施用沼肥的蘋果顏色鮮、味道甜。中國農(nóng)科院供圖
“在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化推進過程中，高質(zhì)量綠色發(fā)展實際上是供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的核心問題，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的核心問題。”在近日舉行的第十四屆農(nóng)業(yè)環(huán)境科學峰會上，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所（以下簡稱環(huán)發(fā)所）研究員梅旭榮說，生態(tài)環(huán)境所面臨的挑戰(zhàn)和壓力前所未有，農(nóng)業(yè)環(huán)境科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略地位日益凸顯。
梅旭榮強調(diào)，綠色發(fā)展成為破解當今全球資源、能源和環(huán)境挑戰(zhàn)，引領(lǐng)農(nóng)業(yè)環(huán)境學科發(fā)展的必然趨勢。實現(xiàn)糧食安全與資源、環(huán)境和可持續(xù)農(nóng)業(yè)間的平衡，是綠色可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的嚴峻戰(zhàn)略議題。
離開財富生產(chǎn)談“美麗”是空中樓閣
我國是生豬養(yǎng)殖和豬肉消費大國，生豬養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)值占畜牧業(yè)總產(chǎn)值的3/4，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值18%，與汽車工業(yè)相當，約1.7 萬億元。生豬養(yǎng)殖已成為我國農(nóng)業(yè)中的支柱產(chǎn)業(yè)，事關(guān)國計民生。
然而，我國畜禽每年產(chǎn)生約38億噸糞便，折合純養(yǎng)分3200萬噸，相當于我國化肥總養(yǎng)分投入量50%，但目前資源化利用率不到40%。
“養(yǎng)殖業(yè)在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中具有資源轉(zhuǎn)換和維持生態(tài)平衡的重要功能。”中國工程院院士印遇龍在會上指出，養(yǎng)殖業(yè)在美麗中國和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略中是不容忽視的部分。
他強調(diào)，美麗中國不是貧窮中國，離開物質(zhì)財富和優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品談“美麗”是空中樓閣，華而不實。“美麗中國是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式和諧，避開養(yǎng)殖業(yè)的問題研究‘美麗’是避重就輕、徒勞無功。”
過量化肥誘發(fā)土壤板結(jié)，影響美麗鄉(xiāng)村；大量畜禽糞污不能有效利用，更影響美麗鄉(xiāng)村。“種養(yǎng)脫節(jié)是癥結(jié)。”印遇龍說。
目前，我國種植業(yè)存在的問題包括，化肥農(nóng)藥大量使用、單位畝產(chǎn)資源消耗較大、水土面源污染嚴重、土壤板結(jié)地力下降、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降；而養(yǎng)殖業(yè)存在的問題有，飼料進口依賴度較大、養(yǎng)殖成本較高、抗生素和添加劑過量使用、食品安全風險較大、水土氣面源污染嚴重。
針對目前由于種植和養(yǎng)殖脫節(jié)造成的食品、環(huán)境和農(nóng)業(yè)生態(tài)存在的系列問題，印遇龍建議，應當基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)源頭減排、過程控制與末端治理的整體思路，開展畜禽飼料重金屬、抗生素等有害物質(zhì)源頭減排、畜禽糞便、秸稈等有機廢棄物資源化，構(gòu)建種養(yǎng)結(jié)合成套技術(shù)裝備體系、創(chuàng)建種養(yǎng)耦合的生態(tài)循環(huán)模式。
發(fā)展生物多樣性農(nóng)業(yè)
我國化肥施用量占全球35%，是全球平均用量的3.4 、美國的2.6倍、歐盟的2.5倍；農(nóng)藥施用量占全球47%，單位播種面積農(nóng)藥施用量是全球平均用量的2.5~5 倍。
“為什么我國單位面積耕地農(nóng)藥、化肥使用量世界第一？為什么我國農(nóng)業(yè)面源污染、重金屬污染問題異常突顯？”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護科研監(jiān)測所研究員楊殿林提出了兩個問題。
近年來，我國農(nóng)業(yè)已進入從傳統(tǒng)農(nóng)戶分散經(jīng)營向集約化、專業(yè)化、組織化、社會化相結(jié)合的新型經(jīng)營體系加快轉(zhuǎn)變的新階段。而集約化農(nóng)田長期、大面積、單一種植，生物多樣性遭到嚴重破壞，造成農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)綜合障礙，如生產(chǎn)力下降、養(yǎng)分循環(huán)失衡、抵抗病蟲害能力降低、傳粉能力下降等，最終導致農(nóng)業(yè)發(fā)展不可持續(xù)。
“集約化農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展問題成為日益突出的、迫切需要解決的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)安全問題。”楊殿林說。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)約占地球陸地面積40%。將農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)安全納入國家安全體系，是推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化，實現(xiàn)國家長治久安的迫切要求。
“重構(gòu)健康的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的根本途徑。”楊殿林說，這已被聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）確認為集約化農(nóng)田實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展最有前途的解決方案。
楊殿林建議，應盡快啟動集約化生態(tài)農(nóng)田業(yè)示范區(qū)建設行動。在東北、西北、黃淮海和長江中下游等農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)，開展集約化生態(tài)農(nóng)田系統(tǒng)設計與重構(gòu)，創(chuàng)新集成集約化生態(tài)農(nóng)田系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)體系與技術(shù)模式。
向白色污染開戰(zhàn)
農(nóng)業(yè)農(nóng)村廢棄物是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)農(nóng)村生活當中的必然產(chǎn)物。目前我國農(nóng)膜覆蓋面積已達到3億畝，地膜覆蓋給農(nóng)作物帶來的直接效益達1200億~1400億元，為農(nóng)業(yè)節(jié)水增效做出了突出貢獻。
“但是農(nóng)膜從白色革命變成了白色污染。全國農(nóng)田地膜殘留強度平均為3.45kg/畝，西北地區(qū)最嚴重，達到5.16kg/畝，最多的是新疆，達13.64kg/畝，華東地區(qū)相對殘留量比較低。”環(huán)發(fā)所研究員董紅敏說，根據(jù)2017年調(diào)查結(jié)果，全國地膜平均回收率不足70%，主要原因是地膜薄、強度低、可回收性差，現(xiàn)有的回收機具無法滿足田間作業(yè)要求，機械回收作業(yè)面積相對比較低。
此外，回收地膜含雜率高達70-90%，可利用的價值低。“現(xiàn)有含雜率情況下，再生顆粒的生產(chǎn)成本已經(jīng)超過5500元/噸，與普通PE顆粒相比，性價比很低。”董紅敏認為，地膜殘留污染的主要問題，一是地膜覆蓋技術(shù)的泛用和濫用，造成農(nóng)田污染加重；二是回收效率低、回收率低，回收后地膜含雜高、雜膜分離困難，價值低。
要解決地膜殘留污染問題就必須進行開拓和創(chuàng)新。董紅敏介紹，目前，環(huán)發(fā)所開展協(xié)同創(chuàng)新，開展了減量技術(shù)、全生物降解膜產(chǎn)品研發(fā)和應用，已經(jīng)在全國十余種作物上實驗，推廣面積達1萬多畝。不過，她坦言，全生物降解膜成本高、應用范圍小，在實踐推廣上還有一定挑戰(zhàn)。
董紅敏建議，應加強全生命周期地膜源微塑料及塑化劑危害過程和環(huán)境影響研究，地膜覆蓋適宜性評價技術(shù)的研究，高效回收機具、回收地膜的膜雜分離技術(shù)、高效循環(huán)利用技術(shù)與工藝研發(fā)，強化生物降解地膜的新材料、新工藝和新產(chǎn)品研究。
農(nóng)業(yè)環(huán)境學科必須“轉(zhuǎn)變”
中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所所長、研究員趙立欣指出，我國農(nóng)業(yè)已經(jīng)到了轉(zhuǎn)型期、提質(zhì)增效期，如何既保障糧食安全，又可持續(xù)發(fā)展，是一個農(nóng)業(yè)如何綠色發(fā)展的問題。
“要從全國的視角來考量每個區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展。”趙立欣舉例說，南方水土資源豐富，但現(xiàn)在很多都是糧食調(diào)入省；東北水資源缺乏，現(xiàn)在是大糧倉。未來如何規(guī)劃這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展，是值得深入討論的問題。
梅旭榮認為，農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學科是復雜巨大系統(tǒng)，已經(jīng)很難再依靠“點”上的技術(shù)突破實現(xiàn)整體提升，跨學科研究和系統(tǒng)方法成為解決重大關(guān)鍵問題的首選項。
他說，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)深度融入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，農(nóng)業(yè)資源環(huán)境技術(shù)迭代變革正加速向自動化、智能化、融合化方向發(fā)展。農(nóng)業(yè)環(huán)境研究思路由單要素向多要素、跨介質(zhì)、多目標協(xié)同防治轉(zhuǎn)變，研究尺度向更寬廣更縱深延展，研究手段上多學科交叉融合特征明顯。這將有力推動我國農(nóng)業(yè)環(huán)境科技更進一步創(chuàng)新和綠色轉(zhuǎn)型。
“農(nóng)業(yè)環(huán)境科技創(chuàng)新怎么辦，兩個字，就是‘轉(zhuǎn)變’。”梅旭榮說。
首先，農(nóng)業(yè)環(huán)境科學是研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程對環(huán)境要素的相互作用和調(diào)控的一門科學，是典型的邊緣交叉和信息學科。因此，單一的學科很難發(fā)揮作用，而新技術(shù)新方法新理論會不斷融合到這個學科體系里。
其次，研發(fā)方向要做出調(diào)整。要堅持問題導向、需求導向。一定要解決為誰科研、為誰去創(chuàng)新的問題。圍繞著農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的健康、構(gòu)建可持續(xù)生產(chǎn)力等，布局一些農(nóng)業(yè)環(huán)境里的重大科學問題。整個研究要進行鏈條式創(chuàng)新，一環(huán)接一環(huán)，從基礎到應用、到轉(zhuǎn)化，從整個產(chǎn)業(yè)鏈上解決問題。
第三，建立協(xié)同創(chuàng)新機制。創(chuàng)新是源于問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。農(nóng)業(yè)環(huán)境領(lǐng)域的理論和方法創(chuàng)新很少，就是因為沒有去進行科學發(fā)現(xiàn)。在農(nóng)業(yè)環(huán)境里面最缺的是科學發(fā)現(xiàn)和模式創(chuàng)新，這方面要繼續(xù)加強。
第四，探索新的科研范式，例如數(shù)據(jù)密集型的科學發(fā)現(xiàn)。大數(shù)據(jù)信息時代，給我們的科學研究提供了新的理論和方法。
