农产品质量安全学科建设成效与科技需求展望

钱永忠 金 芬

（中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，农业农村部农产品质量安全重点实验室，北京 100081）

农产品质量安全事关人民群众生命安全和身体健康，事关我国经济建设又好又快地发展，对促进农业高质量发展和实现乡村振兴有着重要的现实意义和深远的战略意义。作为现代农业科学领域的一门重要新兴学科，农产品质量安全学是研究农产品从农田到餐桌全过程与质量安全有关的理论、方法和规律的科学，旨在揭示环境、农业投入品、生产过程及消费环节对农产品质量安全的影响机制及控制途径，为农产品从生产到消费全过程的质量安全控制和消费安全保障提供理论基础和应用技术。通过聚焦农产品生产、评价和保障技术前沿，以风险评估与预警、质量安全标准与检测、质量安全过程控制、农产品品质与营养功能为重点研究领域，农产品质量安全学为有效提高生产能力、科学评价风险程度、持续提升农产品质量安全管理水平提供科技手段。

近20 年来，我国在农产品质量安全控制技术、检测技术、质量追溯和防控预警等共性及关键技术研发方面取得较大进展，全面提升了我国农产品质量安全水平，也促进了农产品质量安全学科的建设与发展。面向 “十四五”，在 “优先发展农业农村，全面推进乡村振兴” 战略部署下，实现农业科技自立自强，加快推进农业关键核心技术攻关成为必然要求，农产品质量安全学科面临新的机遇与挑战，亟须聚焦关键问题，加强农产品质量安全关键技术的研发与应用，启动实施卡脖子技术攻关。

一、农产品质量安全学科建设取得历史性新进展

经过近20 年的建设与发展，我国在部省地县4 级建设了一批农产品质量安全专业研究机构和科技平台，充分发挥了科技、人才和条件等优势，形成了较为完善的农产品质量安全研究体系，科技投入和科技创新能力得到了显著提升，为我国农产品质量安全监管和农业高质量发展提供了有力的技术支撑。

（一）农产品质量安全科学研究的体系队伍不断壮大截至目前，我国已形成了以中国农业科学院、中国水产科学院和中国热带农业科学院3 大专业质量安全研究机构为主体，各省级、地市级农业科学院专业质量安全研究机构为基础，高等院校中农产品质量安全和食品质量安全专业为延伸的学科研究体系。

其中，中国农业科学院结合自身特点和优势，将农产品质量安全与加工列为其8 大优势学科集群之一，部署建设了农业质量标准与检测技术研究所，在其他16 个研究所组建了34 个质量安全相关的科技创新团队。中国水产科学院和中国热带农业科学院分别成立了质量与标准研究所或研究中心，专业从事农产品质量安全科学研究。在省级层面，全国共有29 个省级农业科学院组建了农业质量标准与检测技术研究所。包括中国农业大学、江南大学、华南理工大学等高等院校也先后开设了 “食品质量与安全” 和 “农产品质量安全” 等本科专业。农产品质量安全科技研究队伍不断壮大，支撑能力不断提升。

“十三五” 期间，通过围绕检测方法研究与技术标准评定、实验室比对与能力验证、仲裁检测等研究工作，建设了10 家国家农业检测基准实验室，在农药残留、生物毒素、饲料添加剂、重金属等检测技术领域开展了大量的研究工作，农业检验检测领域核心竞争力大幅提升。围绕产业发展需求，按照优势农产品区域布局，在现代农业产业技术体系中增设了油菜、茶叶、花生等质量安全与营养功能评价岗45 个，聚集了一批优秀的产业体系岗位科学家，农产品质量安全科研服务产业能力有所增强。通过科技资源整合，农产品质量安全重点实验室学科群在原有检测技术、质量安全控制两个研究方向基础上又拓展了生物安全评价与控制、投入品安全评价等新的研究方向，新增建设了11 家专业性重点实验室和6 家企业重点实验室，形成了由1家综合性实验室、18 家专业性重点实验室和7 家企业重点实验室组成的 “1+18+7” 重点实验室学科群体系，科技储备和原始创新能力明显提升。

（二）农产品质量安全科技创新支持渠道明显增多我国较早开始重视农产品质量安全学科的发展，中央和地方财政对农产品质量安全的基础研究和应用基础研究的投入从 “十五” 起步，到 “十三五” 时期已初具规模，在国家相关部委的科技计划部署中已占据一席之地。

在国家科技计划的部署方面，“十三五” 期间新规划的国家重点研发计划陆续启动了多个重点专项，包括农村领域的 “农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发专项”，社发领域的 “食品安全关键技术研发专项”，基础领域的 “国家质量基础的共性技术研究与应用专项” 以及政府间国际合作专项等支持或部分支持农产品质量安全领域的研究。其中 “食品安全关键技术研发专项” 围绕食品安全的重大共性关键技术，针对食品源头污染、生产储运、监管支撑等全过程，按照全链条部署、一体化实施的原则，设置了前沿和共性技术创新、关键技术和产品研发、转化集成和综合示范3大类67 项任务。

国家自然科学基金委员会在 “十三五” 发展规划中首次将 “食品中有害物质的产生及其消除的机制”“食品有害物质痕量、快速检测的理论与新技术、新方法”列入“生命”学科的优先发展领域。自2016 年以来，“食品质量与安全检测” 分别资助了82 项、92 项和81 项自然科学基金项目，已连续3年成为生命科学学部资助的研究热点。

（三）农产品质量安全科技成果产出取得重要突破据不完全统计，2016-2019 年，农产品质量安全相关成果获国家科学技术奖总计5 项，其中国家技术发明二等奖4 项，国家科技进步二等奖1项。国家技术发明二等奖 “茶叶中农药残留和污染物管控技术体系创建及应用” 与国家科技进步二等奖 “优质蜂产品安全生产加工及质量控制技术” 紧紧围绕我国茶叶和蜂产品产业发展中存在的质量安全问题，研发关键管控技术，提升我国农产品的质量安全水平和国际竞争力。国家技术发明二等奖“农产品中典型化学污染物精准识别与检测关键技术” 及 “动物源食品中主要兽药残留物高效检测关键技术” 围绕当前我国农兽药残留监管的重大需求，攻克了我国农兽药残留检测关键技术瓶颈。而国家技术发明二等奖 “生鲜肉品质无损高通量实时光学检测关键技术及应用” 围绕我国畜禽屠宰加工质量安全，为生鲜肉品质精准全程监管提供了先进实用的检测手段。纵观农产品质量安全国家科学技术奖获奖项目，其中抗菌药物残留高通量筛查技术、蜂产品品质评价技术、肉品质无损检测技术、化学污染物的分子印迹固相萃取技术、茶叶中化学品的高通量检测技术等达到世界前列或居于领先地位，有效推动了农业绿色化、优质化发展进程。

此外，“十三五” 在耐药基因的发现、植物油料油脂品质检测技术及标准、畜禽养殖中未知添加物筛查与控制新技术、花生加工黄曲霉毒素全程绿色防控技术等多个新兴学科方向也取得重要突破，研究优势特点有所体现，省部级奖项层出不穷。如“可转移多黏菌素耐药基因mcr的发现及其传播机制研究” 获北京市自然科学奖一等奖、“主要食用植物油料油脂特异品质检测技术及标准的研制与应用” 获湖北省技术发明一等奖、“主要畜禽产品质量安全控制评价关键技术标准研制及集成创新” 获江西省科学技术一等奖，等等。

（四）服务国家、产业及区域发展的研究优势逐渐凸显中国农业科学院油料作物研究所李培武院士团队，面向国家重大监管需求，形成了以生物毒素检测与控制为特色的优势团队，创建的黄曲霉毒素高灵敏检测技术达国际领先水平，推动了我国粮油真菌毒素监控技术水平的整体提升。广东省农业科学院农业质量标准与监测技术研究所面向重金属污染影响区域发展的突出问题，形成了以重金属监测防控技术为优势方向的研究团队，探明了重金属及其形态在广东主要农产品中的迁移转化动态规律，为南方土壤提供安全种植 “红绿灯”。江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所形成了以质量安全全程管控技术为特色的优势团队，揭示了小麦镰刀菌毒素污染发生规律及其关键控制点，建立了小麦质量安全全程管控技术，推动了小麦产业高质量发展。上海市农业科学院农产品质量标准研究所面向食用菌产业发展需求，形成了以食用菌全程管控技术为特色的优势团队，协助企业解决食用菌生产过程中质量安全技术瓶颈。浙江省农业科学院农产品质量安全与营养研究所提出的 “一品一策” 风险管控技术成果及模式已被纳入 《国家质量兴农战略规划 （2018-2022）》，为我国农产品质量安全科技创新服务区域发展探索出一条新路，促进了产业转型升级。

二、农产品质量安全学科发展对标分析

农产品质量安全学科作为一个新兴交叉学科，由于时间短、底子薄，目前该学科在Web of Science 和Scopus 数据库中都没有明确的归属，很难全面准确地界定和度量相关的论文及专利的产出。因此，综合考虑国际化和本土需求，采用传统的科学计量定量评估方法和对标定性评议分析相结合的分析方式，以便能更客观地反映我国农产品质量安全学科的发展现状和创新水平。

（一）传统的科学计量定量评估分析根据近些年来我国在农产品质量安全学科的发展，对“农产品”“食品”“质量”及“安全”等关键词进行文献检索统计，发现其逐步形成了“农产品检测技术”及“农产品质量安全与控制”为主的两个重点方向。

在农产品检测技术方向，从论文计量统计分析发现，以中国农业科学院为例，对标美国农业部、加州大学戴维斯分校以及江南大学等国内外一流科研机构，有3 点值得关注： 一是所发表的学科论文的篇均被引次数为8.07 次，略低于上述3 家科研机构，论文的总体影响力有待进一步提高； 二是热点论文数量相对较多，特别是在生物毒素高灵敏快速检测技术、蜂产品检测技术、高通量农兽药残留检测技术等方向； 三是H 指数较高。H 指数作为一个混合量化指标，常用于评估研究人员的学术产出数量与学术产出水平，中国农业科学院的H 指数较高为30，与美国农业部、江南大学及中国农业大学相近，略低于加州大学戴维斯分校，这表明在该方向中国农业科学院拥有较强的学术综合实力。

从学科专利计量统计分析发现，对标国内一流科研机构，中国农业科学院主要呈现3 个特点： 一是专利授权率较低，中国农业科学院的专利授权率为19%，低于中国农业大学 （35%）及江南大学专利授权率 （34%）； 二是专利平均被引频次居中，中国农业科学院在近些年的专利被引频次为0.69；三是近3 年发明专利数量在近5 年占比较高，这也在一定程度上反映近年来中国农业科学院在创新能力提升的同时愈加注重创新的实际贡献。

在农产品质量安全与控制方向，论文计量统计分析发现，对标荷兰的瓦赫宁根大学、德国风险评估研究所以及浙江大学等国内外一流科研机构，中国农业科学院也呈现了与农产品检测技术研究方向情况相似的现象： 一是论文篇均被引次数较低（5.86 次），总体影响力有待提高； 二是 H 指数较低为 10，略低于浙江大学 （H 指数＝13）和瓦赫宁根大学 （H 指数＝11）； 特别是在该研究方向国内外均无热点论文报道，这表明该研究方向的交叉性和分散性更强。

通过上述定量分析可以看出，在 “农产品检测技术” 方向及 “农产品质量安全与控制方向” 两个重点研究方向，中国农业科学院发展潜力大，但学术影响力有待增强，应更加注重提高创新质量与实际贡献，加强与国内外同行，尤其是国际一流科研机构的学术合作，进一步提高学术影响力。

（二）对标一流机构的学科定性评价分析从定性的角度，对标我国新阶段、新任务、新要求，农产品质量安全科技创新也还存在明显的差距和短板。在农产品检测技术研究方向，对标美国加州戴维斯分校Bruce Hammock 团队，我国农药高灵敏度抗体数量少、覆盖面窄； 对标美国普渡大学质谱技术研发团队，我国自主研发检测仪器设备相对落后，质谱检测器等核心部件主要依赖进口，卡脖子现象严重； 对标美国国家标准与技术研究院以及美国伯乐公司，我国质谱、红外、拉曼、核磁等数据库严重缺乏，数据库建设方面还受制于人； 基体标准物质、品质成分标准物质缺失。在溯源与真实性鉴别技术研究方向，对标新西兰奥塔大学、法国国家科学研究中心、葡萄牙波尔图大学及美国俄克拉荷马大学，农产品产地和品种的同位素检测方法、物种鉴别方法标准、产地和真实性溯源的数据库缺乏； 高通量测序、蛋白组、代谢组等新技术应用还很不够。

在农产品质量安全风险评估技术研究方面，对标德国联邦风险评估研究所、荷兰公共卫生与环境研究院、美国国家环保局 （EPA）及 WHO 国际癌症研究机构 （IARC），我国还存在本底污染、人群生物标记物连续监测、特殊膳食、毒性互作等基础数据缺乏等问题； 毒性评价替代技术和高通量未知物筛查技术较少，难以应对相应的农产品质量安全问题； 内分泌干扰物、隐蔽性毒素等前沿领域无有效风险评估方法和模型等。在质量安全控制技术研究方面，对标荷兰瓦赫宁根大学、加州大学河滨分校、美国俄亥俄州立大学及比利时根特大学，存在本底污染数据少、毒性数据缺、对新型污染物的筛查发现能力弱，污染物全过程迁移转化规律及作用机制不明，主动防控技术少等明显的差距和短板。

通过定性对标分析可以看出，我国在农产品质量安全控制技术、检测技术、质量追溯和防控预警等共性及关键技术研发方面取得了较大进展，但还存在检测核心关键部件的原始创新水平不高、基础数据库的构建与数据积累不足、新技术应用不够等问题，急需科学合理布局学科方向，开展短板、卡脖子技术研究，提升农产品质量安全创新质量和创新实际贡献。

三、农产品质量安全科技发展趋势及展望

“十四五” 是推动农业农村高质量发展、促进乡村振兴战略加快实施的重要阶段。保障农产品质量安全是农业高质量发展的基础和关键，农产品质量安全学科将紧密围绕质量兴农和绿色发展，夯实高质量发展的科技基础。

一是面向国际技术前沿，加强基础研究和应用基础研究，开展农产品中危害形成和毒性作用机制、污染物联合跨类毒性效应及机制、危害因子全链条多过程协同作用机制、生物性危害因子的传播机制等应用基础研究，探明农产品质量安全风险评估与预警的理论基础。

二是面向国家监管重大需求，开展农产品样品全回收、全谱识别技术，未知风险因子的快速筛查预警技术研究； 研发灵敏度高、智能化、可视化、可定制化快速检测技术及装备； 开发实时溯源监控技术与装备； 充分利用5G、区块链、人工智能等技术，构建基于 “区块链+” 的全时空溯源监管信息技术的风险分级管理和预警平台，为农产品质量安全现场监管、智慧监管提供关键核心技术。

三是面向经济主战场，聚焦农业产业高质量发展需求，开展生物毒素、重金属、持久性有机污染物等危害物的脱毒减毒技术及微生物干预与控制技术研究，研制相关技术标准，构建全产业链质量安全主动保障技术体系，提升我国农产品质量安全水平。围绕大宗、特色农产品，开展种养殖新技术、防腐保鲜新技术、新模式下农产品特征品质形成变化机理研究，开展品质特征指标体系筛选、功能评价技术及配套检测新技术与标准物质研制； 为加强具有营养功效成分、强化短缺营养素的农产品产业布局提供科学技术支撑。

四是面向人民生命健康，开展农产品的感官品质、营养品质、加工品质、生态品质等分析核心技术研究，采用风味组学、营养组学挖掘我国不同区域与品种农产品中重要营养品质，构建我国农产品品质成分基础数据库，为丰富我国农产品供给，满足人民多元化消费需求提供科学技术保障。