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關(guān)鍵詞:生物工程;轉(zhuǎn)型發(fā)展;應(yīng)用型人才;培養(yǎng)模式
2014年2月教育部頒布《關(guān)于地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》,指出用3年左右時間建設(shè)一批地方本科轉(zhuǎn)型示范高校,引導(dǎo)試點高校以培養(yǎng)生產(chǎn)服務(wù)一線的高層次技術(shù)技能人才為主要任務(wù),形成產(chǎn)教融合、校企合作的辦學模式,直接融入?yún)^(qū)域發(fā)展、產(chǎn)業(yè)振興和技術(shù)進步,深度融合職業(yè)教育、高等教育和繼續(xù)教育,探索出一條建設(shè)中國特色應(yīng)用技術(shù)類型高等學校發(fā)展道路[1-2]。湖北理工學院是湖北省第一批轉(zhuǎn)型試點改革學校,其生物工程專業(yè)三年來面向地方社會經(jīng)濟發(fā)展需要和生物工程企業(yè)對應(yīng)用型專業(yè)人才的實際需求,明確人才培養(yǎng)目標,通過產(chǎn)教融合、校企合作,突破傳統(tǒng)教育教學模式的束縛,構(gòu)建了地方本科高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的新體系,在轉(zhuǎn)型發(fā)展方面進行了一些有益的探索,并已取得初步成效。
1地方高校生物工程專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才面臨的問題
1.1人才培養(yǎng)目標定位模糊無自身特色
地方高校在中國高校分類體系中屬于普通本科院校,主要培養(yǎng)學術(shù)型的工程型人才,盡管各地方高校也提出了“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)的目標定位,但事實上,地方高校在發(fā)展的過程別是新建本科院校在建設(shè)過程中,雖然也在不斷推進教學模式和人才培養(yǎng)方案改革[3],但總體來是以學習和借鑒部屬高校的辦學模式和人才培養(yǎng)方案,以“厚基礎(chǔ)、寬口徑”這一不變應(yīng)萬變的精英教育理念教育大眾化教育階段的非精英學生[4],較少考慮自身的辦學條件和區(qū)位環(huán)境,人才培養(yǎng)目標定位模糊人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案缺乏創(chuàng)新,落入了“重理論,輕實踐;重學術(shù),輕應(yīng)用”的窠臼,在人才培養(yǎng)目標上沒有形成自身的特色[3]。
1.2工程教育師資力量嚴重不足
在新建地方本科院校中,大部分是由原來的高等??茖W校升級而來,本科教育時間不長,工科專業(yè)無行業(yè)背景支持,工科專業(yè)大部分以為理科基礎(chǔ)衍生而來的,開展工程教育時間較短。學校升本后的首要任務(wù)是迎接教育部教學工作水平評估,為使師資隊伍學歷層次達到教學工作水平評估指標體系的要求,學校加大了師資隊伍建設(shè)的力度,大力引進高學歷、特別是有留學經(jīng)歷的人員充實到師資隊伍中來[3]。這無疑提高了師資隊伍整體的理論教學水平,促進了師資隊伍建設(shè);但在引進這些教師的同時,只注重引進人員的高學歷學位,忽視了他們大部分是剛從一所高校畢業(yè)又轉(zhuǎn)進入另一所高校任教,缺乏工程訓(xùn)練的基本實踐。毫無疑問,這些老師具有較扎實的理論知識和較高的學術(shù)水平,他們能教給學生較為豐富的理論知識[3],但對工科教育的本質(zhì)“工程實踐”缺少感性認識和深度理性思考,絕大多數(shù)引進人員的思維停留在理科“科學教育”上,其教學環(huán)節(jié)與工程實際需求有偏離,實習實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計等質(zhì)量監(jiān)控不到位,不能對學生進行有效的實踐指導(dǎo)[5]。致使工程教育師資緊缺和工程教育研究人員相對匱乏,具有工程經(jīng)驗的“雙師型”教師嚴重不足[5-6]。
1.3課程體系設(shè)置不科學
生物工程專業(yè)的培養(yǎng)目標是為社會輸送具有生物理論知識和實踐技能的全方位人才[7]。這要求地方高校培養(yǎng)的學生應(yīng)能直接與企業(yè)對接,學生不能只局限于掌握理論知識,還應(yīng)注重實踐能力的培養(yǎng)[8]。傳統(tǒng)的生物工程專業(yè)課程體系設(shè)置方面,講究大而全,缺乏工程實踐性和地方特色,與社會企業(yè)生產(chǎn)需求仍存在相當大的差距,沒有形成與企業(yè)生產(chǎn)崗位職業(yè)能力相匹配的科學課程體系[9]。地方高校往往偏重于理論教學,為達到人才培養(yǎng)目標的所設(shè)置的理論教學和實踐教學比例失調(diào),在課程設(shè)置上因人設(shè)課的現(xiàn)象還在一定范圍內(nèi)存在,純理論性的課程較多,而實驗和實踐性課程嚴重不足[3]。部分課程雖設(shè)置了實踐教學環(huán)節(jié),但往往都是課內(nèi)實踐,學時少,時間分散,每組學生人數(shù)較多,學生無法體驗到生產(chǎn)崗位對實踐操作能力的要求[3]。
1.4實踐教學資源匱乏
生物工程的理論知識源于實踐,最終服務(wù)于實踐,學生很難單純從書本中了解、掌握生物工程工藝的各個環(huán)節(jié),他們必須通過親自動手操作來鞏固理論知識,因此,實踐教學尤為重要[8]。地方高校的生物工程專業(yè)綜合實力和社會影響力遠落后于中央部屬院校,教育經(jīng)費不足,實驗平臺條件相對較差,不能配置相應(yīng)的教學儀器和設(shè)備,無法完全滿足實驗教學的要求,也大大降低了理論教學的效果。地方高校建有一些校內(nèi)實踐教學基地,但由于實踐基地管理模式、人員配置、學時安排等方面的原因,對學生實踐教學的指導(dǎo)相對薄弱[3]。校外實踐教學基地建設(shè)時間短、效果不明顯。主要是企業(yè)以盈利為主要目的,對培養(yǎng)學生的社會責任認識不足,認為接受學生實習,為學生提供相關(guān)實習場所,安排學生吃和住等,將會增加企業(yè)的運營成本,同時還需相關(guān)技術(shù)人員進行輔助管理,嚴重浪費企業(yè)的人力資源,甚至影響生產(chǎn)[8-9]。而且在校外實踐的具體操作上,企業(yè)一般只為學生提供一定的實習崗位,這些崗位可能與學生所學專業(yè)不對口,往往會出現(xiàn)學生只是為了到企業(yè)實習而實習的情況,專業(yè)課老師沒能深入企業(yè)車間學習實踐,與企業(yè)員工進行深層次的合作與交流,導(dǎo)致校企信息的溝通不及時,理論教學與實踐教學嚴重脫節(jié)的現(xiàn)象。因此,校外實踐基地建設(shè)停滯在相對較淺的層次上,未能從人才培養(yǎng)方案制定、課程體系設(shè)置、實踐教學體系構(gòu)建、實踐基地建設(shè)與管理等方面與企業(yè)進行深層次合作和探討,形成有效的合作模式[9]。
2轉(zhuǎn)型發(fā)展期業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的主要措施
教育的本質(zhì)區(qū)別最終體現(xiàn)在人才培養(yǎng)模式的差異,這種差異具體體現(xiàn)在專業(yè)培養(yǎng)方案和目標、專業(yè)課程體系以及培養(yǎng)形式[10]。
2.1結(jié)合地區(qū)特點,科學編制人才培養(yǎng)方案
湖北理工學院作為地方應(yīng)用型本科高校,它的辦學類型定位是應(yīng)用型,其生物工程專業(yè)主要培養(yǎng)為地方經(jīng)濟發(fā)展服務(wù),企業(yè)所需要的生物技術(shù)人才。為體現(xiàn)此目標,湖北理工學院學院的生物工程專業(yè)應(yīng)制訂出自己的科學、合理、可行的人才培養(yǎng)方案,而不是照搬中央部屬的研究型大學的人才培養(yǎng)方案。為此,湖北理工學院生物工程專業(yè)分別邀請了勁牌有限公司、青島啤酒(黃石)有限公司、華潤雪花啤酒(黃石)有限公司、湖北紫鑫生物科技有限公司、黃石世星藥業(yè)有限責任公司等數(shù)十家生物技術(shù)企業(yè)代表,以及省內(nèi)兄弟院校的一些知名專家學者,結(jié)合湖北理工學院的辦學類型定位、鄂東南地區(qū)的資源優(yōu)勢、企業(yè)生產(chǎn)的需求和學院所錄取學生學習的實際情況,多次論證,共同制訂出湖北理工學院生物工程專業(yè)2015版人才培養(yǎng)方案。制訂方案時,遵循確立主線,統(tǒng)一編排,避免重復(fù),相互協(xié)調(diào),循序漸進的原則,多方向、多維度地對專業(yè)課程教學內(nèi)容進行整合,理清內(nèi)容之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)、先修和后修的關(guān)系,合理設(shè)計教學內(nèi)容。課程內(nèi)容以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標,以社會需求為導(dǎo)向,體現(xiàn)寬口徑、厚基礎(chǔ)、重實踐的人才培養(yǎng)核心,按照“模塊綜合”的思路,強調(diào)內(nèi)容的實用性和培養(yǎng)學生的動手能力[11]。避免各位老師上課時同一知識點在不同課程中多次重復(fù),同時也有利于將零碎的知識點歸納提煉,形成環(huán)環(huán)相扣的知識鏈,使教師都對學科專業(yè)知識結(jié)構(gòu)和課程體系有一個清晰明確的認識,學生學習時能夠有一個系統(tǒng)清晰的脈絡(luò)。(1)明確應(yīng)用型人才目標。區(qū)別于學術(shù)型、研究型教育,應(yīng)用型人才培養(yǎng)更注重于專業(yè)理論知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,促進理論知識服務(wù)于生產(chǎn)實踐。學校人才培養(yǎng)定位是“面向區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展需求,培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實、實踐應(yīng)用能力強、綜合素質(zhì)好、具有創(chuàng)新精神和社會適應(yīng)能力的高級應(yīng)用型人才”。生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標是遵循學生成長規(guī)律,滿足區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的人才需求,以社會需求為為導(dǎo)向,培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)知識扎實,實踐能力強,綜合素質(zhì)高,具有地方特色的高級應(yīng)用型人才。(2)夯實工程基礎(chǔ)。在基礎(chǔ)課程的設(shè)置上,重點強調(diào)堅實的工科基礎(chǔ),設(shè)置有物理化學、機械制圖、化工原理、工程制圖及CAD、生物工程設(shè)備、生物工程工廠設(shè)計等課程。(3)整合專業(yè)課程內(nèi)容。2年級在完成通識課程、學科基礎(chǔ)課程教學后,整合細胞工程、酶工程、基因工程、生化反應(yīng)工程、發(fā)酵工程等傳統(tǒng)的專業(yè)課程內(nèi)容,開設(shè)符合地方區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需要,與地方企業(yè)生產(chǎn)直接對接的釀造工程、酶工程與酶制劑、植物細胞工程、天然產(chǎn)物提取工藝學、微生物制藥工藝學、啤酒生產(chǎn)技術(shù)、生化分離工程等應(yīng)用型課程。(4)突出實踐性教學環(huán)節(jié)。為培養(yǎng)學生的實踐操作能力,實踐性課程學分占總學分的33.8%。實踐環(huán)節(jié)包括課內(nèi)實踐教學環(huán)節(jié)和課外實踐教學環(huán)節(jié)二部分,課內(nèi)實踐教學環(huán)節(jié)由基礎(chǔ)課程實驗、專業(yè)基礎(chǔ)實驗、生物工程專業(yè)實驗三部分組成,總達338學時;課外實踐教學環(huán)節(jié)主要是實習實訓(xùn),達35周,主要有化工原理實訓(xùn)和化工單元操作設(shè)計(4周)、認識實習(2周)、生產(chǎn)實習和生產(chǎn)工藝設(shè)計(6周)、工程實訓(xùn)及工程制圖(7周)、畢業(yè)實習與畢業(yè)設(shè)計(16周)等五部分組成。
2.2切合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的實際,多渠道造就“雙師型”師資隊伍
高素質(zhì)師資隊伍是實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的保障。湖北理工學院生物工程專業(yè)采取多種渠道,造就一批既有較高理論教學水平、又有較好生產(chǎn)實際經(jīng)驗、能將課堂理論教學與生產(chǎn)實踐有機結(jié)合的“雙師型”師資隊伍。(1)加強對青年教師的教學技能指導(dǎo)。新入職的人員,根據(jù)湖北省高校師資培訓(xùn)中心的要求,統(tǒng)一進行“崗前培訓(xùn)”。學院實行“青年教師導(dǎo)師制”,指定一名經(jīng)驗豐富的教師擔任其導(dǎo)師,分別從教材分析、學情分析、教學目標的設(shè)定、教學內(nèi)容處理、教學方法選用、教案撰寫、課件制作、課堂教學組織及教學反思等方面對新入職教師實施專業(yè)教學技能指導(dǎo)。同時要求三年內(nèi)手寫教案,不使用或少使用多媒體教學,每次課前要寫板書設(shè)計,使其快速熟悉課程,掌握教學基本技能。鼓勵青年教師參加學?!扒嗄杲處熤v課比賽”、“青年教師實驗課課說課比賽”、參加校外的提供課堂教學能力的研修班,如由北京中教國培教育咨詢中心和《發(fā)現(xiàn)》雜志教育編輯部聯(lián)合主辦的“以學生能力為核心的課堂教學改革—有中國特色的成果導(dǎo)向教學實務(wù)操作”培訓(xùn)班、武漢大學繼續(xù)教育學院主辦的新技術(shù)條件下高校課堂教學能力提升研修班等,青年教師還要求每年完成一門課程完整的跟堂聽課任務(wù),在老教師的傳幫帶作用下迅速成長。(2)強化教師的實踐操作能力。湖北理工學院采取“請進來”與“送出去”相結(jié)合的方法,提高教師實踐操作能力與動手能力?!罢堖M來”是指聘請合作企業(yè)的高層領(lǐng)導(dǎo)和生產(chǎn)骨干為外聘教師,每學期為生物工程專業(yè)師生舉行2~3次講座,與專業(yè)教師一起擔任畢業(yè)設(shè)計及工廠實習實訓(xùn)的指導(dǎo)教師,根據(jù)生產(chǎn)的需要對師生進行相應(yīng)的實踐技能培訓(xùn),提高教師的生產(chǎn)實踐操作能力?!八统鋈ァ笔枪膭钋嗄杲處熒陥蟆昂笔「咝G嗄昱c教師深入企業(yè)行動計劃項目”,根據(jù)項目要求青年教師深入企業(yè)參加實踐活動一年,學習企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)與過程管理,不斷提升自身的創(chuàng)新實踐能力,豐富自身的知識結(jié)構(gòu)。教師每年要承擔實習教學任務(wù),帶領(lǐng)學生進行為期6周的生產(chǎn)實習和專業(yè)實踐。教師深入生產(chǎn)一線,通過交流與學習,提高自身的實踐教學能力。
2.3突現(xiàn)地區(qū)特色,精心構(gòu)建課程體系
為了培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、重實踐,能滿足企業(yè)生產(chǎn)需要的應(yīng)用型人才,湖北理工學院生物工程專業(yè)在構(gòu)建課程體系時,從學校的辦學定位和人才培養(yǎng)目標出發(fā),吸納勁牌有限公司、青島啤酒(黃石)有限公司、湖北紫鑫生物科技有限公司等企業(yè)技術(shù)人員及公司主管從生產(chǎn)實際角度提出的建議,綜合考慮學科知識體系的系統(tǒng)性、知識結(jié)構(gòu)的相對完整性、專業(yè)知識之間的相關(guān)性和內(nèi)容的連續(xù)性,突顯“綠色、虛擬、智能、礦冶”的地區(qū)特色,建立起既滿足人才培養(yǎng)方案要求又與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和企業(yè)生產(chǎn)無縫對接的課程體系。(1)校本課程模塊。理論課程方面:1、2年級完成通識教育課程、學科基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程的學習任務(wù)(包括理論課程教學和實驗實踐教學等);3年級開設(shè)生物反應(yīng)工程、生化分離工程、發(fā)酵工程、釀造工程、酶工程與酶制劑、生物技術(shù)制藥、細胞工程、生物能源技術(shù)等專業(yè)課;第7學期開設(shè)天然產(chǎn)物提取工藝學、抗生素生產(chǎn)工藝工藝學、礦山廢棄地的生物修復(fù)、鄂東南特用植物種質(zhì)資源的保護和利用、企業(yè)經(jīng)營管理、啤酒生產(chǎn)技術(shù)等特色課程。實踐課程方面:構(gòu)建以課堂實踐教學環(huán)節(jié)(基礎(chǔ)課程實驗、專業(yè)基礎(chǔ)實驗、專業(yè)綜合實驗)、集中性實踐教學環(huán)節(jié)和小學期實踐教學環(huán)節(jié)相結(jié)合的實踐教學體系,培養(yǎng)學生專業(yè)基本技能和專業(yè)核心應(yīng)用能力。創(chuàng)新能力培養(yǎng)主要是每學期開設(shè)16學時(8次)的生物工程前沿專業(yè)知識講座,讓學生了解學科的動態(tài)發(fā)展,培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識;加強工程實踐訓(xùn)練,把企業(yè)技術(shù)個新項目作為人才培養(yǎng)的專業(yè)載體,把行業(yè)企業(yè)的一線需要作為畢業(yè)設(shè)計的課堂來源,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。(2)企業(yè)課程模塊。邀請勁牌有限公司、青島啤酒(黃石)有限公司、湖北紫鑫生物科技有限公司、黃石世星藥業(yè)有限責任公司、大冶有色金屬公司銅綠山礦等企業(yè)專家及技術(shù)人員以專題講座或?qū)n}報告的形式講解白酒釀造關(guān)鍵技術(shù)、啤酒的質(zhì)量分析與品管、天然色素提取與分離、阿奇霉素生產(chǎn)工藝、礦山廢棄地的生物修復(fù)、企業(yè)經(jīng)營管理等方面內(nèi)容,直接將企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和相關(guān)管理知識導(dǎo)入課堂教學,培養(yǎng)與企業(yè)生產(chǎn)直接對接的應(yīng)用型人才。(3)課外自主學習模塊。第七時期,每位同學須獨立完成一項與生物工程專業(yè)相關(guān)研究性學習課題,進行科研訓(xùn)練。學生自主設(shè)計實驗方案,獨立完成實驗,教師對學生的進行指導(dǎo),形成科研小論文,期末集中答辯,進行評審。大學四年期間必須完成課外自主學習的10學分,形式靈活多樣??梢詤⒓痈黝惛傎悾绾笔〈髮W生化學實驗技能競賽、湖北省普通高等學校大學生生物實驗技能競賽、大學生化工設(shè)計競賽、“國藥工程杯”大學生制藥工程設(shè)計競賽、“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術(shù)科技作品競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等;也可以申報各類項目,如,學校實驗室開放基金項目、大學生科技創(chuàng)新項目、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目等。
2.4產(chǎn)教融合建設(shè)校外實習實訓(xùn)基地
生物工程專業(yè)現(xiàn)已建有勁牌有限公司、青島啤酒(黃石)有限公司、華潤雪花啤酒(黃石)有限公司、黃石世鑫藥業(yè)有限公司、湖北遠大富池醫(yī)藥化工股份有限公司、湖北紫鑫生物科技有限公司等十個校外實習基地校外實踐與實習教學基地。2017年積極與江西彭澤縣磯山工業(yè)園化學化工協(xié)會對接,建立湖北理工學院-江西彭澤縣磯山工業(yè)園化學化工協(xié)會聯(lián)盟,并簽訂實習就業(yè)協(xié)議。突出學生實習實訓(xùn),加強實踐教學和實習實踐基地建設(shè)。為了保證實習落實到位、收到實效,制定了實習教學管理相關(guān)規(guī)定和實習教學質(zhì)量保證措施,安排教師對學生的實習過程進行指導(dǎo)和管理。同時根據(jù)社會的需要與人才培養(yǎng)要求,嘗試對實習方式改革,將生產(chǎn)實習安排在暑期進行,實行集中與分散相結(jié)合的模式,老師指導(dǎo)與學生自主實習并重。學生通過實習,深入企業(yè),了解了企業(yè),將生物工程理論知識與社會實踐相結(jié)合,消化和鞏固了專業(yè)知識,拓展大學生的視野,提高學生的社會實踐能力和就業(yè)能力,達到培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目的。
3轉(zhuǎn)型發(fā)展應(yīng)用型人才培養(yǎng)的取得的成效
轉(zhuǎn)型發(fā)展三年來,生物工程專業(yè)教師主持或參與的各級教改項目共5項,其中湖北省教育廳高等教育教學改革研究項目2項,校級及以上教學研究項目3項。獲得校級教學成果獎1項,校級青年教師講課比賽三等獎1項,實驗建設(shè)說課比賽三等獎2項。生物工程專業(yè)學生考研錄取率在30%左右,其中考取“211”或“985”院校的學生占一半以上。畢業(yè)生深受用人單位歡迎,提供的就業(yè)崗位與學生人數(shù)比例為6∶1,一次性就業(yè)率達92%以上,學生在工作中表現(xiàn)出的實踐操作能力與創(chuàng)新能力受到用人單位一致好評。學生申報湖北理工學院大學生科技創(chuàng)新項目7項,湖北理工學院實驗室開放基金項6項,湖北省大學生創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目6項。湖北省優(yōu)秀學士學位論文6篇,在湖北省高等學校大學生生物實驗技能競賽中,第三屆學生榮獲單項賽二等獎2項、三等獎1項,綜合賽二等獎2項;第四屆榮獲單項賽二等獎3項、優(yōu)秀獎1項,綜合賽三等獎1項。在第十屆、第十一屆湖北省“挑戰(zhàn)杯”大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽中學生分別獲得三等獎。競賽活動提高了學生的學習興趣,增強了學生學習的主動性,營造了良好的學風,為培養(yǎng)專業(yè)水平高、動手能力強的高技能應(yīng)用型人才打下良好基礎(chǔ)。
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關(guān)鍵詞:應(yīng)用型本科院校新建本科院校;生物工程專業(yè);應(yīng)用型人才;人才培養(yǎng)模式
如今社會對于應(yīng)用型人才的需求是很大的,學校結(jié)合自身對應(yīng)用型人才的定位以及生源特點和辦學模式,對于大學生的培養(yǎng)應(yīng)該是以創(chuàng)新與實踐相結(jié)合,扎實基礎(chǔ)又具備自主學習能力為特征來進行的,這樣就能解決實際生產(chǎn)所需的問題。同時,才能進一步的提高專業(yè)的教學水平,為整個社會提供更多的應(yīng)用型人才。作為本科院校,對于如何培養(yǎng)生物工程專業(yè)應(yīng)用型人才計劃是一個值得探討的課題,本文就針對此來進行分析探討。
一目前生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀及存在的問題
目前,在高校教育與行業(yè)需求日益突出的矛盾中,“一刀切”的現(xiàn)象還是普遍存在高校的教育中,所謂的“一刀切”現(xiàn)象是指高校還是把培養(yǎng)“研究型”“學術(shù)型”人才作為培養(yǎng)的重點,也就是說重視高分而忽視其實踐能力,只是為了考研而存在的理論型人才,這種人才對于社會所需的應(yīng)用型人才還差著很遠的距離,也因為這種教育方式使得學生的動手實踐能力相當?shù)娜?。生物工程專業(yè)本身就是一門交叉性的學科,它既涉及到了化學工程,同時也涉及到生物技術(shù)等,也就是說其學習的內(nèi)容跨度比較大,學生在進行學習的時候就會很分散,難以掌握重點。很多高校為了使課程不顯得過重就會刪除掉許多的相關(guān)專業(yè)課時,也就是說生物工程專業(yè)的學生和其他專業(yè)的學生課程是一樣的,但是比起化工科或者生物專業(yè)的學生來說,所學到的專業(yè)知識是沒有他們深入的,過多的理論課占據(jù)了主要的學習時間,使學生沒有多余的時間去進行實踐課的學習,這就把學生實踐能力的培養(yǎng)給耽誤了。教育部把生物工程專業(yè)劃分為正式的專業(yè)課程目錄后,雖然許多高校都相繼開設(shè)了專門的課程,這些課程都是與國際本行業(yè)的發(fā)展進行緊密相連的,也因此就把重點放在了“學術(shù)型”人才的培養(yǎng)上。無論是課程的設(shè)置還是培養(yǎng)方案都是相同的,就是為了提升考研率,對于社會所需則考慮的過少,這就把高校培養(yǎng)人才的弊端給顯現(xiàn)出來,就是有些脫離實際。高校為了提升考研率就會讓學生犧牲專業(yè)課學習的時間專門只針對考研科目進行補習,對于整個專業(yè)的學習來說并沒有什么益處,很多學生學完以后對于本專業(yè)的學習內(nèi)容還只是一知半解的了解,知識比較表面,在實踐動手能力更是沒有什么針對性的練習,這些不能繼續(xù)考研深造的學生一旦進入社會就無法適應(yīng)社會的所需,就會出現(xiàn)大量高分低能的現(xiàn)象,所以說這種只在乎理論學習的培養(yǎng)方式是不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)的。
二應(yīng)用型本科院校生物工程專業(yè)特色人才培養(yǎng)模式
(一)結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展需求
有關(guān)生物工程專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式和高職教學中的技術(shù)培養(yǎng)和理論培養(yǎng)都有著一定的區(qū)別,其主要就是結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況和社會的需求來設(shè)計人才的培養(yǎng)方案,從而對他們進行培養(yǎng)。首先要對課程進行有效的優(yōu)化,從而合理的安排好每個教學的環(huán)節(jié),同時要加強實踐課和實驗課的教學。在進行項目教學的時候,還可以提高學校的合作教育。然后就是根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)濟情況建立起相應(yīng)的人才培養(yǎng)模塊。在對人才培養(yǎng)的時候,按照生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)的要求來對學生進行有效的培養(yǎng),同時對課程進行有效的優(yōu)化和調(diào)整,把握住其中的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的相結(jié)合。在面對一些公共基礎(chǔ)課程中,要做好合理的選擇,從而對學生的綜合素質(zhì)進行有效的培養(yǎng),而在專業(yè)課程的選擇上,主要有一些基礎(chǔ)細胞工程、發(fā)酵工程和物質(zhì)分離工程等,在進行選修的專業(yè)課程中,不需要學生把所有的知識都進行系統(tǒng)和完整的學習,而是需要學生結(jié)合自己當?shù)氐慕?jīng)濟情況進行有針對性的選擇[1],從而真正的培養(yǎng)出適合當?shù)厥袌龅膽?yīng)用型人才。
(二)建立多學科融合的復(fù)合型人才培養(yǎng)方案
應(yīng)用型本科人才的主要培養(yǎng)目標就是要滿足社會各界的要求,其主要奮戰(zhàn)的地方就是社會的各種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在工業(yè)的生產(chǎn)和企業(yè)的管理當中,這些人才主要就是工作在最為主要的工作崗位上,直接解決實際的問題,同時維持企業(yè)正常的運行。根據(jù)《普通高校修訂本科教學計劃的原則意見》、《高等工程教育面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革計劃》以及《高等學校本科生物工程專業(yè)規(guī)范》等文件,結(jié)合各大工程學院實際情況,在制定應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)方案的時候,要確定人才培養(yǎng)的目標,保證他們將來可以為社會的發(fā)展和當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展做出巨大的貢獻。在對人才進行培養(yǎng)的時候,不僅要提高他們的專業(yè)水平和能力,同時還要提高他們的綜合素質(zhì)和道德水平,只有這樣才能保證他們可以真正的為社會服務(wù)。在對他們進行專業(yè)性培養(yǎng)的時候,主要是對物理、化學和生物等學科的基本理論,進行有效的培養(yǎng),同時還要培養(yǎng)他們相關(guān)的技術(shù)水平和基本技能等。然后結(jié)合當?shù)氐亟?jīng)濟實際的發(fā)展情況,對學生的應(yīng)用能力進行有效的培養(yǎng)。對專業(yè)方向設(shè)置的時候要有針對性,加強實踐和實驗教學,從而真正的提高學生對知識的應(yīng)用能力,讓他們真正的成為專業(yè)的應(yīng)用型人才。
(三)增加教學實踐性
生物工程應(yīng)用型人才培養(yǎng),需要增加教學的實踐性,具體來說,可以增加實驗課程的學時數(shù),像實驗課課程的學時可以增加到32學時,無機化學與分析化學實驗、基礎(chǔ)生物實驗等課程的課時增加到32課時;還有在學儀器分析理論時,對授課內(nèi)容及課時進行有效的調(diào)整,根據(jù)專業(yè)的特點及需求修改教學大綱,增加相關(guān)內(nèi)容的比重及實驗學時,相應(yīng)的減少其他內(nèi)容的比重及學時;微生物學、化工原理等專業(yè)基礎(chǔ)課程的實驗學時也要增加。根據(jù)教學計劃中一些沒有開設(shè)實驗課的理論課也可以增加的實驗學時,像分子生物學與基因工程、發(fā)酵工程等,總之通過加大實驗比重來促使學生的動手能力、分析問題、解決問題的能力得到提升。
(四)加強校企合作,強化實訓(xùn)力度
生物工程專業(yè)教學實習是生物工程專業(yè)學生的重要課程,主要目的為了讓學生掌握專業(yè)課程,并能借助校企合作平臺進入到企業(yè)實習,學生在實踐中可以運用課本中的專業(yè)知識,使得學生的專業(yè)知識得到發(fā)展與鞏固,還有學生也能在企業(yè)中熟悉與掌握一定的企業(yè)經(jīng)營與管理知識的相關(guān)體系,幫助學生提前認識社會。
(五)構(gòu)建合理的生物工程專業(yè)體系
生物工程專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要學校構(gòu)建出合理的生物工程專業(yè)體系,新型生物工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的新課程體系的設(shè)想,構(gòu)建出重視培養(yǎng)學生應(yīng)用以及能力為重點的理論課程體系,實踐以及素質(zhì)拓展的教學體系,結(jié)合精簡、重組、融合、增設(shè)等方面的途徑,來調(diào)整教學內(nèi)容,開設(shè)選修課、實驗課,給學生提供培養(yǎng)創(chuàng)新能力的機會;還有以市場需求為導(dǎo)向[2],訓(xùn)練學生的行業(yè)能力,開發(fā)學生的綜合行業(yè)能力。由校企聯(lián)合來對課程進行研究,為學生制定出專業(yè)技術(shù)課程與技能的實訓(xùn)模塊,突出專業(yè)課程的行業(yè)特點,以學生行業(yè)能力培養(yǎng)為課程的基礎(chǔ)內(nèi)容,培養(yǎng)學生的學習能力,提升學生的就業(yè)適應(yīng)能力。重視人文與科學最優(yōu)結(jié)合,使得學生的理論基礎(chǔ)為專業(yè)理論服務(wù),專業(yè)理論為技術(shù)的理論服務(wù),使得學生具備綜合運用理論基礎(chǔ)知識的能力,提升學生的就業(yè)適應(yīng)能力。另外,學生綜合運用知識能力的培養(yǎng)是十分重要的,在進行教學的時候,要提高課堂的多樣性,增加教學的靈活性和多樣性,從而培養(yǎng)出適應(yīng)行業(yè)與社會發(fā)展的應(yīng)用型人才。
(六)優(yōu)化實踐教學體系
生物工程專業(yè)技術(shù)的應(yīng)用型人才培養(yǎng),需要重視學生技術(shù)應(yīng)用能力以及工程意識的培養(yǎng),對實驗、實習、見習等是實現(xiàn)生物工程專業(yè)技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)的重要途徑,由此構(gòu)建出完善的分類設(shè)計、分層施教、分步實施、獨立設(shè)置等課程,結(jié)合實踐教學體系,圍繞生物工程專業(yè)技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標,構(gòu)建出實驗課程、認識實習、畢業(yè)設(shè)計等組合的實踐教學體系,在構(gòu)建完善的實驗課程體系的同時,要關(guān)注實踐教學內(nèi)容的設(shè)置。可以將實驗課程課程分為必修實驗、選做實驗、自選實驗等三種類型,讓學生根據(jù)自身的學習需求來進行自主選擇,為實驗課程的發(fā)展提供更加廣泛的空間。另外,對于實驗課程來說,要適當減少驗證性的實驗比例,增加設(shè)計性、綜合性的實驗比例,逐漸將實驗課程轉(zhuǎn)變成為驗證性、設(shè)計性、綜合性的實驗組成體系。
三結(jié)語
生物工程專業(yè)特色人才培養(yǎng)方案的實施必須落到實處,在實施過程中不斷優(yōu)化,著實提高應(yīng)用型本科院校生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
參考文獻
[1]李常健,黃光文.新建本科院校生物工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究[J].湖南科技學院學報,2007,12:31-33.
關(guān)鍵詞 高級生物化學 教學 理論 創(chuàng)新 實踐
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.04.049
在工科院校中,“高級生物化學”是微生物學、發(fā)酵工程和生化與分子生物學專業(yè)研究生的重要基礎(chǔ)課程,是連接“生物化學”和“分子生物學”的橋梁。它既是本科“生物化學”課程的提高和深華,又是研究生階段 “分子遺傳學”、“分子生物學”等課程的基礎(chǔ)。課程的目的是強化和拓寬研究生生物化學的基本理論知識,多角度地認識生物化學的基本原理和現(xiàn)象,并在此基礎(chǔ)上強化生物化學的實驗理論、技能和分析能力,為研究生研究實驗設(shè)計的合理性奠定基礎(chǔ)。在工科院校中,“高級生物化學”課程主要涉及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能、蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、蛋白質(zhì)合成與運輸、基因與基因組學、蛋白質(zhì)組學、代謝組學等章節(jié)的內(nèi)容。近年來,生物化學領(lǐng)域的新進展、新發(fā)現(xiàn)層出不窮,高級生物化學成為生命科學領(lǐng)域極其活躍的帶頭學科。對于一些應(yīng)用型的工科院校,高級生物化學課程將蛋白質(zhì)化學和組學相關(guān)的基礎(chǔ)理論及前沿進展傳授給學生,培養(yǎng)善于理論學習,長于工程實踐,勇于集成創(chuàng)新的應(yīng)用型生物技術(shù)人才。
1教材中英文結(jié)合
目前高級生物化學學科發(fā)展迅速,新知識新技術(shù)不斷更新?lián)Q代。目前唯一的高級生物化學教材是李關(guān)榮主編的高等學校規(guī)劃教材《高級生物化學》,①內(nèi)容涉及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、功能、尋靶、基因與染色體、基因技術(shù)、生物膜與跨膜轉(zhuǎn)運、生物信息轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達調(diào)控、代謝調(diào)節(jié)策略等,偏重理論知識的講授。相對高級生物化學,生物化學課程的教材則很多,包括王鏡巖主編的《生物化學》②(高等教育出版社,2002年出版),于曉虹主編的《生物化學》③(浙江大學出版社,2012年出版,面向21世紀精品課程教材,全國高等醫(yī)藥教育規(guī)劃教材),劉國琴主編的《生物化學》④(中國農(nóng)業(yè)大學出版社,2011年出版)等。王鏡巖主編的《生物化學》內(nèi)容全面,講解細致,一直作為本科教學的典范,在本科院校的生物化學課程中廣泛采用,但作為工科院校的研究生教材,該教材一來與本科教學重復(fù),二來內(nèi)容過于基礎(chǔ),缺乏前沿性。于曉虹主編的《生物化學》,內(nèi)容著重闡述人體基礎(chǔ)生物化學知識,為遠程專升本教材,內(nèi)容與本科教材有所區(qū)別,編寫著重符合這專升本學生的需要,不適合作為研究生的教材。劉國琴主編的《生物化學》是面向生物學專業(yè)本科生編寫的理科教材,內(nèi)容包括三部分:首先,重點討論了蛋白質(zhì)、核酸、酶、糖類和脂質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能以及結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系,同時介紹了這些生物大分子的重要生物化學性質(zhì)及相關(guān)分離、分析技術(shù)的基本原理和應(yīng)用特點;其次,對糖類、脂質(zhì)、氨基酸、核苷酸的分解代謝和合成代謝及其代謝調(diào)節(jié)進行了系統(tǒng)、概要介紹;最后,主要以原核生物為例討論了從DNA到RNA再到蛋白質(zhì)的遺傳信息流的分子機制。該教材內(nèi)容上和王鏡巖主編的《生物化學》有相似之處,適合選作生物學專業(yè)和生物技術(shù)專業(yè)教材,也適合生命科學相關(guān)學科,如醫(yī)藥、食品、農(nóng)林等領(lǐng)域本科生使用。
除了以上教材,David Hames編著,王學敏等翻譯的《生物化學》⑤(第3版·中譯版)全書共13章,分別是:細胞結(jié)構(gòu)與成像、氨基酸與蛋白質(zhì)、酶、抗體、生物膜與細胞信號、DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制、RNA合成與加工、蛋白質(zhì)合成、重組DNA技術(shù)、糖代謝、脂質(zhì)代謝、呼吸和能量、氮代謝。該書屬于精要速覽系列叢書,是國外暢銷教材,該書結(jié)構(gòu)新穎,視角獨特,重點明確,脈絡(luò)分明,圖表簡明清晰,適合作為工科院校研究生教材。同時,由于研究生教學對于英語的閱讀能力也具有較高要求,因此還可配合英文版作為課外閱讀教材,也便于雙語教學和國外客座教授的講學。
2教學模式以啟發(fā)式引導(dǎo)為主線
高級生物化學是一門抽象的學科,因此在教學中加入形象生動的flash動畫,使學生對生物化學相關(guān)蛋白質(zhì)、核酸等結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、分子作用機理等概念的理解更為深入;同時通過大量生物化學相關(guān)小電影的優(yōu)美畫面引起學生對該課程的濃厚興趣。在課堂教學導(dǎo)入部分采用老師提問學生回答,通過案例進行啟發(fā)教學的模式,在此環(huán)節(jié),提問可引發(fā)學生自主思考,通過學生的各種答案教師引出需要講授的內(nèi)容,該方法可大大調(diào)動學生的學習積極性。在整個課堂教學中,摒棄傳統(tǒng)的以教為主的模式,把學放在首位,對特定原理的學習采用探究式教學的方法。
在老師講解基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上,引入課堂討論環(huán)節(jié),議題與生物化學基本理論和概念充分結(jié)合,與本學科的發(fā)展與應(yīng)用緊密聯(lián)系,通過對前沿問題的討論可激發(fā)學生的興趣并發(fā)揮主觀能動性,為進一步的深入學習奠定良好的基礎(chǔ)。在課堂討論環(huán)節(jié),老師可安排討論的題目供學生選擇,也可由學生根據(jù)興趣自由選題,然后公開宣講,老師和同學既是聽眾,也是討論的參與者,通過提問、討論和解決問題,拓寬學生的眼界和思路。老師應(yīng)及時對討論過程進行點評,一方面充分肯定學生顯示的創(chuàng)造性思維能力,一方面對思維中的不足進行糾正。課堂討論環(huán)節(jié)可培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)造、分析解決問題的能力,同時也促使老師自我知識不斷豐富和補充。
與此同時,將學術(shù)報告引進課堂,每個班級的生物化學課程均邀請1~2位國內(nèi)外生物化學領(lǐng)域的知名專家為研究生做學術(shù)報告。這些多樣的學術(shù)報告,既讓研究生了解了生物化學學科的前沿進展,又讓學生有了學術(shù)交流的機會,還可培養(yǎng)學生的科研思維和科學精神。
3充分利用網(wǎng)絡(luò)資源
高級生物化學的發(fā)展日新月異,互聯(lián)網(wǎng)累積了海量的生物信息資源,將對我們的教學工作起到非常重要的作用。在高級生物化學課程的教學中強調(diào)互聯(lián)網(wǎng)資源運用的重要性,通過學生網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的親身體驗喚起學生的求知欲,在課堂教學過程中,對常用數(shù)據(jù)庫進行介紹,提高學生信息收集和辨別的技巧和能力。例如,目前大多數(shù)的蛋白質(zhì)序列結(jié)構(gòu)和功能方面的信息都可以直接從網(wǎng)絡(luò)公共數(shù)據(jù)庫中得到,其中最常用的核苷酸序列數(shù)據(jù)庫包括GenBank、EMBL、DDBJ 等,這些數(shù)據(jù)庫中還同時包括了大量與序列直接相關(guān)的注釋信息,方便學生從中獲得需要的知識。另外,蛋白分析專家系統(tǒng)ExpertProtein Analysis System(簡稱ExPASy,http://expasy.ch,隸屬于瑞士生物信息學研究所,國際上蛋白質(zhì)組和蛋白質(zhì)分子模型研究中心)可為用戶提供大量蛋白質(zhì)信息資源。因此,在高級生物化學的教學中首先詳細介紹一些數(shù)據(jù)庫的使用方法,再通過具體舉例使同學掌握基本的查詢方法和結(jié)果分析方法,并通過布置課后作業(yè),使學生通過自己的實踐更好地掌握數(shù)據(jù)庫的運用方法。
4開放式實踐教學貫穿始終
高級生物化學的理論知識相對比較抽象,對于初涉該專業(yè)的研究生而言較難理解,在理論教學中穿插大量實例是達到良好教學效果的必由之路。首先在教學過程中加入教師親身經(jīng)歷的實驗事例,例如根據(jù)工科院校背景重點講解酶制劑的分子改造實例,使學生通過實例學習更好地掌握該課程的精髓,提高分析解決實際問題的能力。
在實踐教學方面,由于在本科階段生物化學課程的講授中已按排了生物化學基本單元操作實驗,如蛋白質(zhì)的兩性反應(yīng)和等電點的測定、凝膠過濾層析測定蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量、總含氮量的測定—微量凱氏定氮法、紫外分光光度法測定核酸含量、糖化型淀粉酶活力的測定及、酶作用的專一性、酶的激活和抑制、碘乙酸抑制糖酵解、底物濃度對酶活性的影響—蔗糖酶米氏常數(shù)的測定、蛋白酶活力的測定、酵母蔗糖酶的純化及其酶性質(zhì)的研究等。因此在高級生物化學的實踐教學中,不再安排單獨的實驗單元操作,而采取開放式實踐教學模式,即選定相關(guān)學院生物化學方面相關(guān)老師所在的實驗室作為開放實驗室,對有興趣的學生進行時間、空間、內(nèi)容和方法均開放的培訓(xùn),通過一些小實驗的自我設(shè)計和驗證激發(fā)學生的學習熱情,以達到更好的教學效果。同時通過開放性實驗,使研究生對于整個實驗的設(shè)計和操作更為理解,可為研究生進一步的課題選擇奠定基礎(chǔ)。
5 結(jié)語
關(guān)鍵詞: 高中生物 遺傳與進化 STS教育
自20世紀80年代以來,STS的理念和教育模式作為科學教育領(lǐng)域內(nèi)的一種新的嘗試得到了世界眾多國家的認同,成為世界科學教育改革的一個重要方向。STS是“Science,Technology and Society”(科學、技術(shù)和社會)的英文縮寫,是研究科學、技術(shù)與社會的相互關(guān)系,以及科學技術(shù)服務(wù)于社會生產(chǎn)、生活及發(fā)展的科學教育思想,它要求學生懂得科學知識的應(yīng)用,知道科學技術(shù)與社會之間的相互影響和作用,培養(yǎng)學生關(guān)注社會的意識,并能以正確的價值觀和方法解決科技發(fā)展所帶來的社會問題。
《普通高中生物課程標準(實驗)》在課程性質(zhì)部分明確指出:“高中生物課程將在義務(wù)教育基礎(chǔ)上,進一步提高學生的生物學素養(yǎng)。尤其是發(fā)展學生的科學探究能力,幫助學生理解生物科學、技術(shù)和社會的相互關(guān)系,增強學生對自然和社會的責任感,促進學生形成正確的世界觀和價值觀。”
“遺傳與進化”是高中生物必修模塊,它是生物學的一個基礎(chǔ)和核心內(nèi)容,也是生物科學與社會、個人生活關(guān)系最密切的領(lǐng)域,在本部分內(nèi)容里包含遺傳的細胞基礎(chǔ)、分子基礎(chǔ)、遺傳的基本規(guī)律、生物的變異、人類遺傳病、生物的進化六部分,該模塊主要從細胞水平和分子水平闡述生命的延續(xù)性及生物進化的過程和原因。本文以該模塊為切入點,對STS教育在生物學中的滲透進行探討。
一、系統(tǒng)化生物學知識,在教學中貫穿STS教育
生物具有嚴整的結(jié)構(gòu),通過代謝表現(xiàn)為生長、繁殖等生命現(xiàn)象,具有應(yīng)激性,能夠適應(yīng)并影響環(huán)境,因此生物學的基本概念和原理不是孤立的,而是彼此有著一定關(guān)聯(lián)。在教學中,教師應(yīng)心中有STS理念,在有意識地引導(dǎo)學生在學習生物學知識、技能的同時,建立起生物科技與社會的教育觀念。
例如:學習細胞分裂知識后,分析細胞分裂中DNA、染色體變化規(guī)律,推導(dǎo)DNA與生物的遺傳相關(guān),通過“Avery實驗、噬菌體侵染細菌實驗”證明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”,繼續(xù)追問思考:作為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備什么條件?為什么DNA可以作為遺傳物質(zhì)?通過了解沃森和克里克成功的奧秘引出DNA結(jié)構(gòu)、功能、中心法則這些遺傳學的基本知識,由此引導(dǎo)學生關(guān)注:人類基因組計劃、中國超級雜交水稻基因組計劃、親子鑒定、基因診斷與治療、生物技術(shù)制藥和研制疫苗、艾滋病病毒的遺傳機理、基因工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程、轉(zhuǎn)基因食品、害蟲和病原體抗藥性形成、干細胞的應(yīng)用、克隆技術(shù)、人體器官移植、組織培養(yǎng)、朊病毒等,這些都是極好的STS教育素材,教師只要隨心巧用,必可達到良好的STS教育效果。
可遺傳的變異為生物的進化提供選擇的材料,在生存斗爭過程中適者生存,不適者淘汰,有利變異不斷積累和加強,推進了生物的進化,學生沿著達爾文的思路,能了解達爾文的自然選擇學說模型,教師提示學生達爾文進化學說的局限,能激發(fā)學生深入探究了解現(xiàn)代生物進化學說。不同的物種之間,生物和環(huán)境之間,在相互影響中不斷進化和發(fā)展,即共同進化。至此,又很自然地把生物與環(huán)境的相關(guān)知識水到渠成的聯(lián)系起來,在生物與環(huán)境里,生物性污染、生物凈化、生物資源合理利用、綠色消費等又是滲透STS教育的良好素材。
以上的知識梳理只是一個示例,在任何一個模塊的學習中,任何一個生物學的基本概念和規(guī)律的拓展,均可以作為主線將STS生物學知識框架建構(gòu)。教師心中應(yīng)有生物整體的概念,善于從不同角度把STS教育落實于生物教學實踐中。
二、穿插應(yīng)用生物科學史,滲透STS教育
生物科學史是一部科學發(fā)展的歷史,它揭示了人類生命科學的發(fā)展規(guī)律,蘊含著豐富的STS教育材料。如孟德爾、摩爾根在經(jīng)典遺傳學上的貢獻、我國首次人工合成結(jié)晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)運核糖核酸、袁隆平兩系雜交水稻法、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)提出、《寂靜的春天》帶來的環(huán)保革命等,生物科學史為我們展示了生物科學事實、概念、原理、方法,以及技術(shù)發(fā)明的歷史背景、發(fā)展歷程、現(xiàn)實應(yīng)用,對于學生深入了解生物學原理、生物學實驗設(shè)計的基本思路、掌握科學研究的一般方法,提供了極好的范例,同時,從生命科學的發(fā)展史來看,每一項成就的獲得無一不是生物學家們不斷思考、不斷探索,甚至是不斷失敗后反復(fù)實驗而獲得的成功,因此生物科學史在教學中的融合,既有助于學生理解知識和概念,培養(yǎng)科學思維,形成良好的知識結(jié)構(gòu),理解科學研究方法,掌握生物科學概念原理,又有利于培養(yǎng)學生科學態(tài)度和形成正確的價值觀。
例如,“基因的分離定律”可以采用以下教學步驟:(1)問題引導(dǎo),設(shè)疑激趣:簡單解釋“融合遺傳”的觀點,預(yù)測孟德爾豌豆雜交實驗F1會是什么樣顏色?實際結(jié)果F1紫色,與“融合理論”不符合,怎么解釋?(2)設(shè)問:在孟德爾豌豆雜交實驗里為什么F1全是高莖?矮莖消失了嗎?F2為什么會出現(xiàn)3∶1這樣的結(jié)果?是偶然的嗎?怎么解釋孟德爾的發(fā)現(xiàn)?(3)帶著疑問,引導(dǎo)學生思考孟德爾對該實驗現(xiàn)象的解釋;它與“融合理論”的本質(zhì)區(qū)別是什么?孟德爾的解釋是否合理呢?怎么檢驗它的正確性?(4)介紹“假說―演繹法”,指導(dǎo)學生繪制一對相對性狀的遺傳圖解,理解測交實驗過程,預(yù)測測交實驗結(jié)果,領(lǐng)悟“假說―演繹法”在科學實驗研究中的價值。(5)師生共同歸納總結(jié)孟德爾基因分離定律的實質(zhì),并組織模擬性狀分離比實驗,體會模型意義。(6)介紹孟德爾定律在生產(chǎn)實踐上的應(yīng)用。通過設(shè)疑探究模擬孟德爾關(guān)于基因分離定律的過程,再現(xiàn)生物學家的實驗設(shè)計和操作,讓學生親身體驗和感受科學探究過程,學生能夠較好理解基因的分離定律實質(zhì),理解“生物―技術(shù)―社會”之間的關(guān)系,并對“觀察、發(fā)現(xiàn)問題―分析問題、假設(shè)―實驗設(shè)計、驗證―歸納總結(jié)”的一般研究過程有了真實的體驗,實現(xiàn)知識(分離定律)、技能(科學研究方法)目標的達成。
三、情境創(chuàng)設(shè)、課堂引導(dǎo),落實STS教育
建構(gòu)主義觀點認為:知識是從情境和活動中來的,學習是在真實的活動和社會性的互動里發(fā)生的,情境教學是教學研究中的一個重要問題,所謂“情境教學”,就是“從情與境、情與辭、情與理,情與全面發(fā)展的辯證關(guān)系出發(fā),創(chuàng)設(shè)典型的場景,激起兒童熱烈的情緒,把情感活動和認識活動結(jié)合起來,所創(chuàng)建的一種教學模式”,即“情境教學”指的是教師人為“創(chuàng)設(shè)”的情境中所進行的教學。[1]創(chuàng)設(shè)情境的目的或激發(fā)學習興趣,或啟迪思維,總的來說是為實現(xiàn)有效的教學服務(wù),因此創(chuàng)設(shè)恰當?shù)慕虒W情境,開展STS教育活動,是生物教師的基本素質(zhì)和能力體現(xiàn)。如學習“性別決定和伴性遺傳”的內(nèi)容時,我先給學生展示一位男明星和一位女明星的照片,設(shè)問:人都是由受精卵發(fā)育而來,為什么有的發(fā)育成雄性,有點發(fā)育成雌性?再講述“色盲的發(fā)現(xiàn)”“月亮的女兒”的故事,提問:色盲和白化病的患病人群有什么不同?為什么會出現(xiàn)這樣的情形呢?面對可能出現(xiàn)的不同的遺傳病,如果你是一個遺傳咨詢師,你怎么給一個懷孕的母親進行遺傳咨詢?在這樣創(chuàng)設(shè)的提問情境,學生產(chǎn)生了價值取向,注意力集中,認真思考,為相關(guān)知識的學習做好了準備。隨著一個個問題的解決,學生較好掌握了知識,同時在假設(shè)的情景里應(yīng)用所學習知識分析問題,解決問題,“科學、技術(shù)、社會”的意識也自然地融入在教學活動中。
四、活動延伸,課外拓展STS教育
課堂教學的時間是有限的,因此教師在做好課堂教學的活動的同時,應(yīng)充分組織學生圍繞與生物學有關(guān)的科學、技術(shù)及社會問題開展以學生為主體,以實踐性、趣味性為主要特征的活動課,對生物學課堂教予以必要延伸和拓展補充。如舉辦“基因工程和轉(zhuǎn)基因技術(shù)”“克隆技術(shù)與人類未來”“人類基因組計劃”等專題講座,進行“生物與人類未來”“環(huán)境污染”“健康與生命”“健康與營養(yǎng)”等專題調(diào)查,推薦適合中學生的科普讀物,收集報刊雜志上最新科技發(fā)展動態(tài),開展閱讀競賽活動,進行小制作、小發(fā)明、小實驗等豐富多彩的活動。學生通過活動的參與,能鞏固已學的生物學知識,學和合作與分享,認識體會生物學科學的重要性,養(yǎng)成關(guān)注與生物學有關(guān)的社會問題的習慣,自覺運用生物學的相關(guān)知識解決人類面臨的社會問題。
當今世界,生命科學日新月異,生物工程、克隆技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、人類基因組計劃的研究在環(huán)境保護、醫(yī)藥生產(chǎn)和疾病預(yù)治等方面發(fā)揮巨大作用的背景下,在新課程理念的指導(dǎo)下,生物教學與STS教育相結(jié)合,把知識與應(yīng)用、科技進步與社會發(fā)展,價值觀與關(guān)注社會的理念融于教學過程中,能使生物教學的內(nèi)容更趨于完整。教師應(yīng)立足于社會生活中的實際情況和問題,利用好教材,使學生能夠積極思考,理解生物科學與技術(shù)在社會中的作用及反作用,作出判斷和決策,主動學習,尋求當今社會發(fā)展中的生物科學、技術(shù)運用的最佳方案,培養(yǎng)科學的價值觀,具有對社會問題進行預(yù)測、判斷、決策和解決的能力,使生物學科教學真正著眼于每個學生的全面發(fā)展和終身發(fā)展的需要,真正全面提高學生的生物科學素養(yǎng)。
參考文獻:
隨著適用性研究和開發(fā)的進展,人們可以發(fā)現(xiàn)許多經(jīng)濟上可行的方案來滿足整個地球的需求。該"設(shè)想"確定了方向和相應(yīng)的規(guī)劃,采取措施建立利用植物系統(tǒng)中能源和碳源的可再生資源基礎(chǔ)。面臨的挑戰(zhàn)是嚴重的,但機遇也是難以衡量的。人類可以適應(yīng)變化,但必須接受所面臨的挑戰(zhàn)。序言中從兩方面進一步闡明“設(shè)想”提出的背景:
1、界定植物/農(nóng)作物基資源
植物/農(nóng)作物基(有時用生物基bio-based)資源是指來自于一定范圍的植物系統(tǒng),主要是農(nóng)作物、林產(chǎn)品和食品、飼料和纖維工業(yè)加工過程中的副產(chǎn)物。它們可以通過一年生的作物和樹種,多年生植物和短期輪作樹種等途徑在一個較短的時間內(nèi)再生。石油化學品原本也是以植物為基礎(chǔ),其基本分子為烴類。植物/農(nóng)作物基可再生資源當前所用的大量基本分子是碳水化合物、木質(zhì)素和植物油。也有一些量少高值的分子是來自二級植物新陳代謝。另一個主要區(qū)別是烴類及其提取系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)并加工處理其所需要的原料型產(chǎn)品,而植物基可再生資源在某些程度上雖然也被認定,但某種植物會含有某種資源,加工后會留下什么,尚未完全搞清。
最近生物技術(shù)進展可以改變植物成分和酶提取系統(tǒng),這就為現(xiàn)在需要的化學產(chǎn)品和新型中間人體及產(chǎn)品制造提供了新的經(jīng)濟機遇。據(jù)統(tǒng)計,美國的森林、耕地、牧場等面積約22.46億英畝(1英畝=0.405公頃,下同),其中主要農(nóng)作物的種植面積有4.24億英畝,可以生產(chǎn)大量植物/農(nóng)作物基資源。過去50年,這類資源的重點主要是面向食物、飼料和纖維生產(chǎn)。
2、烴類經(jīng)濟
20世紀后期,世界經(jīng)濟發(fā)展很快,生產(chǎn)增長率有很大提高,尤其是各發(fā)達國家,一些發(fā)展中國家也不斷增長。成功的增長和發(fā)展過程中起主要作用的是烴類經(jīng)濟。自20年代以來,礦物化石燃料的采取和利用提供了人們當前所享受的經(jīng)濟效益和生活水準。許多國家都依靠這種資源來滿足能源和原材料的需要。
在過去50年中,大量的研究開發(fā)在能源生產(chǎn)和基礎(chǔ)產(chǎn)品制造方面創(chuàng)造了許多可以大量增值的工藝過程。市場經(jīng)濟明顯地受人們提高生活水準的意愿所驅(qū)動,以創(chuàng)造各種產(chǎn)品。生物基資源的(主要是用植物基)用量很小。據(jù)統(tǒng)計,在能源方面少于1%,在原材料方面亦低于5%。美國1996年玉米、黃豆和小米等生產(chǎn)用作食品和飼料量約為6900億磅(1磅=0.4536公斤,下同)。由此從經(jīng)濟角度看還不能趕上工業(yè)原料,而以烴類為基礎(chǔ)的經(jīng)濟卻繁榮昌盛。
烴類雖然將繼續(xù)起到非常有效的經(jīng)濟發(fā)展平臺作用,但是在其未來應(yīng)用中卻有若干問題有待解決。首先是對石油化學產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境問題日益受到關(guān)注,隨著又產(chǎn)生了許多相關(guān)的問題?;剂鲜且活愓跍p少的原料資源。應(yīng)用植物/農(nóng)作物基資源作為一種補充,由于它們是可再生的,所以為經(jīng)濟有序地向可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了機會。
通過對能源狀態(tài)的審視就可看到可再生資源作為一種補充的必要性。烴類資源有限,許多專家提出世界可采和探明儲量,如按現(xiàn)在消費水平計算只能提供50-100年,此處的一個重要假設(shè)是“現(xiàn)在消費水平”是保持不變,但是從全世界人口增長和生活水準變化來考慮,此假設(shè)是不合理的。當前世界上按人口平均的能源消費水平差距很大,詳見表1,許多發(fā)展中國家都將增加能源消費。未來的能源供應(yīng)問題是多方面的,因為發(fā)展中國家人口眾多。例如,中國按人口平均能源消費相當于美國水平的1/3,其需要增加的能量數(shù)量約相當于美國現(xiàn)在全年能源使用總量。
表1當前按人口平均能源消費水平kwh/人美國法國日本巴西泰國中國
122007500700015001200900
一些有效利用烴類的開發(fā)將有助于需要增長問題的解決,但是對烴類找到補充資源是完全必要的,只有如此才能保持可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)基礎(chǔ)。
新技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用需要時間。石油化學工業(yè)本身的發(fā)展就是一個事例。1920年烴類原材料經(jīng)濟并不像今天這樣具有吸引力,過了50年,開始適應(yīng)化石燃料狀況的工藝。因此,要使植物/農(nóng)作物基系統(tǒng)達到同樣現(xiàn)代化水平也需要時間。
當前正是開展大量研究開發(fā)工作、利用各種可再生資源和各種新工藝、并開始在各種可供選擇的途徑中提出選擇標準的時候?,F(xiàn)在進行研究并不意味系統(tǒng)要立即改變,但是,烴類經(jīng)濟的經(jīng)濟學未來將出現(xiàn)問題:要支付高額環(huán)境費用,或是由于原料缺少而價格上揚。
投資適用性研究可以在未來能源和原材料間進行相關(guān)的比較,提供非常需要的選擇。在中期至長期,選擇植物/農(nóng)作物基可再生資源可能是要兼顧環(huán)境方面容許和經(jīng)濟方面具有吸引力。而在近期,研究和開發(fā)可能只在一些領(lǐng)域內(nèi)進行,使植物/農(nóng)作物可再生資源能開始進入基本化學原料市場,從而擴大資源基礎(chǔ),延長有價值的化石燃料儲備的應(yīng)用壽命。
在上述背景環(huán)境下,通過研究討論,提出了2020年開發(fā)利用植物/農(nóng)作物可再生資源的設(shè)想的目標;“設(shè)想”是要通過植物/農(nóng)作物基可再生資源的開發(fā)來提供經(jīng)濟繼續(xù)發(fā)展、生活的健康標準和強大的國家安全。植物/農(nóng)作物基可再生資源可以改變當前對日益減少的非再生資源的依賴。
本“設(shè)想”的內(nèi)涵重點是建立新的觀念,即植物基資源是越來越重要的工業(yè)原料資源。非再生資源可能因經(jīng)濟和環(huán)境因素逐步被植物基再生資源所取代,“設(shè)想”反對等到危機發(fā)生時現(xiàn)開始啟動替代。
展望2020年,化石燃料可能仍將占90%,增加植物基可再生資源并不是可有可無的,它對滿足未來的需求非常迫切。當然,需要有效地加工和利用這些植物衍生原料。其新途徑的研究從現(xiàn)在就要開始,為經(jīng)濟發(fā)展有足夠的時間,保證解決環(huán)境而進行良好的合作。
要取得有成效的進展,應(yīng)當確定以下的方向性目標:
1、2020年化學基礎(chǔ)產(chǎn)品中至少有10%來自植物的可再生資源原料,到2050年提高到50%。
2、建立植物基(農(nóng)作物,林產(chǎn),加工業(yè))系統(tǒng),用有效的轉(zhuǎn)化加工工藝生產(chǎn)可再生原料,為2020年選中的產(chǎn)品提供經(jīng)濟合理、對環(huán)境瓜敏感的制造平臺。用此生產(chǎn)鏈來示范一個綜合的植物/農(nóng)作物基原料系統(tǒng)的經(jīng)濟合理性和潛在效益,顯示工業(yè)應(yīng)用機遇的新領(lǐng)域,為2020年以后國內(nèi)和出口的需求做出貢獻。
3、在工業(yè)投資者、植物商、生產(chǎn)者、學術(shù)界和各級政府之間建立合作伙伴關(guān)系,開發(fā)從小范圍到大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用,重新激活農(nóng)村經(jīng)濟,改進增值加工和制造鏈的集成,消除食品、飼料和纖維加工業(yè)與基礎(chǔ)材料制造業(yè)之間的差別。
“設(shè)想”中提出,科研與開發(fā)方面要制定有詳細目的和要求的相應(yīng)計劃,支持上述方向性目標的實現(xiàn),從而也可取得投資的優(yōu)勢。
植物/農(nóng)作物基資源利用現(xiàn)狀和前景
一、現(xiàn)狀
烴類提供人類能源和衣著。塑料、油料、油漆、染料、藥品等基礎(chǔ)原料,已經(jīng)成為現(xiàn)代生活的主要依靠。1970-1990年間石油基的塑料增加了4倍,已經(jīng)逐步代替了玻璃、金屬甚至紙張。植物/農(nóng)作物基資源目前尚未有效利用,主要是因為可用性差、質(zhì)量不高、供應(yīng)不穩(wěn)或是價格高。要推動和提高植物/農(nóng)作物可再生資源應(yīng)用的興趣,需要從以下幾個方面來分析。
1、實用性
盡管消費總量不高,但是植物基原料當前在化學品方面應(yīng)用面很廣,如用于油漆、粘合劑及劑等。黃豆是植物袖的傳統(tǒng)原料,隨著基因工程進展,可以生產(chǎn)滿足特殊劑市場需要的專門油。最近,可用黃豆衍生物制造油墨,在乙醇、山梨醇、纖維素、擰槽酸、天然橡膠、多數(shù)氨基酸以及各種蛋白質(zhì)等化學品生產(chǎn)中,植物基資源是主要原料,詳見表2。
表2、美國植物基資源用量萬t/a類別用量用途
木材8090紙,紙板,木質(zhì)素纖維復(fù)合材料
工業(yè)淀粉300粘合劑,聚合物,樹脂
植物油100表面活性劑,油墨,油漆,樹脂
天然橡膠100輪胎,家用品
木材提取物90油料,膠
纖維素50紡織纖維,聚合物
木質(zhì)素20粘合劑,丹寧,vanillin
在多數(shù)情況下,應(yīng)用的植物基材料主要是原始狀態(tài)分子。如木質(zhì)素纖維、植物油和橡膠等復(fù)雜分子的應(yīng)用也只有有限的改性。這就與石油化學工業(yè)構(gòu)成明顯的反差,石油化工則是用化學方法按需要將烴類裂解成幾種簡單分子,如甲烷、丙烯等。用這些基礎(chǔ)原料進行化學合成,制造所需要的復(fù)雜的分子。
在少數(shù)情況下,植物/農(nóng)作物原料進行裂解成為不同的基礎(chǔ)分子,例如高果糖的玉米生產(chǎn)糖漿和玉米淀粉發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇。1996年美國用211億磅(1磅=0.4536公斤,下同)玉米采用新型酶發(fā)酵方法生產(chǎn)9億加侖(1加侖=4.546l,下同)乙醇,從而加工為90億加侖混合汽油。從許多實例看,植物基原料有一定實用性,雖還未生產(chǎn)像藥物那樣的高度專業(yè)化的分子,但卻包括了大量生產(chǎn)的中間體及產(chǎn)品。
2、供應(yīng)及質(zhì)量
植物系統(tǒng)地區(qū)分布廣,由于土壤和氣候條件不同,導(dǎo)致供應(yīng)和質(zhì)量的差異。森林和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)縮小了天然野生植物的供應(yīng)差異。
生物質(zhì)的總產(chǎn)量雖然很大,但是由于沒有經(jīng)濟的轉(zhuǎn)化技術(shù)而使其應(yīng)用受限制。一些新進展如快速裂解提供了從中獲得低分子量產(chǎn)品的機會,如果能在分離技術(shù)上進一步創(chuàng)新,就可以推動此應(yīng)用。生物質(zhì)資源可以來自快速增長木材、田邊作物以及其他專門培植的植物物種。另一潛在的生物質(zhì)資源是當前為食用和飼料種植的農(nóng)作物,如玉米、黃豆、小麥和高梁等。一般情況下這些作物只應(yīng)用其產(chǎn)量的一半。此4種作物估計每英畝(1英畝=0.405公頃,下同)約有2600磅(以干物質(zhì)計,下同)遺留在田地中,總計約有5200億磅。一部分留在耕地以改良土壤結(jié)構(gòu),但大部分運出去,作為原料應(yīng)用。因此要求有適當?shù)摹⒊杀镜偷膬\系統(tǒng)和加工技術(shù)。
供應(yīng)方面的主要問題是對原始生產(chǎn)的管理。當前,樹木可作木材和紙漿,種植農(nóng)作物只是為食品、飼料和纖維加工,沒有在綜合利用上進行優(yōu)化。對植物/農(nóng)作物投入的成本評價基礎(chǔ)是未經(jīng)優(yōu)化的植物生產(chǎn)系統(tǒng),因此經(jīng)濟性不佳。一些邊際土地的利用可以擴大植物基可再生資源原料基地。但是從經(jīng)濟上比較,其很難達到經(jīng)濟可行目標。在估算其經(jīng)濟回報時,要考慮化肥、農(nóng)藥等化學品的使用費用。要增加可再生資源來源,除了要提高邊際土地利用率外,主要應(yīng)是如何對良田建立優(yōu)化種植生產(chǎn)系統(tǒng)。
當前低投入、低產(chǎn)出的植物生產(chǎn)對農(nóng)民難以盈利,并不利于農(nóng)村發(fā)展,也不能為加工業(yè)提供低價原料。但是在產(chǎn)出方面,數(shù)量和質(zhì)量相差甚大,從此系統(tǒng)得到的產(chǎn)品必然價格較高,嚴重地限制了經(jīng)濟上的可行性。而且,由于低產(chǎn)出生產(chǎn)就需要更多的土地,其對環(huán)境的單位影響常常大于更為強化、密集的系統(tǒng)。因此要優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng),同時改善邊際土地的利用。此外利用生產(chǎn)率高的土地作為植物/農(nóng)作物可再生資源的原料基地,這也有利于解決數(shù)量和質(zhì)量上的波動變化。
農(nóng)村根據(jù)市場需求規(guī)劃種植計劃,如根據(jù)乙醇市場還是植物油供需情況,做出種玉米還是種黃豆的選擇,其次則要進行第2輪對品種的選擇,作乙醇則要種高淀粉含量的玉米品種,如要種飼料,則種含高油量玉米更佳。這些選擇都對產(chǎn)出經(jīng)濟效益有很大影響。面對“設(shè)想”需要擴大食品或飼料、飼料或原料、油料或淀粉、纖維或糖、藥品或聚合物等等選擇范圍。要根據(jù)供應(yīng)或需求來決策,就需要進一步仔細研究有關(guān)課題。
3、植物/農(nóng)作物基原料成本
利用植物/農(nóng)作物基可再生資源主要是成本問題,它與烴類相比是不經(jīng)濟的。工業(yè)生產(chǎn)要求大量的便宜原料。植物原料價格便宜,如果能開發(fā)適當?shù)南到y(tǒng)將極具競爭能力。利用植物/農(nóng)作物基原料生產(chǎn)化學品的成本比較,詳見表3。
表3、植物/農(nóng)作物基化學品生產(chǎn)成本類別生產(chǎn)量萬噸通常方法美元/1b植物衍生美元/1b植物衍生占總產(chǎn)量%
糠醛300.750.7897.0
粘合劑5001.651.4040.0
脂肪酸2500.460.3340.0
表面活性劑3500.450.4535.0
醋酸2300.330.3517.5
增塑劑801.502.5015.0
炭黑1500.500.4512.0
洗滌劑12601.101.7511.0
顏料15502.005.806.0
染料45012.0021.006.0
墻涂料7800.501.203.5
油墨3502.002.503.5
專用涂料2400.801.752.0
塑料30000.502.001.8
實際上,在制造業(yè)中選用不同的化學加工工藝對其成本影響很大。
植物/農(nóng)作物基可再生資源不是一種替代性資源,而是為工業(yè)原料提供的補充資源。成本問題并非只限于原料,而且與加工過程有關(guān),因此要進一步開發(fā)新的化學和生物加工工藝,才能擴大植物基可再生資源應(yīng)用范圍,使之成為經(jīng)濟可行系統(tǒng)。
二、前景
由于植物/農(nóng)作物基可再生資源的來源不同,每種來源的原料又可以利用不同的加工工藝,構(gòu)成了一種多維的發(fā)展前景。本“設(shè)想”運用矩陣分析方法進行探討。不同投人的植物原料,可以運用不同的加工系統(tǒng),并取得各種不同的開發(fā)效果。
1、廢料和副產(chǎn)物利用
從當前看,利用機會多,但需要有新的加工技術(shù)才能使其成為更重要的資源。
(1)現(xiàn)代化學
森林工業(yè)已經(jīng)將副產(chǎn)物利用發(fā)展成為一個較大的行業(yè),如紙漿副產(chǎn)液轉(zhuǎn)化為磺酸木質(zhì)素表面活性劑ch3soch3以及用樹皮制丹寧。農(nóng)作物的磨榨工業(yè)開發(fā)了許多應(yīng)用副產(chǎn)物進行加工的工藝,如從燕麥制糠醒、淀粉粘合劑、專用棉籽油、從濕磨料生產(chǎn)擰蒙酸鹽和氨基酸等。但是,許多食品加工業(yè),如蔬菜和水果卻沒有開發(fā)相應(yīng)的副產(chǎn)利用加工工藝,經(jīng)常將副產(chǎn)淀粉和糖排放入周圍環(huán)境。副產(chǎn)物的利用具有許多發(fā)展機遇,提取及銷售其所含的有效成分是降低主產(chǎn)物成本的手段,而且從戰(zhàn)略上看是擴大利用植物基資源。
(2)改進化學
木本植物和有些農(nóng)作物加工中有較高的木質(zhì)纖維素含量和一些碳水化合物,如烴類工業(yè)一樣,可以將復(fù)雜分子轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小分子技術(shù)。便宜的植物衍生發(fā)酵制糖的開發(fā)已在進行。用金屬有機物化學將碳水化合物轉(zhuǎn)變?yōu)樵鲋祷瘜W品是擴大利用植物基原料的又一技術(shù)途徑。改進化學方法具有潛力,可以使植物衍生的廢料加工利用提高經(jīng)濟回報率。
(3)生物加工
在比較復(fù)雜的料漿中用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)某種分子,再將其分離出來成為需要的產(chǎn)物。生物轉(zhuǎn)化是應(yīng)用微生物、細胞或不含細胞的酶系統(tǒng)的一步法工藝,它提供了改進廢物料和副產(chǎn)物利用機會,隨著分離技術(shù)的提高,生物加工工藝可以獲得更為廣泛的應(yīng)用。
(4)新分子
在此方面似乎不太重要,從廢料中生產(chǎn)新分子不是一條最佳途徑。
2、現(xiàn)有農(nóng)作物
從近期看擴大應(yīng)用具有最佳機會。
(1)現(xiàn)代化學
從化學工業(yè)整體看,并沒有|認為植物衍生材料具有較高的經(jīng)濟價值,但是具體|問題要具體分析。石油化工利用烴類而不用碳水化合物和其他生物基分子。
(2)改進化學
如果植物衍生原料是結(jié)構(gòu)型的生物質(zhì),含有木質(zhì)素和纖維素等成分,其具有一定優(yōu)勢。一些新技術(shù),如綜合燃燒或金屬有機化學等都能提供更好地利用此類資源的機會。除林產(chǎn)資源外,約有5200億磅的生物質(zhì)資源目前尚未加以利用。改變加工工藝路線可以提高利用現(xiàn)有資源的效益。新的工藝開發(fā)可以提供利用糖和淀粉的機會。植物淀粉有不同來源,如水稻、土豆、玉米和小麥,它們的性質(zhì)、用途都不同,因此需要改進其化學方法,發(fā)揮其潛能。新化學工藝與生物加工及先進的分離技術(shù)綜合起來可產(chǎn)生很大效益。
(3)生物加工工藝
植物作為生物加工原料量大而多樣,從結(jié)構(gòu)型生物質(zhì)到一些專門的植物組分,在生物加工方面潛在優(yōu)勢很大:用酶轉(zhuǎn)換玉米衍生的葡萄糖生產(chǎn)高果糖的玉米糖漿。最近從玉米葡萄糖經(jīng)過發(fā)酵制琥珀酸也取得成功。琥珀酸鹽可以用作制一些化學產(chǎn)品如丁二醇、四氫呋喃,這些中間體又可進一步加工制成許多種產(chǎn)品。當前,用10億磅這種原料可得到價值13億美元產(chǎn)品,現(xiàn)在正在中試。多種學科進行合作就可取得良好的效果,這是短期內(nèi)取得成效的一種良好運行模式。
(4)新分子
植物原料的投入固定,利用基因改性所用微生物或是專用酶,可產(chǎn)生新分子。此工作目前只在很小的市場中進行。當市場對具有特殊性能的新產(chǎn)品需求增加,投入產(chǎn)出可能會促使其發(fā)展,技術(shù)和經(jīng)濟的綜合研究要沿著產(chǎn)品開發(fā)鏈進行,從界定所需要的產(chǎn)品——需要的特性——分子結(jié)構(gòu)——中間體——酶技術(shù)——蛋白質(zhì)/基因工程——投入植物的最佳原料——生產(chǎn)優(yōu)化等。
3、新鮮農(nóng)作物
此項作為中期發(fā)展機遇。
(l)現(xiàn)代化學
因為化學工業(yè)一般不認為農(nóng)作物的利用能獲得較高的經(jīng)濟價值,因此新鮮農(nóng)作物并無吸引力。過去曾認為可以降低成本,但是實際上的技術(shù)限制否定了其經(jīng)濟性。
(2)改進化學
從投入產(chǎn)出看,存在類似問題,如果改進的化學工藝需要專門的農(nóng)作物,-新鮮農(nóng)作物可能會有優(yōu)勢。另一優(yōu)勢是在物流方面。按照改進工藝實施和運作規(guī)模,所需原料只能就近供應(yīng)新鮮農(nóng)作物。因此改進工藝應(yīng)當與供應(yīng)系統(tǒng)平行進行才能互相支持共同發(fā)展。植物作為原料補充資源時,困難在于許多烴類加工裝置不位于農(nóng)作物和森林種植地區(qū),而植物基原料運輸費用很高。
(3)生物加工工藝
與改性化學類似,區(qū)別在于如何將原料加工成中間體和最終產(chǎn)品。在技術(shù)上要考慮農(nóng)作物品種的適用性,一種生物工藝可以對多種品種進行加工。優(yōu)化工藝是影響運作經(jīng)濟很重要的因素。
4、改性基因類植物
這是中長期發(fā)展機遇,其可提供的成效目前尚難以想像,今后是否出現(xiàn)碳水化合物經(jīng)濟,或是其他經(jīng)濟,這要看建立在生物工程基礎(chǔ)上的新工業(yè)平臺所能發(fā)揮的作用。
(1)現(xiàn)代化學
基因改性植物基原料可能成為現(xiàn)有的烴類加工系統(tǒng)原料。但是,改性植物分子在烴類系統(tǒng)中降解所花代價太高。因此投入技術(shù)要能跨越加工技術(shù),或者是較復(fù)雜的分子能直接得到并進入制造鏈,再有是新工藝路線能高效地應(yīng)用此改性原料。當然這些變革都要從經(jīng)濟和環(huán)境兩方面來評價其效益。
(2)改性化學
對優(yōu)化植物/農(nóng)作物基原料投入和加工有好處,應(yīng)當進行此方面研究。至于何時見效則要根據(jù)基因技術(shù)進展及其達到工業(yè)化時間來確定。
(3)生物加工工藝
微生物或酶進行基因改變達到強化工藝過程目的。生物工程具有長期潛力,在原料投入和生物技術(shù)本身之間創(chuàng)優(yōu),有時所需要的可作基礎(chǔ)原料的分子可以部分在植物原料內(nèi)進行合成,用生物轉(zhuǎn)化或高度專門化的生物/化學工藝進行分離。為了繼續(xù)應(yīng)用化石燃料生產(chǎn)專門產(chǎn)品,需要進行研究開發(fā),使有限資源能取得最大的價值。
(4)新分子
過去20年中,塑料已成為最大的工業(yè)部門,在日常生活中代替了玻璃、陶瓷、木材和金屬。市場將會根據(jù)消費者的意愿和需求發(fā)生變化。材料科學將繼續(xù)發(fā)展,市場銷售者將繼續(xù)設(shè)計新的消費品,塑料的未來變化難以預(yù)料。能作為新工業(yè)發(fā)展平臺基礎(chǔ)的新分子將會很多,物理與化學科學與生物工程材料結(jié)合將產(chǎn)生新的領(lǐng)域。植物基可再生資源將是未來的主要資源。新陳代謝工程是將豐富資源制造成所需基礎(chǔ)原料的渠道,支持社會基礎(chǔ)設(shè)施。開發(fā)和拓寬其可能性,需要先進的技術(shù),這將是未來新領(lǐng)域。
生物技術(shù)的潛在影響及實施“設(shè)想”的工作途徑
生物技術(shù)的潛在影響
對一個新的技術(shù)領(lǐng)域進行評價,可以從如下幾個方面來分析:近來變化的速度和引入的速度、量度及其帶來利益的水平及公共公司投資、評價專利活動和有關(guān)協(xié)會的活動、觀察開發(fā)進程、審視所取得的成功進展。
90年代初期,許多人對生物技術(shù)將對農(nóng)作物帶來很大變化是持懷疑態(tài)度的。到1996年,轉(zhuǎn)基因作物在產(chǎn)業(yè)化方面取得成功,明確地澄清了這個問題。這些早期的成效是關(guān)于新的作物保護途徑,對保護植物生產(chǎn)免受病蟲害起了重要作用,對進一步了解和掌握如何改進植物組分也很重要。
由于管理方面的需要,轉(zhuǎn)基因大田試驗記錄由美國動物和植物健康監(jiān)測服務(wù)中心保存。從記錄中可以看到一些行之有效的轉(zhuǎn)基因改變植物組分的工作正在進行之中,試驗范圍也在不斷擴大,一些主要的公司如杜邦、孟山都和pioneerhi-bred等都在進行。
為了改變植物組分以提高營養(yǎng)價值,改善加工性能,或是為了某些工業(yè)和制藥的應(yīng)用,一些轉(zhuǎn)基因改性品種已經(jīng)進行了評價,包括碳水化合物的變革、油和脂肪酸改性、提高氨基酸水平、蛋白質(zhì)形態(tài)操作(typemonipulation)、纖維特性改性、產(chǎn)生抗體、工業(yè)酶生產(chǎn)、二級化合物操作(甾醇,earotenoids等)、新型聚合物生產(chǎn)。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展非常迅速,為植物基材料擴大應(yīng)用開辟了新的途徑,使其可以為工業(yè)生產(chǎn)提供分子基礎(chǔ)原料和更為復(fù)雜的分子原料。用植物基原料主產(chǎn)聚合物,制造塑料就是一個成功事例。從a1-coligenenentrophus細菌的3種基因已經(jīng)能轉(zhuǎn)入植物的1ipid合成中,可以得到polyhydroxybutyrate(聚羥基丁酸酯),濃度可達14%。這種生物可降解的熱塑性塑料正在進一步開發(fā),使之可以從黃豆、棉花和油菜籽制備。
在過去50年內(nèi),通常用的植物培植產(chǎn)率已經(jīng)提高了3倍,根據(jù)農(nóng)作物滿足食物、飼料和纖維不同用途,選擇不同的方法得到具有不同特性的產(chǎn)物。高級植物種植要用基因圖譜和轉(zhuǎn)基因技術(shù),進一步提高食物和飼料生產(chǎn)需要供應(yīng)的植物基原料。
生物技術(shù)對植物基原料已經(jīng)產(chǎn)生革命性的影響。但是,用生物技術(shù)來改變植物,使之適合烴類經(jīng)濟需要,并不是一條最佳途徑。這就需要進一步弄清什么是工業(yè)鏈需要的因素,而這些因素又是能在未來轉(zhuǎn)基因植物基可再生資源中具有最大的優(yōu)勢。
實施“設(shè)想”的工作途徑
要成功實施美國可再生資源開發(fā)利用的戰(zhàn)略設(shè)想(以下簡稱“設(shè)想”)中所提出的大綱,需要將研究、開發(fā)、工業(yè)過程工程以及對未來的市場了解等項工作有效地集成起來。適應(yīng)“設(shè)想”的多學科計劃以及各個項目的協(xié)作都要求有一共同的目標,向前沿技術(shù)邁進。應(yīng)用改進的化學工藝加工現(xiàn)有的農(nóng)作物,包括集成運用生物工藝,可以納入短期計劃之內(nèi),從當前到今后10年可以著手實施。這是研究中的一個熱點。另一個熱點是觀念上的飛躍,超越當前的烴類化學,結(jié)合基因改性植物,運用新的工藝,這可以納人中長期計劃中,在10到20年甚至更長時期內(nèi)實施并產(chǎn)生影響。上述兩個熱點都是當前在研究中進行投資,在不同期限內(nèi)可以取得回報。
如果在這些領(lǐng)域內(nèi)取得成功,在工業(yè)應(yīng)用上就可以有了一個可行的堅實科學基礎(chǔ)。新鮮作物應(yīng)用開發(fā)將被看作是一個降低這些系統(tǒng)成本的一種機制,或是改善供應(yīng)狀況(數(shù)量和質(zhì)量),滿足工業(yè)發(fā)展需要。
當審視植物基可再生資源的前景時,可以看到供應(yīng)鏈本身包含著許多重大課題。不同物種發(fā)展有各自的地理優(yōu)勢,可以形成專門原料的加工中心,包括進入國內(nèi)和國外兩個市場。對轉(zhuǎn)基因作物的鑒別保護機制仍在變化,植物基可再生資源上的這些系統(tǒng)都需要進一步研究。
本“設(shè)想”并非要給各種問題以答案,而是指出未來潛在的可能,在各方面采取一定的步驟就可以使其實現(xiàn)。下一階段就要進行各方的協(xié)調(diào)工作,使多方面的投資者能有一個投入的基礎(chǔ),針對“設(shè)想”提出的目標進行開發(fā)工作。該規(guī)劃要訂出各項目計劃,通過研究和開發(fā)來支持“設(shè)想”中提出的方向性指標。各計劃項目要符合下列一個或幾個方面的要求。
優(yōu)化生物質(zhì)和農(nóng)作物基原料生產(chǎn),達到計劃應(yīng)用要求狀況。
為植物基原料的供應(yīng)鏈提出裝置、地點、貯運和分銷措施,包括加強農(nóng)村經(jīng)濟的機制。
加速發(fā)展基于改性化學和生物工藝的新工藝,同時考慮利用植物/農(nóng)作物基可再生資源原料。
對多類投資者支持的項目,對上述三個方面中一個或一個以上將產(chǎn)生影響的項目,或是多學科項目等將給以優(yōu)先和優(yōu)惠待遇。投資項目選擇標準應(yīng)考慮時間要求和潛在影響的大小來確定。
植物/農(nóng)作物基可再生資源對工業(yè)基礎(chǔ)原產(chǎn)的需求增長是一個戰(zhàn)略性措施,也是使美國在21世紀繼續(xù)保持領(lǐng)先地位的戰(zhàn)略性選擇。開發(fā)基礎(chǔ)資源具有經(jīng)濟、環(huán)境和社會方面的好處。機遇是明確的,考慮未來的設(shè)想是需要的,要聯(lián)合投資者對新途徑進行投資,才能創(chuàng)造一個安全的未來。
“設(shè)想”文本中不止一處引用達爾文的名言“能夠幸存下來的物種,不是最強的,也不是最聰明的,而是能適應(yīng)變化的”。
2020年可再生資源應(yīng)用將增加五倍
《植物/農(nóng)作物基可再生資源2020年設(shè)想實施的技術(shù)指南》(以下簡稱“技術(shù)指南”),是《植物/農(nóng)作物基可再生資源2020年設(shè)想》(以下簡稱“設(shè)想”)的補充,提出的目的是:支持“設(shè)想”方向,確定發(fā)展中的主要障礙和問題,確定優(yōu)先的研究領(lǐng)域。
要達到上述目的需要進行協(xié)調(diào)觀念開發(fā),收集專家證明,組織多學科研討會、聽證會,優(yōu)勢排隊試驗和團隊行動計劃等多項工作。在“技術(shù)指南”編制過程中吸收了各方面人士的意見,參加研討的共有66名有關(guān)部門不同行業(yè)的專家。專家們就全球性問題提出“設(shè)想”,針對“設(shè)想”結(jié)合現(xiàn)實狀況提出存在的主要障礙與問題,再確定研究與開發(fā)領(lǐng)域,從而找出優(yōu)先研究開發(fā)的課題。這些課題所屬領(lǐng)域都是能為利用可再生資源實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展起最大杠桿作用的研究領(lǐng)域。通過參加“技術(shù)指南”研究和編制的專家的專業(yè)情況反映出在化工制造中應(yīng)用生物基原料需要涉及多門學科。但是有3個產(chǎn)業(yè)是中心,即化學、生物和農(nóng)業(yè),每個產(chǎn)業(yè)都涉及幾門不同的學科,如農(nóng)業(yè),林業(yè)和石油化學。
1、農(nóng)業(yè)和林業(yè)
農(nóng)業(yè):是一個廣泛的概念,包括谷物生產(chǎn)、林地和牧場等。這些土地上生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品和林產(chǎn)品一起構(gòu)成生物基材料,它們通過太陽能,大氣中的co2和土壤中養(yǎng)分進行原始生產(chǎn)而成為可再生資源。美國擁有大量優(yōu)良土地,豐富的自然水資源和先進的技術(shù)基礎(chǔ),通過資源保護和利用,每年可產(chǎn)生可再生資源的巨大財富。林業(yè):在美國有超過6.5億英畝(1英畝=4046.24平方米)的森林,從業(yè)人口140萬,每年生產(chǎn)價值2000億美元產(chǎn)品。過去10年內(nèi),紙張部門的增長比木材業(yè)快。木材和紙產(chǎn)品回收循環(huán)利用率高,每年有約4000萬t紙再生利用。美國的林業(yè)已經(jīng)制定出2020年發(fā)展設(shè)想以及相應(yīng)的研究計劃。該設(shè)想呼吁進行研究,用先進的生物和遙感技術(shù)以及樹木生理學和土壤科學等理論。
農(nóng)業(yè)和林業(yè)通過應(yīng)用基因?qū)W技術(shù)和轉(zhuǎn)基因植物等新手段將會出現(xiàn)大的躍進。在不久的將來,可生產(chǎn)出大數(shù)量和高質(zhì)量的作物。除了飼料和食品,還可以為工業(yè)部門提供原材料。而且還可以引入某些酶標記基因,可能會在植物體內(nèi)制造完全新型的聚合物,并可大量生產(chǎn),成為經(jīng)濟的消費用品。
美國將技術(shù)進展應(yīng)用于植物和農(nóng)作物的調(diào)整,使其在農(nóng)業(yè)、林業(yè)和制造業(yè)中保持可持續(xù)發(fā)展的領(lǐng)先地位起著主要作用。國家的未來明顯地要依靠近期開發(fā)可再生資源基礎(chǔ)的研究來支持。
2、石油化工業(yè)
化學、工程學、物理學和地理學等幾門學科在石油化學工業(yè)中的應(yīng)用,對人們生活產(chǎn)生的影響是50年前難以想像的。石油化學工業(yè)成功地創(chuàng)造了眾多產(chǎn)品,從高性能的噴氣發(fā)動機燃料到基礎(chǔ)化學品以及許多聚合物,如聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚偏氯乙烯和聚碳酸酯等。
石油化學工業(yè):是資本密集型工業(yè),已經(jīng)建立了可觀的基礎(chǔ)設(shè)施來處理和加工化石燃料。美國每天要用1390萬桶烴類原料,多數(shù)是作為燃料型產(chǎn)品,用于化工及其他工業(yè)基礎(chǔ)原料生產(chǎn),每天約為260萬桶油短類原料。
近年來,工業(yè)化學品和塑料生產(chǎn)都有巨大的增長。塑料工業(yè)從業(yè)人員120萬人,有20000套生產(chǎn)加工裝置,過去在研究開發(fā)上花費以10億美元數(shù)計的投資,才獲得了今日成就。如果塑料制品的原料沒有可再生資源,遲早有一天會變得十分昂貴。一方面,是否還有上萬億桶的石油開采量,原油價格能否在每桶10美元以內(nèi)。世界原油生產(chǎn)已經(jīng)變化迅速,而且有許多不定因素。另一方面,化石燃料資源是有限的,這是無可爭議的事實。重要的是考慮當供應(yīng)呈峰值時未來價格的敏感度,而不是去爭論何時是油將用盡的理論時間。最近由于幾處新資源的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用,在20年內(nèi)原油產(chǎn)量可能會有所增加。但是,必須注意美國一直是原油進口國,50%原油靠進口。如果原油進口一旦停止,北美可采用的化石燃料資源儲量按目前消費水平只能維持約14年。如果保持目前進口水平而不增加,也只能使用28年。當然,將會有新的改進的抽提技術(shù),例如水平鉆探和核磁共振鉆孔等,但是要在近年取得成效,希望是不大的。
用可再生資源補充石油化學品,要從現(xiàn)在開始,由少量到大量逐步進行,有關(guān)研究工作要立即開始。不考慮化石原料供應(yīng)衰退時間表的爭論,由于人口增長以及一些新興國家人們生活水平提高,需求將繼續(xù)增長。在可再生資源取代化石燃料之前,它將作為一種補充資源。因此,無論如何在美國開發(fā)可再生資源作為工業(yè)原料都是十分重要的。
“設(shè)想”中提出的指標是“2020年基礎(chǔ)化學品至少有10%來自植物衍生可再生資源,隨著發(fā)展觀念到位,2050年要提高到50%”。要注意無論是美國還是全世界總消費量的增加是很快的,因為即使2020年的10%目標是按當時的生產(chǎn)總量計算,也比當前消費水平要提高4—5倍,絕對的增加更大。如果2020年消費水平本身提高1倍,可再生資源的絕對指標也要翻番。
換言之,不能期望可再生資源在不變的需求環(huán)境下能完全取代烴類資源,而只有當消費產(chǎn)品需求增加,可再生資源可以能滿足此增加需求中的一部分。在2040年時間框架中,指標可以是:可再生資源應(yīng)用使化石燃料能穩(wěn)定地維持現(xiàn)在的消費水平。按此指標可以形成以下的觀念:
由于不是一個競爭替代戰(zhàn)略,可再生資源并不與非再生資源直接競爭。
需要用可再生資源和非再生資源兩種資源來滿足未來20年的需要。30年以后,可能要更多依靠可再生資源,因為那時的化石燃料將會很貴而且有限。滿足近期指標的支持和研究完全與長期目標保持一致,這些方向性指標,非常清楚地表明面臨的挑戰(zhàn)是巨大的,需要從現(xiàn)在就采取行動,應(yīng)當開始建立通向擴大利用可再生資源的道路。除了建立可操作的可再生資源基礎(chǔ)指標外,其他一些相關(guān)的指標也是很重要的,包括:
建立系統(tǒng),通過加強經(jīng)濟可靠性的基礎(chǔ)設(shè)施支持,將供應(yīng)、制造和分銷等活動集成起來。
通過功能基因?qū)W來提高對植物新陳代謝的理解,優(yōu)化對專門的增值加工工藝的設(shè)計和應(yīng)用,除應(yīng)用現(xiàn)有的組分外,要開拓新型聚合物生產(chǎn)和應(yīng)用。要保證開發(fā)的新工藝過程的效率高于95%,同時應(yīng)用伴生工藝,應(yīng)用所有副產(chǎn)物,消除廢料,保證新的平臺能在特殊的環(huán)境條件下堅持目標方向?qū)Υ_定目標與研究指標要反復(fù)交叉檢驗,使其能堅持可再生燃料/能源需要的目標。
在生產(chǎn)和分銷中要開發(fā)保持穩(wěn)定供應(yīng)的途徑,在年生產(chǎn)一定范圍基礎(chǔ)上控制一些因素,如價格、數(shù)量、性能、地區(qū)分布、質(zhì)量等。同時要制定提出這些因素的標準。
建立進一步合作伙伴關(guān)系,改進綜合集成,通過加強農(nóng)村發(fā)展來支持取得成功。
“設(shè)想”的目標要實現(xiàn),主要要使本“技術(shù)指南”中所列出的目的大綱都能達到?;蚋男灾参锷a(chǎn)專門的代謝產(chǎn)品和開發(fā)補充性的化學改性產(chǎn)品取得成效就可以達到2020年可再生資源應(yīng)用增加5倍的目標。這些進展也將為2020年以后的進一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
可再生資源應(yīng)用技術(shù)和市場的障礙及問題
將可再生資源制成消費產(chǎn)品的整個系統(tǒng)中有許多障礙和問題,其中關(guān)鍵和問題是:
植物科學方面:基因?qū)W、酶、新陳代謝和組分。
生產(chǎn)方面:單位成本、收率、持續(xù)性、基礎(chǔ)設(shè)計、植物設(shè)計。
加工方面:經(jīng)濟學、分離、轉(zhuǎn)化、生物催化、基礎(chǔ)設(shè)施。
應(yīng)用方面(由技術(shù)和材料驅(qū)動的問題):經(jīng)濟學、功能性、性能、新用途。
應(yīng)用方面(由市場和需求驅(qū)動的問題):價格性能比、性能、知覺、市場開發(fā)。
現(xiàn)將上述關(guān)鍵和問題擇要分別介紹于下。
一、關(guān)于應(yīng)用方面(材料驅(qū)動問題)
1、經(jīng)濟學
單位成本是當前植物衍生材料使用的主要障礙,也是經(jīng)常引起爭論的一個問題,問題的核心是競爭性成本狀態(tài)。在多數(shù)情況下,應(yīng)用植物基原料的成本都比較高,難以與以烴類原料為基礎(chǔ)的加工工藝競爭。但是,成本競爭情況有幾個非常復(fù)雜的因素互相影響,諸如產(chǎn)品價值、材料成本、產(chǎn)量、需要加工程度以及所用基礎(chǔ)原料的性能等。因此如果未來的戰(zhàn)略只考慮降低本是不會成功的。最重要的經(jīng)濟推動因素不是成本本身,而是制得的產(chǎn)品和制造費用的差價(即增值)。
產(chǎn)品價格是諸多因素的函數(shù),諸如產(chǎn)品利用、性能、消費者喜好和需求等,而制造成本則受原材料價格、供應(yīng)的持續(xù)性、加工、廢料處理費用和投資等諸因素影響,要符合當前的具有競爭性的通用化學品工業(yè)的低成本需要。但是,從長遠考慮,只進行成本比較是有問題的,因為未來的化石燃料的成本是難以預(yù)測的。
在當前情況下,用烴類原料生產(chǎn)消費型產(chǎn)品的加工效率是很高的。但這并非是化石原料本身具備的特點。因為石油化工已經(jīng)研究了100年,有了3代科學家,政府投入了大量資源才使之達到今日的水平。與之相比,植物基材料應(yīng)用尚處于較低的水平,開拓植物基原料應(yīng)用來適應(yīng)已臻成熟的烴類加工需要并不是一條唯一的道路,目前應(yīng)用數(shù)量還是很少的。另一條路線是通過弄清植物衍生材料性能進行技術(shù)開發(fā),用基因改性植物,使之能提供含有需要功能的組分。
2、功能性
改變植物中的不同組分含量的目的是提高其功能性。在石油化工中先進行原料裂解降級成為簡單的分子,隨后用它們再行合成為較復(fù)雜的分子和聚合物。植物中已經(jīng)含有不同形態(tài)的聚合物,可以在許多產(chǎn)品中應(yīng)用。但是,在現(xiàn)在加工系統(tǒng)中尚無大量應(yīng)用。用量有限的原因有幾個方面,其中主要的是由于缺乏對其功能性的理解,而只注意其成本。最近,已經(jīng)由植物衍生的蛋白質(zhì)聚合物研制出塑料薄膜的試驗產(chǎn)品,顯示出其應(yīng)用的潛力。而且,植物擁有立體化學結(jié)構(gòu),可以得到一些有價值的手性分子,如糖類、維生素、氨基酸等。從總體看,目前對植物基礎(chǔ)原料的反應(yīng)性和功能性尚不夠了解,因此限制了新應(yīng)用思路的產(chǎn)生。
二、關(guān)于應(yīng)用方面(需求驅(qū)動問題)
1、市場開發(fā)的費用
植物衍生材料應(yīng)用的一個關(guān)鍵是市場開發(fā)費用高。正如許多新產(chǎn)品市場一樣,新產(chǎn)品的研究往往是由小公司開始的,它們投資不足,缺乏繼續(xù)發(fā)展的資源,常常只停留在試驗階段。工業(yè)化的成功率低,由于沒有一定的供應(yīng)量而常使產(chǎn)品衰落。因此,需要大力改進產(chǎn)品開發(fā)和支持機制,而且要進行與產(chǎn)品相關(guān)的市場開發(fā),這是擴大利用可再生資源的主要工作。目前市場上應(yīng)用的標準都是基于石化產(chǎn)品,沒有適應(yīng)生物基產(chǎn)品的標準,這也是要成功地與石化產(chǎn)品競爭的另一障礙。
2、認識問題
植物衍生材料常給人以較低級的印象,這可能是由于當前處于“石化時代”之故。對某些制造廠商來說,它的性能較差,主要是因為未得優(yōu)化。雖然公眾環(huán)境意識增強,但是對植物基產(chǎn)品需求尚不足以創(chuàng)造市場來拉動技術(shù)開發(fā)。因此,當前可再生資源的進展主要是基于技術(shù)推動的結(jié)果,只有增加市場拉動才能有力吸引公司更多投資。沒有要變革的沖擊,就不會有更多的變革。因此,如果沒有各種經(jīng)濟傾斜途徑,現(xiàn)狀是難以改變的。
三、加工問題
1、基礎(chǔ)設(shè)施中分銷問題
多年來石油化學工業(yè)已經(jīng)建立了加工和分銷烴類基礎(chǔ)產(chǎn)品的有效基礎(chǔ)設(shè)施。由于依賴進口原油,美國的多數(shù)基礎(chǔ)設(shè)施是建設(shè)在海岸線上。因此,許多現(xiàn)有的加工裝置并不適合大量植物基材料的收集。植物原料都是在木材加工廠、榨油廠和玉米濕法加工廠進行加工,它們最好接近于供應(yīng)地。要應(yīng)用大量植物原料就需要進一步將供應(yīng)和加工制造集成起來。應(yīng)當開拓確立農(nóng)村發(fā)展優(yōu)勢和重點的戰(zhàn)略和措施,更好地鼓勵多用可再生資源。
2、分離技術(shù)
應(yīng)用植物于工業(yè)用途的一個關(guān)鍵是缺少植物組分的分離技術(shù)。樹木具有非常復(fù)雜的成分如木質(zhì)纖維素。此成分強度高,但要將它分離為有用的分子組分則很困難。多數(shù)農(nóng)作物收獲品是種子,它們含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、油分和數(shù)萬種其他組分。通常對許多谷物發(fā)芽和生長都能進行良好的安排,而對其作為原料進行分別管理則很困難。一些除去原始粗組分的工藝,如榨油和提取糖分等已經(jīng)開發(fā),但如何將專門形態(tài)的蛋白質(zhì)和純的含碳組分分離則仍是困難。在植物基原料加工中常遇到非常稀的水溶液物料,處理費用很高而且技術(shù)困難,這是應(yīng)當要解決的問題。將反應(yīng)與分離集成起來的加工系統(tǒng)(如催化蒸餾)可能是一個解決問題的方向。但是此類系統(tǒng)目前應(yīng)用有限。而且還未被開發(fā)作為植物基原料方面的應(yīng)用。通過引入某些基因而使植物增加新的組分,就更需要應(yīng)用先進的分離技術(shù)來回收有意義的新組分。例如生物聚合物開發(fā)中目前就因缺少高效純凈的經(jīng)濟上可行的分餾工藝技術(shù)而受到限制。植物的組分如不能有效地分離出來,就不可能控制最終產(chǎn)品的特性和質(zhì)量。
3、轉(zhuǎn)換技術(shù)
要利用植物中各種組分的另一問題是將這些非均相的混雜原料轉(zhuǎn)換成較為簡單的分子,這才可以進行進一步反應(yīng)。在植物基原料中,加工工藝需要有高性能的多功能生物催化劑或是非均相催化劑,這些催化劑具有多種功能并可以進行回收。
知識不足是另一關(guān)鍵,目前人們尚缺乏關(guān)于植物組分的自然差別和來自不同作物的同樣組分的特性等方面知識。這些知識的缺乏和不足就構(gòu)成難以鑒別植物的差異性,缺少鑒別的手段,因此也就難以考慮作為原料的應(yīng)用。發(fā)酵是用來將某些農(nóng)作物轉(zhuǎn)化為各種產(chǎn)品的工藝,轉(zhuǎn)化是非均相的。所用的轉(zhuǎn)化方式,副產(chǎn)利用和分離等方面仍有許多有待改進之處。一般地說,植物系統(tǒng)的復(fù)雜化學問題使新型或改進植物基加工工藝的設(shè)計較為困難。烴類化學制造中有豐富的氧化化學知識,還原化學方面較少,這些都是植物系統(tǒng)加工所需要的。目前特別缺少關(guān)于還原生物催化劑共生因子系統(tǒng)方面的實踐知識。
植物原料加工工藝開發(fā)的另一個大的障礙是當前缺乏有關(guān)的教育培訓(xùn)。目前化學工程課程中只有少數(shù)涉及生物化學課題,多數(shù)畢業(yè)生成為化學工程師只擁有非?;A(chǔ)的生物工藝知識和有限的重要生物分離的知識。多年來,工藝化學家和工程師的培訓(xùn)重點都是烴類化學,考慮植物基可再生資源加工需要很少。
四、生產(chǎn)方面
1、收率、持續(xù)性和基礎(chǔ)設(shè)施
因為目前尚未利用大量植物基原料,除木材和造紙外,只是關(guān)注未來的供應(yīng)分銷而不是現(xiàn)實存在的問題。但是,這些對實現(xiàn)可再生資源的目標都是十分重要的。在供應(yīng)的持續(xù)性方面,數(shù)量和質(zhì)量都是未知數(shù)。如果植物基原料能加工成簡單的碳分子,其持續(xù)性問題就不成關(guān)鍵。但是如果要設(shè)計應(yīng)用其中某種特殊組分(如聚合物),或是要直接抽取其中某種專門組分,原料的質(zhì)量和數(shù)量的穩(wěn)定性就非常重要。
在一些情況下,供應(yīng)持續(xù)性中的不確定因素實際上就是風險管理的內(nèi)容。未來的石油化工供應(yīng)問題和可再生資源供應(yīng)問題都有風險。對石油化工來說,未來的供應(yīng)不桷定因素可能因世界上一些區(qū)域的政治變化而增加。而對植物基原料來說,氣候可能成為不確定的地區(qū)因素。如果某些專門植物不能大量生產(chǎn)可能導(dǎo)致貿(mào)易上的不確定因素,這些問題不需要采取斷然措施,但是需要重視通過改變基礎(chǔ)設(shè)施來保證經(jīng)濟可靠性。另一個沖擊供應(yīng)持續(xù)性的不確定因素是未來的農(nóng)作物用途是作為食物還是作為工業(yè)原料。一方面是根據(jù)供應(yīng)短缺理論,認為農(nóng)業(yè)難以供應(yīng)飛躍增長的人口和消費品增長所需的原料。實際上,從需求角度看,食物和原料都在增長,即使不考慮可再生資源進行工業(yè)利用,食物本身也存在問題。解決食物問題的方案也可能就是解決工業(yè)原料問題的方案。因此,在供應(yīng)方面必須應(yīng)用新技術(shù),如生物技術(shù),這樣才能保持產(chǎn)率不斷提高,使農(nóng)業(yè)能達到一個新的水平。
2、植物設(shè)計、植物科學、基因?qū)W
轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)顯示出令人鼓舞的前景,要進一步充分利用尚有大量工作有待進行。存在的一個主要障礙是對植物本身內(nèi)在新陳代謝過程還不夠了解,不能按特殊聚合物和其他材料的需要進行設(shè)計。因此,對植物新陳代謝和碳流的知識匱乏是其發(fā)展中的限制因素。
近年來功能基因?qū)W的進展有望促進對材料合成設(shè)計的理解。但是這門科學目前剛開始,與類似的醫(yī)學領(lǐng)域相比所取得的支持還是很有限的。基因轉(zhuǎn)變中的另一成就是讓更多的專用基因嵌入和對質(zhì)體以及細胞核的常規(guī)轉(zhuǎn)變。在植物變化、基因?qū)W和生物信息等方面有著廣泛的研究項目,但是將這些出現(xiàn)的新技術(shù)應(yīng)用于可再生資源的專門研究則很少。
要使科學知識不斷深化,在一定程度上取決于消除這些主要障礙,有些已被稱為多學科的研究。但是,需要努力加強和協(xié)調(diào)才能促進現(xiàn)有的障礙及時地被克服。換言之,基因管理的研究必須緊密地與植物內(nèi)含聚合物的功能性以及分離工程等研究相結(jié)合。
研究和開發(fā)的課題
《美國植物/農(nóng)作物基可再生資源2020年設(shè)想的技術(shù)指南》(以下簡稱“技術(shù)指南“)列出為解決植物/農(nóng)作物基可再生資源利用中的主要障礙應(yīng)當進行研究開發(fā)的課題?!凹夹g(shù)指南”按4個主要方面的障礙依重要性大小列出研究開發(fā)課題,每個研究課題的影響都有其時間范圍,其中近期表示0—3年、中期表示2010年、長期表示2020年,近期目標的達到可用以衡量面向2020年可再生資源開發(fā)利用設(shè)想的前進步伐。
一、植物科學研究方面
1、近期影響課題(按重要性依次減小順序排列,,下同)
(1)應(yīng)用功能基因?qū)W了解植物新陳代謝和組成,至少要與1種主要農(nóng)作物基因計劃結(jié)合;
(2)開發(fā)能實時進行植物組分的定量分析工具;
(3)改進轉(zhuǎn)基因方法,特別是對麥桿基因的專門嵌入,要在1998年基礎(chǔ)上提高效益10倍;
(4)開發(fā)1—2種主要農(nóng)作物的基因標記系列,使之有助于擺在有用的可再生組件含量;
(5)將80%現(xiàn)有的germplasmbase進行編目,有效利用各類淀粉、蛋白質(zhì)和油分;
(6)找尋發(fā)展中的生物信息學利用途徑,推動可再生資源的研究和開發(fā),
(7)弄清nuclear-plastid相互作用。
2、中期影響課題
(1)在新陳代謝過程和碳流中至少弄清50個限制速率的關(guān)鍵步驟;
(2)利用功能基因?qū)W弄清分子、細胞和整個植物的控制管理;
(3)為主要植物用于可再生資源的組分制定標準;
(4)在2種植物中,建立碳庫并為細胞分割確定控制點;
(5)在plastid轉(zhuǎn)變中高效率(大于90%)方法的建立;
(6)創(chuàng)建示范工廠,使主要組分利用率大于60%(如油料、淀粉)或是專門碳鍵(如c5)大于3o%;
(7)利用基因開關(guān)的方法;
(8)建立為植物可再生資源利用的生物信息學基礎(chǔ)。
3、長期影響課題
(1)重新設(shè)計新陳代謝過程,提供有用的碳結(jié)構(gòu)骨架;
(2)應(yīng)用有針對性進化技術(shù)建立100個未來原料的品種庫;
(3)設(shè)計新型分子或改性現(xiàn)有化合物,使之適應(yīng)于功能需要;
(4)為提供工業(yè)用原料,創(chuàng)制2種新植物種類;
(5)利用簡單的細胞組織進行成本和能源效率評價;
(6)利用計算機技術(shù)設(shè)計植物組分。
二、生產(chǎn)研究方面
1、近期影響課題
(1)提高畝產(chǎn)量10%~15%以降低原材料單位成本;
(2)改善農(nóng)業(yè)管理,提高肥料利用效率和蟲害防治,
(3)確定至少10種影響原料組分和質(zhì)量的因素;
(4)對至少10種具有潛力的系統(tǒng)和植物類型的畝產(chǎn)效率進行定標趕超(如主要農(nóng)作物、林業(yè)和多年生種類等);
(5)調(diào)節(jié)氣候條件對生產(chǎn)的影響;
(6)每年對2種農(nóng)作物的潛力進行評價或用其他方法評價畝產(chǎn)量;
(7)提高當前農(nóng)業(yè)加工中廢料利用率5倍;
(8)在單位投入基礎(chǔ)上提高貧瘠土地產(chǎn)量2倍。
2、中期影響課題
(1)提高產(chǎn)量,使單位投入的碳產(chǎn)出為1998年基礎(chǔ)上的2倍;
(2)為長期可持續(xù)發(fā)展,開發(fā)盡量減小土地、大氣和水利用影響的系統(tǒng)方法;
(3)對收獲產(chǎn)物和主要植物成分建立標準;
(4)專門設(shè)計收獲裝備,盡量增大碳的收獲;
(5)開發(fā)新的利用方法,使現(xiàn)在遺留在土地上的農(nóng)作物45%能得到利用,
(6)培育適應(yīng)專門土地和土壤的農(nóng)作物;
(7)建立農(nóng)業(yè)信息學基礎(chǔ),重點是不同來源的可再生資源植物類型、生產(chǎn)價值、質(zhì)量和單位成本。
3、長期影響課題
(l)在化石燃料排出廢氣中co2的固定;
(2)從現(xiàn)在植物/農(nóng)作物生產(chǎn)中消除碳的廢料;
(3)設(shè)計新的農(nóng)作物/植物生長系統(tǒng),優(yōu)化原料回收率(大于95%可利用);
(4)對主要能源獲取和固定,提高化合效率;
(5)對收獲前期工作和部分就地加工的裝置進行設(shè)計;
(6)對連續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)進行設(shè)計和評價。
三、加工研究方面
1、近期影響課題
(1)改進分離技術(shù),處理大于95%的非均—植物材料;
(2)改進單體基礎(chǔ)原料變換的生物催化劑;
(3)開發(fā)3種具有高選擇性的快速反應(yīng)強力催化劑;
(4)為將植物聚合物轉(zhuǎn)換為有用的單體,找出新型和性能優(yōu)良的酶(具有10倍活性)并進行評價;
(5)將微生物進行工程化,改善非均—植物的發(fā)酵;
(6)提高廢物利用率2倍;
(7)開發(fā)高效的除水技術(shù)并對改進的非水溶劑反應(yīng)系統(tǒng)進行評價;
(8)在植物材料中利用天然立體化學方法的評價。
2、中期影響課題
(1)應(yīng)用5種以上高級分離系統(tǒng)(如自行清凈膜、離子交換、精餾等);
(2)為經(jīng)濟捕集植物單體和聚合物開發(fā)改進的分離——純化技術(shù);
(3)為2種以上植物類型建立經(jīng)濟共生系統(tǒng);
(4)通過分子進化技術(shù)設(shè)計并創(chuàng)制50種新型酶;
(5)開發(fā)100種以上具有性能成本特性的新型酶庫;
(6)研究反應(yīng)性分級系統(tǒng);
(7)對微生物、酶和化學品庫的性能建立信息學基礎(chǔ),用于特殊的轉(zhuǎn)化。
3、長期影響課題
(1)實現(xiàn)原料加工中無廢料的多種產(chǎn)出的連續(xù)工藝;
(2)為改性植物和組分設(shè)計新設(shè)備;
(3)為3種以上新產(chǎn)品(如將工程化酶轉(zhuǎn)入植物并在收獲中得到活化)設(shè)計新機制;
(4)固態(tài)酶轉(zhuǎn)化;
(5)設(shè)計14種化學與生物結(jié)合型反應(yīng)器;
(6)評價植物組分在分離前相內(nèi)的作用。
四、應(yīng)用和基礎(chǔ)設(shè)施研究方面
1、近期影響課題
(3)探求3種在現(xiàn)有加工裝置(如玉米濕法加工廠、紙漿廠)上擴大應(yīng)用植物原料的機遇;
(4)分析測量系統(tǒng),對90%以上的主要植物組分進行定量;
(5)實時評價單位性能成本和增值成本的方法;
(6)評價運輸系統(tǒng)及成本;
(7)計算出100%年加工貯存量和投人產(chǎn)出的需求量;
(8)創(chuàng)建基礎(chǔ)設(shè)施,擴大利用農(nóng)業(yè)廢料。
2、中期影響課匾
(1)深入掌握植物中10種以上組分和碳鍵新陳代謝體的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系知識;
(2)開發(fā)對高質(zhì)量原材料的100%鑒別保護系統(tǒng);
(3)為價值驅(qū)動的生產(chǎn)和定貨實現(xiàn)營銷系統(tǒng);
(4)對在同一地點的多目的利用區(qū)的協(xié)同作用進行評價;
(5)對原材料組分和加工過程中的中間產(chǎn)物實現(xiàn)實時定量分析手段(小于3分鐘/試樣);
(6)開發(fā)生產(chǎn)預(yù)測手段,準確性大于95%;
(7)在一組植物原料性能基礎(chǔ)上建立信息學基礎(chǔ),如單位成本、性能、功能性、最佳來源、應(yīng)用范圍等。
3、長期影響課題
(1)所需功能進行分子結(jié)構(gòu)設(shè)計制備植物化合物至少10種;
(2)在植物生產(chǎn)區(qū)內(nèi)開發(fā)至少5個制造利用中心;
(3)開發(fā)3種以上有新功能的新材料;
(4)提出擴大利用可再生資源所需的教育培訓(xùn)需求;
(5)在植物組分功能間協(xié)同作用的利用;
(6)設(shè)計最終產(chǎn)品的貯存和運輸,使之到達銷售中心和出口;
(7)為供需關(guān)系的控制創(chuàng)建減輕超過90%風險的戰(zhàn)略。
當前,美國有一些項目已在進行,可視為工業(yè)原料中應(yīng)用可再生資源的先驅(qū),也可視為本“技術(shù)指南”中研究項目的示范事例。其一是在轉(zhuǎn)基因植物開發(fā)中的聚羥基丁酸酯(pib)。phb可在植物中生成,作為制造生物降解塑料的原料,用適當?shù)募毦蜻M行轉(zhuǎn)化并弄清植物內(nèi)在的新陳代謝路徑,從而構(gòu)成制備方法?,F(xiàn)在正在進行分離、生產(chǎn)標準等項工作。
其二是用玉米淀粉作原料,通過酶反應(yīng)制備聚乳酸(pla)。cargi11-dow合資企業(yè)已在充分研究的基礎(chǔ)上進一步投資數(shù)百萬美元建立制造裝置進行工業(yè)開發(fā)。pla是一種生物裂解聚合物,原料是由玉米濕法加工工藝制備的葡萄糖,其中發(fā)酵過程和酶的活性是重要因素。最終的pla樹脂可視用戶制膜、纖維、碳制品和涂層的需要分別制出不同規(guī)格品種。pla具有聚苯乙烯、聚烯烴和纖維素的功能性。
協(xié)同與合作是取得成功的途徑
未來利用可再生資源需要采取一條多學科和跨行業(yè)途徑。在許多領(lǐng)域內(nèi)的研究成就都提供了發(fā)展機遇,如生物聚合物、立體結(jié)構(gòu)型分子、新型酶、新材料和轉(zhuǎn)基因設(shè)計等。但是每個方面內(nèi)的任何進展如果只當作孤立的技術(shù)領(lǐng)域是遠遠不夠的,需要更有力的相關(guān)研究計劃,采取平行的和協(xié)調(diào)的方式進行工作,才能取得成果。
要取得有效益的進展必須采取多學科的途徑,這是非常清楚的。但是,任何一個組織都難以具備有如此深度和廣度的技術(shù)能力。因此,對研究提供的支持應(yīng)當是多方面的,而且要在跨行業(yè)的系統(tǒng)中進行。
“植物/農(nóng)作物基可再生資源2020年設(shè)想”(以下簡稱“設(shè)想”)中提出的要求需將重點瞄準有限的熱點目標同步取得進展。對于研究工作則需要有準確的時間表和系統(tǒng)中各方面的廣泛交流,所有這些都要走相互協(xié)同的道路。例如,一位科學家可能發(fā)現(xiàn)一種新型聚合物,具有可以作為高級生物降解塑料的功能,但是,此研究成果的價值受到以下一些因素的限制:發(fā)現(xiàn)適當?shù)幕颉⑿玛惔x過程可靠性、:最佳作物類型是否能有足夠的產(chǎn)率和可承受的成本、各種聚合物組分分離可能和利用此材料制造新產(chǎn)品的方法等。所有這些因素都需通過研究和開發(fā)才能取得相應(yīng)的進展。進行這些研究開發(fā)要采取最佳途徑保證研究成果關(guān)鍵的目標互相協(xié)調(diào)、平行地進行,此途徑要鼓勵私營部門的參與。
當前,植物和農(nóng)作物作為生物質(zhì)和原料已被應(yīng)用,諸如淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪酸和異戊二烯化合物。林業(yè)主要是為紙漿和造紙?zhí)峁┰?。黃豆則是用于油墨和涂料。玉米通過濕法加工發(fā)酵工藝已經(jīng)進入幾個工業(yè)部門,但是各種用量都很少。由于基因工程可以通過新陳代謝操作使植物或農(nóng)作物生成有功能需要的材料,從而顯示出新的發(fā)展機遇。
“技術(shù)指南”已經(jīng)突出了未來取得進展的途徑,而且確定了系統(tǒng)的各個組成部分的目標。成功地達到這些目標就可實現(xiàn)“設(shè)想”中確定的到2020年可再生資源利用增加5倍的目的,同時也為2020年以后進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。按“技術(shù)指南”目標提出課題是人們用所有的天然資源滿足不斷增長的消費品和能源的需要。當前進行研究將為今后的產(chǎn)品選擇提供機會??稍偕Y源需要將注意焦點放在以下幾個方面:發(fā)展方向、最佳科學思維的應(yīng)用、最先進技術(shù)的應(yīng)用和最高級智能水平的繼續(xù)研究等。本“技術(shù)指南”已經(jīng)提出了需求和研究開發(fā)課題,其目的就是為美國開拓實施一條成功的可再生資源戰(zhàn)略。而且也選出了需要優(yōu)先支持的領(lǐng)域,它們都是從幾個已經(jīng)確定的科學研究和工業(yè)開發(fā)需求中選擇出來的,而且考慮了在高級可再生資源的關(guān)鍵部門有最大的投資回報。
未來世界許多方面都會延續(xù)但將發(fā)生變化。幸運的是我們已看見其需求并具有科學智慧適應(yīng)變化的發(fā)展。美國要保持領(lǐng)先地位就要繼續(xù)采取迅速的行動來滿足擴大利用可持續(xù)發(fā)展的可再生資源的需求。不斷的科學突破和技術(shù)進步(正如“技術(shù)指南”文件中所列出的項目和課題)才能滿足資源利用的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)正在我們面前,我們面臨的挑戰(zhàn)是為滿足人們對產(chǎn)品不斷增長的需求。
“技術(shù)指南”中從兩個方面表明多學科和跨部門的研究開發(fā)對實現(xiàn)“設(shè)想”的重要性:
一是植物的投人,同時要考慮廢料和副產(chǎn)物利用、改性基因?qū)W的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:功能食品 現(xiàn)狀 存在問題 發(fā)展趨勢
中圖分類號:TS218 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(c)-0192-02
食品是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ),隨著食品工業(yè)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高,人們對食物不僅僅滿足對新陳代謝和營養(yǎng)物質(zhì)的需求,而是更加關(guān)注健康,調(diào)節(jié)機體的作用。當今,健康長壽已成為人們普遍關(guān)注的問題,研究食品的功能成分、營養(yǎng)成分,為人群提供科學性食品預(yù)防疾病的發(fā)生;為疾病人群提供恢復(fù)性食品、輔助治療,這已成為目前食品科學的任務(wù)。開發(fā)功能性食品已成為我國食品研究的熱點和發(fā)展趨勢。
1 功能性食品概念
功能性食品在國際上沒有統(tǒng)一的定義,最早是出現(xiàn)在1982年出現(xiàn)在日本厚生省的文件“功能食品”的名稱,1989年又將功能食品定義為“具有與生物防御、生物節(jié)律調(diào)整、防治疾病和恢復(fù)健康等有關(guān)的功能因素,經(jīng)設(shè)計加工,對生物體有明顯的調(diào)整功能的食品”[1]。
功能性食品在我國也稱保健食品,是指具有特定營養(yǎng)保健功能的食品,即適宜于特定人群食用,具有調(diào)節(jié)機體功能,不以治療疾病為目的的食品。在我國《保健食品管理辦法》中明確規(guī)定了其基本特征和要求。(1)功能食品必須是食品,具備食品的法定特征;(2)功能食品必須要有特有的營養(yǎng)保健功效;(3)功能食品必須要有明確的適用人群對象;(4)功能食品必須與藥品相區(qū)別;(5)功能性食品配方組成和用量必須具有科學依據(jù);(6)功能性食品必須具有法規(guī)依據(jù)[2]。
2 功能性食品的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 國際市場上
據(jù)統(tǒng)計,近二十年來,國外功能性食品總營業(yè)額增長近30倍。美國現(xiàn)有功能食品企業(yè)近530家,每年生產(chǎn)1000多個品種;日本企業(yè)高達400多家,每年有2000多個品種的產(chǎn)量;德國作為世界上做早發(fā)展功能食品國家之一,多年來一直保持穩(wěn)定增長,現(xiàn)有800家生產(chǎn)企業(yè),生產(chǎn)出2000多個品種的功能食品;英國、法國、瑞士等也有較大增長[3]。形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈和廣闊的市場,擁有完善的法律法規(guī)制度的約束與管理,在技術(shù)上也有先進的食品生物技術(shù)作保障,得到了廣消費者的認同。
2.2 國內(nèi)
總體上來說功能性食品發(fā)展經(jīng)歷了初級起步階段、迅速發(fā)展階段和規(guī)范提高階段三個階段,開發(fā)和生產(chǎn)的功能性食品大致分為以下三代。[4]
第一代功能食品:為初級功能食品,僅根據(jù)食品中的營養(yǎng)成分來推斷該類食品的功能,未經(jīng)過嚴格的實驗證明或嚴格的科學論證。該類產(chǎn)品主要為各類強化食品和滋補產(chǎn)品。
第二代功能食品:要求經(jīng)過動物和人體實驗證明其具有某種生理調(diào)節(jié)功能的食品,強調(diào)了科學性和真實性。目前我國市場上大多為該類功能性食品,第二代功能食品比第一代產(chǎn)品有了較大的進步,其特定的功能有了科學依據(jù)。
第三代功能食品:在第二代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,進一步了解在功能性食品中起作用的功能因子以及產(chǎn)生的作用機理,了解功能因子的結(jié)構(gòu),穩(wěn)定性等。該類產(chǎn)品在我國市場尚不多見,也是我國未來研究和發(fā)展的重點。
據(jù)資料顯示,截止2010年年底中國約有2000家保健食品企業(yè),投資總額在1億元以上的大型企業(yè)占1.45%,投資總額在5000萬元至1億元的中型企業(yè)占38%,投資在100萬元至5000萬元的企業(yè)占6.66%,投資在10萬元至100萬元的小型企業(yè)占41.39%,投資不足10萬元的作坊式企業(yè)占12.5%,大中型企業(yè)所占比例在逐年提高。2011年12月,國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部共同了《食品工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,首次將“營養(yǎng)與保健食品制造業(yè)”列入國家發(fā)展規(guī)劃。從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看,目前我國營養(yǎng)與保健食品僅占整個食品產(chǎn)業(yè)7萬多億元產(chǎn)值的10%,與其他發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。因此,大力發(fā)展營養(yǎng)與保健食品制造業(yè)勢在必行。
3 功能性食品行業(yè)存在的問題
3.1 企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小
2010年年底中國約有2000家功能食品企業(yè),總投資額在1億以上的大型企業(yè)1.45%,投資總額在5000萬元至1億元的中型企業(yè)占38%,投資在100萬元至5000萬元的企業(yè)占6.66%,投資在10萬元至100萬元的小型企業(yè)占41.39%,投資不足10萬元的作坊式企業(yè)占12.5%。數(shù)量多而規(guī)模小時我國面臨的一個問題。
3.2 市場分配不均勻
雖然我國功能性食品市場已初步形成,但存在地域性差異,東部發(fā)達的地區(qū)應(yīng)用人群多而中西部地區(qū)偏少;人群年齡差異,在功能性食品領(lǐng)域兒童老年對功能食品的應(yīng)用展主要部分。人群數(shù)量龐大但功能性食品的消費人群少,與發(fā)達國家比較還有一定的差距。
3.3 產(chǎn)品技術(shù)含量不高,許多產(chǎn)品都是在低水平上的重復(fù)[2]
從目前我國的功能食品的水平來看,多數(shù)還是屬于第二代產(chǎn)品,功能雷同較多。大多數(shù)集中在免疫調(diào)節(jié)、抗疲勞和調(diào)節(jié)血脂等方面,普及產(chǎn)品多,專用產(chǎn)品少。與發(fā)達國家相比尚存在一定差距。
3.4 國民對功能食品的認識尚存在偏差
國民對功能食品的認識存在兩個極端,一方面,部分消費者缺乏營養(yǎng)與食品保健知識,不嫩更科學的選擇功能食品,盲目追求時髦,“保健跟著廣告走”,聽信不實事求是的廣告宣傳。另一方面,由于少數(shù)假冒偽劣產(chǎn)品混入市場,價值一些虛假廣告充斥于各種媒體,是部分消費者對功能性產(chǎn)品產(chǎn)生了懷疑,以至于對其一律拒絕。
3.5 重生產(chǎn)輕監(jiān)管,沒有完善的規(guī)范制度[5]
產(chǎn)品上市前,審批程序嚴格,產(chǎn)品上市后,行業(yè)監(jiān)管松。產(chǎn)品魚目混珠現(xiàn)象嚴重,因為缺少規(guī)范,保健食品大都只能“各領(lǐng)”一兩年。對于保健品行業(yè)法律制度不完善,以至于違法犯罪現(xiàn)象嚴重
4 針對問題解決的措施
4.1 平衡資源、地域的差異
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,消費這的需求在不斷提高,不同地區(qū)對功能食品的需求量都有了明顯的增加,尤其是北京、上海、廣州等發(fā)達的城市占據(jù)了我過保健品市場的半壁江山,因此需要整合資源滿足不同地區(qū)的需求。
4.2 大力發(fā)展大規(guī)模的企業(yè)
對于我國目前功能食品企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小的特點,需要通過企業(yè)間的并購合作等發(fā)展大規(guī)模的工廠基地。適用于高精尖技術(shù)的運用,統(tǒng)一管理。有利于食品質(zhì)量的保證,能夠充分的利用現(xiàn)有的資源生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品。
4.3 建立完整的科技體系
功能性食品的科技人才培養(yǎng)體系的建立和完善是我國功能食品科技發(fā)展的關(guān)鍵因素。建立開放性的科研開發(fā)體系是未來國際發(fā)展的必然要求[6]。加強人才的培養(yǎng),積極創(chuàng)新,將現(xiàn)有的高新技術(shù)運用到功能性食品的開發(fā)生產(chǎn)過程中。如生物工程技術(shù)、分離純化技術(shù)、超微粉碎技術(shù)、冷凍干燥技術(shù)、微膠囊技術(shù)、冷殺菌技術(shù)等。并在此基礎(chǔ)上大力創(chuàng)新,發(fā)展第三代產(chǎn)品,積極地更新?lián)Q代產(chǎn)品。
4.4 規(guī)范市場秩序
針對市場上場產(chǎn)品質(zhì)量問題,食品安全問題等進行嚴格控制,嚴格功能性食品企業(yè)的審批條件,對現(xiàn)有的企業(yè)進行嚴格的監(jiān)督管理,保證在質(zhì)量上要贏得消費者的信賴;同時規(guī)范廣告市場,嚴禁夸大功能食品的功效,對于假冒偽劣產(chǎn)品要依法取締。有關(guān)部門要對功能性食品市場進行有效的監(jiān)督,規(guī)范功能食品市場,保障消費者的健康權(quán)益。
4.5 加強功能食品的安全性和功能性的評價
功能食品具有特殊的健康營養(yǎng)價值,在某些疾病預(yù)防和健康存進上有著重要的作用;其組分有多種多樣,使得安全性的評價復(fù)雜化[7]。在安全性評價過場中要明確在不同組分的產(chǎn)品面對不同的人群時,安全性也會因人而異;同時要明確功能性,是的其產(chǎn)品能夠明確針對的對象,從而促進人群的身體健康。
5 未來的發(fā)展趨勢
《食品工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中提出提高食品與保健食品及其原材料生產(chǎn)質(zhì)量和工藝水平。大力發(fā)展天然、綠色、環(huán)保、安全有效的食品、保健食品和特殊膳食食品;開發(fā)適合不同人群的營養(yǎng)強化食品、特殊膳食食品,開發(fā)具有民族特色和新功能的保健食品。調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),改變企業(yè)規(guī)模小、技術(shù)水平低、產(chǎn)品同質(zhì)化等狀況。到2015年,營養(yǎng)與保健食品產(chǎn)值達到1萬億元,年均增長20%;形成10家以上產(chǎn)品銷售收入在100億元以上的企業(yè),百強企業(yè)的生產(chǎn)集中度超過50%[8]。
未來的發(fā)展過程中,功能食品業(yè)會有更大的發(fā)展空間,積極地向已天然、綠色、環(huán)保、安全的方向轉(zhuǎn)型。加強新技術(shù)新工藝在產(chǎn)品上的應(yīng)用,極大在創(chuàng)新技術(shù)的投資,使得更多的技術(shù)向產(chǎn)品成果的轉(zhuǎn)型;加強對新功能性組分的研究,大力發(fā)展大三代產(chǎn)品,使得未來的產(chǎn)品更加吸引消費人群;與我國傳統(tǒng)的中醫(yī)結(jié)合起來,研發(fā)具有我國傳統(tǒng)特色的功能性食品,生產(chǎn)具有國際競爭力的產(chǎn)品。功能性食品將會是21世紀世界上最主流的產(chǎn)品。
我國人口占世界的1/5,擁有巨大的市場,會給我們功能食品行業(yè)帶來長足的發(fā)展,更能帶來可觀的經(jīng)濟效益。
參考文獻
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[7] 白新鵬.功能性食品設(shè)計與評價[M].北京:中國計量出版社,2009,6.
1.1從市場環(huán)境變化粉
在市場環(huán)境不斷變化的今天,汕頭農(nóng)業(yè)區(qū)正在暴露出過去短缺經(jīng)濟環(huán)境下掩蓋住的一些深層次問題,其中農(nóng)業(yè)整體質(zhì)量引發(fā)的連續(xù)多年農(nóng)民增產(chǎn)不增收已發(fā)展成現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的突出制約因素。農(nóng)產(chǎn)品市場由賣方市場變成了賣方市場與買方市場并存,且逐步向買方市場過渡。計劃經(jīng)濟體制條件下農(nóng)業(yè)增產(chǎn)農(nóng)民增收的鐵定規(guī)律已不復(fù)存在,買方市場的快速形成,城鎮(zhèn)居民對農(nóng)產(chǎn)品選擇性消費趨勢的發(fā)展.給我市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出一個新的命題:即如何以市場為導(dǎo)向組織、安排、管理農(nóng)業(yè)整個體系,滿足外向型、開放性囚民經(jīng)濟發(fā)展和城鄉(xiāng)居民生活水平日益提高對農(nóng)業(yè)產(chǎn)品多樣性、高質(zhì)量的需求,有效解決特色農(nóng)產(chǎn)品供給與市場需求品種性、地區(qū)性、季節(jié)性不相應(yīng)的問題〔2〕。這個命題從表面看是給特色農(nóng)業(yè)提出質(zhì)與量的雙重要求,實質(zhì)上則是一個質(zhì)與標準化生產(chǎn)與管理的融合問題,特色農(nóng)業(yè)正在呼喚著建造標準型農(nóng)業(yè)構(gòu)架的要求。標準化自然而然地成為我市農(nóng)業(yè)發(fā)展新階段的戰(zhàn)略選擇。
1.2從創(chuàng)農(nóng)業(yè)品牌的角度肴
買方市場條件下的農(nóng)產(chǎn)品競爭的實質(zhì)是品牌競爭.而農(nóng)業(yè)標準化是農(nóng)產(chǎn)品創(chuàng)品牌必由之路。一個農(nóng)產(chǎn)品牌的形成,必然要建立在對資源、市場、科技、經(jīng)營管理、配套服務(wù)體系充分論證的基礎(chǔ)之上,克服傳統(tǒng)經(jīng)濟的盲目性和隨意性.并要在育種、栽培、植保,到產(chǎn)后的加工、保鮮、貯藏、運輸,以及生產(chǎn)資料的供應(yīng)和技術(shù)服務(wù)等各個環(huán)節(jié)上,都要實現(xiàn)標準化生產(chǎn)與管理。我市農(nóng)業(yè)領(lǐng)域正在確立一種新理念,這叫做“小商品、大市場;小商品,大產(chǎn)業(yè)”,這是一種“品牌農(nóng)業(yè)”的理念,是發(fā)展品牌農(nóng)業(yè)、提高競爭優(yōu)勢的理念,這種理念將為我市農(nóng)業(yè)標準化快速發(fā)展開創(chuàng)一個新視野:農(nóng)業(yè)標準和農(nóng)業(yè)品牌產(chǎn)品是互為促進、密不可分的關(guān)系。首先,農(nóng)業(yè)標準化的發(fā)展要以效益為中心,要靠贏利來支持,而農(nóng)業(yè)名牌產(chǎn)品的效益遠遠超過非名牌產(chǎn)品,具有巨大的價值升值功能,能夠為農(nóng)業(yè)創(chuàng)造巨大的效益。第二.名牌產(chǎn)品離不開標準,名牌產(chǎn)品的基礎(chǔ)就是高水平的產(chǎn)品標準。把標準化工作同創(chuàng)建農(nóng)業(yè)名牌產(chǎn)品結(jié)合起來,可以利用農(nóng)業(yè)名牌效應(yīng),提高農(nóng)業(yè)標準化效益。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)部門的領(lǐng)導(dǎo)將象工業(yè)部門的領(lǐng)導(dǎo)一樣抓標準化生產(chǎn)。
1.3從我國加入WTO對我市農(nóng)業(yè)帶來挑戰(zhàn)的必然趨勢
加人WTO與實現(xiàn)我市農(nóng)業(yè)外向型.客觀上要求我們必須充分認識國際農(nóng)產(chǎn)品自由貿(mào)易對一個發(fā)達農(nóng)區(qū)實施標準型農(nóng)業(yè)的客觀要求。當今世界,影響農(nóng)產(chǎn)品國際貿(mào)易相對優(yōu)勢的主要因素是科學技術(shù),由科學技術(shù)水平?jīng)Q定產(chǎn)品質(zhì)量.成了農(nóng)產(chǎn)品國際貿(mào)易競爭中的主要因素。因此,努力提高我市農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量也就成為我市農(nóng)業(yè)科技進步模式選擇的出發(fā)點之一,同時,也是我市農(nóng)業(yè)科技進步的主攻方向。我市應(yīng)從遺傳改良、生物技術(shù)、條件控制、品種更新,農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量標準體系和農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)標準化等方面人手,綜合運用各種農(nóng)業(yè)科技手段,研究、開發(fā)、推廣農(nóng)林牧漁等優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的標準體系,提高我市農(nóng)產(chǎn)品的商品性能和國內(nèi)、l司際兩個市場的競爭力。農(nóng)業(yè)發(fā)展的國際前景,對我市農(nóng)業(yè)外向型的發(fā)展已經(jīng)提出了很高的農(nóng)業(yè)標準化要求。推動我市標準化構(gòu)架的建設(shè)是因應(yīng)WTO對我市農(nóng)業(yè)帶來的挑戰(zhàn)的有效舉措。
1.4我市初具實施構(gòu)筑標準型農(nóng)業(yè)構(gòu)架的良好機遇和條件
第一,民眾生活水平較高、對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高,農(nóng)業(yè)正初步由“生產(chǎn)者主導(dǎo)型”轉(zhuǎn)向為“消費者主導(dǎo)型”.光靠傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品以及農(nóng)產(chǎn)品的傳統(tǒng)用途,已經(jīng)很難適應(yīng)和滿足一個大城市廣大消費者高度分化對農(nóng)產(chǎn)品的要求,比喻,健康問題日益突出,農(nóng)產(chǎn)品的安全衛(wèi)生及營養(yǎng)倍受關(guān)注,這是實施農(nóng)業(yè)標準化的基本條件。第二,我市大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品相對過剩,都市型農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整面臨千載難逢的良機。同時,城市居民對絕大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品有極大范圍的選擇權(quán)(國內(nèi)優(yōu)質(zhì),綠色食品,國外產(chǎn)品).這為實施標準化農(nóng)業(yè)構(gòu)架提供了前提條件。第三,我市農(nóng)業(yè)既屬城郊型農(nóng)業(yè),也屬港口型農(nóng)業(yè),更具都市型農(nóng)業(yè)的基本特征,具備生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的環(huán)境、資金、技術(shù)、人才。通過在城市率先實施農(nóng)業(yè)標準化,進人城市市場的農(nóng)產(chǎn)品就要達到城市對農(nóng)產(chǎn)品要求的質(zhì)童標準,這就促使農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)者要以此為導(dǎo)向,以城市的農(nóng)產(chǎn)品標準為導(dǎo)向進行生產(chǎn)。同時,城市擁有的資金、科學技術(shù)、生產(chǎn)資料和設(shè)備,可以通過城市強大的輻射作用向周邊地區(qū)滲透和發(fā)展。這樣,城市就可以在市場上對本地區(qū)農(nóng)業(yè)標準化進行引導(dǎo)從核心農(nóng)區(qū)向農(nóng)區(qū)推進。汕頭作為粵東的中心城市,實施農(nóng)業(yè)標準化工作的效應(yīng)十分明顯,這是實施標準化農(nóng)業(yè)的良好條件。第四,我市具備發(fā)展農(nóng)業(yè)國際貿(mào)易的基礎(chǔ),特區(qū)優(yōu)勢、沿海優(yōu)勢、鄰近臺港澳地理優(yōu)勢、僑居世界各國和地區(qū)的潮人眾多優(yōu)勢(人文資源優(yōu)勢)等比較突出。市場經(jīng)濟體制比較完善,市場觀念和產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測體系具有一定基礎(chǔ),為實施標準化農(nóng)業(yè)準備了市場競爭條件。
2.標準型農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵與我市的規(guī)劃構(gòu)架設(shè)想
2.1標準化農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵
農(nóng)業(yè)標準化是把生產(chǎn)實踐中積累和總結(jié)的生產(chǎn)經(jīng)驗,同國內(nèi)外先進科學技術(shù)和成果相結(jié)合,納人農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后全過程,指導(dǎo)和規(guī)范生產(chǎn)、加工、經(jīng)營、銷售等活動,進而達到提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益的預(yù)期目的。農(nóng)業(yè)標準化是一個科技成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的過程,而在一個特定區(qū)域內(nèi),農(nóng)業(yè)領(lǐng)域全面推行標準化生產(chǎn),則可以說,這種農(nóng)業(yè)就稱之為標準型農(nóng)業(yè)。標準型農(nóng)業(yè)是通過全面實施農(nóng)業(yè)標準化而形成的.標準農(nóng)業(yè)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,具有鮮明的個性特征:—標準化體系的綜合性:包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料標準、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理技術(shù)標準、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護標準、農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理標準;—標準化體系的政策性:表現(xiàn)在要遵循發(fā)展國民經(jīng)濟的總方針來確定適應(yīng)國民經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康發(fā)展的農(nóng)業(yè)標準化方針政策和標準化規(guī)則與計劃;—標準化體系的技術(shù)性:突出特點是以載體的形式而不是以物質(zhì)的形式出現(xiàn),所以標準不是研究對象技術(shù)本身,而是研究負載其上的載體(標準)的。標準這一載體的技術(shù)形式,不是只迫求反映對象技術(shù)的先進性而是合理的先進,是融合著標準化方針、政策、經(jīng)濟要求的總合。所以,標準化是受政策性指導(dǎo)的技術(shù);—標準化體系的經(jīng)濟性:表現(xiàn)為可以使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展避免不必要的經(jīng)濟損失和勞動損失.其經(jīng)濟效果有的可以定量地計算出來,有的是間接地表現(xiàn)出來,有的是從保護自然資源、人類工作與生活環(huán)境和身體健康等而長遠地表現(xiàn)出來;—標準化體系的法制性:突出地在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)童管理過程中體現(xiàn)出來。
2.2農(nóng)業(yè)標準化是我市特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的一種技術(shù)支撐
“九五”期間,我市農(nóng)業(yè)全面發(fā)展,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整已初見成效,形成一批有區(qū)域特色作物區(qū)、水產(chǎn)區(qū)、畜牧區(qū),農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營取得發(fā)展,2000年全市15家農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)帶動5萬多農(nóng)戶每戶增收2000余元;農(nóng)業(yè)標準化生產(chǎn)開始啟動,組織一批優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品注冊商標,實現(xiàn)零的突破;農(nóng)業(yè)科技服務(wù)廣泛開展,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)保持較快增長勢頭。我市70%土地和人口在農(nóng)村,沒有農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化,率先基本實現(xiàn)現(xiàn)代化的目標就難以實現(xiàn),一定要從戰(zhàn)略高度重視科學技術(shù)對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)特色化的滲透作用,重視剛剛興起的農(nóng)業(yè)標準化工作對特色農(nóng)業(yè)的推動作用,重視農(nóng)業(yè)標準化工作對外向型農(nóng)業(yè)發(fā)展的巨大影響,才能在國際貿(mào)易中占據(jù)優(yōu)勢川;圍繞農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收這一長期農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展目標,依靠科技不斷調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),積極探索農(nóng)業(yè)產(chǎn)品規(guī)模化經(jīng)營.扶持農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)發(fā)展,完善公司加基地加農(nóng)戶的經(jīng)營機制,把農(nóng)村分散的千家萬戶與市場聯(lián)系起來。政府要相對集中人力物力財力,把剛剛實現(xiàn)“零的突破”的我市農(nóng)業(yè)標準化工作更有效地推進一個新臺階。我們必須首先明晰我市實施農(nóng)業(yè)標準化的總體思路(發(fā)展的階段目標、規(guī)劃)和采取的有效方式(結(jié)合國家標準,參考國際標準,制定適合我市農(nóng)區(qū)特色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后全過程的具體標準,以及建立質(zhì)量監(jiān)督管理體系),然后確立標準化農(nóng)產(chǎn)品市場的戰(zhàn)略定位,并深人研究實施農(nóng)業(yè)標準化對本市農(nóng)區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、優(yōu)化的作用機理,進而探索通過實施農(nóng)業(yè)標準化來調(diào)整、優(yōu)化本區(qū)域農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的新途徑,以此指導(dǎo)今后我市特色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的具體實踐。從而,為我市全面實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,成功推動外向型農(nóng)業(yè)發(fā)展夯實基礎(chǔ)。
2.3我市實施農(nóng)業(yè)標準化思路
以國家“農(nóng)業(yè)科技發(fā)展綱要(2001年~2010年)”中有關(guān)毛I毛找11化問題的論綱,作為我市實施農(nóng)、l卜今l、找l•化_l二作的理論指南‘“,,包括:“實施作物良種科技行動,促進種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。以優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)作物新品種選育及其產(chǎn)業(yè)化為重點,加快種植業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整;發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效種植業(yè).促進種植業(yè)和產(chǎn)品標準化、布局區(qū)域化、經(jīng)營產(chǎn)業(yè)化?!?’實施優(yōu)質(zhì)高效畜牧水產(chǎn)科技行動,加速養(yǎng)筑規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化、標準化進程。開展畜牧水產(chǎn)優(yōu)良品種選育、飼料開發(fā)、生產(chǎn)設(shè)施設(shè)備研制、疫病綜合防治等技術(shù)研究.加快畜牧水產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化、規(guī)?;a(chǎn),建立健全畜禽水產(chǎn)品質(zhì)t檢測體系,推動畜牧水產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展,大力開拓國際市場。”“……建立健全農(nóng)產(chǎn)品加工質(zhì)量標準體系和監(jiān)測、檢測技術(shù)體系。開發(fā)先進監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備.推動主要農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測、檢測網(wǎng)絡(luò)體系的技術(shù)升級,加速農(nóng)產(chǎn)品加工質(zhì)量監(jiān)測、檢測網(wǎng)絡(luò)體系的技術(shù)升級,加速農(nóng)產(chǎn)品加工質(zhì)量監(jiān)測、檢測技術(shù)體系與國際接軌。發(fā)展有機(綠色)食品等無公害產(chǎn)品,提高農(nóng)產(chǎn)品與食品的安全性。”“依靠科技,建立新型農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)。采用‘公司加墓地加農(nóng)戶’的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化模式,引進良種.開發(fā)配套生產(chǎn)技術(shù),推動標準化、規(guī)?;瘍?yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品原料生產(chǎn)基地建設(shè);大力加強農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)與設(shè)備的研究開發(fā),培育大宗農(nóng)產(chǎn)品加工科技企業(yè).開發(fā)國內(nèi)外市場,促進農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的全面快速發(fā)展?!薄按罅Πl(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù),提高抵御農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害的能力。開展無公害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)研究;建立無公害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)標準;開展鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污染治理技術(shù)研究和示范;大力開展農(nóng)業(yè)病蟲害防治技術(shù)研究;建立生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系,提高抵御早、澇、風、雹等氣象災(zāi)害能力。”“加強農(nóng)業(yè)標準化體系和動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)?!鄙穷^農(nóng)業(yè)標準化工作既要以“綱要”作理論指南,更要圍繞率先實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的戰(zhàn)略要求,以高新技術(shù)為先導(dǎo),大力發(fā)展工廠化農(nóng)業(yè)、創(chuàng)匯農(nóng)業(yè),大幅度提高農(nóng)業(yè)企業(yè)的創(chuàng)新能力,促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級,增強農(nóng)業(yè)的國內(nèi)外競爭力。
2.4我市標準型農(nóng)業(yè)規(guī)劃構(gòu)架
2.4.1指導(dǎo)思想
充分發(fā)揮標準化和監(jiān)測工作在我市農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟中的作用。根據(jù)本市區(qū)域農(nóng)業(yè)優(yōu)勢制定實施農(nóng)業(yè)標準化工作規(guī)劃和項目,把重點放在農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)和主導(dǎo)產(chǎn)品上,品種的重點放在名、特、優(yōu)和高產(chǎn)、高效的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品上,立足創(chuàng)建農(nóng)業(yè)品牌和名牌,在農(nóng)副產(chǎn)品的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后全過程都注人新的科技成果,從選種、育種到生產(chǎn)、收獲、加工、貯藏,都執(zhí)行規(guī)范的生產(chǎn)方法和質(zhì)量保障體系。要使農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化率能有較大提高,就必須加強農(nóng)業(yè)標準化工作.在現(xiàn)代市場經(jīng)濟對農(nóng)副產(chǎn)品,特別是消費者對名、優(yōu)、特農(nóng)副產(chǎn)品的商品化提出越來越高的要求,國內(nèi)外競爭日益激烈的情勢下.制定并實施農(nóng)副產(chǎn)品的加工標準、檢測技術(shù)標準、包裝規(guī)格標準、品質(zhì)等級標準等可以使農(nóng)副產(chǎn)品的商品化過程在標準的監(jiān)控下,以高品質(zhì)和優(yōu)質(zhì)服務(wù)適應(yīng)市場競爭,使農(nóng)產(chǎn)品的價值得到充分體現(xiàn)。農(nóng)產(chǎn)品標準與國際接軌,更能擴大我市農(nóng)產(chǎn)品在國際市場的競爭力,進一步開拓國際市場。農(nóng)業(yè)監(jiān)測體系是指為提高農(nóng)產(chǎn)品、農(nóng)用生產(chǎn)資料和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量,由各類具備農(nóng)業(yè)專業(yè)技術(shù)和監(jiān)測能力的檢驗、測試機構(gòu)組成的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),是農(nóng)業(yè)標準化工作的重要組成部分。重視農(nóng)業(yè)標準化工作就必須重視建立以農(nóng)副產(chǎn)品和農(nóng)用生產(chǎn)資料監(jiān)測為重點,包括對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境檢測在內(nèi)的完整的農(nóng)業(yè)監(jiān)測體系。此將有效為規(guī)范市場交易,杜絕假冒偽劣產(chǎn)品的市場流通,切實保護生產(chǎn)者和為消費者提供服務(wù)。
2.4.2我市農(nóng)業(yè)標準化體系范圍
農(nóng)業(yè)標準化體系主要指農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和水產(chǎn)業(yè)制定的,以國家標準為基礎(chǔ),地方標準為重點,行業(yè)標準和企業(yè)標準相配套的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的全過程系列標準的總和,還包括為農(nóng)業(yè)服務(wù)的化工、水利、機械、環(huán)境保護和農(nóng)村能源等方面的標準。按農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主體和為主體服務(wù)的其它因素,我們把我市農(nóng)業(yè)標準化體系分為主要農(nóng)副產(chǎn)品標準體系,以及支撐和服務(wù)農(nóng)業(yè)的標準體系兩大類。農(nóng)副產(chǎn)品標準體系,包括糧食、水果、蔬菜、畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)、林業(yè)、其它農(nóng)產(chǎn)品(包括茶葉、煙葉、糖料、熱帶作物(引種>、食用菌、花卉等)、動植物纖維等方面的標準。支撐和服務(wù)農(nóng)業(yè)的標準體系包括飼料、動植物保護設(shè)備、農(nóng)用化工產(chǎn)品(化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料薄膜)使用、農(nóng)業(yè)機械管理與使用、農(nóng)用水利與水土保持、農(nóng)業(yè)能源、農(nóng)業(yè)環(huán)境保護等。上述的兩個方面都應(yīng)按市場需求的原則,根據(jù)具體需要確定標準的級別,按標準化法規(guī)的規(guī)定操作,逐級分解細化,制定具體的個體標準。總體來說,主要突出四個方面的內(nèi)容:一是農(nóng)副產(chǎn)品的等級標準,二是種苗的品種和用種質(zhì)量標準及生產(chǎn)資料質(zhì)量標準,三是農(nóng)業(yè)技術(shù)規(guī)范,四是農(nóng)副產(chǎn)品包裝、儲藏和運輸標準。
2.4.3我市實施農(nóng)業(yè)標準化工作的計劃、規(guī)劃項目選擇
2.4.3.1農(nóng)業(yè)標準化項目內(nèi)容非常廣泛,對于全市性的計劃、規(guī)劃項目,只能因地制宜,有目的、有重點地選擇,具體細分如下:第一,著重考慮種子標準項目種子標準是種子、種苗、種畜、種禽和菌種、魚苗的標準總稱。在計劃中,要著重考慮種子標準項目。第二,重點制定并實施農(nóng)產(chǎn)品等級標準項目農(nóng)產(chǎn)品等級標準,是對農(nóng)產(chǎn)品等級質(zhì)量的技術(shù)規(guī)定,是產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)地檢驗,交貨驗收及質(zhì)量仲裁的技術(shù)依據(jù)。農(nóng)產(chǎn)品等級質(zhì)量以外觀形態(tài)、內(nèi)在質(zhì)量、加工精度作為分等級的主要依據(jù)。第三,突出種養(yǎng)生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程項目種養(yǎng)生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程,是指農(nóng)作物、林木、畜禽及水產(chǎn)類,在各自生產(chǎn)過程中,把科技成果和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,有機地形成最佳生產(chǎn)技術(shù)方案,經(jīng)選用優(yōu)良品種并合理運用栽培、速生、飼養(yǎng)及養(yǎng)殖生產(chǎn)技術(shù)措施。第四,開發(fā)農(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)標準項目為加快推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化,以立足我市長期以來形成的畜禽、水果、水產(chǎn)、蔬菜、食品加工等特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)作基點,按商品化生產(chǎn)要求,從這些特色產(chǎn)業(yè)中找準系列品種,列入計劃,實施主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)標準項目,并在實施中按市場要求不斷提高完善標準,全面與國際市場的標準接軌。這不僅滿足了農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)化的規(guī)范要求.也滿足了小包裝、規(guī)格化的市場需求及現(xiàn)代連鎖店經(jīng)營的需要。這是一種“小商品,大市場”的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)理念。
2.4.3.2實施我市“無公害農(nóng)業(yè)”標準化工作無公害農(nóng)業(yè)是90年代出現(xiàn)的一個全新概念。它是指在無污染區(qū)域內(nèi)或已經(jīng)消除污染的區(qū)域內(nèi),充分利用自然資源,最大限度地限制污染物質(zhì)進人農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),生產(chǎn)出無污染的安全、優(yōu)質(zhì)、營養(yǎng)類產(chǎn)品,同時,生產(chǎn)及加工過程不對環(huán)境造成污染危害。農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)由普通農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展到無公害農(nóng)產(chǎn)品(或稱之為綠色食品、有機食品、生態(tài)食品、自然食品),已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。隨著我國消費者環(huán)境意識與自我保護意識的不斷增強,普遍需求市場提供安全、優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品,西方發(fā)達國家對進口農(nóng)產(chǎn)品中各種污染物的含量不斷進行嚴格限制.可以說,未來的市場將是無污染市場。因此,必須將“生態(tài)安全”和“環(huán)境友善”作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)標準體系的新內(nèi)容舊。發(fā)展無公害農(nóng)業(yè)不僅具有極良好的社會效益、環(huán)境效益和巨大的經(jīng)濟效益,而且能夠大大地增強我市農(nóng)產(chǎn)品具有應(yīng)對加人wTO后適應(yīng)國際市場的競爭能力。當前迫切需要制訂具有出口優(yōu)勢的汕頭農(nóng)產(chǎn)品的商標標準、定量標準、包裝標準,這些標準是發(fā)展外向型農(nóng)業(yè)中消除國外技術(shù)壁壘的通行證。我們建議把無公害技術(shù)標準的構(gòu)架中的關(guān)鍵技術(shù)的突破補充列人市“十五”科技攻關(guān)計劃,抓好以下工作:通過無公害農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān),改進無公害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料(農(nóng)藥、肥料、飼料)的人工化學物質(zhì)的配方,開發(fā)符合我市土地、水質(zhì)、氣候條件的高效、低殘留、無污染的生物制品,培育具有復(fù)合功能生物農(nóng)藥工程菌種.使之兼?zhèn)鋬?yōu)良的生物學工藝特點及工藝性狀,為產(chǎn)業(yè)化打好基礎(chǔ);著重研究微生物和植物性生物農(nóng)藥的資源開發(fā)和品種選育,開展發(fā)酵、后處理、制劑等工藝研究.提高生物農(nóng)藥產(chǎn)品的品質(zhì)、穩(wěn)定性、貨架壽命,降低成本;開發(fā)安全、高效、價廉的獸藥系列產(chǎn)品;采用生物技術(shù)手段研制多功能生物肥料工程菌株,開發(fā)新型微生物肥料生產(chǎn)工藝,重點開發(fā)有機肥料、有機無機復(fù)混肥、腐殖酸類肥料、礦質(zhì)肥料、及其摻和肥料等;研制安全、天然、營養(yǎng)、多功能和通過發(fā)醉技術(shù)制取的新型食品添加劑和飼料添加劑.著重研究食品(飼料)添加劑的天然資源開發(fā)和提取技術(shù),開發(fā)微生物發(fā)酵、提純等工藝研究,提高天然食品(飼料)添加劑的品質(zhì)、色澤及效能,降低生產(chǎn)成本;在包裝儲運方面,重點研究物理滅菌工藝、CO:超臨界萃取技術(shù)、膜分離技術(shù)、酶工程、發(fā)酵工程、冷凍干燥、擠壓膨化、低溫濃縮技術(shù),研制滅菌包裝技術(shù)及安全、可降解和可重復(fù)使用的包裝材料;開發(fā)食品氣調(diào)儲藏技術(shù);為生產(chǎn)出符合人體健康或特定需要的安全谷物、果蔬、畜禽及水產(chǎn)品莫定符合國內(nèi)外,特別是發(fā)達國家準進口的嚴格品質(zhì)安全物質(zhì)的標準要求。沒有上述無公害農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備的研制和開發(fā),實施無公害農(nóng)業(yè)的標準化工作即失去核心的支撐科技力量,外向型農(nóng)業(yè)將會受控于人。無公害蔬菜標準體系的建立與實施是我市發(fā)展無公害農(nóng)業(yè)的重要組成部分。無公害蔬菜生產(chǎn)標準化工作要努力建立比較完善的標準體系,與發(fā)達國家標準接軌,才能獲得國際貿(mào)易“通行證”;才有“資格”參與國際市場競爭,才能拉動無公害蔬菜新產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展。無公害標準體系的構(gòu)成與建立,包括與其生產(chǎn)、流通有內(nèi)在聯(lián)系的各個環(huán)節(jié)的標準:—無公害生產(chǎn)基地的條件標準。主要規(guī)定生產(chǎn)基地的土壤質(zhì)t、空氣質(zhì)量、農(nóng)用灌溉水質(zhì)最控制指標,以確保生產(chǎn)環(huán)境滿足無公害標準要求?!獰o公害蔬菜有毒、有害物質(zhì)殘留限量標準。主要規(guī)定蔬菜中有毒、有害物質(zhì)限量標準及其試驗方法?!獰o公害蔬菜農(nóng)藥合理使用規(guī)則。主要規(guī)定嚴禁使用的殺菌劑、殺蟲劑等高毒高殘留農(nóng)藥和允許限量使用時的常用藥盤及稀釋倍數(shù)及安全間隔期(天),以確保無公害蔬菜中有毒有害物質(zhì)殘留量不得超標。—無公害疏菜產(chǎn)品標準。主要規(guī)定無公害蔬菜品質(zhì)質(zhì)壇和衛(wèi)生質(zhì)量要求,以此作為無公害蔬菜質(zhì)量判定標準?!獰o公害蔬菜栽培技術(shù)規(guī)程。根據(jù)無公害蔬菜生長特性,規(guī)定出品種選擇、育苗、整地、定植、田間管理、農(nóng)藥化肥使用標準、病蟲害防治、采收、初加工等技術(shù)操作規(guī)程,以確保其生產(chǎn)過程達到無公害標準規(guī)定?!獰o公害蔬菜農(nóng)藥殘留量試驗方法標準。主要收集、制定與無公害產(chǎn)品標準相配套的方法標準?!獰o公害蔬菜包裝標準。主要規(guī)定無公害蔬菜包裝用材料、包裝基本原則,標注內(nèi)容等。由于無公害蔬菜標準體系的建立比較復(fù)雜,需由專業(yè)部門進行專題的調(diào)研論證工作。
2.4.3.3研究制定一個我市農(nóng)區(qū)通川的“安全I又生優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品(或原料)產(chǎn)地環(huán)境地方標準”這項標準是結(jié)合汕頭農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量控制的實際情況,參考有關(guān)發(fā)達國家的農(nóng)產(chǎn)品標準進行制定,它應(yīng)包括與優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的安全衛(wèi)生有密切相關(guān)的土壤、水質(zhì)和空氣三個環(huán)境質(zhì)量要求,包括農(nóng)[[]灌溉水質(zhì)標準、養(yǎng)殖少}l水質(zhì)標準、畜禽用飲水水質(zhì)標準、土壤環(huán)境質(zhì)量標準、大氣環(huán)境質(zhì)量標準等等。其中,大氣環(huán)境質(zhì)量標準應(yīng)采川國家標準中有關(guān)自然保護區(qū)、風景區(qū)的環(huán)境空氣質(zhì)量要求。用汕頭優(yōu)質(zhì)的空氣、韓江優(yōu)質(zhì)的水源、潮汕無污染的優(yōu)質(zhì)耕地等構(gòu)成的優(yōu)質(zhì)生態(tài)環(huán)境,生產(chǎn)具有汕頭系列品牌標志的農(nóng)副產(chǎn)品,將是汕頭特色農(nóng)業(yè)的最大特色。
2.4.4關(guān)于我市標準型農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略思維綜上,提出建設(shè)我市標準型農(nóng)業(yè)基本構(gòu)架,大力推進農(nóng)業(yè)標準化工作,將使汕頭農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化有一個實用而強有力的技術(shù)支撐整體體系。分為六大體系:建立以環(huán)境農(nóng)業(yè)為主體,水、土、生物資源科學為依據(jù)的生態(tài)體系;二是建立污染環(huán)境極小的“三高”農(nóng)業(yè)技術(shù)生產(chǎn)體系;三是形成布局合理,連接國內(nèi)外市場的運輸、倉儲、營銷技術(shù)體系;四是建立高水平都市林業(yè)和都市園林為主體的環(huán)??萍俭w系;五是建立能提供有效服務(wù)的信息服務(wù)和情報服務(wù)的服務(wù)體系;六是建立完善的監(jiān)測、法律體系。由于標準化工作的網(wǎng)絡(luò)式貫穿作用,以上體系是一個相輔相成的一個農(nóng)業(yè)科技總體,體現(xiàn)了對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的支撐作用。
3.推動構(gòu)建我市標準型農(nóng)業(yè)構(gòu)架的戰(zhàn)略對策
從產(chǎn)量最大化到效益最大化,這是我市農(nóng)業(yè)發(fā)展新階段區(qū)別于過去的一個重要標志。據(jù)專家測算,在同樣的生產(chǎn)條件下.如果投人決策目標從產(chǎn)量最大化轉(zhuǎn)變?yōu)樾б孀畲蠡瑔挝晦r(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)效益可以增加10一30%以上〔,,。如何有效地推動?我們提出:
3.1用“區(qū)域發(fā)展”推進“標準型農(nóng)業(yè)”的跳躍式發(fā)展
我市于2000年通過實施的“汕頭面向21世紀科技振興規(guī)劃”中確立四個與農(nóng)業(yè)相關(guān)的“科技發(fā)展重點區(qū)域”,是我市標準型農(nóng)業(yè)的示范區(qū)域川。它們是:設(shè)施農(nóng)業(yè)示范區(qū)示范區(qū)設(shè)于市白沙蔬菜原種研究所及市白沙禽畜原種研究所,基地總面積為1715畝,分為蔬菜業(yè)設(shè)施示范區(qū)和禽畜業(yè)設(shè)施示范區(qū)兩大類。蔬菜業(yè)設(shè)施示范區(qū)下設(shè)蔬菜研究成果展銷中心、國家農(nóng)作物品種區(qū)域試驗區(qū)、蔬菜引種研究中心、蔬菜生物工程研究區(qū)、良種繁育區(qū)、種子包儲加工區(qū),通過采用遠緣雜交、輻射育種、化學誘變育種、雜種優(yōu)勢利用、染色體r幾程、基因工程等現(xiàn)代種子人工二干涉作物遺傳變異.培育出水平更.佰的蔬菜新品種,認真抓好“種子工程”,實現(xiàn)蔬菜種子產(chǎn)業(yè)化。畜牧業(yè)設(shè)施示范區(qū)下設(shè)種鵝場、種雞場、現(xiàn)代化孵化廠、種牛輸精配種場和家禽育種中心,力求布局科學合理,設(shè)備先進配套。通過示范指導(dǎo)作用,為家禽育種提供一個符合科學設(shè)計的場所,促進家禽育種工作的開展,增育更多更好的家禽良種。農(nóng)業(yè)科學園科學園以市農(nóng)科所為載體,利用大專院校和科研院所的智力和研究開發(fā)條件,借鑒國內(nèi)外農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗,結(jié)合汕頭市情形成“科學內(nèi)容、園林外貌、潮汕特色、規(guī)模產(chǎn)業(yè)、良好效益”的綜合體,將對摸索、總結(jié)和推廣“三高”、“四化”農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗,普及農(nóng)業(yè)科學知識,豐富地方文化意蘊情趣,美化市容環(huán)境,維持生態(tài)平衡,探索新時期農(nóng)業(yè)科學研究所發(fā)展的新路子產(chǎn)生積極的影響。農(nóng)業(yè)科學園置于汕頭市區(qū)西北,占地面積約20公頃。參照潮汕園林設(shè)計模式,整個園區(qū)按功能分若干個小區(qū),并人工改變部分地貌,依靠園林造景、人工湖、人造山丘結(jié)合種植特色植物,達到園林風景如畫,處處洋溢科學文化內(nèi)涵與潮汕特色的境界。設(shè)立墓因工程育種、航天育種等農(nóng)業(yè)高新技術(shù)研究開發(fā)基地,重點選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗的水稻、花生和名貴花卉新品種,并利用組織培育、工廠化育苗,實現(xiàn)花卉種苗產(chǎn)業(yè)化;研究適合南方氣候特點的農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)備及模式化栽培技術(shù),建成設(shè)施花卉生產(chǎn)示范基地;優(yōu)化資源配置,建成農(nóng)業(yè)科技教育培訓(xùn)基地。汕頭農(nóng)業(yè)科學園,作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與都市農(nóng)業(yè)相結(jié)合的產(chǎn)物,以其在集約經(jīng)營、資源優(yōu)化配置、科技進步、經(jīng)濟發(fā)達、生態(tài)環(huán)境良好等方面綜合表現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展的良好效果.充分發(fā)揮研究、試驗、開發(fā)、推廣、培訓(xùn)、示范、服務(wù)的典型作用,進而推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的進程。潮陽民曹科技發(fā)展試驗區(qū)民資民力雄厚、民營經(jīng)濟發(fā)展較快是潮陽的優(yōu)勢。本區(qū)域的主要任務(wù)之一是大力發(fā)展高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè),提高農(nóng)業(yè)的綜合效益,調(diào)整種植業(yè)區(qū)域結(jié)構(gòu),發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢,推廣良種良法,發(fā)展國外市場需要的高價值經(jīng)濟作物。以潮陽盟興水產(chǎn)品養(yǎng)殖有限公司和僑豐(集團)公司二家省級農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)為依托,重點發(fā)展高效生態(tài)型水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和高科技工廠化養(yǎng)殖,發(fā)展水產(chǎn)品的精加工、深加工和綜合利用,重點抓好大宗水產(chǎn)品的保質(zhì)和低值水產(chǎn)品的深加工,提高水產(chǎn)品質(zhì)量和附加值。南澳科技興海示范區(qū)國家科技部等五個部委己把南澳列為“全國科技興海示范區(qū)”,是我市海水增養(yǎng)殖的主要基地,將以汕頭大學在南澳建立的廣東省海洋生物重點實驗室臨海試驗站為依托,利用本地的地理環(huán)境及資源優(yōu)勢,建立海洋經(jīng)濟生物培苗中心,重點發(fā)展高效生態(tài)型水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè),開發(fā)新品種和增養(yǎng)殖新技術(shù),優(yōu)化增養(yǎng)殖結(jié)構(gòu),重點建設(shè)水產(chǎn)種苗廠.工廠化養(yǎng)殖場,搞好水產(chǎn)品精深加工,提高水產(chǎn)品附加值。上述四個高技術(shù)農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)域,備受各級政府和相關(guān)部門的支持,其農(nóng)業(yè)技術(shù)與經(jīng)濟發(fā)展的知名度和影響力已遠遠超出汕頭農(nóng)區(qū),波及粵東整個區(qū)域,在省內(nèi)乃至全國也頗具知名度。已經(jīng)取得的成就以及人力資源、技術(shù)資源和生態(tài)資源等優(yōu)勢條件,極其適宜將其建設(shè)成汕頭標準型農(nóng)業(yè)的試驗基地、示范基地及中心區(qū)。這不只是簡單再加掛一個招牌的問題,而是應(yīng)當有支撐性的再投人、吸引人才、增加設(shè)備和設(shè)施,成為有實力的實施農(nóng)業(yè)標準化工作的模范區(qū)域。要在動植物良種、生物工程、現(xiàn)代化集約種養(yǎng)技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品儲運加工技術(shù)、農(nóng)作物病蟲害及自然無害的綜合防治、農(nóng)業(yè)資源的高效運用、農(nóng)業(yè)檢測、土壤能源建設(shè)、無公害農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、先進的經(jīng)營管理等的技術(shù)及其含量的標準化措施,并在設(shè)施化、工廠化、企業(yè)化建設(shè)和管理方面,提出并建立可行的技術(shù)化標準。模范區(qū)域要成為有能力引進國內(nèi)外最新的農(nóng)業(yè)科技成果和先進技術(shù)、先進裝備,形成網(wǎng)絡(luò)健全、反應(yīng)快捷、測定精確的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)標準監(jiān)測及管理體系的中樞,并有能力把觸角伸向廣大農(nóng)村,提高監(jiān)測品種和手段,加強農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤和打假力度,真正使標準農(nóng)業(yè)取信于民,成為全市農(nóng)業(yè)標準化工作的中樞。
3.2發(fā)揮龍頭企業(yè)的“龍頭帶動”作用
我市1999年有潮陽市僑豐集團有限公司、澄海市畜牧總公司被廣東省評為第一批省級農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè),2000年又有汕頭大洋集團公司、潮陽市盟興水產(chǎn)品養(yǎng)殖有限公司、潮陽市糧豐集團有限公司等三家公司被省評為第二批省級農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)。至今全市已有包括5家省級龍頭企業(yè)在內(nèi)的15家農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,1999年共創(chuàng)值10億元,帶動6.36萬戶農(nóng)戶,增加農(nóng)民收人1.39億元,戶平均2183元。上述農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)較好地化解農(nóng)民分散的小生產(chǎn)與千變?nèi)f化的大市場的矛盾,初步(一個側(cè)面)解決農(nóng)產(chǎn)品由賣方市場向買方市場轉(zhuǎn)變這一實際情況所帶來的問題,成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的帶頭羊。但是,我市農(nóng)業(yè)的總體產(chǎn)業(yè)化水平仍然是低水準的,其發(fā)展規(guī)模仍不及全省的平均水準。1999年廣東全省公司加農(nóng)戶產(chǎn)銷一體化龍頭企業(yè)已近1400家,銷售收人39。億元.帶動農(nóng)戶140萬戶。珠江三角洲地區(qū)正在試辦的十大農(nóng)業(yè)示范區(qū)總面積為14萬畝。預(yù)計總投資40億元,1999年已投資10億元。形勢說明,在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化競爭中,我市需要充分發(fā)展和發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈條中“龍頭”企業(yè)的作用t6J。把產(chǎn)業(yè)化的規(guī)模和水平推上一個新臺階,才能有效縮短距離,獲取應(yīng)有的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化利益。如生態(tài)農(nóng)業(yè)是通過生物鏈把種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)與畜牧業(yè)結(jié)合起來,產(chǎn)生循環(huán)經(jīng)濟所特有的環(huán)境效益和社會效益一樣,按照耗散結(jié)構(gòu)經(jīng)濟論的觀點,現(xiàn)行的“公司加基地加農(nóng)戶”的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是一個特有的經(jīng)濟非平衡系統(tǒng),產(chǎn)業(yè)只有不斷打破原有的平衡,呈現(xiàn)開放狀態(tài),才有活力;注意與其它產(chǎn)業(yè)要素的融合,才有促協(xié)力。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化就是企業(yè)、基地、農(nóng)戶三要素的相互融合,因而融和之后產(chǎn)生一種雜交優(yōu)勢親和力。這種“活力”、“親和力”的經(jīng)濟表現(xiàn)就是經(jīng)濟效益,企業(yè)經(jīng)濟效益與農(nóng)戶經(jīng)濟效益都得以提升。在這樣一個經(jīng)濟生態(tài)系統(tǒng)中,再把“農(nóng)業(yè)標準化工作”、“標準型農(nóng)業(yè)理念”引進這個系統(tǒng)中去實施,“公司加基地加農(nóng)戶”的產(chǎn)業(yè)化系統(tǒng)又一次被打破原有的平衡,再一次呈現(xiàn)開放狀態(tài)。從這個意義上講,標準化工作是農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)取得壯大和持續(xù)發(fā)展的有效動力。把我市的農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)再發(fā)展至30家或40家.帶動的農(nóng)戶再增加至10萬戶或者說15萬戶,汕頭全市標準型農(nóng)業(yè)將呈雛形而不僅僅是實現(xiàn)零的突破。這樣,現(xiàn)在表現(xiàn)為制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的深層次問題:農(nóng)產(chǎn)品發(fā)展的市場定位不準確.大路貨農(nóng)產(chǎn)品供過于求,造成價格因成本倒掛,虧本生產(chǎn)經(jīng)營;市場預(yù)測難度大,生產(chǎn)出現(xiàn)盲目性;加工保鮮技術(shù)跟不上,制約具有地方特色優(yōu)稀高值品種的發(fā)展;技術(shù)含量高的高值、高效優(yōu)質(zhì)品種不多,引進力度不夠;缺乏農(nóng)業(yè)企業(yè)、中介組織,制約設(shè)施化、規(guī)模化、標準化生產(chǎn);產(chǎn)品難以形成品牌,難以打進大市場、國際市場競爭力不足等等,將在龍頭企業(yè)實施農(nóng)業(yè)標準化工作中有效地被消化被解決.我市農(nóng)業(yè)實施發(fā)展“小商品大市場,小商品大產(chǎn)業(yè)”的目標就有可能實現(xiàn)。
3.3選擇農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)作為農(nóng)業(yè)標準化工作的盆點
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)食品幾乎不再是從菜園子到菜籃子,而是經(jīng)過多重加工和各項消費前服務(wù)川。要從汕頭實際出發(fā),抓住大宗農(nóng)產(chǎn)品和特色產(chǎn)品,確定加工目標,扶持加工企業(yè),不斷提高加工水平,形成一批具有汕頭特色,符合國際質(zhì)量標準的農(nóng)業(yè)加工產(chǎn)品名牌,拓展國內(nèi)外市場,實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品商品價值的提升。我市大宗的農(nóng)產(chǎn)品主要有蔬菜(尤其是冬種大芥菜)、海淡水產(chǎn)品(尤其是貝殼類、中低檔魚類)、禽畜產(chǎn)品(尤其是雞、鵝),目前多數(shù)以初級產(chǎn)品進人市場.要認真研究加工、保鮮技術(shù),開發(fā)系列產(chǎn)品,善于包裝,提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加產(chǎn)品加工附加值,提高經(jīng)濟效益。要選擇一批具有區(qū)域特色的優(yōu)勢產(chǎn)品,如潮陽金玉三棱橄欖、澄海樟林林擒、潮陽西肪楊梅、南澳桔紅,以及各地的一批優(yōu)質(zhì)蕃薯、優(yōu)質(zhì)玉米等,進行保鮮和包裝研究開發(fā),把具有稀少性價值,而市場價值較高的特色農(nóng)產(chǎn)品全面實施標準化生產(chǎn)。我市農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè),多屬小型、分散,競爭力不強.要通過知識培訓(xùn).樹立品牌意識,提高經(jīng)濟管理水平。要逐步建立符合國際慣例的衛(wèi)生標準和質(zhì)量標準,以適應(yīng)市場經(jīng)濟的發(fā)展和我國加人Wl一O的需要。企業(yè)不僅要有注冊商標的產(chǎn)品,還應(yīng)有自己的名牌產(chǎn)品。政府和有關(guān)部門.要通過引導(dǎo)和必要扶持,促進一批農(nóng)產(chǎn)品加工骨于企業(yè)形成。要通過選擇有一定規(guī)模、效益、有自己品牌產(chǎn)品、有市場前景的企業(yè).經(jīng)過篩選,確定一批重點農(nóng)業(yè)和農(nóng)蒯產(chǎn)品加工的企業(yè),給予相應(yīng)的扶持。一是扶持企業(yè)開展150900。系列標準認證;二是產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)扶持,幫助重點企業(yè)建立研究開發(fā)中心,開展新產(chǎn)品和保鮮包裝技術(shù)的研究、開發(fā)、創(chuàng)新及應(yīng)川;三是幫助企業(yè)組織一批品牌進行著名商標、馳名商標認定和15014001綠色食品認證。強化一系列服務(wù),使我市形成一批基礎(chǔ)扎實、產(chǎn)品知名度高、信譽良好的農(nóng)產(chǎn)品加工綠色企業(yè),讓汕頭農(nóng)產(chǎn)加工品在即將到來的綠色產(chǎn)品、綠色消費、綠色市場、綠色營銷的大潮中領(lǐng)導(dǎo)潮流。產(chǎn)品只有通過市場交易成功,才能實現(xiàn)商品價值,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的目的也才能實現(xiàn)。如何拓展市場,最重要是規(guī)范現(xiàn)有專業(yè)農(nóng)副產(chǎn)品批發(fā)市場的秩序和管理,形成市場的交易吸引力。與此同時.要選擇一、二個大型的市場建立信息網(wǎng)絡(luò),逐步實行網(wǎng)上報價、交易、代購、代銷,配套金融、保險、食品衛(wèi)生檢驗等機構(gòu),以形成標準化農(nóng)產(chǎn)品的標準化市場。
3.4用“人才離地”支持構(gòu)筑標準型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)架
我市倘若缺乏一大批具有標準化科技知識的實施農(nóng)業(yè)標準化工作的人才,就難以構(gòu)筑起標準型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)構(gòu)架。因而培養(yǎng)和廣攬人才既是當務(wù)之急、又是長遠所需,吸引人才的政策則要由“剛性”轉(zhuǎn)向“柔性”。為適應(yīng)發(fā)展之需,我們認為我市至少需要形成以下三支隊伍:一是具有全局觀念、超前意識、創(chuàng)新精神及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理能力的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的宏觀管理領(lǐng)導(dǎo)者隊伍,尤其要造就具有國際商業(yè)頭腦和全球化經(jīng)營戰(zhàn)略的農(nóng)業(yè)企業(yè)家.以適應(yīng)加人WTO以后的發(fā)展形勢;二是具有市場眼光、知識轉(zhuǎn)化能力,敬業(yè)創(chuàng)業(yè),熟悉本產(chǎn)業(yè)、本企業(yè)的標準化管理的管理者隊伍;三是具有較強的崗位能力.在生產(chǎn)(服務(wù))過程中起骨干作用,始終堅持在第一線,提供一流優(yōu)質(zhì)服務(wù)的專業(yè)技術(shù)骨干隊伍(宜在現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)技術(shù)、農(nóng)業(yè)管理隊伍中進行知識改造和更新)?!叭瞬鸥叩亍钡男纬?其最終目的是為我市建立“三個體系”、“四個創(chuàng)新”提供智力資源保證閉:’’三個體系”:一是建立農(nóng)業(yè)標準體系,把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后諸環(huán)節(jié)納人標準化管理軌道。二是建立農(nóng)業(yè)監(jiān)測體系,形成較為完善的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料、農(nóng)副產(chǎn)品和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境等方面的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。三是建立農(nóng)產(chǎn)品評價體系,通過制定和完善質(zhì)量認證標準和產(chǎn)品評價標準.實施農(nóng)業(yè)品牌(商標)戰(zhàn)略,扶持和培育優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品.提高特色農(nóng)產(chǎn)品的市場知名度和市場占有率?!八膫€創(chuàng)新”:一是種子質(zhì)量標準創(chuàng)新。農(nóng)產(chǎn).鉆質(zhì)量的競爭核心是良種的競爭,誰擁有良種,誰就能掌握質(zhì)最競爭的主動權(quán)種子既是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“源頭”.也是農(nóng)業(yè)標準化的第一站。二是操作規(guī)程創(chuàng)新。隨著人民生活水平的提高,特別是隨著大中城市農(nóng)產(chǎn)品準人證的實施和加人wTO,農(nóng)產(chǎn)品的安全、衛(wèi)生、健康問題越來越突出,因此,今后在制定操作標準時,既要重視操作規(guī)程的技術(shù)含量,更要注重操作規(guī)程的操作環(huán)境和安全控制。三是產(chǎn)品標準創(chuàng)新。我市農(nóng)產(chǎn)品大多數(shù)至今還沒有實施產(chǎn)品標準.這不僅給實施品牌農(nóng)業(yè)帶來困難,而且也難以實行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價。四是農(nóng)產(chǎn)品的加工和包裝創(chuàng)新。加工和包裝是實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品多次增值的有效途徑,是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的重要手段。
4.措施建議
第一,標準型農(nóng)業(yè)是我市農(nóng)業(yè)發(fā)展新階段的戰(zhàn)略選擇,它代表著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向,成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新概念。我們應(yīng)當切實統(tǒng)一思想,提高認識,把農(nóng)業(yè)標準化工作列人農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的議事日程。我市農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化處于沿海地區(qū)發(fā)展的前沿,對農(nóng)業(yè)標準化的認識更應(yīng)超前一步,全市各級政府和部門要統(tǒng)攬全局,加強領(lǐng)導(dǎo),在研究農(nóng)業(yè)如何產(chǎn)業(yè)化時,同時研究農(nóng)業(yè)標準化,要結(jié)合農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的總體安排,制定農(nóng)業(yè)標準化規(guī)劃或計劃,在實施“豐收”、“星火”等科技發(fā)展計劃時應(yīng)同步考慮標準化,對一些帶全局性的產(chǎn)品實施產(chǎn)業(yè)化時,應(yīng)由政府牽頭,組織包括標準化行政部門在內(nèi)的有關(guān)部門共同推進標準化進程。第二,農(nóng)業(yè)標準化工作是一項龐大的系統(tǒng)工作,必須把涉及農(nóng)業(yè)標準化的有關(guān)部門有機的組織起來,建立一個體系.形成一個合力,制定與國際接軌的新的法律、法規(guī)和有關(guān)標準,把農(nóng)業(yè)標準作為重點進行攻關(guān)〔”。這一體系目標的形成,可以參照借助于農(nóng)業(yè)推廣體系建立農(nóng)業(yè)標準化體系。從行政上看可分成為市、縣、鄉(xiāng)、村四級。這四級標準化組織的建設(shè)可采取不同的組織形式、不同的標準管理內(nèi)容、不同的要求,即協(xié)調(diào)市一級、提高縣一級、健全鎮(zhèn)一級、加強村一級。協(xié)調(diào)市一級,組織形式上可以成立農(nóng)業(yè)標準化工作委員會,把農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)、水利、農(nóng)機、計委、財委、科委、農(nóng)委、技術(shù)監(jiān)督、外貿(mào)、高等院校等部門的有關(guān)專家、分管領(lǐng)導(dǎo)組織起來,具體負責領(lǐng)導(dǎo)全市農(nóng)業(yè)標準化工作的計劃、規(guī)劃,部署實施每年的全市農(nóng)業(yè)標準化工作,農(nóng)業(yè)主管部門是起草標準、宜傳標準、對標準執(zhí)行情況進行日常檢查的主力軍,承擔大量的具體工作;科委應(yīng)當把農(nóng)業(yè)標準的制定與實施列為科技項目加以推廣;技術(shù)監(jiān)督部門做好統(tǒng)一管理,組織協(xié)調(diào),主要工作是制定農(nóng)業(yè)標準化工作計劃,指導(dǎo)正確運用標準化的原理和方法制定標準,協(xié)助有關(guān)部門貫徹標準及對實施情況進行檢查。外貿(mào)部門應(yīng)從農(nóng)產(chǎn)品國際貿(mào)易的形勢提供信息服務(wù),國際市場除了產(chǎn)品的供求形勢常發(fā)生變化外,產(chǎn)品的類型、規(guī)格及生產(chǎn)流程也常常發(fā)生變化,且往往以修改標準或制定新標準的方式出現(xiàn),特別是對農(nóng)產(chǎn)品進出口的嚴格技術(shù)壁壘,外貿(mào)部門應(yīng)提供農(nóng)業(yè)標準化工作的對應(yīng)措施。各部門通力配合,才能做好我市的農(nóng)業(yè)標準化工作。第三,“十五”期間,應(yīng)采取多種形式培養(yǎng)一批掌握標準化理論、熟悉標準化管理的政府官員、企業(yè)管理者,促其更新觀念,把農(nóng)業(yè)的標準化工作放在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的戰(zhàn)略層面上去認識,象抓工業(yè)標準化那樣來抓農(nóng)業(yè)標準化。同時也應(yīng)強化標準化的宣傳教育,大面積、大幅度地提高廣大農(nóng)民群眾、企業(yè)職工的標準化意識。開展標準化教育培訓(xùn)的目的還在于培養(yǎng)一批高素質(zhì)的農(nóng)業(yè)標準化人員。因為標準化人員的素質(zhì)是決定農(nóng)業(yè)標準化水平的基本條件,也是影響當前標準化事業(yè)發(fā)展的重要因素。要選拔一批年青農(nóng)技人員或企業(yè)中的科技人員,從管理學、系統(tǒng)工程學、外語外貿(mào)等方面進行重點的培訓(xùn)和深造,使之成為農(nóng)業(yè)標準化事業(yè)向深度和廣度發(fā)展的中堅力量,成為新世紀的農(nóng)業(yè)標準化專門人才。第四,加強農(nóng)業(yè)標準化科學研究和技術(shù)開發(fā)工作。研究體現(xiàn)市場對我市特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)要求的等級品質(zhì)劃分的科學依據(jù)和方法,鍵全高效的農(nóng)業(yè)標準監(jiān)測體系,研究并確定農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)用化學物質(zhì)等涉及安全衛(wèi)生方面的限蚤指標及配套的分析方法,研究和開發(fā)適合于現(xiàn)場應(yīng)用的快速檢測設(shè)備和技術(shù);研究農(nóng)業(yè)標準高效示范的理論與技術(shù)途徑;研究國外農(nóng)業(yè)標準體系,以及我市農(nóng)業(yè)標準體系如何與國際接軌問題。據(jù)此作為新切人點、重新審視農(nóng)業(yè)系統(tǒng)關(guān)于產(chǎn)、研、學合作解決農(nóng)業(yè)系統(tǒng)問題的途徑,重新定位我市農(nóng)村四級農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體制和隊伍的重要性。第五,選擇扶持“潮汕小菜”推行標準化生產(chǎn)作為我市農(nóng)業(yè)標準化工作的突破口〔1的。潮汕小菜系指由澄海大芥菜、烏欖、蘿卜、青竹梅、生姜腌制加工而成的咸菜、貢菜、昔菜、橄欖菜、蘿卜干、咸梅、醋姜等潮汕特色的小菜。由于近年的發(fā)展,已成為我市農(nóng)業(yè)的一大特色經(jīng)濟。以澄海市為例,每年發(fā)展8一10萬畝冬種大芥菜生產(chǎn),鮮菜總產(chǎn)t15一20萬噸,90%用于腌制,加工品總值2.5億元。據(jù)農(nóng)業(yè)部門統(tǒng)計,汕頭全市現(xiàn)有芥菜腌制加工企業(yè)、作坊467家,其中有工商執(zhí)照企業(yè)92家,有商標品牌企業(yè)僅21家,約占加工企業(yè)的4.5%,較有知名度的如“咸菜王”、“蓬盛橄欖菜”等17個品牌,而出口罐頭批號尚為空白。產(chǎn)品除主銷潮汕地區(qū)外,通過展銷會及試銷點等渠道,試銷至國內(nèi)很多大中城市,也銷往港臺地區(qū)及東南亞、歐美等國的華僑居住地。從目前的情況看,“潮汕小菜”為蔬菜產(chǎn)業(yè)延長了加工鏈條,增加了附加值,增加了蔬菜業(yè)的整體效益。但由于還處于低水準的技術(shù)含量,在質(zhì)量、標準、風味等方面遠不及四川榨菜,也不及江浙的醬菜,產(chǎn)品未能大踏步走出潮汕,品牌更沒有叫響國內(nèi)外。在消費者日益講究農(nóng)產(chǎn)加工品的衛(wèi)生健康安全的情況下,以家庭作坊式加工為主的“潮汕小菜”很難適應(yīng)現(xiàn)代市場之需、外向型經(jīng)濟發(fā)展之需。很難設(shè)想,如果讓外商客戶去參觀你的作坊、企業(yè),他們會與你簽訂購銷合同?外商心目中的質(zhì)量首先是企業(yè)工業(yè)化、現(xiàn)代化生產(chǎn)線。針對我市實際,要在鼓勵企業(yè)、作坊兼并重組構(gòu)建規(guī)?;髽I(yè)的同時.當前迫切需要制訂出一整套具有內(nèi)外銷優(yōu)勢的商品標準、衛(wèi)生安全標準、包裝標準等標準體系,尤其對出口產(chǎn)品都應(yīng)重新包裝,加上英文說明,加注相關(guān)指標,將計蚤單位從公制換算成“盎司”等,并將中國的條形碼改成適合歐美電腦的條形碼等等。以生產(chǎn)線實施標準化生產(chǎn),以管理創(chuàng)新保證標準化生產(chǎn),以國際標準規(guī)范標準化生產(chǎn),不斷拓展深度加工項目。讓新產(chǎn)品改變?nèi)藗冃哪恐小俺鄙切〔恕本褪恰凹彝プ鞣弧保褪遣恍l(wèi)生的觀念,掃除拓展市場的阻力。需要通過組建行業(yè)“協(xié)會”的形式.開展標準化生產(chǎn)的培訓(xùn),樹立“潮汕小菜”的品牌新形象,既有潮汕人喜愛的風味系列,也有廣州人、深圳人喜愛的系列,也有外省人喜愛的系列,也有適合出口的系列,花香蝶自來。