今天是:
English | 加入收藏 | 设为首页
您现在的位置:首页>研究报告>考察报告

考察报告

中国农业部赴德国现代农业科研院所建设与发展培训报告(五)

2018年12月24日 浏览量: 评论() 来源: 作者: 蒋昌顺 张兴银

四、德国农业科技条件平台建设与启示

(一)德国农业科技条件平台建设做法与经验

德国是一个农业科技高度发达的国家,先进高效的科研平台在德国的农业科学研究中发挥了重要的作用。为了探讨德国如何通过平台的建设与运作促进科学研究的发展,我们选择了多个德国具有代表性的研究平台,进行了系统的考察和研究。考察的对象包括四种类型平台基地。

1、科研基地平台

弗兰肯赫斯特教学与科研工作站:该科研工作站是隶属波恩大学农业学院的综合性乳业研究中心,中心占地135公顷,耕地34.5公顷,绿地70.13公顷,养有60头奶牛,同时还开展猪和鸡的饲养研究和实验用羊的饲养。

克莱恩阿尔特多夫教学与科研工作站:该工作站德国波恩大学农业学院通过合并四个不同的试验站建设而成的综合性植物科学研究中心。工作站占地180公顷、拥有4,750平米试验温室群。该试验站不仅为波恩大学提供研究支撑,同时主要围绕生物质能源为重点开展科学研究,并进行农业机械装备改造与研发。

基础研究平台:分别考察了马普协会(Max Planck Society)分子植物生理研究所(MPI-MP)和植物育种研究所(MPI-PB),两个研究所均主要开展基础研究,拥有大量高度自动化和可控环境的大型温室和气候室群,自动化程度很高,管理精细,设备水平先进的基因组、蛋白质组、代谢组与表型组数据采集设备。平台运行投入经费量巨大,投入的人员相对较多。令人印象深刻的是我们还在克莱恩阿尔特多夫教学与科研工作站见到了由工作站人员自己研发的表型组学数据自动采集系统。

应用研究平台:分别考察了莱布尼兹协会农业景观研究所用于沙尘研究的风洞设施,莱布尼兹协会农业工程研究所用于牛舍空气流通研究的最新型风洞设施,以及用于植物纤维分离与生产的大型设备。

信息平台:德国研究机构的信息平台包括管理性信息平台和研究性信息平台。我们主要考察的马普协会的两个研究所大数据生物信息分析平台。这两个研究所几乎所有研究室都根据自身的学科特点,引进生物信息学人才,建立了围绕基因组学、代谢组学与表型组学等组学为重点的生物信息学研究组。但一个共同的特征都是依托共同的大型计算机运算平台开展研究,而这些大型服务器则由专业的软硬件工程师进行维护。

技术平台:德国的研究机构技术平台主要以技术流程,技术人员的技术服务的方式来体现。其主要的特点是规范化和共享。以马普协会分子生理研究所为例,该研究所建有大规模转基因技术平台,该平台拥有专业的技术人员每周做20个不同基因的拟南芥转化,以及大量的烟草,番茄,马铃薯和苜蓿是遗传转化。这些技术服务不仅有标准规范的技术流程,而且有非常专业的技术人员来操作。更重要的是所有在该所研究的人员共享这一技术服务。

2、科研基地平台运行特征

通过建设先进的实验室和基地平台,利用高效信息平台和技术平台,形成了纵横互相支撑的高效农业科研体系。综合分析这些平台,可以总结出五个明显的特征:针对性、专业性、高效性、开放性和示范性。

针对性:德国研究机构的科研平台都是围绕学科进行建设,功能特色非常明显。如克莱恩阿尔特多夫教学与科研工作站是围绕植物科学研究的试验站,弗兰肯赫斯特教学与科研工作站是围绕畜禽饲养与遗传学研究的试验站;马普植物分子育种研究所和分子植物生理研究所虽然都是开展植物学基础研究的科研机构,但前者主要围绕遗传学与基因组学配置仪器设备,而后者在重点围绕分子生理学与代谢物分析配置仪器设备。莱布尼茨的研究所主要开展应用性研究,配置的设备则与解决农业生产实际问题有关。如用于研究牛舍通风的风洞,研究植物纤维分离与生产的大型设备等等。

专业性:与我国基地平台大多数由非高级职称人员管理不同,两个波恩大学科研工作站都由教授级别的研究人员组织一个团队进行运行和管理。以克莱恩阿尔特多夫工作站为例。该试验站有一名教授作为试验站的总负责人,一名园艺学博士、一名硕士工程师、两名行政和财务管理人员、两名专业的作物测试员组成了一个非常专业的管理与测试团队。团队既负责对实验站的管理,也进行学术研究。基地不仅是一个提供实验地完成田间实验的场所,同时还是一个先进设备研发与改造的基地

高效性:无论是大面积的试验农场还是测试量巨大的实验室,德国的农业研究平台都没有很多工作人员。其高效运转主要依靠先进的机械和高度自动化的仪器,以及操作熟练的技术员。在马普协会的分子植物生理研究所和植物育种研究所,自动化的样品制备平台,每天自动完成几千个样品研磨和DNA、RNA、代谢物提取与分析。在弗兰肯赫斯特试验站则配备有各种自动化饲养的牛舍、猪舍等设施,各种牧草种植、收割和储运设备,整个试验农场只7名技术工人。克莱恩阿尔特多夫工作站则拥有大量经过改造的现代化农机具,虽然需要维持180多公顷土地和4,750平米试验温室的种植与各种科学试验,但只有10名技术工人。

开放性:德国研究机构的科研平台不仅具备研究特色鲜明的特点,而且能够通过研究平台的共享,充分发挥各自的特色优势。由于实验奶牛价格昂贵,饲养要求高,弗兰肯赫斯特工作站每头奶牛都同时被不同的研究人员共同使用。而且试验站还利用其优越的饲养条件饲养山羊用于开展医学研究。克莱恩阿尔特多夫工作站在建立了自动化表型组数据采集系统的基础上,吸引了包括马普研究所在内的四家不同研究机构共同开展番茄的表型组学研究。所有研究所的实验室设备只需预约,全部开放使用。

示范性:波恩大学的两个试验站不仅具备提供研究与测试服务,而且能够在服务科研过程中展示科研成果;两个工作站都有一个德国普通农场的规模,某种程度上具备了一个未来农场的雏形。德国重视绿色农业,计划2030年实现常规农业向绿色农业的转型。克莱恩阿尔特多夫工作站开展从生物质能源、到节能环保农业设施和节水研究。目前,其生物质能源采暖研究已经基本成型,周边的农场已经开始运用科研站采用生物质能源采暖技术,从而促进了技术的转移与扩散。

(二)对我国农业科研机构基地平台建设的启示与建议

德国在平台与基地建设与运行成功地支撑了德国先进的农业科研,有许多经验值得我国借鉴。目前我国科研平台与基地还存在与学科体系发展不配套,共享程度低等方面的问题。根据德国的经验我们在下面三个方面有待进一步加强。

1、加强综合性试验基地建设

目前,我国国家农业科研体系中,试验基地多以研究所为单位建成的试验农场为主,条块分割明显,合作共享不足,不能充分发挥农场基地对推动不同学科全面发展的综合优势。德国波恩大学的弗兰肯赫斯特工作站与克莱恩阿尔特多夫工作站建设与运转的经验,非常值得借鉴。我国农业科研体系有必要充分利用现有基地的基础上,考虑地域与多学科综合发展,通过鼓励研究所联合建设和资源共享,建设一批特色鲜明、设施完善、合作充分、运转经费充分保障的综合性科研基地。

2、加强组学平台和生物信息学平台条件建设

组学与系统生物学技术手段已完全渗透到生物学的各个领域。无论是马普研究所分子植物生理学,还是植物育种研究所,所有研究室都已将基因组学、代谢组学、表型组学等作为基本的研究工具。即使是完全为应用研究建立的波恩大学植物学试验站,大规模表型组学平台的建设也成为其重要的内容。我国农业在基因组学研究领域虽取得了一定的发展,但是与各个组学领域的快速发展的需求还有很大的距离。有必要根据组学研究的特点加强基因组学、代谢组学、表型组学的条件建设,建立共同的大数据分析处理中心,满足各种组学与系统生物学对农业生物信息学分析的需要。

3、加强平台共享机制的建设

共享是充分发挥各种科研投入效率的重要机制。与德国相比,我国农业科研平台的共享性存在着巨大的差异。存在诸如大型仪器设备闲置,基地资源浪费严重等问题。其根源在于缺乏保障和激励共享的机制。借鉴德国的经验,我国在国家投入建立平台的同时,更需要重视新建和已建平台的共享。明确平台共享的范围,保障平台共享运转的经费,建立将平台共享程度纳入考评的机制,在同等条件下对共享平台的研究进行倾斜等。

五、德国农业科技成果转化与启示

我国农业科研投资占农业总产值的比重为1-2%,大大低于德国10%的水平,也低于世界1%的平均水平。同时我国科技资源配置不合理,利用效率低,大量科研成果不能转化为应用技术的问题十分突出。农业技术推广机构不稳,职能不强。目前,我国每年能取得6000多项农业科研成果,其转化率只有30%-40%,真正形成规模的不到20%,而德国科技成果转化率达到65%。我国农民的科技、文化素质相对较低,其原因主要是宏观教育结构不合理,职业教育发展滞后。当前,科研院所都在探索农业科技成果转化的新模式。因此,研究德国科研院所的农业科技成果转化模式对我国农业科技成果转化模式的确立具有重要借鉴意义

(一)德国农业科技成果转化做法与经验

1、以市场为导向,科学研究与成果转化一体化运行

通过考察德国马普学会分子植物生理研究所、莱布尼兹景观设计以及农业工程研究所、波恩大学的动物、植物科学工作站,发现德国的科技成果转化已经深入研究者内心,从项目的立项申请到项目实施方案的确立,以及研究论文的形成和所谓国内经常说的“成果转化”是一个顺理成章的过程,而不是传统意义上认识的把科研技术转化为市场行为过程中的所谓形成“成果”后的企业转化行为。例如马普学会分子植物生理研究所,主要从事基础研究,但其拥有4家公司从事科技成果转化工作,并且申请了大量专利。研究所的科研成果主要应用在其基础研究领域,这与国内认可的基础研究无法产生专利的观点大相径庭。基础研究同样可以申请专利,形成可以市场化的科技成果。

德国的科研项目来源于联邦、州、第三方基金和欧盟,每一个项目都有明确的研究定位,根据研究所的性质其获取资金的比例各不相同,马普学会和莱布尼兹科学联合会从联邦和州获得资金的比例为1:1,赫尔姆霍兹联合会和弗朗霍夫学会从联邦和州获得资助的比例为9:1。每一个科研机构是否存在很大程度上取决于自身科研成就的取得,对于以基础研究为主的研究机构考核的主要是论文质量和数量,以及获得第三方资助资金量,以应用研究为主的科研机构考核主要围绕联邦、州项目的获取、合同研究的数量以及为社会服务的效果。以莱布尼兹科学联合会为例,其自1990年起成立了技术转移中心,该中心提供创业、服务、网络等,从1990年起从38个研究所中筛选出123个项目与企业进行合作,新创造了1600个就业岗位,每年新增收入150亿欧元。在创业服务中,莱布尼兹研究所提供了创业服务、管理支持、项目筛选、博士工作站和相关的商业服务。在提供各类服务过程中,莱布尼兹研究所一方面产生了先进的技术成果,把其科研成果与社会经济力量有机结合,另一方面通过博士后工作站培养了一批就业岗位,为博士创业提供良好机会。

由于不同利益代表者提供了项目资金,其诉求具有可预期性,企业界提供的资金主要为了解决生产实践过程中产生的物化技术问题,是为了获得最大利益;州层面提供的基金主要为了解决本州存在的农业生产中的施肥、种子、农药、收储运等问题;联邦层面的项目资金主要为了解决州难以解决的实际问题和关乎国家利益的重大、基础、共性、面向未来农业的关键技术;作为第三方资金提供者可能考虑问题的角度千差万别,但最终都有一个明确的目标。由于提供资金的利益团体的不同诉求,项目承担方为了获取今后更多的项目支持,与生产实际相结合。值得注意的是企业投入的资金占德国科技投入资金的2/3。

德国不存在成果转化方面的问题。因为其科技成果本身就是面向市场的,否则对于作为科研投资主体的企业来说,资金就“打水漂”了。

2、政府为主导,促进科技成果转化

科技成果转化是个复杂的系统工程,同时也是一项风险性事业。没有政府作后盾,没有政府资助,单个个人或企业很难做到。在科技成果转化过程中,政府作用是必不可少的。德国政府在科技成果转化和推广过程中起到良好的引导作用。

1997年,联邦政府与州政府就共同资助弗劳恩霍夫协会达成协议,政府科技事业基金的投入将与协会获得的“竞争性资金”全面挂钩,并根据研究所承担研发课题的性质而设定了不同的资助比例:从事民用应用技术开发的48个研究所,其合同研究经费应达到所需经费的70% ,另外的30%根据其科研绩效而由联邦和州政府按 9:1的比例以科技事业基金方式提供资助;从事国防和军工项目研发的4个研究所,其经费仍然由联邦国防部全额负担;从事科技推广与咨询服务的6家机构,其经费的25%来自服务收费,其余75%由联邦和州政府按9:1的比例分担。为了支持中小企业采用先进技术,鼓励他们与弗劳霍夫协会之间开展合作,联邦政府还对中小企业的委托研发项目提供经费补贴,金额通常占合同研究成本的 40%-60%,具体数额将根据对项目技术风险和市场前景的评估确定。大大减轻了协会及其研究所的创新风险,也使企业能够以较低的价格获得新技术,从而降低了创新成果的产业化成本。

3、基础保障能力卓越,多学科交叉融合,成果转化效率高

通过考察德国波恩大学农业学院Klein Altendorf教学与科研基地,Kraska博士现代化温室建设、可再生原料(芒草、泡桐)的使用、现代化农业机械设备参观、大型科研实验项目的协调,实验田原则上对外开放,实验基地同时也承担大型科研项目的牵线者与协调者角色。在这个实验基地中,充分体现了联合力量办大事,沟通起来谋发展的德国理念。实验基地中有教授一名、助理教授一名、技术工人10多名。在此基地开展了多学科的大型合作,育种、资源、栽培、农机、再生能源、果树等学科交叉进行,此外基地还承担着生产、展示示范的功能。对于每一个环节中的个体,均具备相应的基础知识和实践技能,为大型试验的联合攻关顺利实施提供了强有力的保障。

温室全部由基地根据实验需要进行综合设计,满足不同种类科学实验的要求,每一条管线、每一个零部件都有其用途,充分体现了其温室设计过程中多学科融合的理念。

4、基础信息清晰,解决重复成果问题

德国建立了科技成果和人才数据库等科技情报网络,将企业界所需的信息以及科研单位的科技成果整合,供双方查寻,使两者互相了解,适宜为研究单位和企业之间的交流信息服务,企业可以把要研究的课题向数据库登记,诸如企业技术改进问题,企业成本计算问题等,同时还可把希望研究时间长短也一起注明。科研人员通过网络可以了解登记的项目,从中挑选有实用价值的题目进行研究。另外,科研人员也可把自己的研究成果按照相应的标准提供给数据库,还可以把希望与企业合作解决的课题登记上,企业通过数据库可以直接与科研单位开展合作。

5、双元制教育提供成果转化的受体,解决最后一公里问题

德国双元制教育, 一般主体为中学毕业生, 其智力特征以形象思维为主, 培养目标为技术管理人员。教学分别在企业和职业学校里交替进行, 约60%-70%时间在企业,40%-30%时间在学校。由企业进行实际操作方面的培训,培训学校完成相应的理论知识培训,企业与职业学校两方面共同完成对职业学校学生的培训工作。双元制教育的学生具备良好的操作能力和实践能力,为德国科技成果转化打下良好的产业工人基础。

6、持续发展的成果转化机制——专利战略

从科技进展角度来看,快速创新的能力正变成技术竞争的决定性因素。为了确保创新技术不被随意盗用,发明者的权利需要通过专利的形式给予保护。由于弗朗霍夫学会巨大的技术储备和在提供解决方案上的强大实力,每年都产生大量具有应用前景的专利,仅2012年,就产生了700件专利。弗朗霍夫不只停留在通过发放专利许可证来获得专利本身的收益,还充分开发专利所带来的放大效益,推动实施专利战略。2007年11月15日,德国联邦议会预算委员会通过了批准弗朗霍夫学会创建“弗朗霍夫基金”的决议。该基金的宗旨在于利用MP3许可证收入中的“非常收益”建设新的“专利集群”。近年来,该学会借助“MP3技术保护法”取得了相当丰厚的许可证收益。这笔收益使一批“自选研究计划”得到资 助,并为“生成新知识产权集群”提供了良好机会。特别重要的是,学会还通过制定相关的国际标准及“保护法”, 使其有可能成为技术进步和新产品的先驱。

6、重视采取多种措施转化科技成果

发挥行业协会的作用。德国企业行业协会的中介功能突出,该国法律规定企业必须参加至少一个行业协会,协会起到强大的中介功能,促进协会成员技术协同创新,具体作用如下:①协调会员的技术创新活动,或者由协会机构委托行业外科研机构、高校协助实施技术创新;②确定、统一和协调各中小型企业的研究;③促进创新在本行业扩散;④对企业员工进行培训,提高员工技能,更新知识,是继续教育基地。各地方政府还资助建立了一批区域技术创新、创新扩散、培训中心,与行业协会等中介组织形成纵横交错的创新网络中的结点。德国政府充分利用和发挥行业协会在技术协同创新的功能,甚至将政府资助的技术创新款项交给行业协会具体运作,政府制定创新政策时吸收有关行业协会参加。

发挥中介服务机构的作用。德国技术创新一直领先于欧洲其他国家,其中一个重要原因在于其高效率的科技中介机构广泛存在,为用户提供所需要的技术创新知识咨询服务、管理咨询服务、各类评估和信息服务等,使企业在技术创新方面保持明显优势。遍布德国的 370 家史太白基金会技术转让中心,为中小企业的技术创新提供持续的支持,使德国的科研成果能够迅速推向企业。另外,德国政府对中小企业进行咨询所需费用分别按技术力量强弱给予 25%至75%的补贴,这是促进经济发展的最有效手段之一 。

建立区域创新体系。在特定的产业技术区域内与技术创新全过程相关的组织、机构和实现条件所组成的网络系统,是由相关社会主体:企业、高等院校、科研机构、政府部门、中介组织、金融机构等,联系、互动所形成的区域社会网络;其目的是为了创造、引进、使用和扩散新技术,提高区域整体竞争力。区域创新体系是一个开放的系统,来自外面的技术转移成果是本地技术创新系统的有机组成部分。建设区域创新体系成为以市场和政府两个作用推进科技成果转化的有效途径。

(二)对我国农业科研机构成果转化的启示与建议

我国农业科技成果转化工作应借鉴德国做法,主要体现在四个方面:

1.加大政府扶持力度,解决农业科技成果转化的公益性需求

各国政府对农业科技成果转化的支持是多方面的,不但包括宏观发展政策,而且包括稳定的资金政策等。农业的公益性属性和弱势地位决定了农业科技成果转化和科技成果推广的公益性属性,建议国家从法律层面规范农业科技成果转化投入的比例,在预算时对农业科技成果转化经费予以保障。国家拿出专门资金支持农业科研单位开展公益性属性的农业科技成果转化工作,各级政府对于成果转化进行相应配套。

2.梳理农业科技成果数据,构建成果转化平台

在全国范围内对于各类科研项目产生的农业科技成果进行认真梳理,并进行综合评价,将已经形成的可进行转化的科技成果归纳总结,并进行相关配套,形成符合我国现阶段发展需求的农业科技成果转化数据库。通过各类调查研究对农业从业企业、农场、农户的需求进行归纳总结,形成农业科技成果需求数据库。通过现代信息技术对农业科技成果供需双方建立沟通,整合农业科研单位、大专院校的农业科技成果,每年发布农业科技成果白皮书,形成农业科技成果转化信息平台。以市场经济为基础渠道,在市场需求的前提下,实现有目的的科学研究。

3.鼓励分工合作,强化农业科研机构间的横向联系

为了提高农业科研的整体水平,要推鉴德国农业科研体制设置的经验,加强不同研究机构之间的横向联系,加强中央农业研究机构和高等农业院校、综合性大学、农业企业、农民组织以及国际农业研究和教育机构的联系,鼓励农业研究机构间的科研协作,创立农业科技成果转化诚信联盟。鼓励不同学科协同创新,建议不同研究所、不同学科对于行业发展过程中存在的问题从不同角度开展联合攻关,解决科技成果单一、难以被市场接受的问题。

4.建立综合示范基地,开展试验示范,提高农业科技成果展示效果

在农业主产区构建综合性试验示范基地,对于全国农业科技成果进行整合,根据不同区域生产特点整合相关研究资源,形成大型试验示范基地。例如面向西部大开发建设新疆综合示范基地,在山东德州建设粮食高产创建和综合加工示范基地,在河南新乡建设小麦玉米等粮食高产示范基地等,对于全国各类科研成果进行试验示范,提高展示效果。