提高农民种粮积极性,缩小农民产量差是提高我国粮食单产、保障粮食安全和资源环境安全的重要途径。但是,如何实现粮食作物高产高效技术的大面积应用是政府和科研人员共同面临的难题。中国农业大学资源环境与粮食安全研究中心分别于2008年和2009年在吉林梨树县和河北曲周县探索了以科技小院为载体的高产高效技术创新与集成模式。本研究通过系统总结科技小院的工作并利用试验和农户调研数据,对两地限制农户技术转变的因素进行了分析,并分析了小院开展的技术集成、技术服务和技术扩散模式的实施效果。主要结论如下：1.影响粮食作物产量差的因素是多个方面的,主要包括农民种粮积极性低、农户知识水平低、土地规模小、生产设施不完善、市场和政府服务体系不健全等。随着农户经营规模扩大,影响因素的强弱程度也发生了变化,例如土地规模较大并以专业化生产为主的梨树县,限制农户技术采用的主要因素是市场服务体系不健全,其次才是农户知识水平低。2.针对农民种粮积极性低的问题,通过参与式创新提高了技术与本地条件的适应性,为农户快速采用提供了条件。如曲周科技带头人和梨树高产高效竞赛农户分别用五年和七年将产量差从32.1%和38.5%缩小到了4.1%和14.5%。通过参与式发挥农户智慧,满足了不同主体的技术创新需求,实现了科学家粮食增产和资源增效的目标,同时也满足了农户大幅度提高劳动生产效率和经济效益的目标。相比于传统管理农户,曲周科技带头人劳动生产效率提升了35.7%(小麦)和73.4%(玉米),成本收益率提高了105.6%(小麦)和115.2%(玉米),梨树高产高效竞赛农户劳动生产效率提高了159.8%,成本收益率提高了23.6%,农民劳动生产效率和成本收益率的提高有效地调动了农民参与技术创新集成的积极性,曲周科技带头人数量由2009年最初的45人增加到了2014年的71人,梨树参加高产高效竞赛农户的数量由2008年最初的396人增加到2014年的2520人。3.针对农户知识水平低的问题,以零时差、零门槛、零费用、零距离为特征的“四零服务”模式提高了农户知识水平。曲周科技小院所在村农户对关键技术的平均认知度比对照村农户高出20.6个百分点,梨树接受“双高竞赛农户+合作社”技术服务模式服务的农户对关键技术的平均认知度比传统农户高出28.1个百分点。4.针对土地规模小和生产设施不完善的问题,曲周的“大方操作”和梨树的“双高竞赛农户+合作社”模式首先降低了农户的生产成本,例如,相比于传统管理农户,曲周科技小院所在村农户总生产成本降低了9.3%(小麦)和10.7%(玉米),梨树接受“双高竞赛农户+合作社”技术服务模式服务的农户总生产成本降低了3.6%。其次,这两种模式都提高了机械化程度,例如曲周科技小院所在村农户深耕深松机械采用率提高了20.5个百分点,梨树接受“双高竞赛农户+合作社”技术服务模式服务的农户免耕播种机的使用率提高了87个百分点。第三,曲周的“大方操作”模式在水资源有限条件下提高了农户灌溉效率,将在适宜播期内进行播种的农户比例提高了20.5个百分点。5.针对市场和政府服务体系不健全的问题,两地创办的科技小院为高校、企业和政府开展多元化合作搭建了服务平台,提升了政府和企业的服务能力,例如曲周增加了农业技术推广员20名、发放专项补贴资金推动深翻深松技术的使用。企业除了加大用于技术服务的投资之外,产品生产和销售开始更加关注农民的需求,曲周小麦专用肥的市场占有率提高到60%以上。6.科技小院搭建的多元化服务体系合作平台集成了参与式技术创新、四零服务和农户组织,破解了各种限制因素,提升了科技小院所在区域农户的产量和综合效益。例如曲周县2008-2014年全县人口增长15%,粮食总产量增长36%,农户人均收入增长79%,而肥料投入仅增长12%。