【锚定2035·院士谈科学报国】农业绿色发展大有可为

　　编者按：习近平总书记指出，“科学普及是实现创新发展的重要基础性工作。”为助力高水平科技自立自强，中国科协科普部联合光明网推出“院士高端科普”栏目，邀请各领域院士就我国当下热点科技问题给予权威解答，服务引导更多科技工作者提升科研科普能力，促进全民科学素质提升，为科技强国建设贡献科普力量。#千万IP创科普

　　许多人认为农业天然等同于绿色，其实不然。

　　近年来，我国农业发展不断迈上新台阶，粮食连年丰收的同时却也付出了一定代价。为满足人类需求，农业生产活动大幅改变了地球的自然状态，比如砍伐森林种植作物、大规模饲养畜禽等，这些活动虽然提供了丰富的食物和能源，但也产生了大量废弃物。另一方面，农业系统并不是一个封闭系统，生产过程中会不可避免地会出现“漏气、漏水、漏肥”的问题，使得农业生态环境亮起了“红灯”。

　　这些问题如果处理不当，将对地球生态系统造成不可逆转的损害，农业不仅肩负着生产粮食和能源原料的重任，更需承担起保护地球环境的使命。这也进一步表明，农业必须向绿色发展转型。

　　但目前，我国农业面临着投入高、产量不够高、环境代价大的挑战。以肥料为例，自1985年左右开始大面积施用，最高时化学氮肥的用量是作物实际需求量的1.5倍，过量的盈余造成了污染风险。因此，农业绿色发展的目标，就是要在现有的基础上，增产30%以上、增效50%以上、减排50%以上，品质要大幅度提升，农民收入要大幅度增加，生态系统的服务功能大大提升。只有这些目标达到，才能真正实现农业绿色发展。

　　为实现这一目标，我们提出“三步走”策略：第一步，减肥增效，即不增加投入的同时保证产量不减或小幅度增产，节肥20%以上；第二步，绿色增产增效，实现增产10%-20%，增效30%；第三步，绿色高产高效，增产30%，减排增效50%。如果能够实现，我国将成为全球农业绿色发展的典范。

　　就作物生产而言，第一步策略我们从本世纪初便开始探索。在测土配方施肥行动中，我与朱兆良先生在华北和太湖流域等地一起进行了小麦和玉米、小麦和水稻的轮作试验，发现可以减少30%的氮肥投入，但产量不减，效率还能提升30%-50%，环境减排（包括大气、水和土壤残留等）也可以成倍下降。

　　第二步策略中，我们首先在玉米上取得了突破。通过在华北和东北的实践，发现在实现第一步的基础上，建立以土壤-作物系统综合管理为核心的绿色增产增效技术体系，实现了作物高产与资源高效。后来，我们将这项技术应用到了全国三大主要粮食作物产区，平均增产30%，减排50%，相关成果于2014年发表在《Nature》上。

　　第三步实现起来难度相对更大。原因是我国的耕地质量无法达到要求。在不施肥的情况下，需要供应50%的水分和养分才能满足作物生长需求，而欧美只需要20%~30%便可以满足。为提高耕地质量，需要进行优化耕层管理，将植物群体调控到与光热匹配的最佳状态，实现群体最大幅度地将光温资源转化为干物质，集成沃土-根层调控-群体优化的绿色高产高效技术模式。除此之外，还需要实现机械化和信息化等。

　　以河北曲周为例，1973年，以石元春和辛德惠为代表的老一辈中国农业大学师生扎根于此，开展“改土治碱”科技大会战，成果迅速推广到全国，涉及3.8亿人口、4.7亿低产耕地的治理，“黄淮海地区农业综合开发研究”也获得国家科技进步特等奖。2009年，我们团队师生在曲周建立全国第一个科技小院，与农民一起开展作物高产高效、绿色增产增效技术创新与应用推广，到2024年，曲周绿色增粮“千亩示范方”周年亩产达到1522kg，实现了“绿色吨半粮”的重大突破。51年来，河北曲周经历了从改土治碱到高产高效，再到绿色高质高效的转变，昔日的盐碱滩变成了米粮川。如今，科技小院作为技术创新与应用的前沿阵地，已遍布全国1800多个地点，惠及5.7亿亩土地和2000万农民，证明了科技在推动农业绿色发展中的巨大潜力。

　　但也要看到，虽然农业绿色发展已在全国范围内广泛开展，可公众的参与度和行动力尚显不足，亟需从理念层面深化对绿色发展必要性的认识，从政策上引导全民关注绿色发展，不能把保护环境的责任全部推给农民。对于农产品消费者来说，他们也有责任推广应用绿色发展理念，特别是城市的消费者，他们有知识有能力推动绿色健康消费，他们要一起来保护地球，发展绿色农业，建设绿色家园。

　　展望未来，我深知技术进步永无止境。从传统的水肥管理、栽培技术，到现代的良种选育、绿色投入品开发，再到良法与智能装备的一体化应用，每一步进展都为实现农业绿色转型提供了可能。我坚信，通过不断挖掘土壤与生态环境的潜力，结合智能技术的力量，农业绿色发展不仅大有可为，更将成为推动国家可持续发展战略的重要力量。

　　（作者：张福锁 中国工程院院士、中国农业大学教授，光明网记者蔡琳、李欣哲整理）