基于TRIZ理想化方法提高農業科研院所科技貢獻率的研究

趙 鶴

（黑龍江省農業科學院牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157041）

農業科研院所是我國農業科研體系的重要組成部分，是應用技術研究和區域作物育種領域創新成果的重要源泉，是農業科技創新的一支重要力量，主要從事農業應用技術研究與服務，面向農村、農民，以新品種、新技術等形式提供公共產品和公共服務，直接受益的是農業、農村和農民，帶來的效果是農業發展和全社會普遍受益［1］。農業科研院所在推動農業科技創新、開展技術服務推廣等方面發揮著越來越大的作用。然而，不可否認的是，農業科研院所的很多科研成果由于與市場脫節、前瞻性低、成果轉化資金不足、技術市場中介缺乏、成果評估標準不合理等原因被束之高閣，不能轉化為現實生產力。目前，已經有很多國內外專家學者對提高農業科研院所科技貢獻率做了研究，但是提高農業科研院所科技貢獻率仍存在很大的研究空間。本文將TRIZ理論引入到提高農業科研院所科技貢獻率的研究，旨在找到一種提高農業科研院所科技貢獻率的新方法，對服務區域農業發展發揮更大作用提供理論參考。

1 影響農業科研院所科技貢獻率的因素分析

當前，由于土地、水、能源等要素越來越稀缺，依靠在稀缺的土地上追加更多的要素投入，最終會導致要素的邊際報酬遞減。因此，農業經濟增長的根本出路就只能依賴于農業科研所產生的技術進步［2］。本文將從廣義角度對農業科技進步貢獻率進行考量。廣義的農業科技進步貢獻率指的是廣義的農業科技進步對農業經濟增長的貢獻份額，反映的實質內容是通過農業科技進步提高了生產要素的生產效率，并降低生產成本［3］。本文利用C-D生產函數模型和索洛余值模型表達農業科技進步貢獻率：

C-D生產函數模型的一般形式是：

其中，Y是農業總產值，K、L、M分別為與Y相應的投入要素即物質費用、勞動力及耕地面積，A為常數項，t為時間變量，α物質費用產出彈性，β農業勞動力產出彈性，γ耕地產出彈性。

對C-D生產函數模型兩邊取對數，并對t求導，得出索洛余值模型：

其中，△Y／Y、△K／K、△L／L、△M／M 分別是農業總產值增長率、物質消耗增長率、勞動力增長率和耕地面積增長率。

最終得出農業科技進步貢獻率公式：

通過對公式（1）、（2）、（3）的綜合分析，得知影響農業科技進步貢獻率的主要因素有農業總產值增長率、物質消耗增長率、勞動力增長率和耕地面積增長率。農業科研院所在推進農業科技進步方面占據重要的指導地位，現已逐步成為農村經濟社會發展的主要動力。農業科研院所可通過開展提高生產效益、降低生產成本，提升勞動效率、降低勞動強度，提高土地利用率、降低土地閑置率等的科學研究，從而達到降低物質消耗增長率、勞動力增長率和耕地面積增長率的目的。

2 TRIZ理想化方法

2.1 理想化內涵

在TRIZ理論中，利用理想化和理想解理論解決創新問題是一種最為關鍵和重要的方法，它一方面可以幫助確定解決問題方向以及過濾無用信息，另一方面可以減少創新工作中的無用功［4］。理想化是一個技術系統從某一起點向最終目標進化，評價理想化程度一般用理想度（理想化水平）表示。

基本公式是：I＝∑UF／（∑HF＋∑CF）（4）

式中：I-理想度 ∑UF-有用功能之和，∑HF-有害功能之和，∑CF-成本之和。

技術系統要向著理想度無限大的方向改進，要求有用功能不斷增加，有害功能不斷減少，成本逐漸降低。為了保證系統向理想化進展，理想解必須具有以下特點，即原有系統的優點必須保持，原有系統的不足必須消除，新系統不應比舊系統復雜，新系統沒有引入新的缺陷。該“特點”是用來衡量新的理想解是否正確的重要指標。

2.2 理想化法則

常用的理想化法則有六條，依次是去除輔助功能、去除一些元件、識別自服務、替換零部件、改變操作原理、利用資源。

2.3 實現理想化的通用步驟

第一步：描述需要優化的技術系統的現有性能或指標。

第二步：描述并評價某個理想性能的理想化設想。

第三步：根據個人經驗和理想化設想從上述已抽象出來的六條理想化法則中選定幾條法則，具體化到專門具體的技術系統，進行深入分析并得出一種或幾種優化方案

3 將TRIZ理論引入到提高科技貢獻率理想化分析

根據理想度公式（4）得知，I值越大，則創新問題解決方案的理想化水平越高。將公式具體化到需解決的問題，研究的目的是最大程度地提高農業科技貢獻率，即得到提高農業科技貢獻率的最終理想解（解決方案），要求投入和有害功能越小越好，假定為0，而有用功能越大越好，假定為無窮大。

3.1 土地因素分析

3.1.1 描述土地利用方面需要優化的現有性能或指標。我國耕地總面積約為18億畝，僅次于美國和印度，但由于人口眾多，人均耕地面積僅1.4畝，還不到世界人均耕地面積的一半。目前我國已經有多個市縣的人均耕地在聯合國確定的人均耕地0.8畝的警戒線以下，是一個人多地少、耕地資源相對不足的國家。此外，由于工業三廢的污染以及農藥化肥的濫施濫用，導致耕地存在不同程度的沙化、鹽堿化，使得耕地資源更加緊張。為此，在現有有限的土地上如何進一步對其合理利用、提高土地利用率成為土地利用亟需解決的問題。

3.1.2 對土地利用的理想化設想。土地資源稀缺，最理想化土地利用應該是不占用土地就能生產出理想的農產品或在有限的土地上能生產出無限的理想的農產品。

3.1.3 選定法則優化方案。農業土地利用主要包括種養用地、農田水利設施用地、田間道路、曬谷場等。土地利用要秉承“集約、高效、持續、安全”的原則。在保證理想解四個特點的前提上，筆者將理想化法則具體化到農業生產中，提出以下方案。

3.1.3.1 選定“去除輔助功能”法則優化解決方案。在農業用地中，利用法則一，可考慮去除或減少設施用地，即在農業土地面積不變的情況下，盡量縮小設施用地面積，達到節約、擴大種養土地面積的目的，以此提高土地利用率。

3.1.3.2 選定“改變操作原理”法則優化解決方案。正視土壤修復與農業發展的關系，保護現有耕地不受污染，實現可持續發展是提高土地長遠利用率的一項重要舉措。農業科研院所在開展抗病育種的基礎上，要致力于開發無殘留、無毒、可降解農藥，同時，研發提高農藥使用效果的配套技術，減少農藥使用量，提高利用率。

3.1.3.3 選定“利用資源”法則優化解決方案。充分利用農業科研院所的科技資源，抓住林下經濟發展契機，深入開展無土栽培、立體栽培研究，根據不同作物的生理特點，靈活應用不同作物生長所需的時間、空間，開展間作、套作、混作等研究，合理開發利用現有空間，提高單位面積物質產量。為政府做好區域林下經濟發展規劃出謀劃策，有效利用林下土地資源，在堅持“生態優先，綠色發展”的原則下擴大農用耕地種植面積。

3.2 人力因素分析

3.2.1 描述勞動力使用方面需要優化的現有性能或指標。隨著經濟社會的發展以及農業機械化、產業化、現代化的強力推進，農村勞動力呈現出新的特點，從事農業生產的勞動力規模龐大，但勞動適齡人口中中老年比重和女性比重呈逐年上升的趨勢，勞動者受教育程度不斷提高，但總體素質依然較低。如何根據勞動力新的特點，揚長避短，科學合理地開發利用這一資源，使勞動力由數量優勢轉變為資源優勢，對于確保農業和農村的持續、健康發展以及農民增收意義重大。

3.2.2 對勞動力使用的理想化設想。最大程度地解放和發展勞動力是勞動力使用的理想解，目前，我國已通過提高勞動力素質、改進物質技術裝備、合理利用和逐步改善自然條件、提高科學技術水平和勞動熟練程度、提高組織化程度等措施的實行開展了不同程度的研究和應用，均取得了較好的效果。

3.2.3 選定法則優化方案

3.2.3.1 選定“去除輔助功能”法則優化解決方案。農業勞動力使用一般是采取家庭式經營方式，從整地環節開始到播種、除草、施肥、收獲、外銷等各環節都完全由家庭經營，勞動力使用效率偏低，為進一步提高效率，促進產業化經營，要在合作式經營上下足功夫，播種的專攻播種技術，除草的專攻除草技術，“術業有專攻”，進一步提高專業技能水平，把農業生產分項技術攻精、攻細。

3.2.3.2 選定“識別自服務”法則優化解決方案。根據此法則，政府部門大力加強人才平臺建設和勞動力服務平臺建設，整合專家、技術、勞動力等各項人力、技術資源，及時更新發布專家信息、農業生產新技術、農業產品生產規模、剩余勞動力特長及聯系方式，有效利用人力資源，進一步提高工作效率。

3.3 物質投入因素分析

3.3.1 描述物質投入方面需要優化的現有性能或指標。農業物質投入主要包括種子種苗、化肥農藥、農機農膜等的投入使用。近些年農業物質投入的持續增加對農業生產的發展起到了重要的作用，然而卻也增加了農民的負擔，農藥、化肥、農膜等農業生產資料的不合理或過量使用，使農業生產生活環境遭到了破壞，給農業可持續發展帶來了不利影響。合理確定農業物質投入的內容和水平是提高農業科技貢獻率的又一條有效途徑。

3.3.2 對物質投入的理想化設想。新技術的發展，農業物質的零投入，對環境零污染，實現農業可持續發展是對物質投入的理想解。

3.3.3 選定法則優化方案

3.3.3.1 選定“去除一些元件”法則優化解決方案。農業生產中農膜的使用雖然起到了提高地表溫度、保持地表濕度的作用，但是同時也帶來了“白色污染”，加重了環境的負擔。根據該法則，在不影響種子發芽和幼苗生長的條件下，減少農膜的使用量，甚至不使用農膜或找到農膜廉價替代物，是降低物質投入的一個新思路，這可以通過提高農膜重復利用率，開展抗低溫、抗旱育種以及找到一種可降解生物農膜來實現。

3.3.3.2 選定“識別自服務”法則優化解決方案。大田播種一般使用機械播種，與人工播種相比，雖然節約了大量的人力物力，但也同時存在種子浪費現象，利用此原則，可進一步探討研究農機精播技術，在農機上安裝自查反饋系統，保證每一個地穴播定量種子，每一粒種子達到要求的深度，對播種質量不合格的進行警示復播。

3.3.3.3 選定“改變操作原理”法則優化解決方案。深入研究作物習性、土壤狀況、氣候條件，通過實施設施農業，推廣噴灌、滴灌技術，改進作物栽培模式，實現節約農業用水，通過實施生物防治，對作物病蟲害綜合治理，實現節約農藥，通過生物肥、有機肥的研究和測土配方施肥技術推廣，緩控釋肥高效低毒農藥提高化肥農藥利用率，降低環境污染和土壤負擔，實現節約用肥。

4 結論與討論

綜合考慮以上分析，筆者對提高農業科研院所科技貢獻率，總結出以下工作方向：

4.1 找準育種方向，加強作物育種

農業科研院所要在開展高產、優質育種的基礎上，兼顧開展抗病、抗寒、抗旱育種研究。從種子種苗抓起，為節水、節肥、節藥以及節約農膜等生產資料打好基礎。

4.2 改進栽培模式，提升栽培技術

農業科研院所要在完善作物常規配套栽培技術的基礎上，開展無土栽培、立體種植研究，合理利用空間，提高土地利用率，開展林下經濟模式研究，推廣應用具有林下種植特色的配套栽培技術，合理利用林下土地，提升土地利用增量，配合農機部門，開展機械精確播種配套技術研究，降低種子投入成本。

4.3 加強環保意識，助推長遠發展

農業科研院所要牢固樹立環保意識，研究、推廣環保種植新技術、生物防蟲技術，科學施肥、合理施肥，開發生物肥、緩釋肥，提高肥料利用率，研究開發危害小、無殘留的肥料。

TRIZ是用來解決發明問題理論的，主要應用于工程領域，本文將TRIZ應用于提高農業科研院所科技貢獻率的研究，是一種新的嘗試，如何利用該理論開展更加深入的有效的研究，如何進一步提高研究的可行性和可操作性，筆者將在下一步的研究中逐步探討、完善。

［1］ 張百忍，劉繼瑞.關于對地市級農業科研單位發展戰略的思考.http：／／nks.ankang.gov.cn.

［2］ 秦朝鈞，張朝華.廣東省農業科技進步貢獻率和要素貢獻率的測算與經濟增長分析［J］.農業現代化研究，2011，32（5）：556-564.

［3］ 朱希剛，劉延風.我國農業科技進步貢獻率測算方法的意見［J］.農業技術經濟，1997（1）：17-18.

［4］ 沈世德.TRIZ法簡明教程［M］.北京：機械工業出版社，2010：39-43.