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“劳动生产力是随着科学和技术的不断进步而不断发展的。”（注：《马克思恩格斯全集》第23卷，第664页。）农业科学技术进步，不管采取什么样的形式，最终都必然表现为以更少的农业资源生产同质同量的农产品，或者以同量的农业资源生产更多更好的农产品。这就说明，农业科学技术的进步是农业生产力发展的首要条件。对于人均农业生产资源显著低于世界平均水平的中国来说，现阶段农业已经演变到这样一个关键时期，即如果不在农业中广泛采用先进科学技术，就不可能有效地解决发展中国农业所面临的各种问题。而为了因势利导促进农业科学技术的进步，取得预期的经济效益与社会效益，就必须正确认识农业科学技术进步的具体特点，以及由此决定的农业科学技术进步的特殊规律性。
一、农业科学技术进步是一个复杂的、缓慢的过程
与其他产业部门相比，农业科学技术进步表现为一个复杂的、多方面的过程，而且其速度是比较缓慢的。这是因为，在农业生产领域里，农业科学技术的进步，不仅涉及无机世界，同时涉及有机世界，不仅要利用经济规律，而且要利用自然规律。正由于农业再生产所固有的自然特性与此相联系而存在着无可比拟的复杂关系，使得科学技术要进入农业生产领域，显得特别困难、特别缓慢。
现代农业是涉及许多学科领域的知识密集型产业。从产业演变的历史过程看，工业制造业是建立在应用物理学、数学基础上的产业，而现代农业，不仅需要物理学、数学，还涉及化学、生物学、生理学、生态学、气象学等等。同时，上述这些学科的形成与发展，在时间系列上是有差异的。马克思在分析资本主义农业落后于工业的一个重要原因时指出，撇开其他方面不谈，工业的前提是比较老的科学一力学，而农业的前提是，崭新的科学一化学、地质学和生理学。这是因为，“力学，在十八世纪已经在一定程度上臻于完善，……化学、地质学和生理学，只是在十九世纪，特别是在十九世纪的近几十年，才发展起来。”（注：《马克思恩格斯全集》第26卷(II).第116页。）正由于现代农业科学技术的进步，有赖于一系列更为复杂的理论科学应用技术的发展，从这个意义上，马克思指出：“农民的劳动，比受分工支配的制造业工人的劳动，具有更大的脑力性质”(注：《马克思恩格斯全集》第26卷(II).第259页。）这就决定了农业部门科学技术的进步，比之工业部门要缓慢得多。
特别需要指出的是，最近几年来，尽管中国农业生产有了很大发展，但是许多农产品的人均占有量都显著低于世界平均水平。我们必须充分认识改变中国农业落后面貌的艰巨性。马克思曾经指出：“按照事物性质，植物性物质和动物性物质不能以象机器和其他固定资本、煤炭、矿石等等那样的规模突然增加，因为前二者的成长和生产必须服从一定的有机界规律，要经过一段自然的时间间隔，而后面这些东西在一个工业发达的国家，只要有相应的自然条件，在最短时间内就能增长起来”（注：《马克思恩格斯全集》第25卷，第135页。），“结果对有机原料的需求会比它的供给增长很快，因此，它的价格会提高。”（注：《马克思恩格斯全集》第25卷，第136页。）这就要求我们，必须通过各种形式，集国内外先进科学技术之精华，尽快地实现中国农业现代化，使有限的农业生产资源生产出尽可能多的农产品，以适应发展城乡经济和改善人民生活的迫切需要。
二、农业科学技术进步是建立在利用生物学因素的基础上
马克思在《资本论》中，多次强调指出，农业生产的对象是有生命的植物和动物，农业再生产是经济再生产与自然再生产的统一，这就决定了农业科学技术进步的特殊性是建立在利用生物学因素的基础上。农业科学技术的进步与生物学因素的内在联系，一方面，表现在先进的农业科学技术可以对种植业与饲养业的自然周期产生积极的影响，但却无法改变生物学运动的规律性。例如，农业生产时间和劳动时间的显著差别是一个客观存在的经济现象，无论科学技术多么发达，都无法消灭这种差别。但是，随着科学技术进步，则可以通过采用新的生物品种以达到缩短农业生产时间与劳动时间的差别。诚如马克思所说：“要在五年期满之前提供一个五年生的动物，自然是不可能的。但在一定限度内，通过照料方法的改变，使牲畜在较短时间成长起来供一定的用途，却是可能的。”（注：《马克思恩格斯全集》第24卷，第264页。）先进的农业科学技术可以对种植业与饲养业的自然周期产生积极的影响，但却无法改变生物学运动的规律性。另一方面，农业生产所涉及的生物学因素又会对农业科学技术的应用提出特殊的要求，并对农业科学技术成果的推广规定了一定的范围。在农业生产领域里，无论采用什么样的科学技术，都应当保证在土地、植物和动物中发生的生物学过程的正常进行。只有符合这种要求的科学技术，才能被证明是有效的，是值得在实践中应用的。
应当着重指出，在农业科学技术进步中，利用生物学因素具有特别重要的意义。尤其是在现阶段，生物学因素在保证农业不断进步方面所起的作用越来越大。在这个领域里，科学技术进步的一个重要表现就是培育和推广农作物和牲畜的新品种。为什么要特别强调把生物学因素提到加快科学技术进步的首位呢？这是由现阶段畜牧业和种植业发展的特点决定的。具体地说，如果没有培育高产、优质、抗逆的农作物和牲畜新品种，就很难实现与科技进步因素联系的发展农业的巨大可能性。因为我们以前培育的、已经普及的主要农作物和牲畜品种，是在生产集约化程度很低的条件下形成的；如今，在农业集约化程度越来越高、物质技术基础比较发达的情况下，生物学因素的不完善之处在许多方面妨碍着农业生产的继续进步。只有培育出富有前途的农作物和牲畜新品种，才有可能大幅度提高大田单位面积产量和牲畜的产品率。
还应当指出，要在实践中培育、应用高产、优质、抗逆的新品种是需要相当长的时间的，未来世界农业，在很大程度上取决于能够在多大程度上培育和推广新品种，甚至还可以这样说，将来哪个国家在培育和推广新品种方面占有优势，哪个国家就有可能在农业生产上占有优势。如果一旦延误了这项具有重要意义的工作，就有可能造成不可弥补的巨大损失。
强调生物学方面科学技术进步的重要意义还在于，它是投资少、效益高的技术措施。当前强调生物学方面的科技进步，并不意味着它可以完全取代非生物学方面的科技进步。二者之间始终是互相补充、互相促进的关系。但在现阶段的农业科技系统中，生物学方面的科学技术是最薄弱的环节。
三、农业科学技术进步必须适应农业生产过程的基本特点
农业生产与再生产的一个重要特点，就是农业经济再生产是与自然再生产相统一的，以及与此相联系的农业生产是在大面积的土地上进行的，具有很大的分散性（尤其是谷类作物）。这就决定了作为农业科技物质形态的农业机械作业，属于固定位置操作的比较少，因此对农业科学技术进步提出了一系列特殊的要求。例如，农业机器体系要适应大面积移动性操作就需要有独立的动力机和工作机。而且对于动力结构也有特定的要求。电能主要应用于位置固定的工作，特别是应用于畜牧业领域。而在其他移动性操作中，如田间种植业操作中，则需要更多地使用其他能源。
我们应当把农业机械化理解为一个过程，即机器劳动代替手工劳动的过程、更完善的机器代替较不完善的机器的过程。与此相联系，可以把农业机械化的发展划分为局部机械化、综合机械化和自动化三个阶段。而要实现综合机械化，就必须创造所有农业部门都能使用的机器体系，这种机器体系，是能够在工艺周期的所有阶段、所有基本作业和辅助作业，取代手工劳动的机械和装置的总和。马克思在说明机器体系形成的条件时指出：“只有在劳动对象顺次通过一系列互相连结的不同的阶段过程，而这些过程是由一系列各不相同而又互为补充的工具机来完成的地方，真正的机器体系才代替了各个独立的机器。”（注：《马克思恩格斯全集》第23卷，第416页。）由于农业生产具有许多不同于工业生产的特点，尤其是农业生产过程不可能在空间上加以分解，并把各项操作固定给不同的生产者同时进行，这就决定了在农业生产领域，要最终形成真正的机器体系来完全代替手工劳动以及各个独立的机器，是很不容易的。
这里应当指出的是，由于农业机械化往往要受农业生产的特殊条件的制约，因而不同作业项目的机械化程度应当根据实现的难易情况，有所选择，先易后难，循序渐进，才能取得应有的经济效益。总的来说，应用在平原和旱地上面的机械比应用在山区和水田的机械容易解决；大面积种植谷物的机械比小面积种植蔬菜、烟草、棉花的机械容易解决；种植业的机械比畜牧业机械容易解决。由于棉花、蔬菜、茶叶、水果等的栽培与采摘一向依靠双手，要创造和应用能够代替手工操作的精细而灵活的机械，总是比较困难的。至于农业机械如何适应中国大多数地区的以间种、套种、混种为中心的多熟种植制，更有许多新问题值得研究。这就说明，并不是在任何情况下，机械的生产工具都可以无条件地取代手工劳动。如果机械化工具取代手工劳动后，并不能给农民带来提高农业劳动生产率和增产增收的益处，我们就必须充分发挥手工劳动的应有作用。特别是对于有着极其丰富的劳动力资源以及富有精耕细作优良传统的中国来说，更必须慎重对待这个问题。因此，机械化、半机械化和手工工具同时并存的局面，将会延续很长的时间，这也是中国农业现代化的一个重要特点。
下面我们还要进一步分析，农业机器体系应当如何适应农业生产的特点。首先，农业机器体系应当充分考虑到农业中要利用的生物学因素。如果不能做到这一点的话，尽管机械化能够降低劳动消耗，但却可能造成减产减收。当然，人们在培育植物和牲畜品种时，也应当作出相应的努力，使这些品种的形成能够适合应用机器体系，在综合机械化条件下，保证产品的优质高产。其次，农业机器体系应当考虑不同地带的自然经济条件的差别。在不同的地区，由于地形结构、经营规模、耕作技术以及人口与土地比例的不同，对农业机器体系的构造的要求也不一样。这一点既涉及到牵引机（动力机），也涉及到工作机。例如，对某些地区，可能需要的是现代化的、大功率的、宽幅的拖拉机；而对另一些地区，可能需要的是小功率的、比较灵活的拖拉机，等等。第三，在工业生产中，机器设备通常是不移动的，而劳动对象则是可以移动的；相反的，在种植业中，在进行大多数作业时技术设备则必须在空间上移动，而且往往是长距离移动的。为此，就需要有更大的动力功率，花费更多的资金（补偿磨损、燃料等）。第四，农业生产的季节性对农业机器体系也有一定影响。它要求农业机器及工具必须有特殊的构造性能，即在通常情况下，只要稍微调整一下，就可以用来完成各种各样的作业，以便在全年期间更充分地加以利用。同时，由于农业生产的季节性很强，这就要求农业机器体系严格按照规定期限，完成各项农事作业。在农业中规定完成的农活的期限，具有特殊的意义。诚如马克思所指出的，在农业中，“许多生产部门都有紧急时期，即由劳动过程的性质本身所决定的一定时期，在这些时期内必须取得一定的劳动成果。……在这种情况下，产品的数量质量取决于这种操作是否在一定的时间开始并在一定的时间结束。”（注：《马克思恩格斯全集》第23卷，第364页。）
四、农业科学技术进步必须正确处理传统农业与现代农业的关系
农业现代化是农业科学技术进步的目标。所谓农业现代化，简单地说，就是把传统农业化为具有当代世界先进水平的现代农业。而现代农业就是建立在现代科学技术、现代生产手段、现代管理方法的基础上的农业。由此可知，现代农业并不是凭空产生的，它是在传统农业的基础上发展起来的。马克思说：“资本主义生产方式的重要结果之一是，它一方面使农业由社会最不发达部分的单纯经验的和机械地沿袭下来的经营方法，在私有制条件下一般能够做到的范围内，转化为农艺学的自觉的科学的应用”。（注：《马克思恩格斯全集》第25卷，第135、136、696页。）这里所说的“转化为农艺学的自觉的科学的应用’，就是指转化为现代农业。由传统农业转化为现代农业，并不是对传统农业的全盘否定，而是一种“扬弃式”的转化。它一方面继承和发扬传统农业的优点，另一方面克服和改造传统农业的缺点。因此，要促进现代农业（或农业现代化）的健康发展，就必须正确处理传统农业与现代农业之间的相互关系。
中国传统农业的重要优点，就是在当时生产力水平的许可下，尽可能利用农业生态系统内部的生物能源。而生物能源又是可再生资源，往返循环，永无枯竭，是农业生产经久不衰的根本所在。正因为这样，任何贬低、否认中国传统农业的积极作用，都不利于促进中国农业的健康发展。当然，我们也必须看到，中国传统农业所采取的各项技术措施，基本上是局限于农业系统内部的物质循环与能量转化。何况，这些物质与能量，有一部分是要损耗掉的，有一部分是要输出农业生态系统之外部，不可能全部归还土地的。因此，要大幅度增加农产品产量，还必须广泛采用现代农业科学技术，从农业生态系统外部输入必要的物质与能量。此外，中国的传统农业是以人、畜力为主的农业，农业生产技术落后，农业劳动生产率、专业化、社会化程度低，农业生产结构不合理，再加上这些传统农业是建立在直接经验基础上，缺少现代自然科学精确数据和现代的实验手段，所有这些，都不利于从根本上改变中国农业的落后面貌。这就要求我们，必须在发扬中国传统农业优势的同时，积极采用现代科学技术，向着农业现代化的目标前进。
五、农业科学技术进步必须有利于保持农业生态系统的平衡
马克思在《资本论》和其他著作中，曾经不止一次地指出，农业的生产与再生产过程，自始至终都有自然力和经济行为在协同发生作用。在现实的农业再生产过程，既没有脱离自然再生产过程的纯粹经济再生产过程，也没有脱离经济再生产过程的纯粹自然再生产过程。农业的经济再生产过程和自然再生产过程交织在一起，是农业生产不同于其他产业生产的一个最基本的特点。这就要求人们在从事农业生产活动时，既要遵循经济规律，又要服从自然规律，才能取得最大的经济效益。而为了达到这一目的，关键在于注意保持农业生态系统的平衡。
农业生态系统与自然生态系统不同，即人类是农业生态系统的重要组成者，并起着主导地位的作用。在农业生态系统中，除了生物因素（植物、动物、微生物）和非生物（光、热、水、气、土等）自然因素的作用外，还有人类生产活动和社会经济技术条件的作用。如果说自然生态系统的物质循环基本上是封闭式的，并具有较强的自我调节作用，那末农业生态系统的物质循环，则是半开放式的或开放式的，自我调节能力较差。在人类社会初期，由于可供利用的农业自然资源极为丰富，而人类的开发利用能力又较低，人类在从事农业生产活动时，主要是考虑经济上的有利，极少考虑农业生态系统的平衡。随着人类社会的不断发展，人口数量的日益增加，以及人类对自然资源的进一步开发利用，人们就会深深感受到自然资源的有限性，客观上要求必须重视农业生态系统的平衡。
在农业科学技术与农业生产力水平较低的情况下，人类给自然界带来的变化的规模是较小的，自然界本身补充了、再生产了人类从自然界取走的生物资源的损失，自然界通过天然的途径恢复了在某个地区遭到了破坏的平衡。这是因为，在自然生态系统中，各种有机物质的形成是在环境许可的物质与能量输入条件下进行的，自然生态系统所固有的能量以及维持消耗的能量（即生物群落总呼吸量），是有可能逐渐趋于平衡的。进一步说，在自然生态系统中，生物种群的数量是不可能无限制地增长下去，往往是开始时增长得较快，随后逐渐地递减，终于稳定在一定的水平上。之所以会产生这种情况，是因为生物种群生长的环境，存在着一种阻力，通常称为环境阻力，其中包含着某些限制生物种群生长因素。这些限制因素，可能是废物的积累、疾病的蔓延以及有限的食物等。所以说，在自然生态系统中，生物种群具有按照环境条件而调节自身密度的能力，从而，使自然生态系统维持一个动态的平衡。
可是，随着农业科学技术的进步与农业生产力的发展，人类对自然界的影响越来越大，而在一个长时间内，人们总是片面地认为，自然资源是取之不尽的，自然界自我恢复的潜力是广阔无边的，并不怎么考虑自然生态系统所固有的规律。其结果，人类逐渐破坏了自然生态系统的平衡，自然界从此再也不能通过天然的途径来保证再生产自己所必需的资源，恢复已经遭到破坏的平衡。农业科学技术进步越快，保持自然生态系统的平衡问题也就会显得愈加尖锐。因为正是农业科学技术的进步，扩大了人类利用自然界、改造自然界的可能性，同时，也加剧了人类对自然过程的破坏性影响。为了满足地球上日益增长的人口以及工业化城市化对农产品不断扩大的需求，迫使人类不断地扩大开垦生荒地；而随着土地开垦率的提高以及土地植被率的迅速下降，以前那种建立在天然过程和微生物活动基础上的土壤形成条件，逐渐地遭到了破坏，水土流失也随之日益严重。据估计，由于上述缘故，中国每年被雨水及径流冲走的表土达50亿吨以上，相当于全国耕地每年损失1厘米厚的土壤。
农业科学技术进步的又一重要表现，是农业技术装备率的不断提高。而农业机械（尤其是大功率机械）在农业（主要指种植业）中的广泛应用，不可避免地会破坏自然形成的土壤团粒结构，践踏土壤中的有机体。还有，农业科学技术的现代化离开了化学化是不可思议的。当今世界上单位面积作物产量很高的国家，往往是化肥施用很多的国家。而化肥施用量如果超过一定限度，又会破坏土壤的自然形成过程和土壤微生物的活力，导致土壤耕作层变浅、有机质含量下降、土壤发板变硬、肥力日趋衰竭。农业化学化的另一个方面，是在农业中大量施用农药，这既会增强农业生物的抗药性能力，又会大量杀死益鸟益虫，并严重毒化土壤以及植物、动物、微生物，严重威胁着人类的生存。
以上分析告诉我们，在农业中实现科学技术的进步，重要的是必须全面考虑这一过程的最近的和长远的结果，对其中所带来的积极作用（这是主要的），因势利导使之发扬光大；对其中可能带来的消极作用（这是次要的），必须尽可能地加以克服，如果单纯地追求眼前的、暂时的经济利益，而忽视了长远的、根本的生态效益，就会受到自然规律的严厉惩罚。
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