的精神生活，培育健康向上的思想观念和良好的社会风气。1.4治理有效。治理有效是农村社会健康发展的保障。随着市场经济和社会多元化发展，农村基层管理的难度不断加大，各种诉求和纠纷不断增多。原有的治理手段难以应对复杂的社会现实。治理有效，要以公平正义的法制为保障、以德治为引领、以差异化自治为核心，注重激发基层党组织和村民自治组织的活力，发挥政府、社会、个人的协调配合作用，健全自治、法治、德治相结合的乡村治理体系，使农村社会更加和谐稳定。1.5生活富裕。生活富裕是乡村振兴的落脚点。近年来，农民收入连续多年高于城镇居民增长幅度，农民生活水平已有很大改观。但城乡居民收入的绝对差距仍在逐年加大，2017年，城乡居民收入的绝对差距比2012年增加了8895元。要进一步采取有力有效的政策措施，加强教育培训，提升农民素质，激发农民生产创业的积极性，拓宽农民的增收渠道，提高农民收入水平，逐步缩小城乡差距，实现全面小康和共同富裕。1.6城乡融合发展。城乡融合是缩小城乡差距实现共同富裕的有效途径。根据党的十八大“统筹城乡发展”的要求，中国在建立农村社保体系、增加农村公共服务供给和基础设施建设等方面取得了显著成效。但城乡二元体制性障碍还没有根本打破，城乡之间要素市场仍没有实现互联互通。需要加快建立健全城乡融合发展的体制机制和政策体系，推动形成工农互促、城乡互补、全面融合、共同繁荣的新型工农城乡关系，走城乡融合发展之路。1.7农业农村优先发展。党的报告第一次明确提出坚持农业农村优先发展。这是在观念上、认识上、工作部署上的重大转变和创新。坚持农业农村优先发展，主要体现在干部配备上优先考虑、要素配置上优先满足、资金投入上优先保障、公共服务上优先安排，并将其全面落实到工作部署、规划引领、投入保障、督导考核和坚持农民主体地位上来。1.8农业农村同步现代化。当前，农业现代化程度与工业相比仍有很大差距。农村地区与城市相比，基础设施条件和公共服务等方面的现代化程度差距更大，全国还有1/3的行政村村内道路没有硬化。没有农业和农村的现代化，就没有全面的现代化。要加快补齐农业农村短腿和短板，推进农业全面升级、农村全面进步、农民全面小康，实现与工业和城镇协同发展，同步迈入现代化。1.9小农户与现代农业发展有机衔接。构建小农户与现代农业发展有机衔接的体制机制是中国农业持续健康发展的必由之路。“大国小农”是中国的基本国情农情。到2050年中国仍将有1亿左右的小农户。实现农业农村现代化，需要统筹兼顾培育新型农业经营主体和扶持小农户，促使两者之间开展多种形式的联合与协作，提升小农户组织化程度；构建“农户+合作社”“农户+公司”等新模式，更好发挥新型经营主体的带动作用，将小农生产引入现代农业发展轨道。1.10责权一致的管理新格局。责权一致是履行职责、提高效能、考核问责的重要保障。长期以来，农业农村管理职能分散，不同程度存在“九龙治水”现象。2018年在原农业部基础上，新组建农业农村部，将分散在国家发改委、财政、国土、水利等诸多部门的农业投资项目、农业综合开发项目、农田整治项目、农田水利项目的管理职责整合到农业农村部，中央农办设在农业农村部，进一步加强工作统筹，形成了“三农”工作一盘棋的格局。

2农业工程科技创新有力推动了农业农村经济发展

近年来，农业工程科技进步取得显著成效，研发推广了一大批农业工程技术和现代农业装备，为农业农村经济发展提供了有力支撑。2.1农业机械化工程促进农业生产效率提升。党的十八大以来，在国家强农惠农政策的引导和推动下，农业机械化科技创新取得新进展，高效、精准、节能型农机装备研发制造不断突破，169kW以上的动力换挡拖拉机实现量产，高端农机市场被国外垄断的局面逐步打破，农业机械化水平持续提高。2017年全国农机总动力9.88亿kW，规模以上农机企业发展到2500多家。2004～2017年，全国大中型拖拉机拥有量由110万台增加到670万台，每百户农民拖拉机拥有量从6台增加到13台，中国已成为世界第一农机生产大国和使用大国。农业机械化水平大幅提升，截至2017年底，农作物耕种收综合机械化率超过66%。2.2农业水土工程促进旱涝保收和生态环境改善。中国水土资源不足并且分布不均，农业生产面临生态环境恶化和资源条件趋紧的状况，针对上述问题，农业水土工程长期以来在农田水利、水土保持、土壤改良、农业绿色高效节水、农业旱涝灾害预防消减等方面开展深入研究，取得明显进展，为保护水土资源、提高水土利用效率、改善水土环境、确保粮食安全等作出了重要贡献。根据国家统计局数据，2017年，中国耕地面积13500万hm2，有效灌溉面积6781万hm2，占总耕地面积的50.2%，比2012年提高了8.5%；节水灌溉面积3432万hm2，占有效灌溉面积的50.6%，比2012年提高了9.9%。农业用水量3766亿m3，比2012年减少了3.6%；水土流失治理面积12584万hm2，比2012年提高了22%。可以说，在中国耕地资源、水资源等未显著增加的情况下，农业水土工程科技创新为实现农产品旱涝保收和生态环境改善奠定了坚实的技术和装备基础。2.3土地利用工程促进农业生产能力提升。中国人多地少，优质耕地不足。2016年中国人均耕地面积973m2（1.46亩），仅为世界人均水平的40%。且中、低等级的耕地占比达67%以上，50%的耕地无有效灌溉条件。近年来，土地利用工程在高标准农田建设、土地复垦、耕地质量提升等方面开展了一系列攻关研究，在耕地质量变化快速评价、耕地保护监控预警技术、区域基本农田保护技术、砒砂土与沙复配成土造田技术、井工煤矿边开采边复垦技术等方面取得了显著成效，为提高耕地质量、提升农业生产能力发挥了重要作用。“十二五”以来，全国整理农用地3533万hm2，建成高标准农田2687万hm2，补充耕地185万hm2，其中，补充耕地70%来源于土地整理复垦，保证了全国耕地数量基本稳定。经整治后的耕地质量平均提高1个等级、单产平均提高10%～20%。2.4农产品加工与贮藏工程促进一二三产业融合发展。近年来，农产品加工与贮藏工程科技创新取得长足进步，在农户储粮、果蔬采后贮藏保鲜与加工干燥、农产品深加工技术与设备研发、食品加工关键技术研究等方面开展了一系列研究与示范应用，为农产品减损保质、节本增效和附加值提升提供了重要的技术支撑，进一步延长了产业链，提升了价值链，促进了一二三产业融合发展。2017年，中国主要农产品加工转化率超过65%，农产品加工企业主营业务收入超过22万亿元，与农业总产值之比由2012年的1.9∶1提升到2.3∶1。农产品加工业已成为乡村产业发展新的增长极，有力推动了农业农村经济发展。2.5农村能源工程促进农业绿色发展。“十二五”以来，农村能源工程以农村能源资源开发利用、农村生产和生活节能为主攻方向，在生物质发电与热电联产技术、生物质燃气技术、生物质成型燃料技术和太阳能、地热能利用技术，以及生物质炉具研发等方面取得重要进展。根据全国农村可再生能源行业统计数据，2017年，全国户用沼气4057万户，年总产气量97.6亿m3；规模化沼气工程11万处，年产气量26.1亿m3；省柴节煤灶10676万台，节能炉2769万台；70020万t秸秆通过肥料化、饲料化、燃料化得到有效利用。2017年全国生物质发电量约798万kW•h，比2015年增长了60%。农村能源工程的不断发展，为大幅提升农村清洁能源和可再生能源的利用水平提供了技术支撑和物质保障，有力促进了农业绿色发展和农村生态环境保护。2.6农业资源循环利用工程促进农业可持续发展。近年来，国家先后出台《全国农业可持续发展规划》、《关于创新体制机制推进农业绿色发展的意见》，鼓励和引导农业资源循环利用技术和模式的研究、推广和应用。农业资源循环利用工程在秸秆综合利用技术和装备研发，畜禽粪污沼气工程和堆肥发酵技术模式研究，“稻鱼共生”、“猪沼果”、林下养殖等种养循环模式研究方面取得一系列进展。据行业统计，2016～2018年，全国建成区域生态循环农业项目100余个，项目区内基本实现农业废弃物“零排放”和“全消纳”，畜禽粪便、秸秆、农产品加工剩余物等循环利用率可达到90%以上，大田作物使用畜禽粪便和秸秆等有机肥氮替代化肥氮可达到30%以上；有力推动了资源节约型、环境友好型和生态保育型农业发展，为促进农业可持续，守住绿水青山提供了坚实支撑。2.7农业建筑与生物环境工程促进农业增产增效。近年来，农业建筑与生物环境工程快速发展，形成了日光温室主动蓄热放热系统规模化生产技术与工艺、植物工厂化生产技术与配套控制装备、畜禽新型健康养殖技术与工艺、池塘陆基和浅海设施养殖以及网箱工程技术等一批重要科研成果，为中国设施农业快速发展提供了有力技术支撑。根据行业统计数据，2017年中国设施园艺面积370万hm2，占世界设施园艺面积的80%；连栋温室面积99.9万hm2；作为装备水平最高的玻璃温室，全国有9000hm2，位居世界第二。全国设施蔬菜播种面积400万hm2，占蔬菜播种总面积的17%；设施蔬菜产量近3亿t，占蔬菜总产量的38%，产值9800亿元，占农业总产值的17.9%。与露地生产相比较，设施农业通过稳定的环境调控，实现了周年生产，劳动生产率和资源利用率明显提升，以设施园艺为例，单位面积的年平均产值比露地生产高3～5倍，有效促进了农业增产增效。2.8农业农村信息化工程促进智能农业发展。信息化是农业现代化的制高点。“十二五”以来，物联网、大数据、空间信息、移动互联网等信息技术在农业生产中的实时监测、精准作业、数字化管理等方面得到不同程度应用。农业智能传感与控制系统、智能化农业装备、农机田间作业自主系统、农业图像识别技术、农作物遥感监测等方面的科技创新力度不断加大，农业信息化科研体系初步形成，研发推出了一批核心关键技术产品。智能农牧场、智能渔场、智能化植物工厂、智能化农产品加工车间相继建立，智能农业蓬勃发展。2.9农业农村规划设计科学谋划“三农”发展长期以来，为科学确定农业农村发展的思路目标，明确发展任务和重点工程，提出具有针对性、指导性和操作性的重点举措，扎实推动“三农”事业全面发展，中国制定了一系列农业农村发展规划，包括全国和区域的五年发展规划以及高标准农田建设、现代种业工程等一批专项规划。这些规划既是“三农”工作的路线图，又是有力的工作抓手，为有效统筹各方资源、集中各方力量，统领农业农村经济工作，提供了科学遵循。

3乡村振兴战略对农业工程科技创新提出了新课题

乡村振兴战略提出了“五大振兴”的主要任务，其中产业振兴、生态振兴、人才振兴对农业工程科技创新提出了新课题，也带来了新机遇、新挑战。3.1产业振兴对农业工程科技创新提出的新课题。3.1.1迫切需要提升农业水土工程技术水平，夯实农业综合生产能力基础。粮食安全是国家安全的重要基础，保障粮食安全，关键是要保障粮食生产能力，把高标准农田建设好，确保需要时能产得出、供得上，实现藏粮于地。2016年中国农田有效灌溉面积占比仅为49.7%。中低产田占比仍然较高，高标准农田只占耕地总面积23.8%。农田水利建设滞后仍然是农业稳定发展和保证国家粮食安全的最大限制因素。《乡村振兴战略规划（2018～2022年）》提出，要确保到2022年，建成高标准农田6.7×108hm2（10亿亩）。这给农业工程技术创新提出了更高要求，需要农业工程科技工作者积极研发适宜不同地区的水土资源持续高效利用、农田耕地质量提升及改土培肥等工程技术、模式和装备。3.1.2迫切需要提高农产品加工贮藏工程技术水平，促进一二三产业融合发展。2018年中央一号文件提出，要构建农村一二三产业融合发展体系，延长产业链、提升价值链，实施农产品加工业提升行动，加强农产品产后分级、包装、营销，建设现代化农产品冷链仓储物流体系。当前，中国农产品加工转化率比美国低20个百分点，农产品加工业与农业产值之比，比美国低1.8个点。迫切需要加强农产品加工、储运及销售全产业链技术研发，着重在农产品减损、商品化处理、副产物综合利用、保鲜冷链运输、精深加工等重点环节上开发出一批先进适用的技术和装备。3.1.3迫切需要提高农业装备和信息化水平，提升农业生产效率。农业机械化、农业信息化、设施农业等农业工程技术是提高农业生产效率的关键手段。与国外先进水平相比，中国农业生产效率依然不高。据相关测算，中国农业劳动生产率仅为德国的1/5、日本的1/9、韩国的1/5；当前，中国农业生产全程全面机械化水平和设施农业占比与发达国家相比，还有很大差距。乡村振兴战略规划提出，要提升农业装备和信息化水平，加快高端农机装备和丘陵山区、果菜茶生产、畜禽水产养殖等农机装备的生产研发、推广应用，加快主要作物生产全程机械化。加强农业信息化建设，大力发展数字农业，加强农业遥感、物联网应用，提高农业精准化水平。这亟需在资源节约型农业机械、设施智能生产、农业遥感与监测技术、精准农业和智能装备、农业大数据等农业工程技术方面加大研发力度，以现代装备和信息技术提升农业，促进农业转型升级。3.2生态振兴对农业工程科技创新提出的新课题。3.2.1迫切需要提高资源利用工程技术水平，推进农业绿色发展。中国化肥施用量全球第一，但平均化肥利用率仅为35%，明显低于发达国家50%的水平，农药平均单位面积用量比发达国家高出1倍以上。畜禽粪污约38亿t，40%以上未有效利用。乡村振兴战略规划提出，要以生态环境友好和资源永续利用为导向，推动形成农业绿色生产方式，实现物质投入减量化、生产清洁化、废弃物资源化、产业模式生态化、提高农业可持续发展能力，到2022年，主要农作物化肥农药利用率达到40%以上，畜禽粪污综合利用率达到78%。这就要求我们，要进一步加大对农业物质投入减量增效、废弃物资源循环利用、农村可再生能源开发利用等方面的研发力度，推广先进适用装备，为推进农业绿色发展提供相应的技术和装备支撑。3.2.2迫切需要提高农村人居环境整治工程技术水平，促进生态宜居建设。改善农村人居环境是实施乡村振兴战略必须打好的硬仗。2018年，中国启动实施农村人居环境整治三年行动，在农村生活垃圾和污水治理、厕所粪污治理、村容村貌和加强村庄规划管理等方面提出了明确的工作任务。根据新的形势和任务需要，在继续做好农业废弃物资源化利用技术和装备研发的基础上，还要加强农村生活垃圾及污水处理、农村改厕、清洁生产、村庄规划等方面的研究力度，提升技术装备研发和工程集成创新的能力和水平。3.2.3迫切需要提高生态环境修复工程技术水平，改善自然生态环境。乡村振兴战略规划提出，要大力实施乡村生态保护与修复重大工程，积极开展农村水生生态修复，大力推进荒漠化、石漠化、水土流失综合治理，加快国土综合整治，实施农村土地综合整治重大行动，加强矿区地质环境生态修复，实施蓝色海湾整治行动和自然岸线修复，探索实施生态修复型人工增雨工程等。这一系列重大工程和重大修复治理项目涉及农业水土工程、农业生物环境工程、土地利用工程、农业系统工程等诸多领域，亟需进一步加大研究力度，围绕生态环境修复，提出适合不同地区切实可行的解决方案和技术实施路径。3.3人才振兴对农业工程科技创新提出的新课题。乡村振兴关键靠人才。产业振兴和生态振兴给农业工程提出了十分繁重而艰巨的任务，这些都是亟需破解的难点课题，需要大批农业工程专业技术人才，潜心研究，集中攻关，才能得到解决。当前，农业工程人才明显不足，全国高校中仅有70余所设置了农业工程类本科专业，8所高校具有农业工程一级学科博士学位授予权，培养的农业工程技术人才远远不能满足实际需要。亟需加强学科建设，加大人才培养力度，为乡村振兴战略提供充足的人才支撑。

4新时期农业工程科技创新的主要任务

在实施乡村振兴战略的新时期，农业工程科技创新使命光荣、任务艰巨，需要广大农业工程科技工作者主动适应乡村振兴新形势，围绕农业工程科技创新新课题，重点做好以下6个方面工作。4.1树立系统思维，强化统筹和集成作用。乡村振兴涉及农业生产、农民生活、农村生态以及经济、政治、社会、文化等方方面面。农业工程涉及生物、工程、机械、信息、经济等诸多要素，是高度融合的系统工程，具有鲜明的整体性、关联性、开放性、时序性和动态平衡性等特征。在推动乡村振兴和农业农村现代化的过程中，要创新思维模式，树立系统思维，坚持科学统筹，提高战略谋划能力，围绕行业发展和实际需求，综合集成农业工程理论、方法、技术和装备，提供整体、全面、有效的解决方案。4.2聚焦提质增效，促进农业转型升级。推动高质量发展是当前和今后一个时期，确定发展思路、制定经济政策、实施宏观调控的根本要求。实施乡村振兴战略，要走质量兴农之路。在农业工程科技创新上，也要树立高质量发展导向，由注重增产向提质增效、外延式增长向内涵式发展转变，围绕提高资源利用率、土地产出率和劳动生产率，增强农业可持续发展能力，研究推出一批农业提质增效的关键工程技术和装备，为农业增效、农民增收以及绿色发展提供有力的技术支撑。4.3强化循环发展理念，促进生产生活生态相融合。当前，农村生产、生活、生态不相协调，成为乡村振兴推进中面临的突出问题。亟需在农业工程技术创新、规划编制、项目策划和工程设计中，全面统筹农业农村空间结构，进一步优化农业生产布局和村庄空间布局，研究提出种养循环化、投入品减量化、生产清洁化、废弃物资源化、模式生态化的产业发展路径和工程解决方案，推动建立项目微循环、村庄小循环、乡镇中循环、县域大循环的农业循环体系，形成与资源环境承载力相匹配、与村镇居住相适宜、与生态环境相协调的农业农村发展格局。4.4提高信息化应用水平，促进数字农业发展。乡村振兴战略规划提出，要推动数字农业农村和智慧农业发展。2017年Technavio咨询公司报告提出，未来几年人工智能农业应用的年复合增长率将达到23%。针对数字农业发展的巨大需求，要抓紧建立信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性服务的数字农业技术体系，突破数字农业应用的理论、方法和共性关键技术，创制一批农业智能感知、智能控制、智能作业和智能服务等重大数字农业技术产品，加快推进数字农业发展和农业农村信息化建设。4.5突出融合发展，做好乡村振兴规划。乡村振兴，规划先行。农业工程科研机构要发挥专业性、系统性和综合性强的优势，统筹编制好乡村振兴规划，为乡村振兴提供决策咨询和技术支撑。在乡村振兴规划中，要突出融合发展。一是注重城乡融合，坚持城乡空间布局相统一、产业发展相促进、公共服务相一致、基础设施相匹配。二是注重一二三产业融合，坚持全链条发展和龙头带动，构建利益链接机制，推进品牌强农。三是注重功能融合，坚持绿色生产与生态保障相促进、农业文化旅游相结合。四是注重产村融合，坚持产业发展带动村集体经济，盘活农村资产，增强农村内生动力和造血功能。五是注重农业与互联网融合，坚持推进生产经营信息化、农产品生产加工全程可追溯和数字乡村建设。六是注重要素融合，坚持稳定农村基本经营制度，创新农业农村投融资机制，吸引人才下乡返乡。七是注重协作融合，建立规划编制的部门协作机制，充分调动村民和社会各界参与乡村振兴规划编制的积极性。4.6加强学科建设，开设急需专业培养急需人才。2018年中央一号文件提出，支持地方高等学校、职业院校综合利用教育培训资源，灵活设置专业，创新人才培养模式，为乡村振兴培养专业化人才。当前和今后相当长的一段时期，乡村振兴需要大量的农业农村规划、农业生态、循环农业、数字农业、农业遥感、设施种养工程、农村能源工程等相关领域专业人才。但目前，国内高校基本没有开设上述学科和专业，有条件的院校应围绕实施乡村振兴战略，结合行业发展需要，开设相应学科和专业，加强农业工程学科建设，强化农业工程人才培养。

5结论

实施乡村振兴战略是新时代“三农”工作的总抓手和根本遵循。农业工程科技工作者要准确把握乡村振兴战略丰富内涵，认真总结农业工程科技创新所取得的成效，分析研判乡村振兴对农业工程科技创新提出的新课题、新要求，在产业振兴、生态振兴、人才振兴方面发挥技术和人才的支撑作用。坚持树立系统思维，围绕行业发展和实际需求，综合集成农业工程理论、方法、技术和装备，提供整体、全面、有效的解决方案。坚持提质增效，研究推出一批节本增效关键工程技术和装备。强化循环发展理念，研究提出种养循环化、投入品减量化、生产清洁化、废弃物资源化、模式生态化的产业发展路径和工程解决方案。提高信息化应用水平，创制一批农业智能感知、智能作业、智能服务的重大数字农业技术产品，加快推进数字农业发展和农业农村信息化建设。发挥农业工程科研机构专业性、系统性和综合性强的优势，突出融合发展，编制好乡村振兴规划。加强学科建设，培养一批农业农村现代化亟需的农业工程技术人才，为乡村振兴战略提供充足的人才支撑和高效服务。

作者:隋斌 张庆东 张正尧 单位:1.农业农村部规划设计研究院 2.中国农业工程学会