基于全球专利信息的蔬菜产业技术发展态势.pdf

2017） 。作为技术创新的前提和基础，专利是准确 识别技术机会、顺利开展技术创新活动的重要前提 （王金凤 等，2017；王效岳 等，2017），专利也是 衡量创新能力的重要指标，反映产业技术创新的活 跃程度（陈荣 等，2017） 。专利数据提供了一个独 特的视角去理解和描述技术的发展脉络（官建成和 王刚波，2008） 。目前，从专利挖掘视角揭示蔬菜 产业技术布局和市场竞争的相关研究鲜见报道。本 文基于Innography专利分析平台，通过专利计量、 专利引证、专利强度等多种专利挖掘分析方法，对 蔬菜产业全球专利技术发展现状进行多角度分析， 以期为我国蔬菜产业拓展创新思路、突破核心技术 提供有价值的竞争情报。 1 专利数据与处理方法 Innography是ProQuest Dialog公司推出的专利 分析平台，其数据源包括90多个国家和地区的逾 8 000万件全球专利数据（张群和张柏，2014） 。 刘勤，副研究员，专业方向：农业机械化、知识产权管理，E-mail： liuqin93163.com  收稿日期：2018-01-16；接受日期：2018-03-14 基金项目：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（Y2017ZK13） 蔬菜产业是我国农业、农村发展的支柱产业， 在保供给、促增收、促就业等方面发挥着不可替代 的重要作用。我国是蔬菜生产和出口大国，是全球 蔬菜市场的重要组成部分。目前我国蔬菜产量居种 植业第一，播种面积居第二，仅次于谷物（刘芳  等，2011；吴建寨 等，2015；范林强和柳平增， 2017） 。随着我国城市化进程的推进、农村劳动力 的减少，对于蔬菜这种劳动密集型产业，发展现代 化生产，尽快实现蔬菜产业转型升级，将有助于提 高我国农业的整体效能。 Meye（2002）认为技术创新的产出是专利。 专利具有技术与市场属性，它满足原创性、技术 可行性及商业价值评估的要求（赖朝安和钱娇， 为了明晰蔬菜产业技术发展现状，基于Innography专利检索分析平台，运用专利挖掘方法和可视化 工具，对国内外蔬菜产业专利技术发展态势、技术来源与应用、创新机构、IPC分布、技术热点、 专利强度等进行了相关数据的采集与分析。结果表明：全球蔬菜产业一般专利较多，核心专利严重 缺乏，中国、俄罗斯、美国、韩国、日本是专利技术的主要来源国和应用国；技术创新主要集中于 食品制备（A23L1） 、药物制剂（A61K36） 、温室培养（A01G9）等领域，中国蔬菜产业的技术创新 基本覆盖了绝大部分的技术热点，但在播种育苗技术热点上并无明显优势；浙江大学、中国科学院 虽引领国内科技创新，但从全球看只是该领域的技术加入者。 基于全球专利信息的蔬菜产业技术 发展态势 刘 勤 1杨玉明 2张 熠 3 （ 1 农业部南京农业机械化研究所，江苏南京 210014； 2 江苏省专利信息服务中心，江苏南京 210008；  3 中国农业科学院，北京 100081）  6   新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控  6   产业广角 中 国 蔬 菜     CHINA VEGETABLES 2018（4）：6 - 10 Innography的专利申请人气泡分析图能直观体现专 利申请人之间技术差距和综合经济实力，文本聚 类分析功能可以帮助快速判断研究领域的技术要点 （李建婷 等，2014；孙秀良 等，2017） ，专利强度 指标可以从海量专利数据中筛选出高价值的核心专 利，进而挖掘出技术领域的研发重点（贺伟 等， 2014） 。 本文运用Innography国际专利检索分析 平 台， 以“Fruits or Vegetable or Vegetables or  Rootstalk Vegetable or Vegetable Crops or Vegetable  Crop”not“Vegetable Oil”为检索词，检索时间截 至2016年12月31日，检索专利为授权且有效的 发明专利。经过数据筛选去重除杂后，得到有效 专利数据117 104条。相关数据利用Innography、 Excel软件进行组合统计分析。 2 数据分析 2.1 年度趋势分析 根据蔬菜产业全球和主要国家专利年度申请 量绘制图1。从图1可以看出，全球蔬菜产业技术 发展大致经历4个阶段，具体为：2002年之前处 于技术萌芽期，该阶段专利申请量增长缓慢，俄 罗斯、日本申请量占比较大；20022010年申请 量虽有波动，但整体增长平稳，处于平稳增长期； 20112014年申请量呈现快速增长态势，2014年 达到高峰，期间中国申请量占比持续增大，2014 年占比更高达67.76%；2015年后申请量逐步下滑， 有进入技术衰退期的迹象。从年度趋势线来看，俄 罗斯、韩国与全球发展态势大致趋同，日本专利峰 值出现在2009年，较全球更早进入快速成长期； 中国专利峰值出现在2015年，晚于全球，2016年 申请量虽有小幅下滑，但总体稳定，目前尚未出现 明显的技术衰退迹象。 2.2 技术来源国与应用国分析 从发明人所在地即技术来源国（地区） 、专利 申请所在地即技术应用国（地区）的层面分析（表 1） ，蔬菜产业专利技术集中度非常强，90.16%的 专利发明人来自前10位国家和地区，92.67%的专 利在前10位国家和地区申请。无论从技术来源国， 还是从技术应用国来看，中国、俄罗斯、美国、韩 国、日本均居前5位，引领了全球蔬菜产业的技术 进步。有一个现象值得注意，即美国的技术来源数 为10 098件，而技术应用数为7 877件，技术来源 数明显大于技术应用数，是技术应用数的1.28倍； 而中国、日本、俄罗斯、韩国的技术来源数和技术 应用数相差不大。这一现象表明，在全球布局方面 美国领先于其他国家，中国、日本等在全球专利布 局方面明显偏弱。当然这种差距并不仅仅源自专利 技术本身，还与专利整体数量与质量、专利运用能 力、专利布局策略等息息相关。 表1 蔬菜产业专利技术来源国（地区）与应用国（地区） 分析 位次技术来源国（地区）申请量/件 技术应用国（地区）申请量/件 1 中国 54 726 中国 57 594 2 俄罗斯 11 183 俄罗斯 12 110 3 美国 10 098 韩国 8 875 4 韩国 8 792 日本 8 151 5 日本 8 556 美国 7 877 6 德国 3 965 欧专局 4 707 7 法国 3 438 中国台湾省 3 276 8 中国台湾省 2 213 澳大利亚 2 667 9 欧专局 1 430 加拿大 1 729 10 荷兰 1 188 德国 1 529 2.3 IPC识别 IPC是目前国际上唯一通用的专利文献分类工 具，它采用功能性为主、应用性为辅的5级分类原 则，即部、大类、小类、大组和小组。专利数集中 的IPC类组通常是技术研发的活跃区域（刘勤 等， 2014，2017） 。本文采用IPC大组分析蔬菜产业的 技术构成，蔬菜产业最集中的9个IPC及具体技术 内容见表2。 图1 19982016年全球及主要国家蔬菜产业专利申请量 变化趋势 16 000 14 000 12 000 10 000 8 000 6 000 4 000 2 000 0 专利数/件 全球 中国 俄罗斯 日本 韩国 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 年份  7   新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控  7   产业广角 中 国 蔬 菜     CHINA VEGETABLES 检索发现，番茄、辣椒、大白菜、黄瓜等大宗 蔬菜在上述领域均有大量专利产生。但也有特例， 即大白菜在采摘装置（A01D46）领域的专利少之 又少。 一般认为辣椒、大白菜在化妆品中鲜有涉及， 但实际上，将辣椒提取物作为天然防腐剂用于护肤 品，将辣椒红色素作为天然着色剂用于唇膏，将大 白菜提取物用于祛斑霜、美白液、抗衰老霜、面膜 等，已有多项发明提出。 近年来，蔬菜产业研究内容趋于多元化，且交 叉渗透，比如专利“一种智能化蔬菜大棚用远程控 制喷灌装置”，集成栽培（A01G）、供电（H02J）技  术，采用通信装置获取大棚温度和湿度变化情况， 通过远程控制器控制水泵和喷洒装置进行集中灌 溉；专利“一种人工光源培育蔬菜的装置和方法” 集成栽培（A01G）、动力储存（F03D）、供电（H02J）、 控制（G05D）技术，提出了在岛礁、兵站哨所、 其他孤立工作点等远离社区、交通不便、没有电源 等恶劣条件下可以使用的人工光源蔬菜栽培方法， 尝试解决这些地区工作人员难以吃到新鲜蔬菜的  难题。 2.4 技术热点分析 文本聚类是对文本信息进行有效组织、摘要 和导航的重要手段。Innography的文本聚类功能 可以根据词频快速提炼技术点。经反复检索，剔 除不相关或相关度低的热词，包括“vegetable/fruit  and vegetable/fruit and vegetables/Fruit Tree/benefical  effects/side wall/simple structure/raw materials/following  steps/right side/main body/cover bag/beneficial effects/ DEG C/melon and fruit”等，得出蔬菜产业专利技术 图景（图2） 。图景中出现的关键热点词语是实施 专利保护核心所在，围绕这些核心，各国和各大公 司申请了大量相关专利，形成了庞大的专利保护 网。技术图景中白色边界内的区域代表技术点，面 积越大，代表技术点下的专利量越多。 如图2所示，蔬菜产业技术热点涉及播种育 苗、温室栽培、植保、采收、清洗、保鲜、储存、 采后加工等各个环节，覆盖蔬菜全产业链。众所 表2 蔬菜产业主要IPC分析 IPC 技术主题 申请量/件 主要研究内容 A23L1 食品制备 8 627 调味料、面条、果酱、冻干果蔬、果蔬粥、酵素等 A61K36 药物制剂 5 247 西药、中药、中成药、保健药、兽药、药酒、涂抹药剂、乳霜、膏药等 A01G9 温室培养 2 871 抗病抗寒、无性繁殖、栽培设备与方法、有机基质制备、营养土、种收系统、智能化检测系统等 A23L2 饮料制备 2 798 蔬菜汁、果蔬饮料、营养肽水、多肽饮料水、复合饮料、果蔬综合酵素饮品、乳酸菌饮品、保健饮品、 素食全餐固体饮料、果蔬发酵型饮料、速溶固体饮料等 A01G1 栽培 2 782 立体栽培、无土栽培、生物组培、抗病高产栽培、嫁接、培育壮苗、抗寒育苗、有机种植、套种、间 作共生栽培、茬口轮作栽培、水旱轮作栽培、人工光源、物联网、大数据控制等 A61K8 化妆品制备 2 242 面膜、面霜、乳液、洗面奶、洗发液、保湿喷雾、唇膏、精华液、酵素爽肤水等 A01N43 农药制剂等 1 875 杀菌剂、农药组合物、生物农药、杀虫剂、抗病毒组合物、生长调节剂、抑菌制剂等 A23B7 贮藏保鲜 1 733 采后品质改良、防贮藏病害、防腐、保鲜装置、保鲜液、脱水、速冻、冷藏、腌制、烘干、罐头制备、 抑制褐变、自动挖坑自动存储、不脱离栽培基质保鲜 A01D46 采摘装置 1 663 吸附夹持同步采摘、滚筒式采摘、机器人采摘、全自动采摘、智能收获、自走式采收、液压剪切摘取、 太阳能供电采摘 图2 蔬菜产业专利技术图景 输送带，conveyer belt；旋转轴，axis of rotation；保鲜，fresh keeping；收获机，harvester；储存罐，storage tanks；播种育苗，seeding；喷 头，shower nozzle；蔬菜种苗，vegetable seedling；底盘，bottom plate；农药残留，pesticide residue；泡菜，pickled vegetable；支撑件，support  frame；环保，environmental protection；植物蛋白，vegetable protein；采摘，fruit picking；切割或插条，cutting；清洗机，cleaning machine；蔬 菜汁，vegetable juice；黑胡椒，black pepper；温室，vegetable greenhouse。 收获机 播种 育苗 切割或 插条 黑胡椒 蔬菜种苗  8   新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控  8   产业广角 中 国 蔬 菜     CHINA VEGETABLES 周知，蔬菜种植是一项劳动强度大、作业要求繁 琐、劳动力成本高的田间劳作，尤其在采收环节更 为明显。输送带、旋转轴、底盘、收获机等热点词 语的出现，表明科研人员在提升蔬菜生产机械化程 度方面取得了新的研究进展。值得一提的是，随着 蔬菜产业的发展，环境污染的加剧，蔬菜病虫害越 来越严重。与此同时，社会对蔬菜农产品质量安全 关注度日益提高，农药残留和环保热词的出现，正 顺应了蔬菜生产追求绿色、可持续发展的要求。 安全高效低成本的病虫害防治、农药残留快速检 测、测土配方施肥等关键技术的研发力度正在逐年 加大。 热点词语泡菜的专利主要来自韩国，这和众所 周知的饮食习惯息息相关。检索发现，中国发明创 新涵盖了绝大部分技术热点，但在播种育苗技术这 一热点上并无优势。 2.5 主要创新机构分析 Innography的专利申请人气泡分析图能直观体 现专利申请人之间技术差距和综合经济实力。图中 气泡大小代表专利多少，横坐标代表技术能力，纵 坐标代表经济实力。处于第1象限的创新机构，技 术实力和经济实力都很强，是领域的领导者；与之 相对处于第3象限的创新机构，经济或技术实力稍 显薄弱，是领域的仿效者和加入者；处于第2象限 的创新机构，经济实力很强，是潜在购买方；处于 第4象限的创新机构，技术实力很强，是潜在销售 方。处于第2象限和第4象限的创新机构可以采用 专利技术转让等合作模式达到共赢。 如图3所示，排名前12位的创新机构中： 德国拜耳、美国陶氏杜邦、瑞士雀巢、德 国巴斯夫基本处于第1象限，可以认为是蔬菜产业 的领导者。拜耳、陶氏杜邦、巴斯夫的农化产品， 比如防治蔬菜白粉病、灰霉病、霜霉病的杀菌药， 内吸性杀虫剂等；雀巢的蔬菜食品，比如蔬菜米粉 等，均在全球得到广泛推广应用。荷兰联合利华和 美国百事处于第2象限，是潜在购买方。这两家公 司在蔬菜食品、蔬菜饮料方面的创新成果，推进了 蔬菜产业链的延伸和快速发展。 瑞士农化巨头先正达、法国欧莱雅处于第3 象限，较第一梯队虽稍显弱势。但先正达在蔬菜杀 菌剂，欧莱雅在蔬菜提取物用于日化产品等方面取 得的积极进展令人瞩目。处于第4象限的美国孟山 都，是全球蔬菜种子领先生产商，拥有20多类逾 2 000种田间蔬菜种子产品，可以满足全球各地消 费者的消费喜好和生产要求。 排名前12位的创新机构中，中国有2家上 榜，即浙江大学和中国科学院，分别位居第10位 和第12位，在引领全球蔬菜产业技术创新中占有 一席之地。但两者同处第3象限，只是该领域的技 术加入者和跟随者，在自主创新方面有待进一步 提升。 2.6 专利强度分析 Innography通过专利诉讼、专利引用和被引用 数、同族专利数、专利权利要求数等指标来表征专 利价值。将专利强度为80%100%的专利归为核 心专利，30%80%的归为重要专利，030%的 归为一般专利。如图4所示，蔬菜产业专利强度 80%的核心专利占比仅为2.28%，30%的专利 占比竟高达67.58%，可见蔬菜产业一般专利较多， 而核心专利却严重缺乏。 图3 蔬菜产业主要创新机构 拜耳 陶氏杜邦 孟山都 雀巢 巴斯夫 先正达 中国科学院 浙江大学 Kvasenkov 欧莱雅 联合利华 百事 第1象限 第2象限 第4象限 第3象限 图4 蔬菜产业专利强度分布 90100 8090 7080 6070 5060 4050 3040 2030 1020 010 专利强度/% 专利数/万件 0 1 2 3 4 5 6  9   新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控  9   产业广角 中 国 蔬 菜     CHINA VEGETABLES 拜耳 陶氏杜邦 孟山都 雀巢 巴斯夫 先声达 Kvasenkov 欧莱雅 联合利华 浙江大学 百事 中科院 进一步对专利强度90%的1 619件专利进行 分析，发现其产生年份集中于20032013年间， 峰值出现在2006年，2009年后呈逐年走低态势。 从发明人地域分布来看，专利数位列前5位的国家 依次是：美国（1 056件）、德国（116件）、法国 （67件） 、日本（44件） 、英国（44件） ，美国占 比高达76.22%，中国为28件，占比仅为1.73%， 与美国差距非常明显，在核心专利方面没有任何优 势。从技术分布来看，核心专利主要集中于食品制 备（A23L1）、化妆品制备（A61K8）、医药配制品 （A61K9）、基因工程（C12N15） 、植物再生（A01H5） 等领域。美国专利US8961171B2强度最高，该发明 涉及一种蔬菜榨汁机，2010年申请，2013年已实 现转让。 3 结论与建议 2015年后全球蔬菜产业专利技术发展已相对 成熟，有进入技术衰退期的迹象。该产业一般专利 居多，核心专利严重缺乏，技术研发主要集中于食 品制备（A23L1）、药物制剂（A61K36）、温室培养 （A01G9）等IPC大组，研究内容近年来趋于多元 化，且交叉渗透。中国在专利布局和核心专利拥有 量方面，与美国差距明显；在技术热点方面，中国 已做到大范围覆盖，但在播种育苗技术热点上并不 具优势；浙江大学、中国科学院引领国内技术创 新，但从全球范围看，只是技术加入者和跟随者， 尚需进一步提升创新能力。 基于此，提出如下建议：一是多途径促进蔬 菜产业专利申请、实施和保护，注重专利质量提 升和专利海外布局，努力抢占技术制高点。二是 积极推动协同创新，强化产学研合作，加快提高产 业科技含量。三是加快专业化蔬菜基地建设，突出 区域特色，实施品牌战略，加强无公害种植，提高 经济效益。四是健全技术服务体系，强化蔬菜新技 术、新品种试验、示范和推广应用，推进科技成果 转化落地生根。五是发挥合作社、协会纽带作用， 建立信息化服务网络，提高进入市场的组织化程 度。六是完善产业链条，推进蔬菜产业向区域化布 局、规模化生产、产业化经营、专业化服务的方向  发展。 参考文献 陈荣，曹明，孙济庆.2017.面向技术发展趋势的专利分析模型研 究.科技管理研究，（10）：183-187. 范林强，柳平增.2017.蔬菜产业信息系统评价指标体系探究.南 方农业，11（5）：61-63. 官建成，王刚波.2008.技术领域优势的国际比较研究.科学学研 究，26（1）：90-97. 贺伟，张柏秋，田辛玲，李贺.2014.基于Innography平台的吉林 大学专利分析.情报科学，32（8）：144-147. 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Meye R M.2002.Tracing knowledge flows in innovation systems. Scientometrics，54（2） ：193-212. Development Situation of Vegetable Industry based on Global Patent Information LIU Qin 1 ，YANG Yu-min 2 ，ZHENG Yan-yan 1 ，TAN Lyu-ke 1 ，HUANG Xu 1 ，TANG Yun 1 （ 1 Nanjing Research Institute for Agricultural Mechanization，Ministry of Agriculture，Nanjing 210014，Jiangsu，China； 2 Jiangsu Patent Information Service Center，Nanjing 210008，Jiangsu，China） Abstract：To clear the development status of vegetable industry technolog，this paper applying patent mining  method and visualization tool，collected and analyzed the related data of patent technology development trend in  global vegetable industry，patent technology origin and its application，key innovative institutions，IPC layout， technology hot spots，and patent intensity.The results showed that there were more general patents in the global  vegetable industry，but there was a serious lack of core patents.China，Russia，America，Korea，and Japan  were the major source countrie and application countries of patent technology.Technological innovation mainly  focused on A23L1，A61K36 and A01G9.The technology innovation in China's vegetable industry almost covered  the vast majority of technical hot spots，but there was no obvious advantage in sowing and planting.Zhejiang  University and Chinese Academy of Sciences are leading domestic science and technology innovation，but looking  from the global view point，they are only the technology intrants in this domain. Key words：Vegetable；Patent；Innography；Patent data mining  10   新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控  10   产业广角 中 国 蔬 菜     CHINA VEGETABLES