3 当地能力在农业技术专业化中的重要性

导言

每个经济体都有农业部门。 ⁽¹⁾本章基于Hamdan-Livramento, I., G.D.Graff and A. Daly (2024).Innovation Complexity in AgTech: The Case of Brazil, Kenya and the United States. WIPO Economics Working Paper Series No. 82.World Intellectual Property Organization. 这对确保不断增长的人口的粮食安全和营养至关重要。

与几千年前的传统农耕方式相比，如今的农业态势已经发生了巨大变化。科学基础进步和技术进步通过采用更好的农业投入如改良作物品种、化肥和杀虫剂，提高农业产量。科学基础进步和技术进步还通过使用首先由蒸汽驱动然后由内燃机驱动的机器，减少传统上与农业相关的繁重体力劳动的需求。

当前农业价值链在纵向和横向差异化的价值环节、经济主体以及中间和最终产品方面日益复杂。该农业价值链包括200多个产业子部门，从化肥、种子、农田、灌溉和劳动力等农业投入到加工、制造和包装，一直到最终将产品和服务销售给消费者。创新发生在农业价值链的许多节点，通常借鉴经济体其他部门的技术进步，如分子生物学、计算机、卫星成像或材料科学。

图3.1以巴西甘蔗为例阐述农业价值链。图3.1显示价值链各环节如何由具有创新和转型行业的潜力的不同经济主体组成。随时间推移，甘蔗产品的最终用途已经多样化。传统上，甘蔗主要用于食品和饮料产业，而其废料则用于动物饲料和肥料。如今，甘蔗最终能够成为可再生能源。各个甘蔗价值环节都需要不同的技能和专业，每个最终类别均受各自标准、规则和条例的制约。

农业价值链具有强大的内在联系；一个价值环节的变化可能会进一步影响价值链上另一个环节。以甘蔗为例，政府的乙醇生产计划增加了对未加工甘蔗的需求，促使许多糖厂建立乙醇工厂。这些环节的创新和发展有助于建立创新生态系统的当地创新能力，并且可以改变其农业技术（AgTech）创新轨迹。

创新可以发生在价值链的不同节点图3.1巴西传统甘蔗产业的多样化资料来源：改编自Machado和Abreu（2024年）以及Neves等人（2010年）。

农业部门大部分生产率的提高来源于农业部门以外的知识。 ⁽²⁾见Clancy, M., P. Heisey, Y. Ji and G. Moschini (2020).The Roots of Agricultural Innovation: Patent Evidence of Knowledge Spillovers, In P. Moser (Ed.) Economics of Research and Innovation in Agriculture.University of Chicago Press, 21–75.可查阅：https://www.nber.org/books-and-chapters/economics-research-and-innovation-agriculture/roots-agricultural-innovation-patent-evidence-knowledge-spillovers。 化学、生物和生物技术领域的科学和技术突破带来了更好的农业投入，如化肥、农药和作物品种，并为动物健康带来了更好的牲畜遗传、医药、疫苗和兽医护理。蒸汽机和内燃机等机械创新大大节省了农业劳动力，这些创新是根据其他地方引进的技术改造的。灌溉、铁路、数据基础设施等工程成果，全球定位系统(GPS)、精准农业等新数字技术以及提供实时获取天气信息、用水和土地检测的技术，也正在改变该产业。甚至农产品包装、储存和制造方面的进步也促进了该产业总体生产力的提高。

农业部门的日益复杂和多样化以及农业部门在全球各经济体中的全球性存在，使其成为了解当地能力如何影响国家技术轨迹的有用案例研究。

本章追溯了三个农业技术创新中心即巴西圣保罗、肯尼亚内罗比和美利坚合众国(美国)科罗拉多州丹佛的演变。这为当地能力在塑造农业技术专业化方面的重要性提供了重要见解。本章还阐述了这三个中心如何能够从传统农业生产商转变为领先的乙醇生产商（巴西）、非洲玉米品种的主要生产商（肯尼亚）以及生物技术作物品种和其他农业技术的全球出口商（美国）。

本章有三个要点。首先，农业创新是基于特定环境的。这意味着农业技术对不同国家有益，就必须适应与种植地区的土壤、地貌和气候特征有关的特定农业生态条件以及塑造区域农业系统的其他文化、政治和市场因素。其次，公共部门是农业技术专业化的主要驱动力之一。第三，创新生态系统的专用性条件、市场机会和总体创新能力解释了各国如何转变其农业技术创新轨迹。创新生态系统是一个将不同创新利益攸关方（大致分为私营部门、政府和大学以及研究机构）联系起来并提供描述其互动和复杂关系如何产生新创新的框架的概念。

本章结构根据其关键要点而定。接下来一节解释了为什么农业创新是基于特定农业生态和特定区域的。本节强调，由于市场的公共产品特性导致的市场失灵需要公共部门参与推动农业部门创新。第三节强调政府和公共部门在创造启动和建设农业创新能力方面的必要条件方面发挥的作用。倒数第二节重点关注一个国家的创新生态系统能力如何决定其农业部门的创新轨迹。最后一节展望了农业技术的未来，并提出了一些政策启示。

Preparing the ground: importance of soil and context

农业创新不同于其他部门。

首先，如果没有政府支持，农业创新的激励措施就不足以吸引私营部门初级生产商，即投资这项活动的农民。这在很大程度上是因为农业产业高度分散的结构，许多小型生产商面临狭窄且不确定的利润率。虽然农业的盈利能力取决于许多因素，但研究表明，大型农场往往有更大的利润率，部分原因是规模经济。然而，农业行业高度倾斜，全球70%的农场经营面积不到一公顷。 ⁽⁴⁾相比之下，超过50公顷的耕作面积由面积最大的前1%的农场耕种。见Lowder, S.K., J. Skoet and S. Singh (2014).What Do We Really Know about the Number and Distribution of Farms and Family Farms Worldwide?Background paper for The State of Food and Agriculture 2014. ESA Working Paper No. 14-02.Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.可查阅：https://www.fao.org/3/i3729e/i3729e.pdf。

此外，农民在决定生产何种作物或牲畜时面临风险和不确定性。这是因为他们必须在信息有限的情况下做出决定和投资，然后等待未来某个时候的回报（如果有的话）。此外，利润与产量挂钩，而产量可能受到天气、虫害、疾病、冲突和全球市场价格等农民无法控制的因素的不利影响。例如，肯尼亚玫瑰种植者选择“错误”类型的开花玫瑰种植的成本可能高达每公顷160,000美元。 ⁽⁵⁾Whitaker, M. and S. Kolavalli (2006).Floriculture in Kenya, in: Chandra, V.(Ed.), Technology, Adaptation, and Exports: How Some Developing Countries Got It Right.World Bank.DOI: https://doi.org/10.1596/978-0-8213-6507-6.

其次，农业商品和活动往往具有公共产品的经济属性。确保食品安全与保障、为公共健康提供充足营养以及环境可持续性等利益需要公共部门的支持。由于很早认识到这种公众需求，美国农业部（USDA）和土地赠予农业研究大学于1862年成立。 ⁽⁶⁾Wright,B.D.(2012).Grand missions of agricultural innovation. Research Policy, 41(10), 1716–1728.DOI: https://doi.org/10.1016/j.respol.2012.04.021

第三，农业部门需要持续不断的创新。不断演变的病虫害、农业投入价格上涨导致的生产成本增加和极端天气事件都是威胁产业生产商的一些因素。例如，经济合作与发展组织（经合组织）和粮农组织联合撰写的2023年报告估计，化肥价格每上涨1%，农产品价格上涨0.2%。 ⁽⁷⁾OECD and FAO (2023).  OECD–FAO Agricultural Outlook 2023–2032.Organisation for Economic Co-operation and Development.可查阅：www.oecd-ilibrary.org/agriculture-and-food/oecd-fao-agricultural-outlook-2023-2032_08801ab7-en。 此外，天气，包括热浪、干旱、洪水、热带风暴和野火等极端事件的频率和严重程度，会降低粮食产量和质量。

对农业创新的投资也必须是长期的。这是因为，在被采用并种植到农民田地之前，研究成果商业化，技术被改造以满足多个地区的需求并符合国家准则，都需要时间。例如，从引进杂交玉米技术到广泛采用这种技术，至少花了60年的时间。 ⁽⁸⁾Griliches, Z.(1957).Hybrid corn: An exploration in the economics of technological change. Econometrica, 25(4), 501–522.DOI：https://doi.org/10.2307/1905380.Alston, J.M., P.G.Pardey, D. Serfas and S. Wang (2023) .Slow magic: Agricultural versus industrial R&D lag models. Annual Review of Resource Economics, 15(1), 471–493.DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-resource-111820-034312.

第四，农业创新必须适应当地农业生态条件。根据粮农组织的说法，共享相同农业生态区的地区具有“相似气候和土壤特征组合和相似农业生产物理潜力”���� ⁽⁹⁾有关农业生态条件的更多信息，见粮农组织（1996年）第2章。粮农组织（1996年）。Agro-ecological zoning guidelines, FAO Soils Bulletin 73.联合国粮农组织。可查阅：https://www.fao.org/3/W2962E/w2962e00.htm#P-2。 这意味着，针对一个地区的特定农业生态条件发展的农业创新不容易在另一个具有不同农业生态条件的地区转移和使用。相反，创新必须适应其他地区的特定条件，并尊重其生物多样性和环境要求以及指南。图3.2中国际植物新品种保护联盟（UPOV）管理的植物品种保护工具所保护植物品种的数量稳步增加，从中可以看出一些此类适应。 ⁽¹⁰⁾国际植物新品种保护联盟是提供并推进有效植物品种保护体系的政府间组织。国际植物新品种保护联盟目前有78个成员。

图3.2阐述了创新者如何越来越依赖知识产权保护来保护其发明，这从全球农业创新申请的专利、实用新型和植物品种等效保护体系的总数可以看出。专栏3.2概述了保护农业部门发明的不同知识产权工具。

例如，在通过常规或遗传植物育种技术进行的作物遗传创新方面，需要将原始创新纳入目标地区的当地优化种质和/或品种中。这意味着基因创新者可能需要向种质或品种所有者颁发许可证，或者与种质或品种所有者合作开发并改良技术使其适应当地条件。这一改良要求给那些预算有限或限制访问支持机构的利益攸关方带来了额外成本和障碍。 ⁽¹¹⁾Graff, G.D. and I. Hamdan-Livramento (2019).Global Roots of Innovation in Plant Biotechnology. WIPO Economics Working Paper No. 59.World Intellectual Property Organization.

农业技术的发展取决于中心

三大农业技术中心科罗拉多州(美国)丹佛、圣保罗(巴西)和内罗毕(肯尼亚)阐述了农业技术的发展如何取决于环境。各个中心都有不同的起始条件、制约因素和挑战。这些中心也得到了不同程度的公共部门支持，面临着不同的市场机会。此外，各个中心都有为促进各自创新生态系统提供支持的知识共享的创新活动节点、创新者和相关机构。这些因素，加上当地创新能力，决定了农业技术的发展轨迹。

农业在巴西、肯尼亚和美国的作用因收入水平而异。在肯尼亚，农业人口占总劳动力的33%，农业收入约占该国国内生产总值的21%。在巴西，农业人口占总劳动力的近10%，农业收入占国内生产总值的7%。与此同时，在美国，只有不到2%的工人受雇于农业部门，农业部门的收入占国内生产总值的比重不到1%。 ⁽¹²⁾数据来自世界银行的世界发展指标。可查阅：https://databank.worldbank.org/source/world-development-indicators。

美国科罗拉多州：因水利灌溉基础设施而成为农业技术中心

由于美国是全世界最大的农产品出口国，美国农业技术生产者享有全球市场机会。因此，美国在农业部门进行了重大创新，并为农业技术发明在国内外申请专利保护，这不足为奇。 ⁽¹³⁾美国创新者提交的专利申请往往也会在其他国家专利局提交。这表明创新者打算在美国及其他司法管辖区将其发明商业化。见Hamdan-Livramento, I., G.D.Graff and A. Daly (2024).Innovation Complexity in AgTech: The Case of Brazil, Kenya and the United States. WIPO Economics Working Paper Series No. 82.World Intellectual Property Organization.

图3.3显示美国通过专利、植物专利和植物品种等效保护体系提交的农业技术发明申请总数。

科罗拉多州是美国第二大农业创新中心，与纽约并列，仅次于硅谷。 ⁽¹⁴⁾见Graff, G.D., A. Berklund and K. Rennels (2014). The Emergence of an Innovation Cluster in the Agricultural Value Chain along Colorado’s Front Range.Colorado State University. 科罗拉多州作为农业技术中心的崛起，与19世纪末和20世纪末对灌溉和交通基础设施(主要是铁路)的水资源基础设施的早期私人投资不谋而合。科罗拉多州以肉牛、乳制品和小麦而闻名。科罗拉多州首府丹佛作为芝加哥和旧金山之间最大的城市，成为农产品运输和加工的主要中心。除几所州立大学外，科罗拉多州后来成为建立联邦研究实验室的关键地区。这使得对该地区农业和相关产业需求的研究得以进行，并推动相邻领域发展创新的技术转让。 ⁽¹⁵⁾见Graff, G.D. and I. Hamdan-Livramento (2019).Global Roots of Innovation in Plant Biotechnology. WIPO Economics Working Paper No. 59.World Intellectual Property Organization; and Wright, B.D.(2012).Grand missions of agricultural innovation. Research Policy, 41(10), 1716–1728.DOI：https://doi.org/10.1016/j.respol.2012.04.021 而且，各大研究机构相距不到一小时车程，加强了合作和知识交流。此外，该地区的农业企业蓬勃发展。这包括水技术和基础�����施、土壤肥力和害虫防治、植物遗传学和新作物品种、动物健康、营养与健康管理、生物能源、商品加工与食品制造以及天然食品、有机食品和当地食品以及营销服务方面的创新者。 ⁽¹⁶⁾Graff, G.D., A. Berklund and K. Rennels (2014). The Emergence of an Innovation Cluster in the Agricultural Value Chain along Colorado’s Front Range.Colorado State University.

科罗拉多州最大的制约因素之一是获取水源。始于一个世纪前的科罗拉多州灌溉技术的创新包括巴歇尔槽和中心枢轴灌溉系统，这两种系统现在都在全球范围内使用。科罗拉多州的牧场主是最早发展统一集中式围栏肥育法的牧场主之一，该方法可��屠宰�����有效地育肥肉牛。而且，科罗拉多州成为航空航天、卫星和大气研究的主要地区，这是因为美国军事设施和联邦实验室集中在这一地区，如国家海洋和大气管理署（海洋大气署）和国家大气研究中心（NCAR），为农业建模和预测天气，并开发遥感等应用程序。

农业是该州最大的水资源消耗领域之一。科罗拉多州很容易采用改善灌溉、开发植物品种以抵御缺水等天气条件方面的技术进步以及优化用水的技术进步。例如，2012年科罗拉多州经历了严重的干旱。这对其农业产出产生了不利影响。因此，2012年引进基因工程耐旱玉米品种并于2013年投入使用时，科罗拉多州是采用玉米品种的州之一。到2016年，科罗拉多州种植的玉米中20%是基因工程玉米品种。 ⁽¹⁷⁾McFadden, J., D. Smith, S. Weschsler and S. Wallander (2019).Development, Adoption, and Management of Drought-Tolerant Corn in the United States Economic Information Bulletin Number 204.美国农业部：外国农业服务。

农产品加工方面也出现了创新者，该地区的一些农业企业成为食品和饮料制造的全球领先者。 ⁽¹⁸⁾它们包括库尔斯啤酒(如今的莫尔森·库尔斯)、蒙福特肉类（被JBS收购）、奶普力乐食品公司和天体调味料（如今的海恩时富）。 最近，继这些企业领先者之后，是一场消费者驱动的专注于质量、健康和环境属性的食品和饮料公司主导的反革命。

科罗拉多州强大的创新生态系统使其成为技术前沿的农业技术中心。贴近城市和高科技消费者的农业生产、商品加工和食品制造以及日益复杂的零售市场之间的接口，为这个中心创造了一系列独特的挑战、紧张局面和机会。

科罗拉多州的气候和获得新人才的机会吸引了许多农业企业和种子公司到该地区。许多全球农业和食品公司在科罗拉多州设立了美国业务总部，其中包括来自加拿大的全球最大钾肥生产商Nutrien；来自巴西的全球最大肉类加工厂JBS；来自法国的全球最大乳制品制造商之一达能集团。

巴西圣保罗：成为乙醇生产的领导者

圣保罗之所以成为农业技术中心，是因为该地区的农业企业增长、甘蔗和乙醇生产以及咖啡和柑橘等一系列特色作物。圣保罗的生物群落被归类为大西洋森林，是种植咖啡和甘蔗的沃土。

自1975年推出巴西国家酒精计划以来，圣保罗已从主要生产咖啡和甘蔗的农业州发展成为世界乙醇生产的领导者。生产的一些乙醇被归类为生物燃料，用作可再生能源。巴西迅速转向甘蔗生产的催化剂之一是1975年巴拉那州和圣保罗州的咖啡作物出现严重霜冻，被称为黑霜（ Geada Negra）。 ⁽¹⁹⁾见Parikh (1979).Parikh, A.(1979).Estimation of supply functions for coffee. Applied Economics 11(1), 43–54.DOI: https://doi.org/10.1080/758520522 这种霜冻几乎摧毁了该地区种植园的所有咖啡作物。

由于巴西是世界上最大、最具竞争力的乙醇生产国之一，巴西出口商迎合了全球市场对生物燃料的需求。事实上，生产甘蔗乙醇的成本比生产玉米乙醇低50%到60%。 ⁽²⁰⁾Manochio, C., B.R.Andrade, R.P. Rodriguez and B.S.Moraes (2017).Ethanol from biomass: A comparative overview. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 80, 743–755.Doi：https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.063. 而且，甘蔗每公顷生产的乙醇比玉米多。用乙醇生产的巴西生物燃料远远优于美国用玉米或甜菜生产的生物燃料。 ⁽²¹⁾甘蔗每公顷生产6,314升乙醇，而玉米每公顷生产2,729升乙醇（见东克 等人，2017年）。Donke, A., A. Nogueira, P. Matai and L. Kulay (2017).Environmental and energy performance of ethanol production from the integration of sugarcane, corn, and grain sorghum in a multipurpose plant. Resources 6(1).DOI: https://doi.org/10.3390/resources6010001

最近特别是在欧盟市场环境意识的提高，促使行业领导者将乙醇生产转向第二代（2G）乙醇生产。最大的驱动因素之一是欧洲消费者愿意为第二代乙醇支付溢价。此外，环保意识的提高促使行业领导者更加愿意采用精准农业，以优化自然资源的利用。

图3.4显示巴西创新者如何逐渐依靠专利和实用新型保护来保护其农业发明。此外，他们使用植物品种保护体系来保护其农业技术创新也是同样的道理。

投资农业创新的强大农业研究中心和私营部门日益壮大的实力是促进农业发展的两个因素。圣保罗州是巴西农业研究机构数量最多的州，其中一些机构是发表农业研究成果最多的机构。 ⁽²²⁾de Castro, C.N.(2014).Agriculture in Brazil’s Southeast Region: Limitations and Future Challenges to Development (Texto para Discussão, No. 1952a).Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA).可查阅：http://hdl.handle.net/10419/121530.; Furtado, A.T., M.P. Hekkert and S.O.Negro (2020).Of actors, functions, and fuels: Exploring a second generation ethanol transition from a technological innovation systems perspective in Brazil. Energy Research & Social Science, 70, 101706.DOI：https://doi.org/10.1016/j.erss.2020.101706.

巴西乙醇生产商面临的两个最大挑战和制约因素是缺乏完善的道路基础设施和制定化石燃料国家价格方面的政府干预。 ⁽²³⁾圣保罗的道路基础设施并不像巴西其他地区特别是北部那样糟糕；见Rada, N.(2013).Assessing Brazil’s Cerrado agricultural miracle. Food Policy, 38, 146–155.DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodpol.2012.11.002. 关于政府干预，由于乙醇的国内需求取决于油价，低油价导致乙醇需求减少。这反过来又对生产商的回报产生了不利影响，使得生产商投资新兴企业的风险更大。

与此同时，一些世界上最大农业企业的总部都设在圣保罗。这催生了该地区的农业初创企业的蓬勃发展。事实上，圣保罗被称为拉丁美洲最大的创新和创业中心。此外，圣保罗的金融和银行体系相对成熟，为初创企业提供了所需资金。 ⁽²⁴⁾见Startup Genome上关于圣保罗的信息：https://startupgenome.com/ecosystems/sao-paulo，以及the BBVA, 2022.São Paulo, the largest innovation ecosystem in Latin America - BBVA.BBVA Spark Open Innovation.可查阅：https://www.bbvaspark.com/contenido/en/news/land-of-unicorns-and-fintech-empire-this-is-sao-paulo-the-largest-innovation-ecosystem-in-latin-america/（2023年11月13日访问）。

肯尼亚内罗毕：以植物育种为基础并与国际农业技术网络合作的创新

肯尼亚的农业生产是多样化的，国内消费的主要产品有玉米、小麦、大米和豆类，出口的主要产品有茶、咖啡、糖和切花、水果和蔬菜等园艺作物。

肯尼亚良好的天气条件、土壤肥力和充足的阳光照射，以及毗邻欧洲的地理优势，使其成为非洲最大的花卉生产国。1995年至2003年，肯尼亚花卉出口增长了300%，尽管该经济体的其他领域停滞不前。 ⁽²⁵⁾Whitaker, M. and S. Kolavalli (2006).Floriculture in Kenya.In Chandra, V. (ed.), Technology, Adaptation, and Exports: How Some Developing Countries Got It Right.World Bank.DOI: https://doi.org/10.1596/978-0-8213-6507-6.

肯尼亚有着悠久的植物育种历史，并在这一领域建立了自己的创新能力。2013年，肯尼亚的四个农业研究所合并为肯尼亚农业和畜牧业研究组织（KALRO）。这四个研究所包括前肯尼亚农业研究所（KARI）、咖啡研究基金会（CRF）、肯尼亚茶叶研究基金会（TRFK）和肯尼亚糖业研究基金会（KESREF）。政府的公共支持计划、对研发和基础设施的投资以及与地区和国际农业研究中心的合作，共同努力促进适应当地需求的创新。

2007年粮农组织开展的一项调查显示，肯尼亚如何在发展传统和转基因植物品种方面具有一定能力。 ⁽²⁶⁾Falck-Zepeda, J. B., P. Zambrano, J.I.Cohen, O. Borges, E.P. Guimaraes, D. Hautea, J. Kengue and J. Songa (2008).Plant Genetic Resources for Agriculture, Plant Breeding, and Biotechnology. IFPRI Discussion Paper.International Food Policy Research Institute.可查阅：www.ifpri.org/publication/plant-genetic-resources-agriculture-plant-breeding-and-biotechnology。 事实上，肯尼亚是少数有生物技术研究议程的非洲国家之一。然而，肯尼亚仍需要发展足够的能力，为其农业问题提供技术解决方案。 ⁽²⁷⁾Kingiri,A.N.(2022).Exploring innovation capabilities build up in the deployment of crop biotechnology innovation in Kenya. Innovation and Development, 12(2), 305–324.DOI: https://doi.org/10.1080/2157930X.2021.1884934.

相反，肯尼亚能够利用非洲地区的发展来促进其农业技术协同效应。在建立肯尼亚作为植物品种生产商的能力时，肯尼亚农业和畜牧业研究组织与世界上主要国际农业创新网络即国际农业研究磋商组织研究中心合作，创造其所需的植物品种。

这种区域协同的一个例子是肯尼亚的玉米作物因玉米致死性坏死病遭到了毁灭性破坏。由于玉米致死性坏死病，2011年肯尼亚农民的玉米作物产量损失30%至100%。这种疾病对非洲地区的其他玉米生产商来说同样是灾难性的。对此，国际农业研究磋商组织的国际玉米和小麦改良中心（CIMMYT）研究中心培育出四种抗玉米致死性坏死病的杂交种。 研究中心将这些杂交种分发给东非的私营和公共部门合作伙伴以供发布。2012年，CIMMYT与肯尼亚农业和畜牧业研究组织、国家植物保护组织和商业种子公司合作，阻止疾病在撒哈拉以南非洲的传播。其他合作者包括国际热带农业研究所（IITA）、非洲绿色革命联盟（AGRA）和非洲农业技术基金会（AATF）以及美国和欧洲的先进研究机构。在肯尼亚进行国家性能试验后，自2013年起的五年时间里，推出了多个第二代品种的杂交种。

此外，来自这些非营利组织的资金有助于向农民培训、传播和分享新植物品种。

肯尼亚与国际农业研究磋商组织的合作阐述了肯尼亚这个农业技术中心如何能够建立其作为非洲地区植物品种培育者的当地能力。首先，肯尼亚的首都内罗毕有两个研究中心园区。 其中一个研究中心是国际林业研究与世界混农林业中心（CIFOR-ICRAF），另一个是国际家畜研究所（ILRI）。 其次，内罗毕的中心位置使其成为该国和非洲大陆农产品的天然贸易和分销中心。

第三，此农业技术中心面临的挑战和制约因素可以通过其与国际农业研究磋商组织研究中心的��作来克服。肯尼亚面临的挑战包括灌溉渠道有限、包括种子和化肥在内的农业投入成本高昂以及融资渠道有限。 肯尼亚约83%的土地是干旱或半干旱的，不适合雨浇农业或集约化畜牧生产。只有7%的土地得到灌溉。 ⁽²⁸⁾见D’Alessandro, S.P., J. Caballero, J. Lichte and S. Simpkin (2015). Kenya: Agricultural Sector Risk Assessment.可查阅：http://hdl.handle.net/10986/23350。

国际农业研究磋商组织等国际公共机构在非洲农业技术基金会等非政府组织的支持下，帮助肯尼亚植物育种者培育非生物胁迫抗旱作物。 例如，玉米是该国的主要粮食作物。玉米占作物面积的40%，占种植主食的大部分。然而，玉米产量很低。为了克服这个问题，肯尼亚农业和畜牧业研究组织与国际玉米和小麦改良中心合作开发、测试并说服肯尼亚农民种植耐旱玉米品种。 ⁽²⁹⁾见Simtowe, F., D. Makumbi, M. Worku, H. Mawia and D.B.Rahut (2021).Scalability of Adaptation strategies to drought stress: the case of drought tolerant maize varieties in Kenya. International Journal of Agricultural Sustainability, 19(1), 91–105.DOI: https://doi.org/10.1080/14735903.2020.1823699

然而，肯尼亚农业技术创新者不如美国和巴西创新者那样依赖知识产权保护。

图3.5显示肯尼亚创新者在过去几年只申请了少数专利和实用新型。这在一定程度上是由于国际农业研究磋商组织不愿允许创新者就其共同开发的创新申请专利保护。然而，这种立场正在慢慢改变。另外，自2000年肯尼亚签署《保护植物新品种国际公约》以来，肯尼亚创新者对植物品种等效保护的依赖一直相对一致。

播种：公众支持如何推动农业技术发展

基于农业创新公共产品特征的市场失灵争论阐述了为什么公共部门仍然是全球农业研发的最大贡献者。

大力投资农业的政府看到了更强劲的经济增长、更低的贫困率和更好的营养状况。 ⁽³⁰⁾Ousmane, B. and T. Makombe (2015) .Agriculture, growth, and development in Africa: Theory and practice.In Monga, C. and J.Y.Lin (eds), The Oxford Handbook of Africa and Economics: Policies and Practices – Part II, Microeconomic and Sectoral Issues.Oxford University Press, Vol. 2, 307–324.可查阅：www.ifpri.org/publication/agriculture-growth-and-development-africa-theory-and-practice。 ^{美国农业部开展的一项研究发现，1900年至2011年，每花费一美元用于公共农业研发，就为美国经济创造了20美元的收入。 (31)}Baldos, U.L.C., F.G.Viens, T.W.Hertel and K.O.Fuglie (2019).R&D spending, knowledge capital, and agricultural productivity growth: A Bayesian approach. American Journal of Agricultural Economics, 101(1), 291–310.DOI: https://doi.org/10.1093/ajae/aay039.

国际粮食政策研究所的农业技术指标全球报告（2020年）显示，2016年全球农业技术研发支出总额近470亿美元。 ⁽³²⁾Beintema, N., A.N.Pratt and G.-J.Stads (2020).ASTI Global Update 2020. Agricultural Science and Technology Indicators Program Note.International Food Policy Research Institute. 这个数字不包括私营部门的营利性支出。高收入国家的公共部门的支出占全球支出的40%。然而，自2011年以来，高收入国家公共部门承担的农业研发份额处于下降或停滞不前的状态。取而代之的是，私营部门正在加大对农业研发的投入。在大多数中低收入国家（巴西和中国除外），公共部门仍然提供了大部分的（如果不是几乎全部的话）农业研发资金。 ⁽³³⁾Pardey, P.G., C. Chan-Kang, S.P. Dehmer and J.M.Beddow (2016).Agricultural R&D is on the move. Nature 537(7620), 301–303.DOI: https://doi.org/10.1038/537301a.

图3.6提供了1990年、2000年和2014年不同收入水平的公共部门与私营部门在研发支出中所占份额的快照。

政府支持对建设当地农业创新能力至关重要，主要有三种方式。首先，政府资助或开展研究，并通过教育、推广、与私营部门的培训合作和对私营部门的技术转让来帮助传播研究成果。第二，政府创造有利条件，为私营部门开展的创新活动提供激励和支持。第三，政府可以制定政策或以任务为导向的目标，以提高农业的创新能力。

开展农业技术研究

在本章概述的所有三个地区，政府在资助和开展农业研究包括可能不会立即产生回报的研究方面发挥了至关重要的作用。

科罗拉多州作为农业创新中心的崛起源于19世纪开始美国政府对农业的投资，当时建立了农业州立大学和农业实验站。政府与科罗拉多州等各州政府一起向这些大学提供可靠的研究资金，还建立了联邦农业研究机构通过美国农业部开展自己的研究。 ⁽³⁴⁾Nelson, K.P. and K. Fuglie (2022).Nelson, K.P. and K. Fuglie (2022).USDA ERS – Investment in US public agricultural research and development has fallen by a third over past two decades, lags major trade competitors.Amber Waves, June 6.Economic Research Service, U.S.Department of Agriculture.可查阅：www.ers.usda.gov/amber-waves/2022/june/investment-in-u-s-public-agricultural-research-and-development-has-fallen-by-a-third-over-past-two-decades-lags-major-trade-competitors。 例如，美国政府资助了大量将分子生物技术应用于农业的基础研究。 ⁽³⁵⁾见Graff, G.D. and I. Hamdan-Livramento (2019).Global Roots of Innovation in Plant Biotechnology. WIPO Economics Working Paper No. 59.World Intellectual Property Organization. 政府资助的大学和美国农业部研究实验室产生的大部分研究成果早年通过发表成果或推广服务，最近通过与私营部门公司的合作和伙伴关系或通过技术许可或通过创建技术初创公司的方式转让给私营部门。

在巴西，政府是农业创新资金的最大来源。巴西农业部的国家农业研究机构和研究部门巴西农业研究所（EMBRAPA）对巴西巨大多样的生物群落展开研究。巴西农业研究所由巴西各地多个专注于各地区农业需求的研究中心组成。 ⁽³⁶⁾Mueller, B. and C. Mueller (2016).The political economy of the Brazilian model of agricultural development: Institutions versus sectoral policy. The Quarterly Review of Economics and Finance, 62, 12–20.DOI: https://doi.org/10.1016/j.qref.2016.07.012. 该研究机构已开发了9,000多项技术和350多个品种。其中大部分已直接转让给巴西农民。 ⁽³⁷⁾Correa, P. and C. Schmidt (2014).Public research organizations and agricultural development in Brazil: How did EMBRAPA get it right? Economic Premise No. 145.World Bank.可查阅：http://documents.worldbank.org/curated/en/156191468236982040/Public-research-organizations-and-agricultural-development-in-Brazil-how-did-Embrapa-get-it-right。

大学和政府资助的研究机构对圣保罗农业生产力提高至关重要。这些大学和研究机构为圣保罗作为最初用于糖和乙醇生产的农业创新中心做出了贡献。两个首批获得糖和乙醇生产资助的研究机构是坎皮纳斯农学院和圣保罗州研究基金会(圣保罗农学院基金会)。政府还制定了国家甘蔗改良计划，这是一项开发甘蔗品种和提高作物产量的政府计划。

政府还主导了种子开发工作，而糖能源产业大学间发展网络(RIDESA)开发了各种甘蔗作物品种，以满足巴西的需求。 ⁽³⁸⁾关于RIDESA的历史，请在线查阅：https://www.ridesa.com.br/historia。2024年6月3日访问。另见da Silva Medina, G. and B. Pokorny (2022).Agro-industrial development: Lessons from Brazil. Land Use Policy 120, 106266.DOI: https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2022.106266

最后，巴西农业研究所在教育和培训员工方面投入了大量资金，以加强国家的创新能力。1974年至1982年，巴西农业研究所将其预算的约20%用于教育。 ⁽³⁹⁾Correa, P. and C. Schmidt (2014).Public research organizations and agricultural development in Brazil: How did EMBRAPA get it right? Economic Premise No. 145.World Bank.可查阅：http://documents.worldbank.org/curated/en/156191468236982040/Public-research-organizations-and-agricultural-development-in-Brazil-how-did-Embrapa-get-it-right。

肯尼亚农业研究中心肯尼亚农业和畜牧业研究组织旨在创造和传播粮食作物知识、创新技术和服务。尽管该国在植物育种方面有着长期的经验，但它仍然需要与国际农业研究磋商组织研究中心合作，并得到非洲农业技术基金会和比尔和梅林达·盖茨基金会的资金支持，以建设其创新能力。

国际农业研究磋商组织研究中心之一是前面提到的国际玉米和小麦改良中心。国际玉米和小麦改良中心可访问世界各地农业研究人员的全球创新网络。该改良中心还通过九年来在17个国家开发非生物胁迫杂交种，与私营种子公司保持联系。 ⁽⁴⁰⁾Gaffney, J., M. Challender, K. Califf and K. Harden (2019).Building bridges between agribusiness innovation and smallholder farmers: A review. Global Food Security, 20, 60–65.DOI: https://doi.org/10.1016/j.gfs.2018.12.008; Boyer, J.S., P. Byrne, K.G.Cassman, M. Cooper, D. Delmer, T. Greene, F. Gruis, J. Habben, N. Hausmann, N. Kenny, R. Lafitte, S. Paszkiewicz, D. Porter, A. Schlegel, J. Schussler, T. Setter, J. Shanahan, R.E.Sharp, T.J.Vyn, … J. Gaffney (2013).The U.S. drought of 2012 in perspective: A call to action. Global Food Security, 2(3), 139–143.DOI: https://doi.org/10.1016/j.gfs.2013.08.002; Weber, V.S., A.E.Melchinger, C. Magorokosho, D. Makumbi, M. Bänziger and G.N.Atlin (2012).Efficiency of managed-stress screening of elite maize hybrids under drought and low nitrogen for yield under rainfed conditions in Southern Africa. Crop Science, 52(3), 1011–1020.DOI: https://doi.org/10.2135/cropsci2011.09.0486.

政府在协调、收集和传播关于农业创新的宝贵信息方面也发挥关键作用。例如，在肯尼亚，肯尼亚农业和畜牧业研究组织和国际玉米和小麦改良中心对价值链上的农业企业参与者进行培训，参与说服肯尼亚农民种植耐旱玉米品种。他们能够接触到非洲一百多万农民，与28家种子公司（四家肯尼亚公司）合作并在肯尼亚建立了近550个田间示范。这一努力促成了4,500公吨气候智能型玉米品种的出售，并将种子包分发给10,000名肯尼亚农民。

启动创新

对农业创新的私人投资受生产国和可能进口相关商品的国家的政府政策和市场需求的影响。除了市场自身基于价格的决策外，政策也会影响资源的分配。与农民一样，私营部门基于预计的未来农产品价格决定如今种植的作物和采用的技术。

因此，政府必须努力创造激励措施，使私营部门的利益与自己的利益保持一致，以引发变革或采用新技术。政府可以通过多种政策杠杆实现这一目标，包括：

• 为私营部门开始投资农业创新创造重要先决条件的知识产权保护。在美国，知识产权保护是激励私营部门投资农业创新的因素之一。另一种是政府颁布了《拜杜法案》，允许大学对使用联邦资金开发的技术拥有知识产权。

• 提供获得信贷的机会以促进新农业技术的适应和应用，因为这对农民来说很昂贵。巴西建立了国家农村信贷体系，为商业性农业提供资金，以促进化肥、农药和农业机械等新技术的使用。 ⁽⁴¹⁾尽管该计划因资助巴西中南部地区专注于出口商品的大农场主而受到批评，但为实现既定目标提供了必要动力（Mueller和Mueller，2016年）。Mueller, B. and C. Mueller (2016).The political economy of the Brazilian model of agricultural development: Institutions versus sectoral policy. The Quarterly Review of Economics and Finance, 62, 12–20.DOI: https://doi.org/10.1016/j.qref.2016.07.012; Corcioli, G., G. da S. Medina and C.A.Arrais (2022).Missing the target: Brazil's agricultural policy indirectly subsidizes foreign investments to the detriment of smallholder farmers and local agribusiness. Frontiers in Sustainable Food Systems, 5.可查阅：www.frontiersin.org/articles/10.3389/fsufs.2021.796845; Medina, G. da S. and A.P. dos Santos (2017).Curbing enthusiasm for Brazilian agribusiness: The use of actor-specific assessments to transform sustainable development on the ground. Applied Geography, 85, 101–112.DOI: https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2017.06.003.

• 对公路、铁路和港口运输等基础设施的投资可以大大降低将农产品从农场运往市场的成本，并促进该产业的增长。一项关于巴西所谓的“塞拉多奇迹”研究发现，铺设道路每增加1%，作物产量增加略高于1%，牲畜产量增加1.11%。 ⁽⁴²⁾Rada, N.(2013).Assessing Brazil’s Cerrado agricultural miracle. Food Policy, 38, 146–155.DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodpol.2012.11.002.

实施有针对性的农业政策

如上所述，美国19世纪实施的农业使命为其在该领域的创新能力建设奠定了基础。有针对性的政策旨在促进对该地区农业挑战解决方案的研究，并培训研究�����员和农民如何使用农业技术。如今，美国农业的大部分创新都是由私营部门进行的。 ⁽⁴³⁾见Fuglie, K., M. Gautam, A. Goyal, and W.F.Maloney (2019).Sources of Growth in Agriculture.In: Fuglie, K., M. Gautam, A. Goyal, and W. Maloney (Eds.), Harvesting Prosperity: Technology and Productivity Growth in Agriculture.World Bank, 1–42.DOI: https://doi.org/10.1596/978-1-4648-1393-1_ch1.

圣保罗在甘蔗生产和乙醇生物精炼方面相对快速地建立当地能力，得到了公共支出的支持。该国的国家酒精计划提供财政激励措施以鼓励公司生产乙醇作为燃料，补贴乙醇燃料的价格并为汽车购买乙醇的消费者减税。 ⁽⁴⁴⁾由于石油价格低，这一激励机制于1986年暂停。 该计划在16年的时间里将该国的糖产量提高了20倍。 ⁽⁴⁵⁾Stattman, S.L., O. Hospes and A.P.J.Mol (2013).Governing biofuels in Brazil: A comparison of ethanol and biodiesel policies. Energy Policy, 61, 22–30.DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2013.06.005. 该计划还提高了巴西生产既能够使用汽油又能够使用乙醇的灵活燃料汽车的能力。 ⁽⁴⁶⁾dos Santos e Silva, D.F., J.V.Bomtempo and F.C.Alves (2019).Innovation opportunities in the Brazilian sugar-energy sector. Journal of Cleaner Production, 218, 871–879.DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.02.062. 到2017年，在巴西销售的汽车中，近九成的汽车是灵活燃料汽车。 ⁽⁴⁷⁾EPE, 2018. Energy Demand of Light Duty Vehicle: 2018-2030 (No. 01).Empresa de Pesquisa Energética, Rio de Janeiro.

2015年肯尼亚政府取消进口转基因食品的禁令后，肯尼亚农业技术公司在植物育种方面的专业化可能会扩大。实施这项禁令部分是因为许多购买肯尼亚出口产品的富裕经济体禁止进口转基因作物。政府还允许对转基因和基因工程作物开展研究。此外，肯尼亚政府颁布了多项针对农业的法律，旨在进一步改造该国的农业部门。 ⁽⁴⁸⁾这些法案和法律包括《2012年农业、畜牧业、渔业和食品管理局法案》《2012年畜牧业法案》《2012年作物法案》《2012年肯尼亚农业研究法案》以及《渔业法案》。见美国农业部的全球农业信息网络（GAIN）网站：https://gain.fas.usda.gov/#/home。

与此同时，农业生产国和农业进口国的非农业政府政策影响国内和全球市场的农业创新。Standards and policies that relate to sanitary and phytosanitary measures and sustainability initiatives (including biofuels and food safety) play a significant role in the types of agricultural innovation that are adopted in farmlands. ⁽⁴⁹⁾See Wiggins, S., G. Henley and S. Keats (2015). Competitive or complementary?Industrial crops and food security in sub-Saharan Africa.Overseas Development Institute (ODI).可查阅：www.jstor.org/stable/resrep50756。

硕果累累：当专用性条件、当地能力和市场机会驱动此路径时

尽管政府可能是农业技术发展的最大支持者，但不一定是农业技术的主要商业用户或生产商。这就是私营部门在确定并利用农业部门市场机会方面可以发挥作用的地方。市场机会是推动私营部门对农业技术发展进行投资和商业化努力的因素。然而，私营部门这样做的能力根据各个中心面临的特定条件和制约因素而有所不同，也取决于当地可用的共存能力和相关能力。

首先，当地专用性条件必须为私营部门的农业创新提供足够的激励。在美国，《拜杜法案》和各种知识产权保护工具共同鼓励私营公司接受采用并将新技术创新商业化的风险。这就是初创企业和大型种子公司与公共研究机构和大学合作将转基因作物商业化的方式。

其次，强大的农业研究中心、繁荣的农业社区和与扶持机构和基础设施一起运作的创业企业，有助于增强当地创新能力。这些创新活动在农业技术中心的协调定位导致农业知识和技术诀窍溢出，无论是来自农业价值链上的其他价值环节，还是相关或邻近领域的价值环节。

第三，当地创新生态系统利用当地能力应对市场机会的能力取决于许多因素。主要因素是其当地能力的多样性、复杂性、相关性和稀缺性。

如本报告第2章所述，有更大机会转变技术路径的国家往往拥有高度复杂的创新生态系统。这一点可以在所有三个相关农业技术中心看到。

图3.7对比了2004年和2020年三个农业技术中心的不同创新能力。这是采用第2章中介绍的三个能力维度，即贸易、科学出版物和专利申请，来衡量的。该图阐述了美国如何通过在高度复杂的领域拥有最高水平的能力领先，其次是巴西和肯尼亚。肯尼亚和巴西都建立在其创新能力的基础上，因此显示出一定程度的复杂能力。

创新能力的一般水平同样反映在各个中心的农业技术专业化中。

图3.8绘制与农业技术相关的能力并显示简单能力与复杂能力之间的分布差异。肯尼亚拥有简单能力范围内的大部分农业技术能力，这意味着肯尼亚成功获得的能力也存在于其他国家。2004年至2020年，巴西能够在农业技术方面建立更复杂的能力。美国甚至在农业技术特定领域拥有最复杂的能力。

科罗拉多州是农业技术前沿生产商

无论是在总体上还是在农业技术专业化方面，美国经济都处于创新前沿。

图3.9对比了2004年至2020年经济体在科学、技术和生产方面的能力，并显示专业领域是如何相互关联和集中在一起的。美国拥有发展稀缺和尖端技术所需的技术诀窍，这有助于解释为什么美国是世界上最大的农业出口国。

以科罗拉多农业技术中心为例。科罗拉多州是美国农业部资助下人均研究表现最好的州。2011年，科罗拉多州获得了美国农业部排名第三的资助总额，仅次于加利福尼亚州和得克萨斯州。该地区是美国农业部多个分支实验室的所在地。科罗拉多州的大学开设了生物科学、水资源、农业科学和食品科学等专业，使该州成为农业和食品知识领域的地区领导者之一。根据最近的一份清单，科罗拉多州还拥有550家农业创新者，其中460家是私营部门(公司和初创企业)公司，90家是公共(联邦、州和地方)组织。 ⁽⁵⁰⁾见Graff, G. D., A. Berklund, and K. Rennels (2014) . The Emergence of an Innovation Cluster in the agricultural Agricultural Value Chain along Colorado’s Front Range.Colorado State University.

作为生物技术中心，美国一方面能够基于其强大的公共研究中心和机构之间的互动建立其当地能力，另一方面能够激励私营部门。专有性条件，如通过知识产权保护，也有助于促�����私营部门对农业研发的投资。

从1980年代起，两个因素推动了农业生物技术的商业化。第一个因素是授予基因工程植物专利权。第二个因素是通过了拜杜法案，允许对公共资助的研究申请专利保护。很快，研究实验室的初创企业将生物技术应用于农业领域。然后，种子、化工、化肥和农药公司开始采用这项技术。

圣保罗正在利用其能力和溢价向生产可持续乙醇过渡

巴西已经能够将其农业技术中心从农产品的净进口商打造成世界级乙醇生产商。巴西通过政府的大力支持和私营部门在该产业开始成熟时涉足该产业来实现这一目标。这一演变可以从图3.10中看出，图3.10显示2004年到2020年巴西如何提高自身的创新能力。

巴西政府最初实施了国家酒精计划，以减少对石油作为能源的依赖。通过旨在影响乙醇需求和供应的各种计划，政府成功提高了巴西的甘蔗产量。巴西政府甚至进口了这项技术，以生产来自美国福特公司的以乙醇为燃料的汽车。

油价暴跌使该计划难以维持。然而，2003年灵活燃料汽车的发明再次鼓励使用乙醇为机动车辆提供动力。消费者可以在油箱里加满乙醇或油，这具体取决于哪种更便宜。到2010年，灵活燃料汽车占巴西轻型汽车的86%。 ⁽⁵¹⁾见de Castro, C.N.(2014). Agriculture in Brazil’s Southeast Region: Limitations and Future Challenges to Development (Texto para Discussão, No. 1952a).Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA).可查阅：http://hdl.handle.net/10419/121530。

大约在同一时间，政府重新对生产乙醇产生了兴趣。因为石油价格不断上涨，可再生能源的使用也逐渐得到认可。此时，少数当地公司正在使用第一代技术生产乙醇。

欧洲市场对生产乙醇的兴趣推动了向采用第二代技术的转变。在欧洲市场，污染较小的乙醇价格较高。第二代乙醇技术是巴西的新技术。第二代乙醇技术利用现有的第一代乙醇技术及其产生的废物来生产乙醇，从而减少废物并有助于解决气候变化问题。 ⁽⁵²⁾第一代乙醇只是通过压榨甘蔗来生产，而第二代乙醇是基于第一代乙醇工艺加上被称为甘蔗渣的“废物”的利用来生产，其中甘蔗渣是甘������榨出糖后被丢弃的甘蔗茎。因此，第二代乙醇技术更环保，因为这种乙醇技术减少了产业废物，同时利用甘蔗厂中更多的能源生产乙醇。

即使有政府支持，使用第二代乙醇技术大规模生产生物乙醇也是有风险的。2000年在全球建立的六个大型生物乙醇工厂中，只有两个仍在生产中。这两个工厂都在巴西。 ⁽⁵³⁾de C. L. e Penalva Santos, D., C. Correa, Y. Amaral Alves, C. Gomes Souza and R.A.Mancebo Boloy (2023).Brazil and the world market in the development of technologies for the production of second-generation ethanol. Alexandria Engineering Journal, 67, 153–170.DOI: https://doi.org/10.1016/j.aej.2022.09.004.

内罗毕正在建设其农业研究中心和颠覆性的移动银行平台

与其他两个农业技术中心相比，肯尼亚的当地创新能力缺乏多样性、相关性或稀缺性。图3.11显示肯尼亚的大部分能力主要在简单能力。然而，最新数据显示，肯尼亚已经成功将其一系列能力向上转移并获得了一种复杂能力，即未来可以应用于维持牲畜健康的免疫学。

内罗毕农业技术中心的相关发展正在慢慢惠及肯尼亚农业价值链——颠覆性的移动银行平台M-PESA。在肯尼亚传播管理局的支持下，M-PESA在肯尼亚迅速普及。M-PESA可供几乎没有机会或无法接触到金融机构的客户使用，其中许多人生活在偏远地区，教育水平低，面临金融安全挑战。M-PESA平台利用移动电话技术，通过几乎所有SIM卡移动电话上提供的短信服务（SMS）实现安全电子现金转账。由于移动电话在肯尼亚已经非常普遍，电信基础设施相对较差，这项技术很容易被人们采用和适应。

M-PESA正在改变农业价值链。M-PESA为农业生产商提供融资和信贷的途径，并产生了巨大效益。 ⁽⁵⁴⁾见Oostendorp, R., M. van Asseldonk, J. Gathiaka, R. Mulwa, M. Radeny, J. Recha, C. Wattel and L. van Wesenbeeck (2019).Inclusive agribusiness under climate change: a brief review of the role of finance. Current Opinion in Environmental Sustainability, 41, 18–22.DOI: https://doi.org/10.1016/j.cosust.2019.09.014. M-PESA也为新创公司农业技术的进入者打开了在M-PESA平台上建立的闸门。SIM卡提供的唯一身份识别允许建立可靠的���别系统，并推动农业技术领域产品和服务的交流。例如，Hello Tractor是一家将拖拉机租给需要拖拉机的农民的新农业技术初创公司。

下一个前沿：适应新一波数字技术

农业部门的一大挑战是如何继续扩大生产，同时变得更加可持续。由于气候变化导致威胁生计的极端天气条件，人们一致认为，世界需要更加可持续的粮食供应。

气候变化是影响全球扩大农业生产努力的一个重要而紧迫的问题。自相矛盾的是，提高作物和牲畜农业生产力的创新活动也会导致土壤退化、水污染和温室气体排放。 ⁽⁵⁵⁾农业活动的温室气体排放量占全球温室气体排放量的20%。作物和畜牧业活动的温室气体排放量占全球温室气体排放量的11%，见FAO (2020). The Share of Agriculture in Total Greenhouse Gas Emission: Global, Regional and Country Trends 1990–2017 (FAOSTAT Analytical Brief Series No. 1).Food and Agriculture Organization.可查阅：www.fao.org/documents/card/en/ca8389en。 这些反过来又影响了未来农业发展的机会。此外，影响农业部门的外部气候相关因素有可能导致全球粮食价格上涨并降低穷人的粮食安全。 ⁽⁵⁶⁾见Porter, J.R., L. Xie, A.J.Challinor, K. Cochrane, S.M.Howden, M.M.Iqbal, D.B.Lobell and M.I.Travasso.(2014).Food security and food production systems.In IPCC.2014. Climate Change 2014: Impacts, adaptation, and vulnerability.Part A: Global and sectoral aspects.Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 485–533.Cambridge, UK and New York, USA, Cambridge University Press

克服农业浪费和排放的方法之一是采用精准技术。精准农业是一个专注于使用收集大量数据来优化农业条件和流程的数字技术的农业技术领域。

在所讨论的三个农业中心中，有大量专注于精准技术的初创公司。科罗拉多州的创新生态系统由广泛的公共部门研究机构、公司和充满活力的初创企业社区组成。其中一些新的初创公司专注于利用最新一波的数字技术并将其应用于农业领域。圣保罗是世界上一些最大的农业企业的总部所在地，并催生了该地区农业初创企业的繁荣发展。事实上，圣保罗被称为拉丁美洲最大的创新和创业中心。此外，圣保罗的金融和银行系统相对成熟，为初创企业提供了所需资金。 ⁽⁵⁷⁾见Startup Genome上的圣保罗信息，可查阅https://startupgenome.com/ecosystems/sao-paulo；以及BBVA, 2022.São Paulo, the largest innovation ecosystem in Latin America - BBVA.BBVA Spark Open Innovation.可查阅：https://www.bbvaspark.com/contenido/en/news/land-of-unicorns-and-fintech-empire-this-is-sao-paulo-the-largest-innovation-ecosystem-in-latin-america/（2023年11月13日访问）。

与此同时，内罗毕因其技术倾斜的生态系统而被称为“硅谷大草原”。 ⁽⁵⁸⁾见Startup Genome上的肯尼亚信息。可查阅：https://startupgenome.com/ecosystems/nairobi。 肯尼亚的初创企业正在帮助其农民克服从事农业的制约因素和挑战。这些初创���业正在使用创新移动银行M-PESA平台，帮助肯尼亚农民获得信贷、租赁拖拉机甚至实时监测作物价格变化。 ⁽⁵⁹⁾M-PESA是英国电信公司沃达丰及其子公司肯尼亚Safaricom、小额信贷机构Faulu Kenya 与非洲商业银行（肯尼亚老牌东非银行）之间的公私合作伙伴。见Hughes, N. and S. Lonie (2007).M-PESA: Mobile money for the “unbanked” turning cellphones into 24-hour tellers in Kenya. Innovations: Technology, Governance, Globalization, 2(1–2), 63–81.DOI: https://doi.org/10.1162/itgg.2007.2.1-2.63; and Onsongo, E.(2019).Institutional entrepreneurship and social innovation at the base of the pyramid: The case of M-Pesa in Kenya. Industry and Innovation, 26(4), 369–390.DOI: https://doi.org/10.1080/13662716.2017.1409104. 这一成功导致该地区其他金融科技初创企业随之激增。对此，内罗毕正在成为非洲农业技术初创企业的首选地区，包括农业金融科技、数字供应链管理以及专注于非洲农业和商业需求和条件的农业企业的企业对企业(B2B)市场的创新企业。 ⁽⁶⁰⁾见AgFunder (2023). Africa AgriFood Tech Investment Report 2023.AgFunder.可查阅：https://agfunder.com/research/africa-agrifoodtech-investment-report-2023/

因此，这三个中心有能力适应基于数字的农业技术，并再次转变其农业技术专业化轨迹。

结论

农业是解决我们对粮食安全、营养和可持续性迫切需求的关键。它在可持续增长和发展方面也发挥着重要作用。

提高农业生产力可以对目前生活在贫困中的数百万人的福利产生积极影响。多项研究显示农业增长如何提高收入水平，从而改善健康、营养和受教育的机会。研究结果显示，采用现代水稻品种的孟加拉国、印度尼西亚和菲律宾估计可获得250亿美元的收益，采用改良玉米品种的埃塞俄比亚农民估计可获得1.4亿美元的收益。这些收益大多流向了生活在贫困线以下的个人。 ⁽⁶¹⁾关于对孟加拉国、印度尼西亚和菲律宾的研究，见Raitzer, D.A., A.H.Sparks, Z. Huelgas, R. Maligalig, Z. Balangue, C. Launio, A. Daradjat and H.U.Ahmed (2015).Is Rice Improvement Still Making a Difference?Assessing the Economic, Poverty and Food Security Impacts of Rice Varieties Released from 1989 to 2009 in Bangladesh, Indonesia and the Philippines.Rome, Italy: CGIAR Independent Science and Partnership Council. [向影响评估常设小组提交的报告].Consultative Group on International Agricultural Research (CGIAR).可查阅：https://research.usq.edu.au/item/q4418/is-rice-improvement-still-making-a-difference-assessing-the-economic-poverty-and-food-security-impacts-of-rice-varieties-released-from-1989-to-2009-in-bangladesh-indonesia-and-the-philippines；关于埃塞俄比亚，见Kassie, M., P. Marenya, Y. Tessema, M. Jaleta, D. Zeng, O. Erenstein and D. Rahut (2018).Measuring farm and market level economic impacts of improved maize production technologies in Ethiopia: Evidence from panel data. Journal of Agricultural Economics, 69, 76–95.DOI: https://doi.org/10.1111/1477-9552.12221

因此，农业在实现多个联合国可持续发展目标方面发挥关键作用不足为奇，17个可持续发展目标中有15个可以通过农业部门的增长来改善。 ⁽⁶²⁾农业涉及17个联合国可持续发展目标中的15个，即生活水平、不平等和经济增长（可持续发展目标1、5、8、9和16）、良好健康（可持续发展目标2、3、6）、环境友好（可持续发展目标6、7、11、12、13、14和15）。见17个联合国可持续发展目标：https://sdgs.un.org/goals。

所讨论的三个农业技术中心——即科罗拉多州丹佛（美国）、圣保罗（巴西）和内罗毕(肯尼亚）——的演变阐述了三个中心如何能够基于当地相关能力发展，从而专注于不同的农业技术领域。随时间推移，各中心都在建设技术能力和技术诀窍方面取得了进展。最先进的中心丹佛已经能够利用现有相关技术成为农业领域的全球领导者，并在许多农业技术领域显示出多种专业化。

从这些中心可以得出三个重要结论：

• 农业技术创新是基于特定环境的，取决于一个地区的农业生态条件。科罗拉多州丹佛（美国）、圣保罗（巴西）和内罗毕(肯尼亚)的农业技术发展轨迹不仅受到有关地区气候的推动和阻碍，而且还受到现有基础设施的影响。灌溉技术的进步是丹佛能够成为农业技术中心的主要原因之一。圣保罗的道路基础设施使其在成为巴西糖业生产中心方面比巴西其他地区更具优势。内罗毕位于非洲的中心位置，作为两个国际农业研究磋商组织研究中心的所在地，使其成为整个非洲大陆的创新节点。

• 公共部门在初期投资农业创新方面发挥着重要作用。事实证明，在美国、巴西和肯尼亚，公共部门在帮助建立农业活动创新所需的初步能力方面发挥了重要作用。

• 一旦创新能力达到一定的临界水平，且专用性条件充分，私营企业就可以在农业创新投资中发挥更突出的作用。这可以在丹佛和圣保罗的农业技术中心看到。在内罗毕，移动银行平台M-PESA催生了将数字技术应用于农业的数字初创企业。这些初创企业提供有潜力克服肯尼亚农民面临一些挑战的服务，并帮助提高生产力。

农业面临的最大挑战之一是如何养活预计到2050年全球近100亿的人口，这比如今的人口多出近20亿。 ⁽⁶³⁾世界银行估计，到2050年，全球人口将增长到近100亿人。关于世界银行人口预测，请查阅：https://databank.worldbank.org/reports.aspx?source=health-nutrition-and-population-statistics:-population-estimates-and-projections。 这意味着在自然资源有限且日益稀缺的情况下，需要进一步提高农业产量。此外，在确保所有人粮食安全时，必须考虑持续冲突、气候变化和潜在流行病带来的不确定性。 ⁽⁶⁴⁾2022年，由于为遏制2020年COVID-19而实施的全球封锁，农业遭受了巨大冲击。此外，乌克兰的持续冲突扰乱了全球粮食供应，并导致全球粮食价格上涨。这可能会加剧全球饥饿危机。见“联合国粮食及农业组织、国际货币基金组织、世界银行集团、世界粮食计划署和世界贸易组织负责人关于全球粮食和营养安全危机的联合声明”，2023年2月8日，可查阅：https://www.imf.org/en/News/Articles/2023/02/08/pr2335-joint-statement-by-the-fad-imf-wbg-wfp-and-wto-on-food-and-nutrition-security-crisis。

政策影响

有三个一般性政策影响可以帮助为确保农业创新继续维持和满足全球人口需求铺平道路：

首先，对农业创新的投资应该是持续的、一致的和长期的。虽然收益可能需要一段时间才能实现，但回报对所有人都是有益的。

其次，新一波数字技术可以帮助解决农业部门可持续增长的需求。各国政府可能有兴趣建立必要的扶持性基础设施，以促进这些技术的采用，并投资促进农业价值链的基础设施。

第三，政府可以推行促进私营部门对农业投资的政策。这些政策包括私营部门能够从农业创新投资中获利的充分的专用性条件，而一个有利于初创企业的经济则可为初创企业创造条件，以寻求发展农业部门的市场机会。